藥用植物第九章

1、第九章現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)在藥用植物生產(chǎn)上的應用第一節(jié)藥用植物無公害栽培技術(shù)第二節(jié)藥用植物現(xiàn)代設(shè)施栽培技術(shù)第三節(jié)現(xiàn)代生物技術(shù)在藥用植物生產(chǎn)上的應用藥用植物無公害栽培技術(shù)（一）無公害中藥材的概念藥用植物無公害栽培，目的是采用栽培手段調(diào)節(jié)藥用植物與產(chǎn)地環(huán)境關(guān)系，生產(chǎn)無公害的優(yōu)質(zhì)中藥 材。無公害中藥材是指產(chǎn)地環(huán)境、生產(chǎn)過程和藥材質(zhì)量符合國家有關(guān)標準和規(guī)范要求，并經(jīng)有資格的認證機構(gòu) 認證合格獲得認證證書的未加工或者初加工的中藥材產(chǎn)品。（二）無公害中藥材產(chǎn)品法規(guī)的形成和發(fā)展隨著人類回歸大自然的需求，傳統(tǒng)的草藥治病在世界上重新得到了重視，但在其生產(chǎn)和質(zhì)量控制方面，各國 目前尚沒有一套統(tǒng)一的、完整的標準體系，基本上

2、尚處在研究和完善過程中。藥用植物栽培種類多，規(guī)模小，生產(chǎn)者缺乏按質(zhì)量標準要求進行生產(chǎn)的主動性，隨意性強；市場流通中，大多 數(shù)中藥材散裝上市，既無包裝，也無標識，更無商標，一旦出現(xiàn)用藥安全問題，很難跟蹤溯源，追究生產(chǎn)者和 經(jīng)營者的責任；管理方面，涉及中藥材用藥安全的法規(guī)內(nèi)容不完整，執(zhí)法主體不明確，更缺少對中藥材安全監(jiān) 管方面的法規(guī)。二、藥用植物無公害栽培對生態(tài)環(huán)境的要求中藥材是祖國藥學的寶貴遺產(chǎn)，其栽培地的環(huán)境質(zhì)量比一般食品的質(zhì)量更為重要。因此，加強對藥用植物栽 培基地的環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測及其所產(chǎn)中藥材的有害物質(zhì)檢測、建立一整套綠色中藥材基地的環(huán)境質(zhì)量和有害物質(zhì)評 價標準，是生產(chǎn)綠色中藥材所必需的。我

3、國的綠色食品生產(chǎn)已經(jīng)建立了相關(guān)機構(gòu)及其產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量評價體系，但國內(nèi)外尚未見有綠色藥用植物栽培及 其環(huán)境評價的報道，暫可借鑒綠色食品的有關(guān)評價方法和體系進行。土壤國家環(huán)保局1995年5月1日實施了土壤環(huán)境質(zhì)量標準 GB15618-1995，按土壤應用功能、保護目標和土壤主要性 質(zhì)，規(guī)定了土壤中污染物的最高允許濃度指標值及相應的監(jiān)測方法，土壤環(huán)境質(zhì)量標準分為三級。2001年1月1日實施了農(nóng)田土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測技術(shù)規(guī)范GB/T18202-2000，規(guī)定了農(nóng)田土壤環(huán)境監(jiān)測的布點采樣、分析方法、質(zhì)控措施、數(shù)理統(tǒng)計、成果表達與資料整編等技術(shù)內(nèi)容。綜合污染指數(shù)全面反映了各污染物對土壤的不同作用，同時又突出高濃

4、度污染物對土壤環(huán)境質(zhì)量的影響，因此,按綜合污染指數(shù)最終評定，劃分質(zhì)量等級。為了規(guī)范中藥材生產(chǎn)，保證中藥材質(zhì)量，促進中藥標準化、現(xiàn)代化，2002年6月1日，國家食品藥品監(jiān)督管理局實施了中藥材生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范 應符合國家相應標準，土壤應符合土壤質(zhì)量二級標準。（試行），要求中藥材產(chǎn)地的環(huán)境在廣泛收集、整理國內(nèi)外有關(guān)中藥材 GAP理論研究與實踐經(jīng)驗的基礎(chǔ)上， 管理規(guī)范研究與實踐指南，其中 中藥材規(guī)范化種植研究的部分參考指標 對環(huán)境指標要求的參考。空氣2002年7月出版了中藥材生產(chǎn)質(zhì)量，可以作為藥用植物無公害栽培時國家環(huán)保局1996年10月1日實施了環(huán)境空氣質(zhì)量標準 GB3095-1996，規(guī)定了環(huán)境空

