本報(bao)重(zhong)慶訊(xun) 重(zhong)慶郵電大學(xue)生(sheng)物信息(xi)學(xue)院和重(zhong)慶大學(xue)生(sheng)物工(gong)程學(xue)院共(gong)同開展的(de)重(zhong)慶市科委自然科學(xue)基金項目“藥(yao)用(yong)(yong)紫(zi)錐菊(ju)(Echiancea purpurea)葉片(pian)(pian)離體培(pei)養技(ji)術”研(yan)(yan)究(jiu)為實現藥(yao)用(yong)(yong)紫(zi)錐菊(ju)種苗工(gong)廠化(hua)快(kuai)速繁殖提(ti)供了(le)新途徑。科研(yan)(yan)人(ren)員以藥(yao)用(yong)(yong)紫(zi)錐菊(ju)葉片(pian)(pian)為外植體，利用(yong)(yong)組織(zhi)培(pei)養的(de)方法誘導愈傷組織(zhi)，成功地(di)使其再分(fen)化(hua)形成完整(zheng)植株。該研(yan)(yan)究(jiu)建(jian)立的(de)紫(zi)錐菊(ju)離體葉片(pian)(pian)的(de)最(zui)佳培(pei)養條件可實現種苗快(kuai)速生(sheng)根，且(qie)生(sheng)根率很高。此前利用(yong)(yong)藥(yao)用(yong)(yong)紫(zi)錐菊(ju)葉片(pian)(pian)進(jin)行組培(pei)技(ji)術的(de)研(yan)(yan)究(jiu)尚未(wei)見(jian)報(bao)道。
紫錐(zhui)菊為多(duo)年(nian)生(sheng)(sheng)草(cao)本植物(wu)(wu)，其含有羥基酰胺(an)、多(duo)糖、倍(bei)半萜、多(duo)炔(gui)類(lei)、咖啡酸衍生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)、黃酮等多(duo)種活(huo)性成分。藥理(li)(li)研究(jiu)顯示，原(yuan)產(chan)于美(mei)洲的(de)藥用(yong)紫錐(zhui)菊對免疫功(gong)能有促進(jin)作用(yong)，可用(yong)于感(gan)染、感(gan)冒、關(guan)節炎(yan)、肺結核(he)、氣管炎(yan)、扁桃體炎(yan)、濕疹等的(de)治(zhi)療。近(jin)年(nian)來，該植物(wu)(wu)受到國際(ji)上的(de)普遍(bian)重視，成為國際(ji)市場(chang)需(xu)(xu)求量最(zui)大的(de)植物(wu)(wu)藥之一。我(wo)國北京(jing)、沈陽、山東等地近(jin)兩(liang)年(nian)從歐洲和(he)美(mei)洲成功(gong)引種該植物(wu)(wu)。但是，由(you)于傳統的(de)種子育苗繁殖(zhi)方法存在種子采集(ji)困難、發(fa)芽率(lv)低、需(xu)(xu)要(yao)低溫(wen)春化處理(li)(li)工藝等問題，生(sheng)(sheng)產(chan)有較(jiao)大難度，難以(yi)實現(xian)規模化，不能滿足日益增長的(de)市場(chang)需(xu)(xu)求。因此，進(jin)行藥用(yong)紫錐(zhui)菊的(de)組培(pei)快繁再(zai)生(sheng)(sheng)技術研究(jiu)非(fei)常必(bi)要(yao)。
在研究(jiu)中(zhong)(zhong)，科(ke)研人員在藥用(yong)紫(zi)錐(zhui)菊的種(zhong)苗上采取較嫩的葉(xie)片，對其(qi)進(jin)行(xing)消(xiao)毒處理后，將其(qi)接種(zhong)到附加不同(tong)生(sheng)長物質(zhi)的培養(yang)基(ji)(ji)(ji)(ji)中(zhong)(zhong)，誘導其(qi)生(sheng)長。研究(jiu)中(zhong)(zhong)選(xuan)用(yong)的誘導培養(yang)基(ji)(ji)(ji)(ji)為MS+吲哚(duo)-3-丁(ding)(ding)酸（0.5~3.0毫(hao)克/升(sheng)(sheng)）+萘乙(yi)酸（0.5~2.0毫(hao)克/升(sheng)(sheng)）+蔗(zhe)(zhe)(zhe)糖(tang)(tang)（30克/升(sheng)(sheng)）+瓊(qiong)脂(zhi)（7克/升(sheng)(sheng)）。增殖培養(yang)基(ji)(ji)(ji)(ji)為MS+吲哚(duo)-3-丁(ding)(ding)酸(0.2毫(hao)克/升(sheng)(sheng))+6-芐基(ji)(ji)(ji)(ji)腺(xian)嘌(piao)呤（0.3~0.9毫(hao)克/升(sheng)(sheng)）+赤霉素(0.1~0.7毫(hao)克/升(sheng)(sheng))+蔗(zhe)(zhe)(zhe)糖(tang)(tang)（30克/升(sheng)(sheng)）+瓊(qiong)脂(zhi)（7克/升(sheng)(sheng)）。生(sheng)根培養(yang)基(ji)(ji)(ji)(ji)為1/2MS+吲哚(duo)-3-丁(ding)(ding)酸(0.5毫(hao)克/升(sheng)(sheng))+萘乙(yi)酸(0.1毫(hao)克/升(sheng)(sheng))+蔗(zhe)(zhe)(zhe)糖(tang)(tang)（30克/升(sheng)(sheng)）+瓊(qiong)脂(zhi)（7克/升(sheng)(sheng)）。培養(yang)溫度（24±2）℃，光照(zhao)強(qiang)度2500勒克斯(si)左右，光照(zhao)時間12~14小時/天。
在接種(zhong)8天(tian)(tian)后(hou)，葉片切口周(zhou)圍出現膨大致密(mi)的翠(cui)綠色愈傷組織。兩(liang)周(zhou)后(hou)，愈傷組織不斷(duan)增殖，逐漸形成(cheng)(cheng)(cheng)圓(yuan)形顆粒狀(zhuang)突起。3周(zhou)后(hou)，圓(yuan)形突起形成(cheng)(cheng)(cheng)綠色不定芽，繼而伸(shen)長(chang)形成(cheng)(cheng)(cheng)小芽苗(miao)。平均每(mei)塊(kuai)(kuai)外(wai)植體可(ke)誘導5～11芽苗(miao)，且都(dou)在切塊(kuai)(kuai)的邊緣排列。培(pei)養(yang)25天(tian)(tian)后(hou)可(ke)形成(cheng)(cheng)(cheng)具有肥綠葉片的小芽苗(miao)。
研究(jiu)表明，不同激素(su)濃(nong)度對植物愈傷組(zu)織(zhi)的誘導分(fen)化和(he)植株再生有重要影(ying)響。研究(jiu)人員通過對培(pei)養基中施加不同濃(nong)度的萘(nai)乙(yi)酸(suan)(suan)(suan)和(he)吲哚-3-丁(ding)酸(suan)(suan)(suan)檢(jian)驗(yan)對葉(xie)片(pian)愈傷組(zu)織(zhi)的影(ying)響。結果發現，藥用(yong)紫錐菊(ju)的葉(xie)片(pian)適宜在MS+吲哚-3-丁(ding)酸(suan)(suan)(suan)(2毫克(ke)(ke)/升(sheng))+萘(nai)乙(yi)酸(suan)(suan)(suan)(1毫克(ke)(ke)/升(sheng))+蔗糖(30克(ke)(ke)/升(sheng))+瓊(qiong)脂(7克(ke)(ke)/升(sheng))培(pei)養基上(shang)分(fen)化成苗(miao)。
