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1、生物技術(shù)及應(yīng)用論文關(guān)于生物技術(shù)的論文生物技術(shù)在藥用植物中的應(yīng)用及研究進(jìn)展摘要:參閱大量文獻(xiàn)資料對(duì)近年來生物技術(shù)在我國(guó)藥用植物研究中的應(yīng)用進(jìn)展進(jìn)行了綜述。從組織培養(yǎng)技術(shù)在藥用植物中的應(yīng)用、細(xì)胞培養(yǎng)的研究概況、基因工程和分子生物學(xué)在藥用植物中的應(yīng)用等內(nèi)容出發(fā),指明了生物技術(shù)在我國(guó)藥用植物中的應(yīng)用前景?! £P(guān)鍵詞:中草藥;生物技術(shù);組織培養(yǎng);基因工程 我國(guó)野生藥用植物種質(zhì)資源非常豐富,已發(fā)現(xiàn)11000多種藥用植物,種類和數(shù)量均居世界首位,為我國(guó)研制新的天然藥物奠定了良好的資源基礎(chǔ)。但傳統(tǒng)的中草藥獲取方法是以采集和消耗大量的野生植物資源為代價(jià)的,當(dāng)采集和消耗量超過自然資源的再生能力時(shí),必然會(huì)
2、導(dǎo)致物種瀕危甚至滅絕。為了解決藥用植物的供需矛盾,人們多采用人工栽培的方法擴(kuò)大藥源,但在人工栽培藥用植物時(shí)又面臨著花費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)、繁殖系數(shù)小、耗種量大、種子帶病與農(nóng)藥殘留等問題,嚴(yán)重影響了產(chǎn)量和品質(zhì)。近年來,生物技術(shù)的興起,為我國(guó)藥用植物的研究和發(fā)展提供了良機(jī)和手段。 1 植物組織培養(yǎng) 1.1歷史與現(xiàn)狀 近40年來,植物組織培養(yǎng)已成為生物學(xué)科研究的重要技術(shù)手段,并在農(nóng)業(yè)、林業(yè)、醫(yī)藥業(yè)等行業(yè)中被廣泛應(yīng)用,產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。而我國(guó)藥用植物組織培養(yǎng)的研究,可以追溯到20世紀(jì)60年代。1964年。中國(guó)科學(xué)院上海植物生理研究所羅士韋教授等首先報(bào)道了人參組織培養(yǎng)獲得成功的研究成果。
3、到目前為止,已有100多種藥用植物通過離體培養(yǎng)獲得試管植株,其中大多數(shù)為珍貴的藥用植物。其中有的還利用試管繁殖技術(shù)用于生產(chǎn)栽培種植藥材,如苦丁茶、蘆薈、懷地黃、枸杞、金錢蓮等。寧夏農(nóng)林科學(xué)院枸杞研究所利用試管繁殖與嫩枝扦插相結(jié)合的方法繁殖新品種寧杞1號(hào)和寧杞2號(hào)苗木100多萬株,加速了該品種的推廣?! ?.2組織培養(yǎng)技術(shù)在藥用植物中的應(yīng)用 1.2.1 藥用植物種苗的快速繁殖利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)進(jìn)行藥用植株無性繁殖來解決藥用植物天然資源不足這一棘手問題,具有成本低、效率高、生產(chǎn)周期短、無性遺傳特性一致的優(yōu)點(diǎn)。特別是對(duì)某些種子繁殖慢、難繁殖的藥用植物。組織培養(yǎng)通過選擇材料的部位(如根、莖