5、氣質(zhì)量功能區(qū)劃分、標準分 級、污染物項目、取值時間及濃度限值，采樣與分樣方法及數(shù)據(jù)統(tǒng)計的有效性規(guī)定，環(huán)境空氣質(zhì)量標準分為三 級。2000年12月1日實施了農(nóng)區(qū)環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測技術(shù)規(guī)范NY/T397-2000，規(guī)定了農(nóng)區(qū)環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測的布點采樣、分析方法、質(zhì)量控制、數(shù)據(jù)處理與成果表達的基本要求。農(nóng)區(qū)環(huán)境空氣質(zhì)量評價一般以單項污染指數(shù)為主，可直接采用GB9137-1988和GB3095-1996中的污染物濃度限值劃分為三級；但當區(qū)域內(nèi)環(huán)境空氣質(zhì)量作為一個整體與其他區(qū)域空氣質(zhì)量比較，或同一個區(qū)域內(nèi)空 氣質(zhì)量在不同歷史時段內(nèi)比較時，應采用綜合污染指數(shù)評價，劃分為五級。中藥材生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范（試行）要

6、求中藥材產(chǎn)地的空氣應符合大氣環(huán)境質(zhì)量二級標準。中藥材規(guī)范化種 植研究的部分參考指標指出：由于中藥材GAP生產(chǎn)基地大氣監(jiān)測STP、SO2、NO2和氟化物四項指標，監(jiān)測工作量大，當前大多數(shù)中型城市和發(fā)達城市已開展當日大氣溫測工作，其數(shù)據(jù)可以直接采用。農(nóng)田灌水水是藥用植物的主要組成成分，是連接土壤-藥用植物-大氣這一系統(tǒng)的介質(zhì)。根據(jù)藥用植物對水的適應能力和適應方式，將其劃分為旱生植物、濕生植物、中生植物和水生植物。目前栽培的絕大多數(shù)屬于中生藥用植物， 其生長發(fā)育期間除依靠自然降水外，需要灌水滿足其對水分的需要，因此，農(nóng)田灌水質(zhì)量對藥用植物的品質(zhì)起著非常重要的作用。三、無公害栽培管理技術(shù)（一）無公害中

7、藥材生產(chǎn)的施肥技術(shù)（二）無公害中藥材生產(chǎn)病蟲害防治技術(shù)無公害中藥材生產(chǎn)的施肥技術(shù)1無公害中藥材生產(chǎn)的施肥原則無公害中藥材生產(chǎn)的施肥原則應是：以有機肥為主，輔以其他肥料；以多元 復合肥為主，單元素肥料為輔；以施基肥為主，追肥為輔。2無公害中藥材生產(chǎn)的施肥技術(shù)無公害中藥材生產(chǎn)的施肥技術(shù)主要包括以下幾個方面：（1）注重施肥方式。應以底肥為主的原則，增加底肥比重。一方面有利于培育壯苗，另一方面可通過減少追肥（氮肥為主）數(shù)量，減輕因追肥過遲距臨近成熟對吸收的營養(yǎng)不能充分同化所造成的污染，還可提高中藥材的無公害程度。生產(chǎn)中宜將有機肥料全部底施，如有機氮與無機氮比例偏低，輔以一定量無機氮肥，使底肥氮與追肥氮

