中草藥脫毒技術(shù)研究論述

張 梅 張?jiān)迫?楊 燕 顧曉穎 盛 鵬

（云南省昆明市官渡區(qū)云南農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，云南 昆明 651000）

前言

近年來，中醫(yī)藥行業(yè)的發(fā)展愈加突出，相關(guān)的研究與醫(yī)務(wù)工作對于中藥的重視要求也逐步提升，中藥材在生產(chǎn)的進(jìn)程中需要以種業(yè)為基礎(chǔ)。但是，結(jié)合相關(guān)研究了解到，因?yàn)橹参锏牟≡?、病毒等能夠在中藥材植物?nèi)傳遞，且能夠在時(shí)間的推進(jìn)下不斷積累，從而抑制藥材的生長甚至導(dǎo)致其死亡，而這也是物種退化的主要原因之一。尤其是無性繁殖的中草藥品種，因?yàn)閾碛休^長的生長周期，在整個(gè)周期中隨時(shí)都可能受到病害的侵染，且在日常生產(chǎn)的進(jìn)程中，并未對植株進(jìn)行嚴(yán)格的檢測與審查，致使中草藥的藥效與農(nóng)藝性狀被劈壞，對于藥農(nóng)的經(jīng)濟(jì)效益與中醫(yī)藥行業(yè)的整體發(fā)展都存在嚴(yán)重的負(fù)面影響。最近幾年來，在草莓、甘薯、甘蔗以及馬鈴薯等植物上已經(jīng)廣泛的研究并應(yīng)用脫毒技術(shù)了，且對于種苗標(biāo)準(zhǔn)化的生產(chǎn)工作具備一定的推進(jìn)動(dòng)力?，F(xiàn)階段，如百合、菊花、半夏、地黃等藥用植物都已經(jīng)逐步應(yīng)用該種技術(shù)，且能夠達(dá)成種性的恢復(fù)與種質(zhì)的純化等作用。對中草藥行業(yè)的優(yōu)化發(fā)展具有重要的作用。

1.中草藥的脫毒方式

1.1 組織培養(yǎng)脫毒方式

Morel 獲得脫毒大麗菊之后，脫毒技術(shù)開始被各位專家與學(xué)者廣泛的應(yīng)用并不斷的開發(fā)研究，其作用的原理主要是利用病毒不能均勻的寄主在植物體內(nèi)的部位與組織上。其中，組織快速生長與分裂的莖尖因?yàn)榫S管束系統(tǒng)不足，知識冰凍不能快速地在胞間完成傳遞，病毒濃度整體含量較低。故而，在臨近頂端的分生組織中，病毒濃度不高，通過剝離并培養(yǎng)莖尖，容易較快的獲得脫去細(xì)菌、病毒、真菌的沒有病毒的植株。但是，莖尖脫毒的最終成活率與莖尖的具體尺寸和脫毒效果具有極為密切的關(guān)聯(lián)性。就一般而言，體積較大的離體莖尖的成活率較高，但存在較大含病毒風(fēng)險(xiǎn)，體積較小的離體莖幾乎不會(huì)含有病毒，但相應(yīng)的成活率會(huì)下降很多，需要相關(guān)的工作人員能夠結(jié)合植株實(shí)際的生長情況與種植要求進(jìn)行。組織培養(yǎng)脫毒方式具備較低變異率以及較為優(yōu)良的脫毒效果等優(yōu)勢，同時(shí)也應(yīng)為操作繁瑣且取材部分限制難以實(shí)施。