在(zai)增殖培(pei)(pei)養(yang)中，待芽(ya)伸長(chang)(chang)(chang)并長(chang)(chang)(chang)出(chu)(chu)綠(lv)色(se)葉片(pian)時，科研人(ren)員將苗(miao)(miao)(miao)分割(ge)成(cheng)單株(zhu)，將其(qi)轉接到(dao)增殖培(pei)(pei)養(yang)基(ji)上。20～25天后，小(xiao)(xiao)芽(ya)基(ji)部膨大(da)(da)，或增殖形成(cheng)具(ju)有3～4個小(xiao)(xiao)芽(ya)的(de)叢(cong)(cong)生(sheng)芽(ya)，芽(ya)苗(miao)(miao)(miao)可長(chang)(chang)(chang)成(cheng)3～5厘米的(de)無根苗(miao)(miao)(miao)。一(yi)般30～35天繼(ji)代培(pei)(pei)養(yang)1次。在(zai)繼(ji)代培(pei)(pei)養(yang)中，需(xu)將大(da)(da)芽(ya)叢(cong)(cong)分割(ge)成(cheng)小(xiao)(xiao)芽(ya)叢(cong)(cong)，剪去過長(chang)(chang)(chang)的(de)葉片(pian)，或將其(qi)接種在(zai)新的(de)增殖培(pei)(pei)養(yang)基(ji)上進行擴大(da)(da)繁殖，并適當(dang)增強(qiang)光照強(qiang)度，使(shi)苗(miao)(miao)(miao)生(sheng)長(chang)(chang)(chang)健壯。不同的(de)激素配比(bi)對叢(cong)(cong)生(sheng)芽(ya)的(de)出(chu)(chu)芽(ya)率有明顯的(de)影(ying)響。要保(bao)持芽(ya)苗(miao)(miao)(miao)長(chang)(chang)(chang)勢良好(hao)，且分化出(chu)(chu)芽(ya)時不長(chang)(chang)(chang)愈傷(shang)組(zu)織(zhi)，培(pei)(pei)養(yang)基(ji)應為MS+6-芐基(ji)腺嘌呤(0.7毫(hao)克(ke)(ke)(ke)/升)+赤(chi)霉素(0.5毫(hao)克(ke)(ke)(ke)/升)+吲哚-3-丁酸(0.2毫(hao)克(ke)(ke)(ke)/升)+蔗糖(30克(ke)(ke)(ke)/升)+瓊脂(7克(ke)(ke)(ke)/升)。
據(ju)介(jie)紹，紫(zi)錐菊的試(shi)管苗生(sheng)(sheng)根(gen)(gen)(gen)(gen)較為容易，即將(jiang)高3厘(li)米(mi)以(yi)上的無根(gen)(gen)(gen)(gen)苗切下，將(jiang)其(qi)轉到(dao)生(sheng)(sheng)根(gen)(gen)(gen)(gen)培養(yang)(yang)(yang)基(ji)(ji)上培養(yang)(yang)(yang)。12天時開始發根(gen)(gen)(gen)(gen)，25天后(hou)(hou)全部生(sheng)(sheng)根(gen)(gen)(gen)(gen)率(lv)達(da)99％。根(gen)(gen)(gen)(gen)的數量為8～12條(tiao)，最長(chang)(chang)約3厘(li)米(mi)，平均長(chang)(chang)1.2厘(li)米(mi)。激素對紫(zi)錐菊生(sheng)(sheng)根(gen)(gen)(gen)(gen)也有(you)一定影(ying)響(xiang)。當培養(yang)(yang)(yang)基(ji)(ji)為1/2MS+萘乙酸（0.1毫(hao)克/升(sheng)）+吲哚(duo)-3-丁酸（0.5毫(hao)克/升(sheng)）+蔗糖(30克/升(sheng))+瓊(qiong)脂(zhi)(7克/升(sheng))時，生(sheng)(sheng)根(gen)(gen)(gen)(gen)效果好，根(gen)(gen)(gen)(gen)系(xi)較發達(da)。培養(yang)(yang)(yang)4周后(hou)(hou)，根(gen)(gen)(gen)(gen)數達(da)8~12條(tiao)，根(gen)(gen)(gen)(gen)長(chang)(chang)達(da)3厘(li)米(mi)左右。此時即可移(yi)栽。移(yi)栽前必須煉(lian)苗5~7天，即將(jiang)苗取出(chu)，洗(xi)去(qu)附著在苗上的培養(yang)(yang)(yang)基(ji)(ji)，將(jiang)其(qi)移(yi)栽到(dao)泥炭土及腐質土混合的基(ji)(ji)質中，并注意保溫、保濕。該方法的成活率(lv)可達(da)90％。試(shi)管苗移(yi)栽3～4周后(hou)(hou)就(jiu)可長(chang)(chang)出(chu)新(xin)根(gen)(gen)(gen)(gen)、新(xin)葉。成活后(hou)(hou)，可按常規進行栽培管理(li)。
另(ling)外，研究(jiu)人(ren)員還(huan)對(dui)葉(xie)(xie)片和(he)葉(xie)(xie)柄不(bu)同部(bu)位的(de)誘導分化和(he)增(zeng)殖(zhi)能力(li)進行(xing)了對(dui)比，結果發現葉(xie)(xie)片和(he)葉(xie)(xie)柄越幼嫩，分化增(zeng)殖(zhi)能力(li)越強(qiang)；葉(xie)(xie)柄的(de)分化主要出現在基(ji)部(bu)，數目較少，成(cheng)苗速度(du)快，芽苗健壯(zhuang)；葉(xie)(xie)片分化一般取(qu)中下(xia)部(bu)為宜，所誘導的(de)不(bu)定(ding)芽數目多，成(cheng)苗較慢，芽苗較弱。
（李(li)標 唐坤 王伯初）
藥(yao)用植(zhi)(zhi)物(wu)(wu)(wu)以(yi)(yi)其獨特的(de)(de)(de)療效、較小的(de)(de)(de)毒副作用等特點，引起世界各國的(de)(de)(de)普遍關注，其需求量日(ri)漸增(zeng)多。中藥(yao)有(you)(you)效成(cheng)分(fen)(fen)是其具有(you)(you)確(que)切臨(lin)床療效的(de)(de)(de)物(wu)(wu)(wu)質(zhi)基(ji)礎。藥(yao)效物(wu)(wu)(wu)質(zhi)的(de)(de)(de)有(you)(you)無（真偽(wei)）、多寡（優劣(lie)）是其品質(zhi)的(de)(de)(de)核心部分(fen)(fen)。但是由(you)于(yu)植(zhi)(zhi)物(wu)(wu)(wu)藥(yao)成(cheng)分(fen)(fen)復雜、藥(yao)效物(wu)(wu)(wu)質(zhi)不(bu)(bu)(bu)(bu)明確(que)、來源(yuan)(yuan)不(bu)(bu)(bu)(bu)一，且(qie)不(bu)(bu)(bu)(bu)同制(zhi)劑工藝(yi)各異，造(zao)(zao)成(cheng)質(zhi)量難以(yi)(yi)控制(zhi)，加之植(zhi)(zhi)物(wu)(wu)(wu)藥(yao)材的(de)(de)(de)造(zao)(zao)假問題也很(hen)突出，這(zhe)些都阻礙了藥(yao)用植(zhi)(zhi)物(wu)(wu)(wu)產(chan)業(ye)的(de)(de)(de)發展。同時由(you)于(yu)自(zi)然環境的(de)(de)(de)破(po)壞(huai)以(yi)(yi)及人們(men)長期的(de)(de)(de)過(guo)度采挖和濫用，使很(hen)多的(de)(de)(de)原(yuan)料(liao)性藥(yao)用植(zhi)(zhi)物(wu)(wu)(wu)資源(yuan)(yuan)已面臨(lin)枯竭的(de)(de)(de)威(wei)脅，野生資源(yuan)(yuan)遠遠不(bu)(bu)(bu)(bu)能滿足人們(men)的(de)(de)(de)需要。
