第29学时第九章现代农业技术在药用植物生产上的应用1.docx
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第29学时第九章现代农业技术在药用植物生产上的应用1
第29学时第九章现代农业技术在药用植物生产上的应用
(1)
第一节药用植物无公害栽培技术
一、药用植物无公害栽培发展动态
(一)无公害中药材的概念
药用植物无公害栽培,目的是采用栽培手段调节药用植物与产地环境关系,生产无公害的优质中药材。
无公害中药材是指产地环境、生产过程和药材质量符合国家有关标准和规范要求,并经有资格的认证机构认证合格获得认证证书的未加工或者初加工的中药材产品。
据中国科学技术信息研究所等有关部门研究表明:
2000年我国大陆中药产值493亿元人民币,合60亿美元,占世界草药市场的20%~25%;若论我国中药产值在世界中药(而非植物药)市场的份额,则应在50%以上。
但我国作为植物药生产大国,由于农药、重金属残留等原因的影响,当年中药总出口额仅占世界植物药销售量的3%左右。
由此可见,农药、重金属残留等外源性有害物质的污染已成为中药走向世界的"瓶颈"。
因此,如何有效地克服有害物质污染,开发无公害优质生产技术,保证中药材的质量和安全性,已成为一项十分紧迫的重大课题。
中药材生产和流通过程中外源性有害物质污染的来源和环节主要有:
①药用植物生境的污染,包括土壤、地质背景和水源有害重金属、农药残留和放射性物质及大气有害气体污染等;
②药用植物栽培和中药材仓储过程中的农药或驱虫剂的残留;
③中药材加工炮制过程中辅料的污染;
④中药材包装材料的有害物质污染。
因此,为了中药材生产优质、高产、高效和无公害化、绿色化,应从生产基地布局、生产技术等各个环节对可能产生的有害物质污染加以防范和控制。
特别是在栽培过程中,常遭受各种病虫害的危害,目前主要依靠化学农药防治,造成农药残留和环境污染。
研究并实施以生物防治为主的无公害优质药材栽培技术,开发植物性农药,采用基因工程技术和新的育种技术,培育抗病虫害的优良品种,将是无公害药材生产、研究与开发的重要内容。
二、药用植物无公害栽培对生态环境的要求
进行药用植物无公害栽培,栽培地的自然环境条件首先要符合要求,其中影响较大的因素主要是土壤、空气和农田灌水等。
(一)土壤
国家环保局1995年5月1日实施了土壤环境质量标准GB15618-1995,按土壤应用功能、保护目标和土壤主要性质,规定了土壤中污染物的最高允许浓度指标值及相应的监测方法,土壤环境质量标准分为三级。
(二)空气
国家环保局1996年10月1日实施了环境空气质量标准GB3095-1996,规定了环境空气质量功能区划分、标准分级、污染物项目、取值时间及浓度限值,采样与分样方法及数据统计的有效性规定,环境空气质量标准分为三级。
(三)农田灌水
国家环保局1992年10月1日实施了农田灌溉水质标准GB5084-92,适用于全国以地面水、地下水和处理后的城市污水及与城市污水水质相近的工业废水为水源的农田灌溉用水。
第30学时第九章现代农业技术在药用植物生产上的应用
(2)
第一节药用植物无公害栽培技术
三、无公害栽培管理技术
(一)无公害中药材生产的施肥技术
1无公害中药材生产的施肥原则无公害中药材生产的施肥原则应是:
以有机肥为主,辅以其他肥料;以多元复合肥为主,单元素肥料为辅;以施基肥为主,追肥为辅。
2无公害中药材生产的施肥技术无公害中药材生产的施肥技术主要包括以下几个方面:
(1)注重施肥方式。
应以底肥为主的原则,增加底肥比重。
一方面有利于培育壮苗,另一方面可通过减少追肥(氮肥为主)数量,减轻因追肥过迟距临近成熟对吸收的营养不能充分同化所造成的污染,还可提高中药材的无公害程度。
生产中宜将有机肥料全部底施,如有机氮与无机氮比例偏低,辅以一定量无机氮肥,使底肥氮与追肥氮比达6∶4,施用的磷、钾肥及各种微肥均采用底施方式。