8、比達6 : 4,施用的磷、鉀肥及各種微肥均采用底施方式。（2）注重肥料種類的選擇。應以有機肥為主；宜使用的優(yōu)質(zhì)有機肥的種類有堆肥、廄肥、腐熟人、畜糞便、沼 氣肥、綠肥、腐殖酸類肥料以及腐熟的作物秸桿和餅肥等，通過增施優(yōu)質(zhì)有機肥料，培肥地力。農(nóng)家肥以及人、 畜糞便應腐熟達到無害化標準的原則。禁止使用未經(jīng)處理的城市垃圾和污泥，以減少硝酸鹽的積累和污染。允許限量使用的化肥及微肥有尿素、 碳酸氫銨、硫酸銨、P肥（磷酸二銨、過磷酸鈣、鈣鎂磷肥等）、K肥（氯化鉀、 硅酸鉀等）、Cu（硫酸銅）、Fe （氯化鐵）、Zn（硫酸鋅卜Mn（硫酸錳）、B（硼砂）等，掌握有機氮與無機氮之比為 7 :3 6 : 4，不低

9、于 1 : I。（3）開展進行平衡配方施肥。為降低污染，充分發(fā)揮肥效，應實施配方施肥，即根據(jù)藥用植物營養(yǎng)生理特點、吸肥規(guī)律、土壤供肥性能及肥料效應，確定有機肥、N、P、K及微量元素肥料的適宜用量和比例以及相應的施肥技術(shù)，做到對癥配方。具體應包括肥料的品種和用量，基肥、追肥比例，追肥次數(shù)和時期，以及根據(jù)肥料特征采用的施肥方式。配方 施肥是無公害中藥材生產(chǎn)的基本施肥技術(shù)，盡量限制化肥的施用，如確實需要，可以有限度有選擇地施用部分 化肥。按照生產(chǎn)基地農(nóng)田土壤的養(yǎng)分輸入、輸出相平衡的原則，做到N、P、K肥以及微肥的均衡供應。采用平衡配方施肥，首先應分析某種藥用植物生長所在地的土壤養(yǎng)分供應情況，同時測出

10、該藥用植物生長過程 中的養(yǎng)分需求情況，在此基礎(chǔ)上，根據(jù)生產(chǎn)目的確定適宜的施肥量。某種肥料需要量的估測，可用下式計算： 肥料需要量=（一季作物的總吸收量-土壤養(yǎng)分供應量）一（肥料中該養(yǎng)分含量X肥料當季利用率 ）一季作物的總吸收量=目標產(chǎn)量X每千克產(chǎn)量養(yǎng)分的需要量3充分提高無機氮肥的有效利用率 N是作物吸收的大量元素之一，生產(chǎn)中需施用氮肥補充土壤供應的不足。但大量施用N化肥對環(huán)境、中藥材及人類健康具有潛在的不良影響，這是由于無機氮肥在土壤中易轉(zhuǎn)化為 N03- N和N02- N,其中N03-易被淋溶而污染地下水。N02- N除影響作物生長外，還可經(jīng)反硝化途徑形成氮氧化物釋放至大氣中，對環(huán)境造成不利影

11、響。無公害中藥材生產(chǎn)病蟲害防治技術(shù)生產(chǎn)無公害的綠色中藥材應立足于藥用植物自身的保健，提高栽培管理水平，注意調(diào)節(jié)植物體內(nèi)營養(yǎng)。這些措 施不僅能提高中藥材的產(chǎn)量和質(zhì)量，而且有助于增強其抗病蟲的能力，減少化學農(nóng)藥的使用次數(shù)和用量，在關(guān) 鍵時期，選擇使用高效、低毒、低殘留的化學農(nóng)藥。中藥材的質(zhì)量主要取決于其活性成分的含量，有些藥用植物如人參、西洋參、金銀花、枸杞等的病蟲害發(fā)生頻 繁，過量施用農(nóng)藥，不但使中藥材中農(nóng)藥殘留超過FDA、WHO或我國規(guī)定的允許標準，直接損害人體健康；而且研究表明，某些藥用植物施用農(nóng)藥不當，使其活性成分降低。因此，進行中藥材無污染新技術(shù)的研究，生產(chǎn) 無公害、優(yōu)質(zhì)的綠色中藥材，是

