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丹参组培快繁技术研究现状

文章作者:植物组织培养 发布时间:2020-01-19 16:57:34 浏览次数:0

  丹参是唇形科鼠尾草属的多年生草本植物丹参(Salvia miltiorrhiza Bunge)的干燥根及根茎 ,含有多种生物活性物质,其主要化学成分为丹参酮等化合物,具有祛痰止痛、活血通络、清心除烦的功效,已广泛用于治疗冠心病、心绞痛、月经不调等症。丹参的传统繁殖方法不仅速度慢,而且产量低、品质易退化。近年来,随着丹参需求量的增加,为加快丹参种苗的繁殖,人们逐渐将植物组织培养技术应用到丹参的外植体诱导培养,使其细胞经脱分化过程,在短期内大量繁殖,以获得优质株系,为丹参优良品系大面积推广提供了种苗保证。本文作者综述了近些年来有关丹参组织培养方面的研究发展概况,以期能为以后的研究工作提供一些有用的参考。

植物组织培养

  1 药用植物组织培养的研究进展

  药用植物组织培养是以现代生命科学为基础,结合化学学科的科学原理,采用先进的生物工程技术手段,以药用植物为研究对象,进行其组织器官的发生、培养和细胞融合、转化以及次生代谢产物和药材组培苗工厂化生产研究的一门新兴的综合性应用科学。运用组织培养技术不仅能有效地缩短育种及野生变家种的驯化周期,还能够创造出更优良品质新品种。1964年,罗士韦教授首先利用组织培养技术获得了人参植株,自此以后,组织培养技术在药用植物上的研究越来越多。目前经离体培养获得试管苗的药用植物已达 200余种。例如,1996年,对铁皮石斛的离体培养和快速繁殖做了大量的研究,部分地区的生产已经走上了组培工厂化的道路。2001年,对珍稀濒危野生药用植物如川贝母、紫杉等采用组织培养的手段建立起无性繁殖系来对这些物种进行繁殖和保存。许多研究人员利用体细胞胚加上人工胚乳成功地获得了高产优质的人工种子,如三七、铁皮石斛等,还有许多研究人员对不同的药用植物的器官、组织进行离体培养,建立了试管苗体外快速繁殖体系(如1995年,高山林等对徐长卿胚状体的研究;1996年,对栝楼腋芽的试验;1997年,尹东等对虎眼万年青子鳞茎的研究;1998年,周延清等对芫荽腋芽的研究)。近年来,枸杞、西洋参等也通过诱导细胞或愈伤组织分化不定芽、形成试管苗植株。黄连等通过离体培养建立无性繁殖系并得到人工种苗。百合也通过细胞或组织经过原球茎分化出植株。甘草、人参、三七经过球形胚期、心形胚期、鱼类胚期、子叶胚期形成成熟的类胚体后,继续形成新的胚状体。2006年,用半夏的的下块茎和不定芽成功诱导出愈伤组织,三周后愈伤组织分化出大量的丛生芽并诱导出根,获得半夏的试管苗植株。这些研究为药用植物组织培养技术的应用奠定了坚实的理论基础和实践指导意义。

  2 丹参的形态特征与生物学性状

  丹参为多年生草本植物。茎高40~80 cm。叶常为单数羽状复叶;小叶3~7片,卵形或椭圆状卵形。轮伞花序6至多花,组成顶生或腋生的假总状序,密生腺毛或柔毛;苞片披针形;花萼紫色,二唇形;花冠蓝紫色,筒内有毛环,上唇镰刀形,下唇短语上唇,3裂,中间裂片很大。花期4~6月份,果期7~8月份。

  丹参的根茎短粗,顶端有时残留茎基。根数条,长圆柱形,略弯曲,有的分枝并具有须根,长10~20 cm,直径0.3~1.0 cm,表面棕红色或暗棕红色,粗糙,具纵皱纹。质硬而脆,断面疏松,有裂隙或略平整而致密,皮部棕红色,木部紫褐色,导管束黄白色,呈放射状排列。

  丹参喜温和气候,在土质肥沃、疏松、通气性较好的砂质土壤中适宜种植。野生种的丹参多见于山坡、草丛、溪谷边、路边、林缘等阳光充足且较湿润的地方。丹参主要分布于辽宁、河北、河南、山东、山西、江苏、湖北、甘肃、四川等省区。

植物组织培养

  3 丹参组培快繁研究现状

  我国各地的丹参品种由于各种原因出现混杂现象,丹参的品质及其产量均不稳定。丹参的生长周期较长,且在栽培中丹参产量及品质降低,因而近年来对丹参的研究除了研究其活性成分及其药理作用外,丹参的离体培养研究方面也有较多研究成果。

  以丹参种子建立无菌体系,研究结果显示MS培养基利于丹参无菌苗叶片产生大量丛生芽,0.5~1.0 mg/L 6-BA芽诱导效果好。用丹参茎尖为材料,切取 5 cm带顶芽的茎段,经灭菌后,剥取茎生长点约 1 mm,接种于 MS培养基中,经生长、分化,1年可快速繁殖出丹参优质种苗 10万~20万株。以叶片、叶柄为外植体在MS附加6-BA 2 mg/L的培养基上形成丛生苗,丛生苗切下在l/2 MS培养基上可长出根,育成完整植株,移栽土中能够存活。陈巍等人研究了蔗糖浓度、pH值、接种量、生长调节剂等对丹参不定根的生长及根中丹参酮ⅡA含量的影响,为提高丹参的产量及药用成分含量的研究奠定了基础。

  2003年,研究了南丹参丛生芽的诱导及其多倍体诱导以及秋水仙素对丹参不同外植体的诱导效应。张荫麟等人将发根农杆菌去感染丹参毛状根,研究证明农杆菌的Ri-质粒的T-DNA直接转化到丹参细胞DNA中,且毛状根的增殖倍数远远超过了常规的增殖速度。成功筛选出丹参株系 C1,该株系不仅产量高,且其药用成分丹参酮的含量比普通植株高出近一倍。

  以白花丹参的幼嫩叶片和叶柄作为外植体,接种至器官发生分化培养基上诱导丛生芽,然后作壮苗培养,继而生根培养,建立了一套快速再生体系。 郭肖红等研究了 MS、LS、B5、White和 SH 培养基对丹参不定根培养的影响,根据不定根生长速率和有效成分的量,确定MS为基本培养基。研究显示,以丹参的幼茎、幼叶、花蕾为外植体诱导愈伤并再生植株,其中以幼茎为外植体效果很佳。以丹参幼苗作为试验材料,研究了不同的光质(W白光,R红光,B蓝光)对丹参幼苗生长的影响以及对其有效药用成分的积累以及相关代谢酶活性的影响。

  丹参快速繁殖应用于生产,关键在于提供高效、低成本的生产用苗。这些关于丹参的快速繁殖的研究,为丹参的快繁技术应用生产打下了一定的基础。

植物组织培养

  4 展望

  植物组织培养技术的兴起和现代科研育种手段的有机结合,为我国稀缺濒危药用植物的生产、研究和发展提供了良机和手段,在一定程度上极大地推动了我国及世界中药行业的前进与发展,为解决药源质量与品质奠定了坚实的理论基础和技术支撑,为广大人民群众减低用药成本提供了一定的可能性。

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