因(yin)此，應對(dui)(dui)保(bao)障與(yu)提(ti)(ti)(ti)升重要藥用(yong)(yong)植(zhi)物品(pin)質(zhi)(zhi)的(de)國家需求(qiu)，以(yi)及中藥野生資源(yuan)短(duan)缺、品(pin)質(zhi)(zhi)嚴重退化(hua)(hua)的(de)嚴峻形勢，就需要更好地(di)開發利用(yong)(yong)藥用(yong)(yong)植(zhi)物資源(yuan)，改(gai)良(liang)和提(ti)(ti)(ti)升其品(pin)質(zhi)(zhi)，加大工業化(hua)(hua)生產(chan)(chan)力(li)度，提(ti)(ti)(ti)高藥效物質(zhi)(zhi)產(chan)(chan)量以(yi)滿足市場需求(qiu)，同(tong)時(shi)加大對(dui)(dui)野生資源(yuan)的(de)保(bao)護力(li)度，使其更好地(di)、可持續地(di)為人類所用(yong)(yong)。
藥(yao)(yao)用植(zhi)物開發(fa)利用過程(cheng)中存在種類和數量(liang)不清、種質資源(yuan)保(bao)存困難、野生資源(yuan)遭(zao)受嚴重破壞、人工(gong)栽(zai)培品(pin)種品(pin)質退化(hua)等(deng)諸多問題，嚴重制約了產業發(fa)展。如(ru)何有效對藥(yao)(yao)用植(zhi)物資源(yuan)進行分類鑒定，保(bao)護(hu)瀕危和緊缺資源(yuan)修(xiu)復和再生，防止退化(hua)和滅絕(jue)，以實現(xian)保(bao)障藥(yao)(yao)材可(ke)持(chi)續供應，提升藥(yao)(yao)材質量(liang)，是(shi)現(xian)代藥(yao)(yao)用植(zhi)物開發(fa)領域最亟(ji)需解決(jue)的(de)課題，也是(shi)中醫藥(yao)(yao)產業實現(xian)現(xian)代化(hua)、國際化(hua)的(de)關鍵措(cuo)施。
藥用(yong)植(zhi)物傳統(tong)分類(lei)和鑒(jian)別方(fang)法主要依據藥材(cai)顏色、形狀、氣(qi)味(wei)、味(wei)道(dao)和質(zhi)地(di)等感觀(guan)特征，其(qi)不足之處(chu)在于對這些特征的(de)把握因人而異，具有很強的(de)主觀(guan)性，且(qie)強調經(jing)驗積(ji)累，準確性不強，得不到國際同(tong)行的(de)廣泛認可。因此如何從分子水平揭示(shi)種質(zhi)間差異成為(wei)研究者(zhe)十分關心(xin)的(de)問題。現代生物技術為(wei)藥用(yong)植(zhi)物種質(zhi)鑒(jian)定開辟了一條(tiao)新道(dao)路(lu)。
DNA分子標(biao)記(ji)(ji)（DNA molecular markers）是以脫(tuo)氧核糖核酸分子差(cha)異為基(ji)礎的(de)一(yi)種標(biao)記(ji)(ji)，一(yi)般(ban)具有快速、微量、特異性強、穩定(ding)性好、結果直觀可靠且不受生育階段、供試部位(wei)、環境條件、貯藏等因素的(de)影響等諸(zhu)多優點[1]。
DNA分(fen)(fen)子標(biao)記在藥(yao)用(yong)植物研究中的(de)應用(yong)最(zui)先(xian)開始于(yu)日(ri)本。應用(yong)最(zui)早(zao)且(qie)(qie)最(zui)多(duo)的(de)是(shi)藥(yao)材的(de)真(zhen)偽鑒(jian)定及品種分(fen)(fen)類(lei)。較早(zao)的(de)DNA分(fen)(fen)子標(biao)記技術(shu)有限制性(xing)(xing)內切(qie)酶片段長(chang)度(du)多(duo)態性(xing)(xing)標(biao)記（restriction fragment length polymorphism，RFLP）和隨機(ji)擴(kuo)(kuo)增(zeng)多(duo)態性(xing)(xing)DNA標(biao)記（random amplified polymorphic DNA，RAPD）。隨著生物技術(shu)的(de)發展(zhan)，更加高效、快捷(jie)的(de)DNA分(fen)(fen)子標(biao)記如擴(kuo)(kuo)增(zeng)片段長(chang)度(du)多(duo)態性(xing)(xing)標(biao)記（amplified restriction fragment polymorphism，AFLP）、簡單(dan)序(xu)(xu)列(lie)(lie)重復標(biao)記（simple sequence repeat，SSR）、序(xu)(xu)列(lie)(lie)特征化擴(kuo)(kuo)增(zeng)區域（sequence charactered amplified region，SCAR）、簡單(dan)重復序(xu)(xu)列(lie)(lie)間長(chang)度(du)多(duo)態性(xing)(xing)（inter-simple sequence repeat，ISSR）、相關序(xu)(xu)列(lie)(lie)擴(kuo)(kuo)增(zeng)多(duo)態性(xing)(xing)（sequence-related amplified polymorphism，SRAP）、單(dan)鏈構象多(duo)態性(xing)(xing)（single strand conformation polymorphism，SSCP）等相繼出現(xian)，并(bing)且(qie)(qie)被應用(yong)于(yu)藥(yao)用(yong)植物種質資(zi)源研究中的(de)各個方面(mian)。
臺灣中興大學應(ying)用(yong)RFLP技(ji)(ji)術(shu)精確鑒(jian)定(ding)出了(le)(le)苦參與其偽品[2]，紀寶玉等[3]對野(ye)葛的(de)研究表明，RAPD可(ke)作為(wei)(wei)種(zhong)(zhong)質資源篩選鑒(jian)定(ding)的(de)關(guan)鍵技(ji)(ji)術(shu)；郝(hao)崗(gang)平(ping)等[4]將AFLP技(ji)(ji)術(shu)成功應(ying)用(yong)于丹參的(de)道地性鑒(jian)別；潘清平(ping)等[5]采用(yong)ISSR技(ji)(ji)術(shu)為(wei)(wei)玉竹商品藥材(cai)的(de)鑒(jian)定(ding)提供(gong)了(le)(le)分子(zi)依據等。由此可(ke)見，DNA分子(zi)標(biao)記技(ji)(ji)術(shu)是一種(zhong)(zhong)有效鑒(jian)定(ding)藥用(yong)植物的(de)方法。
表 1對幾種常用(yong)(yong)DNA分(fen)子標(biao)記(ji)技術(shu)進行了比較，每(mei)種方(fang)法各有優點及局限性，實(shi)際應用(yong)(yong)過程(cheng)中可根據實(shi)驗目的、材料和(he)實(shi)驗條件綜合考慮進行選擇(ze)。
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DNA條(tiao)形碼（DNA barcoding）是以(yi)一段或(huo)幾段標(biao)準(zhun)DNA序列作為標(biao)記(ji)來實現(xian)物種鑒定(ding)，類似于超市利(li)用條(tiao)形碼掃描(miao)區分不同的商品，具(ju)有快速簡便(bian)、準(zhun)確可靠和(he)自動化等優(you)點。