(2)注重肥料种类的选择。
应以有机肥为主;宜使用的优质有机肥的种类有堆肥、厩肥、腐熟人、畜粪便、沼气肥、绿肥、腐殖酸类肥料以及腐熟的作物秸杆和饼肥等,通过增施优质有机肥料,培肥地力。
农家肥以及人、畜粪便应腐熟达到无害化标准的原则。
禁止使用未经处理的城市垃圾和污泥,以减少硝酸盐的积累和污染。
允许限量使用的化肥及微肥有尿素、碳酸氢铵、硫酸铵、P肥(磷酸二铵、过磷酸钙、钙镁磷肥等)、K肥(氯化钾、硅酸钾等)、Cu(硫酸铜)、Fe(氯化铁)、Zn(硫酸锌)、Mn(硫酸锰)、B(硼砂)等,掌握有机氮与无机氮之比为7∶3~6∶4,不低于1∶l。
(3)开展进行平衡配方施肥。
为降低污染,充分发挥肥效,应实施配方施肥,即根据药用植物营养生理特点、吸肥规律、土壤供肥性能及肥料效应,确定有机肥、N、P、K及微量元素肥料的适宜用量和比例以及相应的施肥技术,做到对症配方。
具体应包括肥料的品种和用量,基肥、追肥比例,追肥次数和时期,以及根据肥料特征采用的施肥方式。
配方施肥是无公害中药材生产的基本施肥技术,尽量限制化肥的施用,如确实需要,可以有限度有选择地施用部分化肥。
按照生产基地农田土壤的养分输入、输出相平衡的原则,做到N、P、K肥以及微肥的均衡供应。
采用平衡配方施肥,首先应分析某种药用植物生长所在地的土壤养分供应情况,同时测出该药用植物生长过程中的养分需求情况,在此基础上,根据生产目的确定适宜的施肥量。
某种肥料需要量的估测,可用下式计算:
肥料需要量=(一季作物的总吸收量-土壤养分供应量)÷(肥料中该养分含量×肥料当季利用率)一季作物的总吸收量=目标产量×每千克产量养分的需要量
3充分提高无机氮肥的有效利用率N是作物吸收的大量元素之一,生产中需施用氮肥补充土壤供应的不足。
但大量施用N化肥对环境、中药材及人类健康具有潜在的不良影响,这是由于无机氮肥在土壤中易转化为NO3-—N和NO2-—N,其中NO3-易被淋溶而污染地下水。
NO2-—N除影响作物生长外,还可经反硝化途径形成氮氧化物释放至大气中,对环境造成不利影响。
因此,无公害中药材生产中应减少无机氮肥的施用量,尤其注意避免使用硝态氮肥。
对于必须补充的无机氮肥,提倡使用长效氮肥,以减少氮素因淋溶或反硝化作用而造成的损失,提高氮素利用率,减轻环境污染。
因此,在常规氮肥的使用中,应配合施用氮肥增效剂,抑制土壤微生物的硝化作用或腺酶的活性,达到减少氮素硝化或氮挥发损失的目的。
(二)无公害中药材生产病虫害防治技术
生产无公害的绿色中药材应立足于药用植物自身的保健,提高栽培管理水平,注意调节植物体内营养。
这些措施不仅能提高中药材的产量和质量,而且有助于增强其抗病虫的能力,减少化学农药的使用次数和用量,在关键时期,选择使用高效、低毒、低残留的化学农药。
根据试验结果,氮素形态对西洋参黑斑病(Alternariapanax)有明显的影响,以NO3-—N为氮源,西洋参黑斑病发病轻,而以NH4+—N为氮源发病则重。
建议西洋参黑斑病发生严重的地区,以施用NO3-—N为宜。
高脂膜是一种单层高分子膜,喷于植物体后,表面形成很薄的膜层,这层膜能抑制芒果蚜部分越冬卵孵化,而且"杀"低龄蚜效果明显,卵孵化盛期是施用适期,浓度以100倍为佳。
应用高脂膜防治微型昆虫是一种值得探讨的新方法。
中药材的质量主要取决于其活性成分的含量,有些药用植物如人参、西洋参、金银花、枸杞等的病虫害发生频繁,过量施用农药,不但使中药材中农药残留超过FDA、WHO或我国规定的允许标准,直接损害人体健康;而且研究表明,某些药用植物施用农药不当,使其活性成分降低。
因此,进行中药材无污染新技术的研究,生产无公害、优质的绿色中药材,是提高中药材产量和质量的重要环节。
无公害中药材生产病虫害防治应本着预防为主的指导思想和安全、有效、经济、简便的原则,采取综合防治的策略。
即运用农业的、生物的、化学的、物理的方法及其他有效的生态手段,把病虫害的危害控制在经济阈值以下。