12、提高中藥材產(chǎn)量和質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。無公害中藥材生產(chǎn)病蟲害防治應本著預防為主的指導思想和安全、有效、經(jīng)濟、簡便的原則，采取綜合防治 的策略。即運用農(nóng)業(yè)的、生物的、化學的、物理的方法及其他有效的生態(tài)手段，把病蟲害的危害控制在經(jīng)濟閾 值以下。特別是其中以生物防治為基本手段的無污染新技術(shù)應用前景十分廣闊，相關(guān)方面的研究已在我國”六五”、七五”、八五”規(guī)劃期間進行了全國性協(xié)作研究，取得了豐碩成果，許多成果可以有目的地引入、應用到藥用植物病 蟲害的防治中來，并根據(jù)藥用植物自身的特點開展生物防治研究、從管理及具體措施等方面有所創(chuàng)新、有所發(fā)展，促使我國中藥材優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)，以滿足人類健康的需要。持續(xù)農(nóng)業(yè)是當代世界農(nóng)業(yè)

13、的發(fā)展趨勢。成功地管理各種資源以滿足不斷變化的人類需求，而同時保持或提高 環(huán)境質(zhì)量和保護自然資源是持續(xù)農(nóng)業(yè)的基本內(nèi)容。其核心是在提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)率的同時，保護環(huán)境，保持資源的 永續(xù)利用。很顯然，無公害生產(chǎn)技術(shù)在持續(xù)農(nóng)業(yè)中具有明顯的專業(yè)優(yōu)勢。世界環(huán)發(fā)大會保護環(huán)境宣言中已指岀，2000年開始在全球范圍內(nèi)控制化學農(nóng)藥的銷售和使用，這對應用及研究無污染新技術(shù)無疑起著極大的推動作用。第二節(jié)設(shè)施農(nóng)業(yè)是指具有一定的設(shè)施條件，能在局部范圍內(nèi)改善或創(chuàng)造岀適宜的氣象環(huán)境因素，為動植物的生長發(fā)育 提供良好的環(huán)境條件而進行有效生產(chǎn)的農(nóng)業(yè)。設(shè)施栽培是設(shè)施農(nóng)業(yè)的一個主要內(nèi)容，保護地栽培和無土栽培是 現(xiàn)代設(shè)施栽培技術(shù)的集中體現(xiàn)

14、。現(xiàn)代設(shè)施栽培在藥用植物上的應用（一）保護地栽培保護地栽培就是在不適合作物生長發(fā)育的條件下，利用保護設(shè)施，人為地創(chuàng)造一個適合植株生長發(fā)育的環(huán)境條 件，從事作物生產(chǎn)的一種栽培方式。1簡易設(shè)施簡易設(shè)施主要包括風障畦、冷床、溫床和小拱棚覆蓋等形式。其結(jié)構(gòu)簡單，容易搭建，具有一定的抗風和提高 小范圍內(nèi)氣溫、土溫的作用。2 大棚大棚是一種利用塑料薄膜或塑料透光板材覆蓋的簡易不加溫的拱型塑料溫室。它具有結(jié)構(gòu)簡單，建造和拆裝方 便、一次性投資少、運營費用低的優(yōu)點，因而在生產(chǎn)上得到越來越普遍的應用。主要因素有 通風好，但不能在風口上，以免被大風毀壞；要有灌溉條件，地下水位較低，以利于及時排水和避免棚內(nèi)積水；

15、建棚地點應距道路近些，便于日常管理和運輸；大棚框架可選用鋼管結(jié)構(gòu)、竹木結(jié)構(gòu)或水泥材料，覆蓋棚膜時應注意預留通風口，膜的下沿要留有余地，一般不少于30 cm，以便于上下膜之間壓緊封牢。3 溫室溫室是一種比較完善的設(shè)施栽培形式，除了充分利用太陽光能以外，還用人為加溫的方法來提高溫室內(nèi)溫度， 供冬、春低溫寒冷季節(jié)栽培。加溫溫室依覆蓋材料的不同分為玻璃溫室和塑料溫室。我國北方地區(qū)加溫溫室形 式多樣，在設(shè)施栽培育苗和冬季生產(chǎn)中發(fā)揮著重要作用。無土栽培無土栽培是一種新型的栽培方式。它是不用自然土壤來栽培植物的一項農(nóng)業(yè)高新技術(shù)，因其以人工創(chuàng)造的作物 根系環(huán)境取代了自然土壤環(huán)境，可有效解決自然土壤栽培中難以解