Chen等[6]對(dui)藥(yao)用(yong)(yong)植(zhi)物(wu)及(ji)近緣種(zhong)(zhong)的4 800個物(wu)種(zhong)(zhong)6 600個樣本進行(xing)研究，證明ITS2在(zai)藥(yao)用(yong)(yong)植(zhi)物(wu)鑒(jian)(jian)定(ding)(ding)(ding)中能發揮關鍵作用(yong)(yong)；劉美子等[7]發現ITS2序列(lie)對(dui)9種(zhong)(zhong)采自(zi)不同(tong)地域的常見蒿屬物(wu)種(zhong)(zhong)水平(ping)鑒(jian)(jian)定(ding)(ding)(ding)成功率最(zui)高，可以作為(wei)鑒(jian)(jian)定(ding)(ding)(ding)蒿屬植(zhi)物(wu)的潛在(zai)條形碼(ma)；崔志偉(wei)等[8]利用(yong)(yong)ITS2和psbA-tmH有效(xiao)區(qu)分不同(tong)品(pin)種(zhong)(zhong)金銀(yin)花，說明ITS2和psbA-tmH可以作為(wei)鑒(jian)(jian)定(ding)(ding)(ding)金銀(yin)花不同(tong)品(pin)種(zhong)(zhong)的優勢條形碼(ma)組合；李櫟(li)等[9]對(dui)茜草(cao)科黎藥(yao)植(zhi)物(wu)的鑒(jian)(jian)定(ding)(ding)(ding)研究表明，ITS2序列(lie)可以對(dui)海南茜草(cao)科黎藥(yao)植(zhi)物(wu)進行(xing)快速鑒(jian)(jian)定(ding)(ding)(ding)。
近些年來，新發展起來的(de)(de)單核(he)(he)苷(gan)(gan)酸(suan)(suan)多態性（single nucleotide polymorphism，SNP）標(biao)記(ji)技(ji)術(shu)(shu)可對不同等(deng)(deng)(deng)位基因之間僅有的(de)(de)個別堿基差異或(huo)只有小的(de)(de)插(cha)入、缺(que)失(shi)等(deng)(deng)(deng)核(he)(he)苷(gan)(gan)酸(suan)(suan)差異進行檢(jian)測，用(yong)以(yi)(yi)區分2個個體遺傳(chuan)物質(zhi)的(de)(de)差異[10]。Chen等(deng)(deng)(deng)[11]采用(yong)SNP標(biao)記(ji)技(ji)術(shu)(shu)結(jie)合(he)ITS2、matK和(he)psbA-trnH標(biao)準條形(xing)碼序列(lie)，成(cheng)功鑒(jian)定出了(le)高麗參(can)(can)和(he)西(xi)洋參(can)(can)。證明基于DNA條形(xing)碼的(de)(de)SNP標(biao)記(ji)技(ji)術(shu)(shu)可以(yi)(yi)作(zuo)為(wei)識別人參(can)(can)屬的(de)(de)有效手段。SNP可直接以(yi)(yi)序列(lie)變異作(zuo)為(wei)標(biao)記(ji)，其檢(jian)測分析方(fang)法用(yong)高精尖的(de)(de)DNA芯片技(ji)術(shu)(shu)代(dai)替了(le)傳(chuan)統的(de)(de)凝膠電泳，被認為(wei)是應用(yong)前景最(zui)好的(de)(de)遺傳(chuan)標(biao)記(ji)。
DNA條形碼技術可以實(shi)現物種的快速有效鑒定，已成為現今(jin)藥(yao)用植(zhi)物種質資(zi)源分類與鑒定的主流方法。
傳(chuan)統藥用(yong)植物種(zhong)(zhong)質資源保存(cun)一般采(cai)用(yong)種(zhong)(zhong)子(zi)庫(ku)的方法(fa)，存(cun)在占用(yong)空(kong)間大、保存(cun)物種(zhong)(zhong)數量有限、管理麻煩(fan)、容易(yi)染菌發霉及保存(cun)時間短等(deng)不(bu)足。利用(yong)生物技(ji)術方法(fa)進行(xing)離體保存(cun)，可(ke)以很好(hao)解(jie)決上述問題。保存(cun)材料經復蘇(su)后，可(ke)短時間快(kuai)速繁殖(zhi)大量種(zhong)(zhong)苗，不(bu)受自然環境(jing)影(ying)響，省(sheng)時省(sheng)力，同時降(jiang)低劣變發生頻率，達到隨時使(shi)用(yong)和長期保存(cun)優質種(zhong)(zhong)質資源的目(mu)的[12]。
依靠植物細(xi)胞全能(neng)性，將外植體(ti)接種在(zai)MS半固體(ti)培(pei)養基(ji)上(shang)或(huo)液體(ti)培(pei)養基(ji)的(de)濾紙上(shang)，然后放在(zai)常溫或(huo)低(di)溫條件下進行培(pei)養，并適(shi)時(shi)進行繼(ji)代培(pei)養[13]，組織(zhi)(zhi)培(pei)養保(bao)存(cun)(cun)法分常溫繼(ji)代保(bao)存(cun)(cun)法和緩慢(man)生(sheng)長保(bao)存(cun)(cun)法。組織(zhi)(zhi)培(pei)養保(bao)存(cun)(cun)法能(neng)有效擴大繁殖藥用(yong)植物，緩解(jie)野生(sheng)資源(yuan)不能(neng)滿(man)足市(shi)場需求的(de)境(jing)況，同時(shi)也是保(bao)護瀕危珍稀藥用(yong)植物的(de)有效手段。
（1）常溫繼代(dai)保(bao)存法(fa)：在常溫條(tiao)件下，每(mei)隔一段時間，將(jiang)外植體進行新一輪的(de)繼代(dai)培養，以達到保(bao)存種(zhong)質(zhi)的(de)目的(de)，需(xu)要(yao)時還可以隨時進行擴繁(fan)[14]。對鐵皮石(shi)斛種(zhong)質(zhi)資源采用該(gai)(gai)方(fang)法(fa)保(bao)存取得了一定效果，并(bing)成功建立鐵皮石(shi)斛快速(su)繁(fan)殖體系[13]。該(gai)(gai)方(fang)法(fa)間隔時間短，需(xu)要(yao)不斷繼代(dai)培養。
（2）緩(huan)(huan)慢(man)生(sheng)長保存(cun)法：通過調節(jie)培養(yang)(yang)(yang)條(tiao)件(jian)，在保證不使外植體(ti)死(si)亡(wang)的情況下抑(yi)制其(qi)生(sheng)長，盡量(liang)減少營(ying)養(yang)(yang)(yang)物(wu)的消耗，從(cong)而盡可能延長繼代培養(yang)(yang)(yang)時間(jian)。主要措(cuo)施有降低溫度、調整滲透壓、控制養(yang)(yang)(yang)分水平、使用生(sheng)長抑(yi)制劑或延緩(huan)(huan)劑、控制培養(yang)(yang)(yang)基營(ying)養(yang)(yang)(yang)物(wu)質配比以及調節(jie)光照等[13]。對山銀花(hua)進行離體(ti)培養(yang)(yang)(yang)研(yan)究，探索出了最適于山銀花(hua)種質離體(ti)保存(cun)的條(tiao)件(jian)[15]。
該法(fa)不需要繼(ji)代(dai)即(ji)可長期保(bao)(bao)存(cun)植物(wu)(wu)種質(zhi)，因此引起遺傳變異相對小(xiao)。目前最成(cheng)熟的超低溫保(bao)(bao)存(cun)法(fa)是(shi)玻(bo)璃化法(fa)。利用(yong)高(gao)濃(nong)度復合保(bao)(bao)護劑處(chu)理植物(wu)(wu)培養物(wu)(wu)一定時(shi)間后用(yong)液氮速凍，使植物(wu)(wu)細(xi)胞內(nei)(nei)外溶液固(gu)化成(cheng)無定形的玻(bo)璃化狀態，避免(mian)了(le)(le)冰(bing)晶在形成(cheng)和融(rong)化過程中對細(xi)胞產生(sheng)(sheng)的機械破壞(huai)作用(yong)。此狀態下植物(wu)(wu)細(xi)胞內(nei)(nei)新(xin)陳(chen)代(dai)謝、生(sheng)(sheng)長活動幾乎(hu)完全停止，同時(shi)又保(bao)(bao)持(chi)了(le)(le)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)材料的形態發(fa)生(sheng)(sheng)潛(qian)能[16]，是(shi)一種保(bao)(bao)存(cun)種質(zhi)的有效方法(fa)。