特别是其中以生物防治为基本手段的无污染新技术应用前景十分广阔,相关方面的研究已在我国"六·五"、"七·五"、"八·五"规划期间进行了全国性协作研究,取得了丰硕成果,许多成果可以有目的地引入、应用到药用植物病虫害的防治中来,并根据药用植物自身的特点开展生物防治研究、从管理及具体措施等方面有所创新、有所发展,促使我国中药材优质高产,以满足人类健康的需要。
生物防治技术在药用植物病虫害防治中的应用研究,是一个年轻的新领域,由于生物防治技术涉及的学科众多,药用植物病虫种类繁杂其生物学特性各异,有许多工作有待今后深入开展研究。
第31学时第九章现代农业技术在药用植物生产上的应用
(1)
第三节现代生物技术在药用植物生产上的应用
生物技术是以生物体系(个体、组织、细胞、基因)和生物工程原理来生产生物产品,培育新的生物品种,或提供社会服务的综合性技术。
生物技术的兴起为我国的药用植物生产、研究和发展提供了良机和手段,并将有效促进我国中药事业的发展。
一、应用生物技术开展药用植物快速繁殖、资源保护
(一)采用组织培养方法进行药用植物的脱病毒、快繁、保存和纯化
植物组织培养应用于植物的离体快繁,是目前应用最多、最广泛和最有成效的一种技术。
组织培养不受地区、气候的影响,比常规繁殖方法快数万倍到数百万倍,为快速获得药用植株提供了一条经济有效的途径。
从20世纪60年代开始,我国已有100多种药用植物经离体培养和试管繁殖获得试管植株。
其中有的已用于药用植物栽培,如苦丁茶、芦荟、枸杞、金线莲等。
植物组织培养在药用植物中主要应用于脱毒苗、新育成或新引进的稀缺良种、优良单株、濒危植物及基因工程植株等的离体快速繁殖。
濒危药材的保护,是本章讲述的重点。
1稀缺或急需药用植物良种的快速繁殖某些新育成或新引进的良种,由于生产上急需,可用试管快繁来解决。
台湾在1988-1993年间用离体快繁技术繁殖金线莲600万株。
宁夏农林科学院枸杞研究所利用试管繁殖与嫩枝扦插相结合的繁殖方法繁殖枸杞新品种"宁夏1号"和"宁夏2号"苗木100多万株,加速了新品种的推广。
2杂种一代及基因工程植株的快速繁殖我国在20世纪80年代,就培育出药用价值较高的杂种一代和转基因植株。
如进行平贝母和伊贝母种间远缘杂交,产生的后代繁殖力低,利用组织培养方法对杂交植株进行无性快繁,既可保持杂种一代的原有性状和杂种优势,又解决了杂种后代繁殖力低的问题。
又如,百合种间远缘杂交时,对获得的杂种胚进行离体培养,直接成苗或形成愈伤组织后分化成苗。
转基因技术建立在重组DNA技术基础上,通过克隆技术,由重组后的组织无性繁殖出生物个体,如转基因曼陀罗、红豆杉通过组织培养方法,保持了转基因目的性状的稳定性。
3濒危植株的快速繁殖试管繁殖是药用植物生物技术中一个较成熟的方法,对于珍稀濒危药用植物的资源保护、品种纯化和质量稳定具有十分重要的意义。
金线莲生长在海拔600~1800m的森林覆盖地,药用价值极高。
野生金线莲处于濒危的处境,台湾种子公司通过用种子和茎培养繁殖出数百万株金线莲,成功种植到海拔500~1800m的山地。
我国已对珍稀濒危野生植物如铁皮石斛、川贝母、紫杉等采取组织培养的手段建立起无性繁殖系来对这些物种进行繁衍和保存。
应该比较详细的讲述脱毒技术
4带病药用植株的脱毒迄今为止,我国已经报道的药用植物病毒病有太子参花叶病、地黄病毒病、八角莲花叶病、浙贝母黑斑病等10余种。
病毒病的危害是影响药用植物产量和质量的重要因素。
由于病毒病的危害,一般减产幅度在30%以上,成为药材生产上的重要障碍。
20世纪80年代,人们就采用了茎尖脱毒的方法,解决了病毒病的危害。
脱毒苗通过组织培养克隆繁殖可获得大量脱毒优良种苗供生产上应用。
我国药用植物分生组织脱毒工作也取得了较好的效果。
上海、新疆及北京等先后通过茎尖分生组织培养获得脱毒大蒜,使我国大蒜产量提高20%~45%。
怀地黄经茎尖培养脱毒后,块茎产量显著提高。