16、決的水分、空氣、養(yǎng)分供應的矛盾，使作物 根系處于最適宜的環(huán)境條件下，從而發(fā)揮作物的生長潛力，使植物生長量、生物量得到很大的提高。利用無土栽培技術(shù)進行藥用植物生產(chǎn)，可以為藥用植物根系生長提供良好的水、肥、氣、熱等環(huán)境條件，避免 土壤栽培的連作障礙，節(jié)水、節(jié)肥、省工，還可以在不適宜于一般農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的地方進行藥用植物種植，避免土 壤污染（生物污染和工業(yè)污染），生產(chǎn)出符合GAP標準的藥材。無土栽培1栽培基質(zhì)2 營養(yǎng)液1栽培基質(zhì)栽培基質(zhì)既有無機基質(zhì)、有機基質(zhì)，又有人工合成基質(zhì)。其中包括砂、石礫、珍珠巖、蛭石、巖棉、泥炭、鋸 木削、稻殼、多孔陶粒、泡沫塑料、有機廢棄物合成基質(zhì)等?？偟恼f來，栽培基質(zhì)的基本要求

17、是通氣又保濕。 常用的幾種消毒方法有：（1）蒸汽消毒。凡有條件的地方，可將待用的栽培基質(zhì)裝入消毒箱。生產(chǎn)上面積較大時，可以堆垛消毒，垛高20 cm左右，長寬根據(jù)具體需要而定，全部用防高溫、防水蓬布蓋上，通水蒸氣后，在7090 C條件下，消毒1 h即可。（2）化學藥劑消毒。福爾馬林（40 %甲醛溶液）一般將原液稀釋50倍，用噴壺將基質(zhì)均勻噴濕，覆蓋塑料薄膜，經(jīng)2426 h后揭膜，再風干2周后使用。氯化鉆氯化鉆熏蒸時的適宜溫度為1520 C,消毒前先把基質(zhì)堆放成高 30 cm，長寬根據(jù)具體條件而定。在基質(zhì)上每隔30 cm打一個10 15 cm深的孔，每孔注人氯化鉆 5 mL，隨即將孔堵住。第一層打

18、孔放藥后，再在其 上面同樣地堆上一層基質(zhì)， 打孔放藥，總共23層，然后蓋上塑料薄膜，熏蒸710 d后，去掉塑料薄膜，晾7 8 d后即可使用。（3）太陽能消毒。太陽能是近年來在溫室栽培中應用較普遍的一種廉價、安全、簡單實用的土壤消毒方法，同樣也可以用來進行 無土栽培基質(zhì)的消毒。具體方法是：夏季高溫季節(jié)，在溫室或大棚中把基質(zhì)堆成2025 cm高，長、寬視具體情況而定，堆垛的同時噴濕基質(zhì)，使其含水量超過80 %，然后用塑料薄膜蓋上基質(zhì)堆。密閉溫室或大棚，曝曬1015 d，消毒效果良好。2 營養(yǎng)液營養(yǎng)液是無土栽培的核心部分，它是將含有各種植物必需營養(yǎng)元素的化合物溶解于水中所配置而成的溶液。植物生長所必

19、需的營養(yǎng)元素共有16種，其中C、H、0、N、P、K、Ca、Mg、S為大量營養(yǎng)元素，F(xiàn)e、Mn、Cu、Zn、B、Mo、Cl為微量元素。除C、H、O三種營養(yǎng)元素可以從水和空氣中獲得之外，營養(yǎng)液配方中還必須含有 另外6種大量元素和7種微量元素，即 N、P、K、Ca、Mg、S和Fe、Mn、Cu、Zn、B、Mo、Cl。二、藥用植物現(xiàn)代設(shè)施栽培的發(fā)展趨勢近些年來，隨著營養(yǎng)液配方研究的不斷深入，無土栽培獲得了理論和技術(shù)上的很大進步。如：雷士敏等總結(jié)岀 了營養(yǎng)液配方換算簡法；盧克成應用化肥取代試劑進行觀賞植物的無土栽培取得了很大成功，成本僅為試劑配 制的營養(yǎng)液的36%56.3% ;杜永臣研究了無土栽培營養(yǎng)液中