對西洋參懸浮細胞的超(chao)低(di)溫保(bao)存(cun)的探索性研(yan)究證明了該(gai)方法的可(ke)行性[17]；包埋玻璃化法超(chao)低(di)溫保(bao)存(cun)技術(shu)可(ke)以實現山藥種質離體保(bao)存(cun)[18]；采(cai)用玻璃化法保(bao)存(cun)瀕(bin)危(wei)植(zhi)物矢車(che)菊，成功(gong)實現了其莖尖的凍存(cun)程(cheng)序[19]。
在(zai)滴凍法(fa)(fa)和(he)玻璃化(hua)(hua)(hua)法(fa)(fa)基礎上發展起(qi)來(lai)的小滴玻璃化(hua)(hua)(hua)法(fa)(fa)具有高存活率、高再生率、廣適性、處理量大、操作簡易等(deng)優點[20]。小滴玻璃化(hua)(hua)(hua)法(fa)(fa)在(zai)藥用(yong)(yong)植物種質(zhi)保存應用(yong)(yong)方面的報道還(huan)較少，但(dan)在(zai)其他植物上的應用(yong)(yong)可以作為借鑒。
人工(gong)種(zhong)子(zi)是用能提供(gong)養分的(de)(de)膠囊包裹組織培養產生的(de)(de)胚狀體，再在(zai)膠囊外包上(shang)(shang)一層保護膜，形成一種(zhong)類似于天然種(zhong)子(zi)的(de)(de)結構。人工(gong)種(zhong)子(zi)有不受(shou)季節限制、更(geng)好的(de)(de)營養供(gong)應和抗病能力、能保持(chi)優良品種(zhong)的(de)(de)遺(yi)傳特(te)性、方便貯藏(zang)運(yun)輸等優點。在(zai)瀕(bin)危藥用植物種(zhong)質(zhi)資源保存上(shang)(shang)大有用武之(zhi)地。
長期以來，許多名貴珍(zhen)稀(xi)的(de)藥(yao)(yao)用(yong)植(zhi)(zhi)物(wu)(wu)由(you)于其獨特的(de)治病(bing)、保(bao)健、美容功效而供不應求，原藥(yao)(yao)材價格持(chi)續走高，極大刺激了人們對(dui)野生(sheng)珍(zhen)稀(xi)藥(yao)(yao)用(yong)植(zhi)(zhi)物(wu)(wu)資(zi)源的(de)掠奪(duo)性采挖和收購，造成資(zi)源的(de)毀滅性破壞。另外，全球氣候變(bian)暖等自然環境(jing)的(de)變(bian)化(hua)也使得很多地區(qu)不再適合原有(you)藥(yao)(yao)用(yong)植(zhi)(zhi)物(wu)(wu)的(de)生(sheng)長。多方面原因綜合導致多種珍(zhen)稀(xi)藥(yao)(yao)用(yong)植(zhi)(zhi)物(wu)(wu)資(zi)源瀕(bin)臨(lin)滅絕。
人工種(zhong)子技術對于瀕(bin)危植物(wu)種(zhong)質資(zi)源保存具(ju)有重(zhong)大意義。但該(gai)技術依(yi)賴(lai)于植物(wu)組(zu)織培養，對于難以進行組(zu)培的(de)植物(wu)則不(bu)適用。
運(yun)用器官(guan)培(pei)養(yang)、植物干細(xi)胞培(pei)養(yang)等(deng)[30]生物技(ji)術方(fang)法也能很好地(di)實現(xian)藥(yao)用植物資(zi)源的(de)(de)可(ke)持續利(li)用。此外，DNA分子標記技(ji)術在種質資(zi)源的(de)(de)鑒定(ding)、保護對象(xiang)和(he)原地(di)保護單元的(de)(de)確(que)定(ding)、遷地(di)保護的(de)(de)取(qu)樣策略(lve)和(he)效果評價(jia)、瀕危原因的(de)(de)科(ke)學闡明等(deng)方(fang)面(mian)的(de)(de)應(ying)用，也可(ke)以為(wei)珍稀瀕危藥(yao)用植物資(zi)源保護策略(lve)制定(ding)及措施(shi)(shi)實施(shi)(shi)提供(gong)參考。
生物技術(shu)(shu)的(de)運用既能使藥(yao)用植物資源得到更好地開發利用，又可以最大限度地保護(hu)它們。生物技術(shu)(shu)將為中(zhong)藥(yao)這一中(zhong)華(hua)文(wen)化(hua)瑰寶(bao)走(zou)向世界(jie)起到巨大的(de)推動作用。
藥用(yong)植(zhi)(zhi)物(wu)種(zhong)植(zhi)(zhi)培養(yang)過程中(zhong)存(cun)在病毒感染(ran)導致品質(zhi)(zhi)(zhi)退化(hua)和質(zhi)(zhi)(zhi)量評價(jia)體系缺乏(fa)科學性(xing)等問題。因此，培育脫毒的高(gao)品質(zhi)(zhi)(zhi)藥用(yong)植(zhi)(zhi)物(wu)植(zhi)(zhi)株，建(jian)立科學的質(zhi)(zhi)(zhi)量評價(jia)體系，創制品質(zhi)(zhi)(zhi)優于自然品種(zhong)的藥用(yong)植(zhi)(zhi)物(wu)新(xin)品種(zhong)等，是(shi)目前藥用(yong)植(zhi)(zhi)物(wu)研究開發(fa)領域的熱(re)門方(fang)向(xiang)。
植物(wu)病(bing)毒(du)因其干(gan)擾宿(su)主體內(nei)新陳代謝，降低(di)產量和(he)品質(zhi)，甚至導(dao)致死亡而有“植物(wu)癌(ai)癥”之稱。特別是無性(xing)繁殖作物(wu)，連年種(zhong)植易積(ji)累(lei)多種(zhong)病(bing)毒(du)，從而造成品質(zhi)退化[31]。植物(wu)病(bing)毒(du)已成為降低(di)農作物(wu)產量和(he)質(zhi)量的主要因素之一。
目前，人(ren)類發(fa)現的(de)(de)植(zhi)(zhi)物(wu)病(bing)毒(du)(du)(du)已多達近千(qian)種。藥用植(zhi)(zhi)物(wu)感(gan)染的(de)(de)病(bing)毒(du)(du)(du)種類主要(yao)有黃瓜花(hua)(hua)(hua)葉(xie)病(bing)毒(du)(du)(du)（Cucumber mosaic virus）、芋花(hua)(hua)(hua)葉(xie)病(bing)毒(du)(du)(du)（Dasheen mosaic virus）、大豆(dou)花(hua)(hua)(hua)葉(xie)病(bing)毒(du)(du)(du)（Soybean mosaic virus）和(he)煙草花(hua)(hua)(hua)葉(xie)病(bing)毒(du)(du)(du)（Tobacco mosaic virus）等[32]。全球每年(nian)因植(zhi)(zhi)物(wu)病(bing)毒(du)(du)(du)造(zao)成(cheng)的(de)(de)經濟損失約(yue)600億美元。因此(ci)，加大對藥用植(zhi)(zhi)物(wu)脫病(bing)毒(du)(du)(du)技(ji)(ji)術的(de)(de)研究(jiu)力(li)度(du)，采(cai)取(qu)科學有效的(de)(de)防(fang)治措(cuo)施，是當前及今后(hou)提升和(he)改良藥用植(zhi)(zhi)物(wu)品質的(de)(de)重點和(he)難點[33]。表 2總結了(le)近年(nian)來幾(ji)種脫毒(du)(du)(du)技(ji)(ji)術的(de)(de)應用進展。