目前，組織培養(yǎng)脫毒方式在中草藥行業(yè)中正在應(yīng)用且已經(jīng)取得了較好的進(jìn)展。例如，利用植物激素對半夏的莖尖進(jìn)行處理，能夠較快地形成傷口愈合的組織，對該植株的脫毒研究也相對成熟。有學(xué)者研究可以分別利用濃度為2.0mg/L、1.5mg/L的2，4-D與6-BA對半夏的莖尖進(jìn)行處理，愈傷組織會(huì)擁有最高的誘導(dǎo)率，且能夠直接成活，而檢測表也顯示SMV、CMV 以及TMV 等的脫毒率都可以達(dá)到100%。現(xiàn)階段，太子參已經(jīng)擁有了較為成熟的脫毒技術(shù)，在操作中可以選取長度為0.5mm 同時(shí)帶有2個(gè)葉原基的莖尖，并建立培養(yǎng)基為MS+0.5mg/L6-BA+0.5mg/LNAA，正常情況下，該種培養(yǎng)方式的成活率能夠超過85%，生根率能超過90%，定植之后則一定能夠成活。利用指示植物鑒定法與目測法進(jìn)行檢測，能夠獲得脫離病毒的組織培養(yǎng)幼苗，且經(jīng)過實(shí)踐了解到，相較于傳統(tǒng)植株，脫毒后的單株增產(chǎn)量超過102%。

1.2 化學(xué)物質(zhì)脫毒方式

使用化學(xué)物質(zhì)如病毒抑制劑等，能夠從不同形式上對植物病毒起到抑制以及清除的效果，對中草藥的健康成長具有明顯的保障性作用?，F(xiàn)階段，經(jīng)常應(yīng)用的組織培養(yǎng)的病毒抑制劑主要包含9-2（2-羥二氧）甲基鳥嘌呤、三氮唑核苷（病毒唑）、疊氮胸苷、2-硫尿嘧啶、5-二氫尿嘧啶（dht）以及雙乙酰-二氫-5=氮尿嘧啶（DA-DHT）等。結(jié)合現(xiàn)有的研究資料可以了解到，病毒唑在實(shí)際應(yīng)用的進(jìn)程中具有較好的抑制性作用，且目前也正在被廣泛應(yīng)用。此類藥物能夠?qū)⑺幬镏苯幼⑸渲翈в胁《镜闹仓昱囵B(yǎng)基或者植株上，從而全面且徹底的清除病毒。

另外，研究發(fā)現(xiàn)對于中草藥的成長來說，如果能夠結(jié)合化學(xué)物質(zhì)脫毒與組織培養(yǎng)脫毒方式，能夠達(dá)成更加高效、便捷的效果，首先，能夠不再嚴(yán)格地把控材料的尺寸，其次，能夠根除較為復(fù)雜化的病毒。例如，使用熱處理和10mg/L 的病毒唑，能夠有效為東方百合的斑駁病與無癥病毒脫毒，且脫毒率均超過40%。

就目前實(shí)際的研究與生產(chǎn)來說，對中草藥所進(jìn)行的脫毒技術(shù)已經(jīng)從傳統(tǒng)的單一化方式轉(zhuǎn)化成多種復(fù)合式的發(fā)展方向，脫毒率與成活率也逐步提升，對于中草藥的商品化、工廠化規(guī)模具備明顯的提升作用，還能有效縮減生產(chǎn)過程中的投入成本，擴(kuò)大應(yīng)用范圍。

2.中草藥種的傳病源分析

2.1 中草藥種傳病源

對于本文所研究的中草藥半夏、百合、菊花以及地黃等植株而言，主要的病源涵蓋真菌、細(xì)菌以及病毒。輕重危害較強(qiáng)的是病毒，常見的植株病包括菊花病毒病、半夏病毒病以及地黃病毒病等。細(xì)菌所引起的病癥主要包括廣藿香根瘤、廣藿香青枯病等。在日常生產(chǎn)中，因?yàn)樵诎俸仙a(chǎn)的過程中需要長時(shí)間應(yīng)用鱗片、鱗莖等營養(yǎng)器官完成無性繁殖，而且，整個(gè)生長過程的時(shí)間較長，擁有較久的時(shí)間完成病毒積累，導(dǎo)致種球、種性等都嚴(yán)重退化，對于百合的產(chǎn)量與品質(zhì)具有明顯的負(fù)面影響，從而直接影響中草藥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與運(yùn)營，該問題在畢節(jié)、銅仁等地區(qū)尤為突出。