4、、葉的段、片、塊等),運(yùn)用培養(yǎng)基獲得芽體,最后培養(yǎng)成為植株?,F(xiàn)在已經(jīng)在藥用植物中廣泛應(yīng)用,已在上百種藥用植物上成功完成組織培養(yǎng)。 1.2.2無性植株的再生無性植株的再生是對(duì)植物通過組織培養(yǎng)和遺傳工程進(jìn)行品種改良的一個(gè)先決條件,也是實(shí)現(xiàn)獲得大量人工種苗的重要途徑,目前我國(guó)藥用植物用組織培養(yǎng)技術(shù)繁殖的無性系可概括為以下幾個(gè)方面:①帶節(jié)莖段扦插快繁,即由帶節(jié)莖段在無菌條件下扦插,可以進(jìn)行快速無性繁殖,如黃芩、羅布麻等;②器官發(fā)生,細(xì)胞或愈傷組織培養(yǎng)通過不定芽形成植株,如枸杞、西洋參、毛地黃、丹參、黃連等已通過這種方式建立了無性繁殖系,得到了人工種苗;③類胚體途徑,細(xì)胞或愈傷組織通過胚狀體途
5、徑,即經(jīng)過球形胚期、心形胚期、魚雷胚期、子葉胚期經(jīng)成熟胚發(fā)育成小植株。有些植物在成熟胚的類胚體上,還能繼續(xù)不斷地形成新的胚狀體,如西洋參、人參、甘草、三七、黃連等;④原球莖,細(xì)胞或組織培養(yǎng)經(jīng)原球莖途徑分化形成植株。如鐵皮石斛、百合等?! ?.2.3胚的離體培養(yǎng)獲得人工種苗 胚培養(yǎng)可以克服有性雜交中的胚乳敗育、早期胚敗育和珠心胚干擾等獲得雜種苗,此項(xiàng)技術(shù)已進(jìn)入實(shí)用階段,西洋參、紅花、枳殼、長(zhǎng)春花、銀杏等植物的胚培養(yǎng)已獲成功。張新寧等通過對(duì)寧夏枸杞四倍體與二倍體交雜種子中幼胚和胚乳的發(fā)育形成的研究中發(fā)現(xiàn),利用雜交授粉后12d的幼胚進(jìn)行胚培養(yǎng),是解決無子枸杞選育中雜交敗育問題的有效途徑。李
6、志良對(duì)中國(guó)紅豆杉和短葉紅豆杉的離體胚培養(yǎng)特性進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)在適宜的條件下兩種胚萌發(fā)率與成苗情況沒有明顯的差異,離體胚培養(yǎng)是實(shí)現(xiàn)大規(guī)模種植的一條快捷途徑。 1.2.4藥用植物的品種改良 生物技術(shù)能在細(xì)胞水平上進(jìn)行誘導(dǎo)和篩選。增大了遺傳變異的資源;重組DNA技術(shù)和細(xì)胞雜交可增加、除去或修飾植物的某個(gè)基因,使有利基因按計(jì)劃理想地組合:用花藥培養(yǎng)或未授粉的子房培養(yǎng),獲得單倍體或純合二倍體,極大地提高了選擇優(yōu)良基因型的效益,并可加速獲得遺傳性狀穩(wěn)定而一致的群體,通過原生質(zhì)體誘導(dǎo)融合,還得到一些生物堿或次生代謝產(chǎn)物含量高的藥用植物,例如曼陀羅屬有一個(gè)種間細(xì)胞雜種,其生物堿含量可高于親本20%
7、-25%。植物基因工程已成功地將外源基因?qū)胫参矬w中,并獲得轉(zhuǎn)基因植物新品種。利用這一技術(shù)可將某些優(yōu)良性狀基因?qū)氡静痪邆溥@些性狀的植物體內(nèi),可達(dá)到改良植物品種的目的,如通過抗病、抗蟲等基因的導(dǎo)入,獲得抗病蟲植株;控制植物次生代謝產(chǎn)物合成酶的合成基因的導(dǎo)入,從而獲得有效成分含量高的植株等?! ?.2.5 藥用植物離體種質(zhì)保存 用生物技術(shù)進(jìn)行藥用植物種質(zhì)保存有兩種方法:一種是以抑制細(xì)胞生長(zhǎng)來保存種質(zhì),另一種是超低溫的種質(zhì)保存。用抑制細(xì)胞生長(zhǎng)的方