20、 N含量及其調(diào)控方法，闡明了不同形態(tài)N對植物的影響，從而可以根據(jù)植物不同 生育階段對養(yǎng)分需求的特征，相應地調(diào)整營養(yǎng)液的配方；鄭光華等通過分析北方各地的水質(zhì)，探討了北方硬水 地區(qū)配制營養(yǎng)液應采取的措施和適宜的無土栽培系統(tǒng)；沈陽展望農(nóng)業(yè)科技有限公司開發(fā)的 靜止法無土栽培營養(yǎng)液技術(shù)”實用簡單，該公司研究了栽培過程中離子的變 化規(guī)律，開發(fā)岀了可以長期靜止在栽培作物底部，供植物利用的營養(yǎng)液配方，只需根據(jù)栽培體的濕度補充營養(yǎng) 液即可，實施起來像澆水一樣簡單。M匸式n強化快鬆逋14芻苗系統(tǒng)和白4蛙測人規(guī)魚培養(yǎng)系統(tǒng)丿山丘r來農(nóng)業(yè)龍施的新發(fā)股作國外已應用干花卉及農(nóng)作物的生產(chǎn)，該系統(tǒng)可用于 21世紀藥用植物的栽培

21、。這一栽培系統(tǒng)還可以和大田栽培系統(tǒng)結(jié)合起來，以 封閉式的強化快繁通風育苗系統(tǒng)大量、快繁優(yōu)質(zhì)種苗，然后移至基地去生產(chǎn)。日本科研人員的實驗表明，用此 種方式育苗，可以大大縮短育苗時間，同時所育岀的幼苗質(zhì)量好、成活率高。第三節(jié)生物技術(shù)是以生物體系（個體、組織、細胞、基因）和生物工程原理來生產(chǎn)生物產(chǎn)品，培育新的生物品種，或提 供社會服務的綜合性技術(shù)。生物技術(shù)的興起為我國的藥用植物生產(chǎn)、研究和發(fā)展提供了良機和手段，并將有效 促進我國中藥事業(yè)的發(fā)展。應用生物技術(shù)開展藥用植物快速繁殖、資源保護（一）采用組織培養(yǎng)方法進行藥用植物的脫病毒、快繁、保存和純化植物組織培養(yǎng)應用于植物的離體快繁，是目前應用最多、最廣泛

22、和最有成效的一種技術(shù)。組織培養(yǎng)不受地區(qū)、 氣候的影響，比常規(guī)繁殖方法快數(shù)萬倍到數(shù)百萬倍，為快速獲得藥用植株提供了一條經(jīng)濟有效的途徑。1稀缺或急需藥用植物良種的快速繁殖某些新育成或新引進的良種，由于生產(chǎn)上急需，可用試管快繁來解決。臺灣在1988-1993年間用離體快繁技術(shù)繁殖金線蓮600萬株。寧夏農(nóng)林科學院枸杞研究所利用試管繁殖與嫩枝扦插相結(jié)合的繁殖方法繁殖枸杞新品種”寧夏1號和寧夏2號苗木100多萬株，加速了新品種的推廣。2雜種一代及基因工程植株的快速繁殖我國在20世紀80年代，就培育岀藥用價值較高的雜種一代和轉(zhuǎn)基因植株。 如進行平貝母和伊貝母種間遠緣雜交， 產(chǎn)生的后代繁殖力低，利用組織培養(yǎng)方

23、法對雜交植株進行無性快繁， 既可保持雜種一代的原有性狀和雜種優(yōu)勢， 又解決了雜種后代繁殖力低的問題。又如，百合種間遠緣雜交時，對獲得的雜種胚進行離體培養(yǎng)，直接成苗或形成愈傷組織后分化成苗。轉(zhuǎn)基因技 術(shù)建立在重組DNA技術(shù)基礎(chǔ)上，通過克隆技術(shù)，由重組后的組織無性繁殖岀生物個體，如轉(zhuǎn)基因曼陀羅、紅豆 杉通過組織培養(yǎng)方法，保持了轉(zhuǎn)基因目的性狀的穩(wěn)定性。3瀕危植株的快速繁殖試管繁殖是藥用植物生物技術(shù)中一個較成熟的方法，對于珍稀瀕危藥用植物的資源保護、品種純化和質(zhì)量穩(wěn)定 具有十分重要的意義。金線蓮生長在海拔6001 800 m的森林覆蓋地，藥用價值極高。野生金線蓮處于瀕危的處境，臺灣種子公司通過用種子和