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除表 2中所列的常見脫毒(du)法(fa)外，還有花藥或花粉(fen)培(pei)養(yang)、珠心胚培(pei)養(yang)技術(shu)等，也(ye)可一定程(cheng)度(du)上起到脫病毒(du)效果。
植物(wu)(wu)新品種指(zhi)經(jing)過人(ren)工培育的、對發現的野(ye)生植物(wu)(wu)加以(yi)引種馴化開(kai)發的或者通過生物(wu)(wu)技術(shu)改造(zao)的植物(wu)(wu)品種，具有新穎性(xing)、特異性(xing)、一致性(xing)和穩定性(xing)以(yi)及名(ming)稱(cheng)確(que)定性(xing)的植物(wu)(wu)品種[45]。
傳統(tong)藥用(yong)植物新(xin)(xin)品種(zhong)(zhong)創制(zhi)一般采(cai)用(yong)雜(za)交(jiao)育(yu)種(zhong)(zhong)等方(fang)法(fa)，如桔梗[46]、丹參[47]等藥材已開展雜(za)交(jiao)育(yu)種(zhong)(zhong)或雜(za)種(zhong)(zhong)優(you)勢利用(yong)研(yan)究，并創制(zhi)了新(xin)(xin)品種(zhong)(zhong)。但(dan)該方(fang)法(fa)存在(zai)不能產生(sheng)新(xin)(xin)基(ji)因，且雜(za)交(jiao)后代會出現性狀分離，育(yu)種(zhong)(zhong)過(guo)程緩慢，過(guo)程復雜(za)等不足(zu)。現代生(sheng)物技術方(fang)法(fa)則開辟了新(xin)(xin)品種(zhong)(zhong)創制(zhi)的新(xin)(xin)途徑。
誘變(bian)育種(zhong)(zhong)指利(li)用各種(zhong)(zhong)物理、化學及生物等因(yin)素誘導植物發生基因(yin)突變(bian)，促進基因(yin)重組，擴大(da)遺(yi)傳變(bian)異，然后根據育種(zhong)(zhong)目標(biao)選擇新品種(zhong)(zhong)的育種(zhong)(zhong)技術[48]。
離子束注入(ru)誘變(bian)技術(shu)是(shi)利(li)用注入(ru)射程具(ju)有可(ke)控(kong)性(xing)、集束性(xing)和方向性(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)荷能離子束，在較(jiao)輕程度(du)損(sun)傷細胞(bao)的(de)(de)(de)(de)(de)情(qing)況(kuang)下，獲得比較(jiao)高的(de)(de)(de)(de)(de)突(tu)變(bian)率和比較(jiao)寬的(de)(de)(de)(de)(de)突(tu)變(bian)譜，從而選(xuan)育出(chu)新(xin)品種(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)技術(shu)。用不同劑量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)12C6+離子束均勻輻照(zhao)紫(zi)蘇(su)種(zhong)子后，產生了(le)(le)一(yi)些染(ran)色體畸變(bian)，為(wei)篩選(xuan)優良變(bian)異品種(zhong)提供了(le)(le)更多可(ke)能[49]。說明低劑量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)12C6+重離子束在輻照(zhao)誘變(bian)新(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)突(tu)變(bian)類(lei)型(xing)、培育新(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)優良品種(zhong)方面具(ju)有較(jiao)大潛力。
太(tai)空育(yu)種(zhong)是(shi)利用(yong)太(tai)空特殊(shu)環境使生物(wu)基因產(chan)生變(bian)異，選育(yu)新(xin)(xin)品種(zhong)、新(xin)(xin)材料的育(yu)種(zhong)新(xin)(xin)技術(shu)。其(qi)最大優勢在于有(you)可能在較短時間內獲(huo)得(de)常規(gui)育(yu)種(zhong)和常規(gui)誘變(bian)育(yu)種(zhong)方(fang)法難以獲(huo)得(de)的罕(han)見基因資源(yuan)，使植物(wu)獲(huo)得(de)新(xin)(xin)基因、新(xin)(xin)類型、新(xin)(xin)性狀[50]。據報道(dao)，“天丹(dan)一號(hao)”太(tai)空丹(dan)參由天士力(li)集團培(pei)育(yu)成功。2008年(nian)，該集團將丹(dan)參種(zhong)子搭載“神七(qi)”進入(ru)太(tai)空，返(fan)地后(hou)經株系培(pei)養(yang)繁育(yu)，選育(yu)出了“天丹(dan)一號(hao)”太(tai)空丹(dan)參，其(qi)有(you)效(xiao)成分量顯著高于對照。
誘變(bian)(bian)育種雖能夠提高突(tu)變(bian)(bian)率，短時間內(nei)獲(huo)得(de)更(geng)多(duo)變(bian)(bian)異類(lei)型，但誘發突(tu)變(bian)(bian)的方向難以(yi)控制，突(tu)變(bian)(bian)多(duo)為(wei)有(you)害(hai)突(tu)變(bian)(bian)，要獲(huo)得(de)更(geng)多(duo)優良性狀(zhuang)，就(jiu)必須增大突(tu)變(bian)(bian)量。因此(ci)，篩(shai)選的工作量是相當(dang)大的。
倍(bei)性育(yu)種(zhong)包括單倍(bei)體(ti)(ti)育(yu)種(zhong)和多倍(bei)體(ti)(ti)育(yu)種(zhong)。單倍(bei)體(ti)(ti)育(yu)種(zhong)是單倍(bei)體(ti)(ti)培養技術與育(yu)種(zhong)實踐相結合形成的一種(zhong)新的育(yu)種(zhong)方法，具有克服遠(yuan)緣雜種(zhong)不(bu)育(yu)、提(ti)高(gao)育(yu)種(zhong)效率(lv)及選擇(ze)效率(lv)、迅速獲得純系(xi)等優點[48]。以(yi)發育(yu)時(shi)期的菘藍花(hua)藥為外(wai)植體(ti)(ti)，進行培養及單倍(bei)體(ti)(ti)誘導，獲得了單倍(bei)體(ti)(ti)小綠苗。經染色(se)體(ti)(ti)加(jia)倍(bei)后，一個世(shi)代(dai)即可(ke)出現純合二倍(bei)體(ti)(ti)，其性狀不(bu)分(fen)離，表(biao)型整(zheng)齊一致，可(ke)顯著(zhu)縮短育(yu)種(zhong)年(nian)限[51]。