現(xiàn)階段對于菊花病毒來說，被人們所熟知的便有十?dāng)?shù)種。但是，受到不同區(qū)域、不同品種等方面的影響，菊花病毒植株的具體表現(xiàn)也存在明顯的差異。半夏在生產(chǎn)中所出現(xiàn)的病毒種類繁多，且會(huì)受到品種與地區(qū)的直接影響，常見的病毒種類包括馬鈴薯病毒、南芥菜花葉病毒、大豆花葉病毒、彈狀病毒等。丹參則極為容易受到黃瓜花葉病毒的侵襲，藏紅花也會(huì)頻繁地被鳶尾花葉病毒、黃瓜花葉病毒以及蕪菁花葉病毒等感染。

2.2 現(xiàn)階段種傳病源的具體危害分析

當(dāng)宿主被植物病毒所侵害之后，宿主細(xì)胞內(nèi)部的病毒會(huì)快速的傳播并自我復(fù)制，在嚴(yán)重影響宿主細(xì)胞的新陳代謝之后致使植物患病，最終引發(fā)死亡。在種植行業(yè)中一直將植物病毒素稱為植物癌癥。目前，已經(jīng)了解到的自然界中現(xiàn)有的、能夠?qū)χ参锂a(chǎn)生負(fù)面影響的病毒高達(dá)600 余種。但是，能夠快速且具備針對性的治療的特效藥物卻寥寥無幾，每年，我國中草藥行業(yè)因植物病毒的影響，所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)損失能夠超過4000 億人民幣，已經(jīng)發(fā)展成了降低質(zhì)量與產(chǎn)量的主要因素之一。伴隨著近幾年中草藥行業(yè)的快速發(fā)展，人工種植的規(guī)模逐步擴(kuò)大，植物病毒所具備的危害性與傷害性也逐步提升。

人工培育的半夏在受到病毒的迫害后，葉片會(huì)快速的皺縮、變小、斑駁、變色以及畸形等。在主要生產(chǎn)羅漢果的區(qū)域中，有超過九成的植株會(huì)受到花葉病毒不同程度的感染，為種植工作人員帶來嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。病毒侵染菊花之后，菊花植株的生長速度與生長形態(tài)都發(fā)生了變化，且花朵的直徑縮減，葉片上開始出現(xiàn)壞死，不僅嚴(yán)重降低了菊花植株的產(chǎn)量，還導(dǎo)致其經(jīng)濟(jì)價(jià)值大打折扣。太子參在生產(chǎn)的過程中需要通過種根完成無性繁殖，在產(chǎn)區(qū)中大多會(huì)因?yàn)檠料x或者連作等產(chǎn)生病毒傳播現(xiàn)象，在常年累積下，根內(nèi)的花葉病毒會(huì)直接削弱葉片的光合作用，該病毒也會(huì)降低參根的產(chǎn)量、損害參根的質(zhì)量。目前，剔除植物病毒的方式主要是應(yīng)用植物脫毒等技術(shù)，但是與大田的農(nóng)作物種植相比較，中草藥的脫毒技術(shù)依然處于落后階段。

3.中草藥脫毒技術(shù)的研究與應(yīng)用

3.1 脫毒種苗的具體表現(xiàn)

植物病毒的主要傳播途徑是植物營養(yǎng)體所進(jìn)行的無性繁殖，并在整個(gè)生長周期中不斷地積累、擴(kuò)散。長期進(jìn)行無性繁殖的中草藥植物并因?yàn)榉e累的病毒而致使植物出現(xiàn)病變，并退化種性。難以保障中藥材的可持續(xù)發(fā)展與生產(chǎn)。在種植初期，脫毒面并不會(huì)受到病毒的感染，在抗性、生長等方面也比傳統(tǒng)種苗擁有更多優(yōu)勢，故而，在品質(zhì)與產(chǎn)量等多個(gè)方面都得到全面提高。

首先，對于中草藥植株的生長影響。對中草藥植株進(jìn)行脫毒之后，最為直觀的表現(xiàn)便是形態(tài)出現(xiàn)了改變，且生長速度全面提升，生長勢頭也較猛。例如，相比于未脫毒的半夏植株而言，脫毒后的半夏生長整齊、見狀、葉片綠色明顯，且提升了抗病效果。整體高度也增加了1 厘米左右。