24、莖培養(yǎng)繁殖岀數(shù)百萬株金線蓮，成功種植到海拔5001 800 m的山地。我國已對珍稀瀕危野生植物如鐵皮石斛、川貝母、紫杉等采取組織培養(yǎng)的手段建立起無性繁 殖系來對這些物種進行繁衍和保存?；ㄋ幣囵B(yǎng)為主的單倍體育種自1964年Guaha等獲得曼陀羅花藥單倍體植株以來，在國際上引起了很大重視，并廣泛開展了這方面的研究工作。我國在藥用植物的花藥培養(yǎng)方面也做了很多工作，1979年我國首先用地黃(Rehmania glutinosa )花粉誘導岀了綠色植株，并對獲得的植株進行了染色體鑒定。1980年用烏頭(Aconitum carmichaeli )的花藥培養(yǎng)成功，獲得了完整植株。同年，用薏苡(Clolix

25、 lacryma )花粉抱子體也培養(yǎng)出植株，并對花粉染色體進行了鑒定。1981年用寧夏枸杞(Lyclum berbaum)花藥培養(yǎng)成功，獲得了花粉植株。1986年人參(Panax ginseng )、平貝母(Fritilaria ussuriensis )花藥培養(yǎng)成功，獲得了再生植株。利用組織培養(yǎng)技術(shù)誘導多倍體藥州植物哆站休般上育根、莖、葉、花、杲的巨生性-折逆性弓乩:坨用成仆伶駁高等特性，蟲此藥用于卿 的多倍體育種具有較高的應用價值和增產(chǎn)潛力。日本培育出的白花曼陀羅(Datura stramonium )四倍體生藥重量為二倍體的 1.72倍，總生物堿是二倍體的1.76 倍，表現(xiàn)出多倍體育種的

26、優(yōu)異效果。此外，日本培育出的甘菊(Matricaria chamomilla )四倍體品種，其甘菊素含量是二倍體的1.2倍，體積是二倍體的2.3倍。我國也對當歸、牛膝、板藍根進行了多倍體育種，取得了較好的增產(chǎn)效益。在組織培養(yǎng)中，用秋水仙堿等誘變 劑處理培養(yǎng)的愈傷組織胚狀體或叢生芽，從而獲得多倍體植株，是誘發(fā)多倍體的較好方法。陳素萍等在誘導黨 參多倍體時將一定濃度的秋水仙堿加入培養(yǎng)基中，使種子在發(fā)芽中逐漸加倍，然后通過組織培養(yǎng)的方法獲得了 大批量的再生植株。陳柏君等誘導黃苓同源四倍體時采用組織培養(yǎng)的方法先獲得愈傷組織，然后轉(zhuǎn)移到分化培養(yǎng)基上誘導生芽，當 培養(yǎng)基上長岀綠色芽點時，將帶芽點的愈傷組織

27、置于含有秋水仙堿的培養(yǎng)基上培養(yǎng)，或放入秋水仙素水溶液中 浸泡，最后依次經(jīng)分化及生根培養(yǎng)基培養(yǎng)獲得再生植株。胚乳培養(yǎng)產(chǎn)生三倍體植株紜沃培祥口植物的眉乳培芥壯產(chǎn)生 淳怵林松X上芯貯以肝乳乙山粧?匕利和兩個極核融合幣產(chǎn)工血 二 此是三倍體細胞。在適宜的條件下能誘導產(chǎn)生三倍體植株，三倍體植株往往表現(xiàn)為無籽，在種子和果實類藥材 中，如山茱萸、枸杞中進行三倍體育種，培養(yǎng)岀無核或無籽的品種無疑對其加工利用帶來極大的方便。我國已成功用枸杞胚乳誘發(fā)獲得了三倍體的植株。此外，三倍體植株經(jīng)自然加倍或秋水仙堿處理加倍可以產(chǎn)生 六倍體，這也是產(chǎn)生多倍體植株的又一有效途徑。體細胞突變育種在植物器官培養(yǎng)中往往首先產(chǎn)生大量愈