试管苗种植的怀地黄,单株块茎整齐,一般4~6块,单株重210g左右,呈纺锤形,粗壮;而对照块茎不整齐,块数多,单株重仅67g左右,呈细长形,纤弱。
目前地黄通过茎尖培养选育得到了抗病毒强、经济效益较高的茎尖16号地黄脱毒新品系,已在生产上推广。
另外,川芎茎尖脱毒培养也已获成功。
(二)建立药用植物种质基因库
利用生物技术建立种质基因库是保存药用植物种质资源的有效手段。
将离体培养的药用植物器官、组织和细胞在常温下或超低温下保存,建立集约化的细胞库,可作为种质保存的一种形式并在需要时可以随时取出利用。
在分子水平上可以建立DNA库,在低温条件下保存药用植物的基因组总DNA、克隆的基因、组装好的质粒和RFLP探针,即使在某种药用植物灭绝的情况下,其基因也可得以保存并加以利用。
二、应用生物技术进行药用植物育种
(一)花药培养为主的单倍体育种
自1964年Guaha等获得曼陀罗花药单倍体植株以来,在国际上引起了很大重视,并广泛开展了这方面的研究工作。
我国在药用植物的花药培养方面也做了很多工作,1979年我国首先用地黄(Rehmaniaglutinosa)花粉诱导出了绿色植株,并对获得的植株进行了染色体鉴定。
1980年用乌头(Aconitumcarmichaeli)的花药培养成功,获得了完整植株。
同年,用薏苡(Clolixlacryma)花粉孢子体也培养出植株,并对花粉染色体进行了鉴定。
1981年用宁夏枸杞(Lyclumberbaum)花药培养成功,获得了花粉植株。
1986年人参(Panaxginseng)、平贝母(Fritilariaussuriensis)花药培养成功,获得了再生植株。
通过单倍体育种途径选育新品种,由于其来自父母本的显隐性状均可以当代表现出来,经染色体加倍后就可获得纯合的二倍体,这比常规的育种方法缩短了育种年限。
(二)利用组织培养技术诱导多倍体
药用植物多倍体一般具有根、茎、叶、花、果的巨型性、抗逆性强、药用成分含量高等特性,因此药用植物的多倍体育种具有较高的应用价值和增产潜力。
日本培育出的白花曼陀罗(Daturastramonium)四倍体生药重量为二倍体的1.72倍,总生物碱是二倍体的1.76倍,表现出多倍体育种的优异效果。
此外,日本培育出的甘菊(Matricariachamomilla)四倍体品种,其甘菊素含量是二倍体的1.2倍,体积是二倍体的2.3倍。
我国也对当归、牛膝、板蓝根进行了多倍体育种,取得了较好的增产效益。
在组织培养中,用秋水仙碱等诱变剂处理培养的愈伤组织胚状体或丛生芽,从而获得多倍体植株,是诱发多倍体的较好方法。
陈素萍等在诱导党参多倍体时将一定浓度的秋水仙碱加入培养基中,使种子在发芽中逐渐加倍,然后通过组织培养的方法获得了大批量的再生植株。
陈柏君等诱导黄芩同源四倍体时采用组织培养的方法先获得愈伤组织,然后转移到分化培养基上诱导生芽,当培养基上长出绿色芽点时,将带芽点的愈伤组织置于含有秋水仙碱的培养基上培养,或放入秋水仙素水溶液中浸泡,最后依次经分化及生根培养基培养获得再生植株。
此外,多倍体诱导在桔梗、白术、百合中也获得了成功。
利用组织培养技术诱导多倍体操作简便,实验条件容易控制,重复性好,诱导效率高,嵌合体少,易于大批量处理和筛选,筛选出的优质株系可以应用组织培养技术在短期内大量繁殖,大大地缩短了育种周期。
(三)胚乳培养产生三倍体植株
在组织培养中植物的胚乳培养是产生三倍体植株的主要方法。
胚乳是由精细胞和两个极核融合而产生的,因此是三倍体细胞。
在适宜的条件下能诱导产生三倍体植株,三倍体植株往往表现为无籽,在种子和果实类药材中,如山茱萸、枸杞中进行三倍体育种,培养出无核或无籽的品种无疑对其加工利用带来极大的方便。
我国已成功用枸杞胚乳诱发获得了三倍体的植株。
此外,三倍体植株经自然加倍或秋水仙碱处理加倍可以产生六倍体,这也是产生多倍体植株的又一有效途径。
(四)体细胞突变育种