其次，對中草藥植物產(chǎn)量的影響。中草藥完成脫毒之后，其植物的產(chǎn)量有了量的飛躍，例如，杭白菊在脫毒之后，其所擁有的有效花朵、分枝數(shù)以及葉綠素等參數(shù)、含量等都有了顯著的提升。祁菊花在完成脫毒工作之后，其花朵的數(shù)量與質(zhì)量都有了提高，且花朵干物質(zhì)的產(chǎn)量也進(jìn)一步提升，增產(chǎn)量最多能夠達(dá)到50%左右。

最后，對藥效含量的影響。中藥材有效成分的穩(wěn)定性與含量高低決定了最終的治療結(jié)果，脫毒種苗的后代整齊一致且生長旺盛，能夠同時(shí)保證增產(chǎn)與穩(wěn)定性，對中草藥植株中的有效成分具備明顯的提升效果。

3.2 脫毒種苗近年來的發(fā)展情況

脫毒種苗生產(chǎn)流程的標(biāo)準(zhǔn)與否能夠在某種程度上直接決定中草藥種苗脫毒質(zhì)量的穩(wěn)定性，與花卉、果樹以及大多數(shù)的農(nóng)作物相比，中草藥具備更明顯的特性，目前大多數(shù)中草藥的種植規(guī)模與育種水平在一定程度上制約了其藥性的發(fā)展。組織培養(yǎng)技術(shù)是應(yīng)用脫毒的重要環(huán)節(jié)之一，以保證種苗質(zhì)量為基準(zhǔn)，改良組培技術(shù)進(jìn)程中的各項(xiàng)參數(shù)、降低生產(chǎn)投入成本，能夠更加廣泛的推進(jìn)中草藥脫毒技術(shù)的應(yīng)用，對中草藥的生產(chǎn)與行業(yè)的發(fā)展具有重要作用。一般來說，中草藥種苗脫毒的整個(gè)過程包括，選擇健壯、優(yōu)良的單株→確定需要脫毒的毒性種類→優(yōu)化脫毒方式→結(jié)合中草藥實(shí)際情況選擇綜合方式完成脫毒→結(jié)合中草藥瓶中建立對應(yīng)組織培養(yǎng)系統(tǒng)→誘導(dǎo)并增殖從生芽→檢測外植體材料病原→增殖并擴(kuò)繁健康種苗→假殖并擴(kuò)繁一級苗圃→檢測病原→得到合格種苗→在生產(chǎn)中應(yīng)用并推廣。也有部分中草藥的品種會(huì)出現(xiàn)原種產(chǎn)量低于二代苗的情況。故而，在生產(chǎn)的進(jìn)程中應(yīng)該結(jié)合種苗實(shí)際的生長情況，選擇適宜的世代苗作為種苗。

結(jié)論

目前，絕大部分的中草藥在種苗培育的進(jìn)程中都是通過無性繁殖完成的，例如半夏、丹參、菊花、春砂仁、菊花、白芷、太子參、羅漢果等。因?yàn)殚L時(shí)間的自育自繁，種苗與培育的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)與科學(xué)指導(dǎo)嚴(yán)重匱乏，導(dǎo)致很多品種都在生長的進(jìn)程中感染病菌或病毒，且一旦感染便會(huì)伴隨種苗的一生。另外，因?yàn)樵谌斯しN植的過程中，沒有高效、便捷的防治方式，病毒、真菌、細(xì)菌等也加重了中草藥的管理成本與管理難度。對中草藥成長的標(biāo)準(zhǔn)化與種植效益產(chǎn)生了極為嚴(yán)重的阻礙性作用。故而，在未來種植并培養(yǎng)中草藥植株的進(jìn)程中，為了能夠順利地強(qiáng)化商品化優(yōu)勢、擴(kuò)大工廠化的生產(chǎn)規(guī)模，應(yīng)該不斷地完善并改進(jìn)中草藥的脫毒技術(shù)。旨在能夠推進(jìn)中草藥行業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。