藥用植物離體培養(yǎng)技術(shù)的研究進(jìn)展及其應(yīng)用前景

盧祖鴻

（廣南縣中醫(yī)醫(yī)院，云南 廣南 663300）

1 藥用植物離體培養(yǎng)技術(shù)的研究進(jìn)展

1.1 愈傷組織

愈傷組織是植物細(xì)胞脫分化后形成的一種無(wú)定形狀態(tài)的薄壁細(xì)胞，可以在短時(shí)間內(nèi)分化形成幼苗，實(shí)現(xiàn)快速繁殖，從而克服藥用植物人工栽培周期長(zhǎng)、生長(zhǎng)緩慢的難題。據(jù)統(tǒng)計(jì)，進(jìn)行愈傷組織培養(yǎng)研究過(guò)的藥用植物超過(guò)400種。人參自古被稱為“百草之王”，具有廣泛的藥理作用，早在20世紀(jì)60年代，就已經(jīng)有了人參愈傷組織培養(yǎng)的報(bào)道。但是由于人參愈傷組織生長(zhǎng)較為緩慢，且其中的有效成分含量遠(yuǎn)低于天然植株，至今人們還在探索和優(yōu)化人參愈傷誘導(dǎo)分化的條件，以便將其工業(yè)化生產(chǎn)。

1.2 細(xì)胞培養(yǎng)

植物細(xì)胞培養(yǎng)是指在細(xì)胞離開生命體的前提下，以單個(gè)細(xì)胞體或者若干個(gè)細(xì)胞體為單位進(jìn)行懸浮培養(yǎng)。植物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)可以優(yōu)化最佳的培養(yǎng)條件，在較短時(shí)間內(nèi)大規(guī)模培養(yǎng)，從而緩解藥用植物資源供應(yīng)的難題。從20世紀(jì)80年代至今，藥用植物細(xì)胞培養(yǎng)一直是研究的熱點(diǎn)，并取得一系列成果，如在人參、西洋參、紫草、紅豆杉的研究上均取得了細(xì)胞懸浮培養(yǎng)的成功。但是，由于植物細(xì)胞生長(zhǎng)相對(duì)較慢，次生代謝產(chǎn)物的合成與積累需要一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程，這個(gè)過(guò)程容易受到培養(yǎng)條件如傳質(zhì)、傳氧等的影響，導(dǎo)致在多次傳代后出現(xiàn)老化的現(xiàn)象，因此，對(duì)優(yōu)質(zhì)懸浮細(xì)胞系進(jìn)行篩選和優(yōu)化仍是目前研究的重點(diǎn)。另外，細(xì)胞培養(yǎng)工業(yè)化的前提是合適的細(xì)胞培養(yǎng)反應(yīng)器的制備，如何解決在細(xì)胞生長(zhǎng)高黏度的狀態(tài)下，以合適的剪切力攪拌，達(dá)到傳質(zhì)、傳氧等最合適的植物細(xì)胞生長(zhǎng)環(huán)境，是植物細(xì)胞培養(yǎng)工業(yè)化亟須解決的問(wèn)題。

1.3 毛狀根

毛狀根又稱發(fā)根，是發(fā)根農(nóng)桿菌侵染植株或某一器官組織而形成的。因毛狀根具有培養(yǎng)體系生長(zhǎng)迅速、效率高、遺傳性狀穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，已成為植物組織培養(yǎng)的研究熱點(diǎn)。目前，已有100多種植物的毛狀根被成功誘導(dǎo)，通過(guò)優(yōu)化培養(yǎng)基、光照、pH值、溫度等物理因素以及添加外源激素、誘導(dǎo)子等化學(xué)因子，有些毛狀根中的次生代謝產(chǎn)物含量甚至?xí)^(guò)原植株含量，具有重要的應(yīng)用價(jià)值。我國(guó)的研究人員建立了太子參毛狀根的培養(yǎng)體系，為利用毛狀根大規(guī)模生產(chǎn)藥用有效成分奠定了基礎(chǔ)。人參、三七、丹參、黃芪、當(dāng)歸、銀杏等藥用植物的毛狀根利用也已經(jīng)獲得成功。其中，人參毛狀根已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)，且其產(chǎn)品大規(guī)模應(yīng)用于制藥、食品和化妝品行業(yè)。但是，大部分藥用植物毛狀根體系的研究仍處在研究階段，這是由于毛狀根經(jīng)過(guò)多次繼代培養(yǎng)后會(huì)退化，其次生代謝產(chǎn)物的含量降低，因此，毛狀根體系的優(yōu)化和篩選仍然是目前研究的主要內(nèi)容。