多倍(bei)(bei)(bei)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)是(shi)指染(ran)色體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)數目在3n或3n以上(shang)的(de)(de)個體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)、居(ju)群和(he)種(zhong)。多倍(bei)(bei)(bei)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)植(zhi)物(wu)有(you)更強(qiang)的(de)(de)適(shi)應性(xing)和(he)可(ke)塑性(xing)。藥(yao)用(yong)植(zhi)物(wu)多倍(bei)(bei)(bei)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)具有(you)強(qiang)抗逆性(xing)、高生(sheng)物(wu)產量(liang)、低(di)可(ke)孕(yun)性(xing)以及增加某(mou)些藥(yao)用(yong)成分量(liang)等特(te)點。最(zui)常用(yong)的(de)(de)多倍(bei)(bei)(bei)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)誘(you)(you)導(dao)(dao)(dao)劑是(shi)秋水(shui)仙(xian)素(su)。秋水(shui)仙(xian)素(su)誘(you)(you)導(dao)(dao)(dao)法(fa)(fa)(fa)分活體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)和(he)離(li)(li)(li)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)處理加倍(bei)(bei)(bei)法(fa)(fa)(fa)2種(zhong)[52]。活體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)加倍(bei)(bei)(bei)法(fa)(fa)(fa)包括滴液(ye)法(fa)(fa)(fa)、浸泡(pao)法(fa)(fa)(fa)、瓊(qiong)脂法(fa)(fa)(fa)、噴霧(wu)法(fa)(fa)(fa)、注(zhu)射(she)法(fa)(fa)(fa)等。離(li)(li)(li)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)加倍(bei)(bei)(bei)法(fa)(fa)(fa)即(ji)組織培(pei)(pei)養(yang)誘(you)(you)變法(fa)(fa)(fa)，是(shi)用(yong)秋水(shui)仙(xian)素(su)對(dui)植(zhi)株(zhu)某(mou)一離(li)(li)(li)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)部分進(jin)行(xing)處理，再進(jin)行(xing)組培(pei)(pei)，或在組培(pei)(pei)過(guo)程(cheng)中進(jin)行(xing)染(ran)色體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)加倍(bei)(bei)(bei)處理的(de)(de)方(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)。將秋水(shui)仙(xian)素(su)和(he)瓊(qiong)脂混合(he)，制成半固體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)，然(ran)后將其涂抹在植(zhi)物(wu)頂芽(ya)或腋芽(ya)上(shang)誘(you)(you)導(dao)(dao)(dao)多倍(bei)(bei)(bei)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)，該方(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)已在桔梗[53]、金銀花[54]等藥(yao)用(yong)植(zhi)物(wu)上(shang)獲(huo)得成功。用(yong)適(shi)當濃度的(de)(de)秋水(shui)仙(xian)素(su)溶液(ye)浸泡(pao)懷地黃帶芽(ya)莖段，也誘(you)(you)導(dao)(dao)(dao)出了四倍(bei)(bei)(bei)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)植(zhi)株(zhu)，但是(shi)誘(you)(you)導(dao)(dao)(dao)率不高[55]。將石斛(hu)的(de)(de)類原球莖接(jie)種(zhong)在0.075%秋水(shui)仙(xian)素(su)的(de)(de)培(pei)(pei)養(yang)基上(shang)，獲(huo)得了較高的(de)(de)誘(you)(you)導(dao)(dao)(dao)率[56]。通過(guo)離(li)(li)(li)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)培(pei)(pei)養(yang)的(de)(de)方(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)，在誘(you)(you)導(dao)(dao)(dao)紫錐菊(ju)染(ran)色體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)加倍(bei)(bei)(bei)上(shang)也取得了成功[57]。此外(wai)，也可(ke)用(yong)溫度驟變、機械創(chuang)傷、電離(li)(li)(li)射(she)線(xian)(xian)、非電離(li)(li)(li)射(she)線(xian)(xian)、離(li)(li)(li)心(xin)力等物(wu)理因(yin)素(su)和(he)有(you)性(xing)雜交培(pei)(pei)育(yu)、胚乳培(pei)(pei)養(yang)法(fa)(fa)(fa)、體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)細胞(bao)雜交法(fa)(fa)(fa)、體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)細胞(bao)無性(xing)系變異等生(sheng)物(wu)學(xue)方(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)誘(you)(you)導(dao)(dao)(dao)染(ran)色體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)加倍(bei)(bei)(bei)。
雖然人工誘(you)導多倍體(ti)的頻率高、見(jian)效(xiao)快、方(fang)法較簡(jian)單，在生產(chan)和(he)育種(zhong)實踐(jian)中(zhong)可產(chan)生巨大(da)經濟(ji)效(xiao)益。但同(tong)時(shi)也(ye)存在毒害、嵌合體(ti)現(xian)象比較嚴重(zhong)、孕性降低(di)、穩(wen)定耗時(shi)較長、育種(zhong)成本(ben)高等問(wen)題(ti)[58]。因(yin)此，還需在藥用植物(wu)多倍體(ti)育種(zhong)上開展更多、更廣泛的研究。
轉(zhuan)基(ji)(ji)因育種(zhong)(zhong)(zhong)也稱為(wei)基(ji)(ji)因工(gong)程育種(zhong)(zhong)(zhong)，可按照人們的意(yi)愿將外源基(ji)(ji)因重組到受體(ti)細胞基(ji)(ji)因組中使之特異性表(biao)達，經篩選(xuan)獲得穩定表(biao)達的遺傳(chuan)工(gong)程新品種(zhong)(zhong)(zhong)。其主(zhu)要優勢(shi)是(shi)能(neng)克服植物(wu)遠緣雜交不親和(he)障礙，擴大物(wu)種(zhong)(zhong)(zhong)雜交范圍，并加快變異速度等(deng)，提(ti)供了定向創造生物(wu)的可能(neng)性[59]。在創制新品種(zhong)(zhong)(zhong)，開發優質、高(gao)產、高(gao)效(xiao)兼各種(zhong)(zhong)(zhong)抗性作(zuo)物(wu)上可大顯身手。目前(qian)，植物(wu)轉(zhuan)基(ji)(ji)因主(zhu)要方法有(you)農桿菌介導法、聚(ju)乙二(er)醇介導法、基(ji)(ji)因槍法、花粉管通道法、電(dian)激穿孔法、顯微(wei)注射法及(ji)超聲波導入法等(deng)。