在植物器官培养中往往首先产生大量愈伤组织,这是一种非组织形式继续增殖的细胞团,由于在培养过程中,外界环境及培养基成分和激素水平的改变,在组织培养的细胞团中往往出现一些突变类型。
在药用植物细胞培养中,筛选或诱发次生代谢产物高的体细胞突变系,进而培养成高产细胞系是提高细胞培养产物产量的有效途径。
(五)转基因抗病育种
基因工程是利用分子生物学和微生物遗传学的现代研究方法和手段发展起来的,由于这些领域的迅速发展,如今已有可能人工定向改变药用植物的遗传性状,培育出一些具有抗病、抗虫、抗除草剂等药用植物新品种。
如在抗虫害研究方面Delannay等用HD-1菌株的毒蛋白基因转入到番茄细胞之后所做的大田试验的结果表明,转基因的番茄植株系上虫害确实得到了有效控制。
我们可将这种基因转入到药用植物的细胞之中以改变药用植物的品质。
通过分子生物学技术可以使自身获得抗病毒的能力以提高药用植物产量,并获得高质量的药源,避免了从以往使用农药而带来的不良后果。
(六)利用原生质体融合进行细胞杂交育种
自从Cooking1960年开创了植物原生质体培养的研究新纪元以来,茄科中一些药用植物就开始作为模式系统来研究植物原生质体的培养和再生。
原生质体不仅具有单个活细胞的全能性,而且它是没有细胞壁的裸露细胞,易于摄取外来的遗传物质,细胞器以及其他载体,从而为高等植物的遗传转化等提供了有利条件。
由于裸露的原生质体彼此可以融合,从而使原来不能杂交的药用植物(如自交不亲和或远缘杂交不亲和)的杂交变为可能。
地黄是自交不亲和植物,应用原生质体融合技术就可克服其限制亲和的生理因素而获得杂交种。
我国目前已经对药用植物龙葵、曼陀罗、颠茄、明党参通过体细胞杂交的方式获得种间杂种和种内杂种植株,并且对枸杞、龙胆草也已开始了这方面的探索。
另外,通过原生质体培养能得到由单细胞衍生出来的体细胞克隆细胞系,这是药用植物筛选高产、稳定细胞系的较好途径。
Fujita利用原生质体培养,筛选出15个紫草素高产细胞系,最高活性为亲本的两倍,且在继代培养中表达稳定。
利用原生质体培养技术结合理化诱变,可选择有用的突变细胞系,将单倍体的原生质体用诱变剂处理后再进行培养可选出一定突变特性的细胞系或植株。
还可利用原生质体培养和细胞融合将产生药用植物的活性成分的基因导入到其他作物中。
由于原生质体无细胞壁的阻碍,可引入外源的遗传物质,所以也是遗传转化的理想受体。
第32学时第九章现代农业技术在药用植物生产上的应用
(2)
第三节现代生物技术在药用植物生产上的应用
三、DNA分子标记在药用植物分类和药材鉴定上的应用
(一)分子水平上的药用植物分类
药用植物资源的研究采用经典的形态学划分物种是建立在个体性状描述的宏观观测水平基础上,易引起争议。
现代的分子生物学表明,药用植物的遗传多样性是由于基因多态性所致,而DNA分子标记技术就是一种在DNA分子水平上检测基因多态性的技术。
DNA分子标记技术又称DNA分子诊断技术,是研究DNA分子由于缺失、插入、易位、倒位、重排或由于存在长短与排列不一的重复序列等机制而产生的多态性的技术。
目前该技术主要分三类:
第一类是以电泳技术和分子杂交技术为核心,主要有限制性片段长度多态性(restrictionfragmentlengthpolymorphism,RFLP)和DNA指纹技术(DNAFingerprinting);第二类是以电泳技术和PCR技术为核心,主要有随机扩增多态性DNA(randomamplifiedpolymorphismDNA,RPAD)和扩增片段长度多态性(amplifiedrestrictionfragmentpolymorphism,AFLP);第三类是以DNA序列为核心,主要有内转录空间(internaltranscribedspacers,ITS)测序技术。
其中,RAPD技术由于操作简便、快速、省时、省力,因此应用较为广泛。