2 藥用植物離體培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用前景

2.1 利用藥用植物離體培養(yǎng)技術(shù)生產(chǎn)藥用植物活性化合物

藥用植物的活性產(chǎn)物往往是其次生代謝產(chǎn)物，生產(chǎn)周期長(zhǎng)、產(chǎn)量低，利用離體培養(yǎng)技術(shù)生產(chǎn)藥用植物活性成分具有重要的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。據(jù)統(tǒng)計(jì)，近1000種藥用植物的離體培養(yǎng)技術(shù)獲得成功，提供了超過(guò)600種的活性成分，并且人參、紫杉醇、青蒿素的離體培養(yǎng)生產(chǎn)已經(jīng)達(dá)到了工業(yè)化水平。研究發(fā)現(xiàn)，通過(guò)改變培養(yǎng)條件，如調(diào)整培養(yǎng)基的營(yíng)養(yǎng)成分含量、調(diào)整pH值和溫度、添加外源激素、進(jìn)行菌體感染等生物刺激，均能有效提高離體培養(yǎng)材料中活性成分的含量，這些研究為藥用植物中次生代謝產(chǎn)物生產(chǎn)提供了有效的途徑。

2.2 藥用植物快速繁殖

由于人工栽培的藥用植物大多生長(zhǎng)周期較長(zhǎng)，而市場(chǎng)對(duì)名貴中藥材的需求日益增加，使得藥用植物資源過(guò)度開發(fā)，一些珍惜藥用植物瀕臨滅絕。例如早些年我國(guó)蘊(yùn)藏量豐富的野生甘草已經(jīng)滅絕。其他名貴中藥材如金花茶、人參和紅豆杉已被列入國(guó)家一級(jí)保護(hù)野生植物名錄，長(zhǎng)此以往，將對(duì)傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)造成沖擊。利用離體培養(yǎng)技術(shù)分化成植株，可以實(shí)現(xiàn)藥用植物的快速繁殖，從而解決瀕危藥用植物的資源問(wèn)題。藏紅花引種我國(guó)以來(lái)，多采用分球繁殖的方式，繁殖系數(shù)低、種球易受病毒侵害且易退化，限制了藏紅花的大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化種植。針對(duì)該問(wèn)題，經(jīng)過(guò)多年的摸索，目前已經(jīng)建立了藏紅花花柱誘導(dǎo)愈傷組織的初代培養(yǎng)技術(shù)體系。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前已有200多種藥用植物經(jīng)過(guò)離體培養(yǎng)成功獲得了試管植株，實(shí)現(xiàn)了快速繁殖，其中絕大多數(shù)為珍貴稀有的藥用植物，如人參、鐵皮石斛、金線蓮等。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，由于藥用植物的大量開發(fā)應(yīng)用、人工栽培的困難和品質(zhì)退化等原因，導(dǎo)致許多藥用植物資源嚴(yán)重短缺。而采用植物細(xì)胞或器官離體培養(yǎng)技術(shù)，可快速積累藥用植物的活性成分，為資源短缺問(wèn)題的解決提供了有效手段。所以，相關(guān)研究人員需要在今后的工作中不斷強(qiáng)化對(duì)藥用植物離體培養(yǎng)技術(shù)的研究與應(yīng)用，進(jìn)而為保障我國(guó)藥用植物的供給量打下良好基礎(chǔ)。