農(nong)桿(gan)菌(jun)介導法是(shi)應用(yong)最多，技術較為成(cheng)熟且結果(guo)比(bi)較理想的(de)基(ji)因(yin)(yin)轉化(hua)方(fang)法。先往根癌農(nong)桿(gan)菌(jun)中(zhong)轉入連接有目的(de)基(ji)因(yin)(yin)的(de)植(zhi)(zhi)(zhi)物(wu)表達(da)載(zai)體，然后用(yong)該(gai)農(nong)桿(gan)菌(jun)侵(qin)染植(zhi)(zhi)(zhi)物(wu)，將載(zai)體上(shang)的(de)目的(de)基(ji)因(yin)(yin)導入并(bing)整合(he)到植(zhi)(zhi)(zhi)物(wu)基(ji)因(yin)(yin)組中(zhong)，從而完成(cheng)目的(de)基(ji)因(yin)(yin)的(de)轉化(hua)，獲得(de)轉基(ji)因(yin)(yin)植(zhi)(zhi)(zhi)株。可(ke)用(yong)于轉化(hua)較大的(de)DNA片段，能穩定遺傳，重復性(xing)好，且不易產生基(ji)因(yin)(yin)沉(chen)默，但存在只(zhi)對雙子(zi)葉植(zhi)(zhi)(zhi)物(wu)敏感的(de)缺陷。該(gai)方(fang)法已(yi)成(cheng)功(gong)在丹參[60]、諸葛菜(cai)和(he)菘(song)藍[61]、黃芪[62]、蒿屬植(zhi)(zhi)(zhi)物(wu)[63]等材料上(shang)取得(de)成(cheng)功(gong)。
基因槍法(fa)是(shi)繼農桿菌介導轉化(hua)(hua)法(fa)之后又一個廣泛應用(yong)(yong)的(de)(de)遺(yi)傳(chuan)轉化(hua)(hua)技術。利用(yong)(yong)火藥(yao)爆炸或其他(ta)驅動力，將載有(you)外源(yuan)(yuan)DNA的(de)(de)金屬顆粒射擊進入真(zhen)空(kong)室中(zhong)(zhong)的(de)(de)靶細胞或組織中(zhong)(zhong)，從而導入外源(yuan)(yuan)基因。該法(fa)無宿主限制(zhi)、操(cao)作簡(jian)單、轉化(hua)(hua)時(shi)間短(duan)，但轉化(hua)(hua)率相對低，外源(yuan)(yuan)DNA整合(he)機制(zhi)不清楚(chu)。近年(nian)在大(da)蒜[64]、白三葉(xie)[65]等藥(yao)用(yong)(yong)植物上(shang)取得(de)了(le)新的(de)(de)成(cheng)果(guo)。
花粉(fen)(fen)管通道法(fa)(fa)是在植(zhi)物(wu)授粉(fen)(fen)后，利(li)用(yong)植(zhi)物(wu)開(kai)花過程(cheng)中萌發的花粉(fen)(fen)管通道，將(jiang)外源DNA導(dao)入受精卵，進而使(shi)(shi)目的基(ji)(ji)因(yin)整合(he)到(dao)受體(ti)植(zhi)物(wu)基(ji)(ji)因(yin)組中，使(shi)(shi)其自然發育成種子(zi)并形成轉(zhuan)基(ji)(ji)因(yin)植(zhi)株，該方(fang)法(fa)(fa)簡(jian)便(bian)、育種時間短(duan)。鐵(tie)皮石斛[66]、蓖麻[67]等用(yong)該法(fa)(fa)轉(zhuan)化獲得了轉(zhuan)基(ji)(ji)因(yin)新(xin)品種。表 3對幾(ji)種主要的植(zhi)物(wu)基(ji)(ji)因(yin)轉(zhuan)化法(fa)(fa)特點進行了比(bi)較。
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轉基因(yin)在藥用(yong)植物上的(de)應用(yong)雖(sui)然已取(qu)得相當不錯的(de)成(cheng)果，但(dan)其安全(quan)問題(ti)一直是(shi)爭論(lun)的(de)熱點(dian)。因(yin)此，對轉基因(yin)藥用(yong)植物還是(shi)應持有(you)謹(jin)慎的(de)態度(du)，必須(xu)進行更加系統深入(ru)的(de)研究。
次生(sheng)代(dai)謝(xie)(xie)工程就是用DNA重(zhong)組技術修飾生(sheng)成次生(sheng)代(dai)謝(xie)(xie)物(wu)的(de)(de)生(sheng)化反應途徑或(huo)引進(jin)新的(de)(de)生(sheng)化反應，從而(er)直接提(ti)高或(huo)抑(yi)制某(mou)(mou)個或(huo)某(mou)(mou)些特定次生(sheng)代(dai)謝(xie)(xie)物(wu)的(de)(de)合成，改善細胞性能。隨(sui)著藥用植物(wu)次生(sheng)代(dai)謝(xie)(xie)物(wu)生(sheng)物(wu)合成途徑的(de)(de)日漸探明，應用代(dai)謝(xie)(xie)工程技術對植物(wu)次生(sheng)代(dai)謝(xie)(xie)途徑進(jin)行遺(yi)傳改良，以大幅度提(ti)高目(mu)標產物(wu)的(de)(de)量已成為研(yan)究的(de)(de)熱點。
自1991年美國學者Bailey提(ti)(ti)出次生(sheng)代謝工程概念以(yi)來(lai)(lai)，次生(sheng)代謝工程技術(shu)的(de)應(ying)用(yong)(yong)已有大量報道(dao)。早期最(zui)為(wei)經典的(de)研究要屬用(yong)(yong)該技術(shu)實現了水稻胚乳中(zhong)維生(sheng)素(su)A原(yuan)（β-胡蘿卜素(su)）的(de)從無(wu)到有[68]。近年來(lai)(lai)，該技術(shu)在(zai)藥(yao)(yao)(yao)用(yong)(yong)植物上(shang)應(ying)用(yong)(yong)的(de)報道(dao)更是層出不窮。藥(yao)(yao)(yao)用(yong)(yong)植物中(zhong)各類藥(yao)(yao)(yao)效物質的(de)量往往很低，無(wu)法滿足(zu)人們的(de)需求。通(tong)過次生(sheng)代謝工程的(de)手段可穩定地提(ti)(ti)高(gao)它們在(zai)植物體內的(de)量。本文(wen)簡(jian)要介紹藥(yao)(yao)(yao)用(yong)(yong)植物中(zhong)幾(ji)類重要藥(yao)(yao)(yao)效物質通(tong)過次生(sheng)代謝工程方(fang)法提(ti)(ti)高(gao)量的(de)應(ying)用(yong)(yong)進(jin)展。
苯丙(bing)素類化(hua)合(he)物(wu)是植物(wu)在(zai)長期自然選(xuan)擇過程中產(chan)生的(de)(de)一(yi)類重(zhong)要的(de)(de)天然有(you)機化(hua)合(he)物(wu)，一(yi)般具有(you)抗菌、抗病毒、抗腫(zhong)瘤(liu)、抗自由基(ji)、抗炎鎮(zhen)痛(tong)、保肝、保護心血管系統等多種生物(wu)活(huo)性，因此是非常重(zhong)要的(de)(de)一(yi)類天然藥效物(wu)質。
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