卞云云等用RAPD法对12个贝母类药材品种进行亲缘关系的研究,发现引物OPF-06扩增片段在贝母各样品间无明显差异,表明OPF-6扩增片段在贝母内具有高度稳定性,可作为贝母属的特征性片段。
而引物OPF-05的扩增产物在贝母间有明显不同,有可能成为鉴定贝母品种的标记。
这说明DNA分子标记方法应用于贝母类药材的分类研究是可行的。
陈永久等用RAPD方法分析了冬虫夏草(Cordycepssinensis(Berk)Sacc)的遗传转化,通过遗传距离说明遗传差异与地理距离呈正相关,从分子水平上提供了冬虫夏草的分类、起源及进化方面的宝贵材料。
目前已应用DNA分子标记技术对甘草、淫羊藿、银杏、栝楼、白芷、慈姑、当归等进行了分类研究。
(二)药材的分子鉴定
传统的中药鉴别方法主要依据药材的颜色、形状、气味、味道和质地等感性特征,这种鉴定方法的不足之处在于很不准确,而人们对这些特征的把握也因人而异。
DNA分子作为遗传信息的直接载体,不受环境因素和生物体发育阶段及器官组织差异的影响,每一个体的任一体细胞均含有相同的遗传信息,多态性几乎遍及整个基因组。
药用植物DNA分子鉴定就是运用DNA分子标记技术对生药和含有生药的中成药及其基源进行真伪的鉴定,它具有特异性强、稳定性好、微量、便捷、准确等特点,特别适合于近缘品种、易混淆品种、珍稀品种、破碎药材、陈旧药材的鉴定。
道地药材除了与栽培方法、生态环境有关外,还与物种居群的遗传特异性有关,这可能是造成道地性药材与非道地性药材品质差异的原因。
因此,利用RAPD技术可以在DNA水平上鉴定两者的差异,使道地药材的研究提高到分子水平。
1995年,邵鹏柱首次报道利用RAPD技术对真假人参进行分析鉴定。
随后,曹晖等利用RAPD技术对香港市售蒲公英及混淆品土蒲公英进行了DNA指纹鉴定。
目前利用RAPD技术已成功地开展了对人参、西洋参、三七、甘草、淫羊藿、细辛、地胆草、巴戟天、砂仁、广藿香、广佛手、土沉香的道地性研究。
通过道地药材与非道地药材的比较研究,明确同种药材优质品种及其最佳生长条件,为中药材的栽培生产提供科学依据。
四、应用生物技术加快次生代谢物的生产
(一)对次生物质代谢途径的研究
大部分中药含有的次生代谢产物是其药理作用的物质基础,因此加强次生物质代谢途径的研究显得非常重要。
通过筛选高产细胞系,改进培养条件和技术,以及设计适合植物细胞培养的发酵罐来提高次生代谢物的含量。
由于植物组织和细胞培养技术的发展,以及单细胞的培养成功,使植物像微生物那样在大容积的发酵罐中进行发酵培养成为可能,并大量生产了微生物所不能合成的药用成分。
1968年日本明治制药公司在古谷等人的指导下,用1.3×105L的培养罐开始进行人参细胞培养的工业化生产,从而使植物细胞发酵罐培养进入了工厂化生产的实用阶段。
药用菌物是中药宝库中的一个重要组成部分,传统名贵中药冬虫夏草、灵芝等采用发酵工程技术,从发酵产物中提取活性成分,可提高生产速度和扩大生产规模。
利用发酵技术生产药用活性成分,还可使药品生产规范化,保证药源质量稳定。
我国冬虫夏草的发酵产品已投入市场,另外,我国还建立了三七、人参、西洋参、长春花、丹参、红豆杉等多种药用植物的液体培养系统,经过对培养液和培养条件的优化已使有效成分达到或超过原植物。
中科院植物所的科研人员在新疆紫草的细胞培养中获得了成功,使紫草中主要成分乙酰紫草素的含量提高4.7倍,为保护天然紫草资源提供了重要途径。
为了加速植物细胞培养技术商业化生产进程,各国科学家一方面不断改进培养技术,如控制培养的气相环境,加入刺激素,加入大孔树脂吸附剂等,另一方面发展新的培养方法,如高密度培养、连续培养和固定化培养。
目前全国各地不少于10个科研单位对红豆杉进行愈伤组织及悬浮细胞培养,以生产抗癌药物紫杉醇及其类似物的研究。
紫杉醇为一种四环二萜酰胺类化合物,被称为是过去几十年中发现的最好的抗癌药物。
现在主要利用细胞大量培养技术生产紫杉醇。
中国科学院植物所及化学冶金工业研究所对雪莲,以及清华大学对番红花都进行了细胞培养以生产