28、傷組織，這是一種非組織形式繼續(xù)增殖的細胞團，由于在培養(yǎng)過程中， 外界環(huán)境及培養(yǎng)基成分和激素水平的改變，在組織培養(yǎng)的細胞團中往往出現(xiàn)一些突變類型。在藥用植物細胞培 養(yǎng)中，篩選或誘發(fā)次生代謝產(chǎn)物高的體細胞突變系，進而培養(yǎng)成高產(chǎn)細胞系是提高細胞培養(yǎng)產(chǎn)物產(chǎn)量的有效途 徑。轉(zhuǎn)基因抗病育種基因工程是利用分子生物學和微生物遺傳學的現(xiàn)代研究方法和手段發(fā)展起來的，由于這些領(lǐng)域的迅速發(fā)展，如 今已有可能人工定向改變藥用植物的遺傳性狀，培育岀一些具有抗病、抗蟲、抗除草劑等藥用植物新品種。如 在抗蟲害研究方面Delannay等用HD-1菌株的毒蛋白基因轉(zhuǎn)入到番茄細胞之后所做的大田試驗的結(jié)果表明，轉(zhuǎn) 基因的番茄植株系上

29、蟲害確實得到了有效控制。利用原生質(zhì)體融合進行細胞雜交育種自從Cooking 1960年開創(chuàng)了植物原生質(zhì)體培養(yǎng)的研究新紀元以來，茄科中一些藥用植物就開始作為模式系統(tǒng)來研究植物原生質(zhì)體的培養(yǎng)和再生。原生質(zhì)體不僅具有單個活細胞的全能性，而且它是沒有細胞壁的裸露細胞， 易于攝取外來的遺傳物質(zhì)，細胞器以及其他載體，從而為高等植物的遺傳轉(zhuǎn)化等提供了有利條件。由于裸露的 原生質(zhì)體彼此可以融合，從而使原來不能雜交的藥用植物(如自交不親和或遠緣雜交不親和)的雜交變?yōu)榭赡?。忖外逍過原工質(zhì)怵培養(yǎng)能駕到山單陽旦衍工川來的代匕利克隆乩豈系這是齡橋物篩選盒產(chǎn)、輸定細壓 系的較好途徑。Fujita利用原生質(zhì)體培養(yǎng)，篩選出1

30、5個紫草素高產(chǎn)細胞系，最高活性為親本的兩倍，且在繼代 培養(yǎng)中表達穩(wěn)定。利用原生質(zhì)體培養(yǎng)技術(shù)結(jié)合理化誘變，可選擇有用的突變細胞系，將單倍體的原生質(zhì)體用誘 變劑處理后再進行培養(yǎng)可選岀一定突變特性的細胞系或植株。DNA分子標記在藥用植物分類和藥材鑒定上的應用(一) 分子水平上的藥用植物分類(二) 藥材的分子鑒定 分子水平上的藥用植物分類藥用植物資源的研究采用經(jīng)典的形態(tài)學劃分物種是建立在個體性狀描述的宏觀觀測水平基礎(chǔ)上，易引起爭議?，F(xiàn)代的分子生物學表明，藥用植物的遺傳多樣性是由于基因多態(tài)性所致，而DNA分子標記技術(shù)就是一種在 DNA分子水平上檢測基因多態(tài)性的技術(shù)。DNA分子標記技術(shù)又稱DNA分子診斷技

31、術(shù)，是研究 DNA分子由于缺失、插入、易位、倒位、重排或由于存在長 短與排列不一的重復序列等機制而產(chǎn)生的多態(tài)性的技術(shù)。目前該技術(shù)主要分三類：第一類是以電泳技術(shù)和分子雜交技術(shù)為核心，主要有限制性片段長度多態(tài)性(restriction fragment lengthpolymorphism ，RFLP)和 DNA 指紋技術(shù)(DNA Fingerprinting)；第二類是以電泳技術(shù)和 PCR技術(shù)為核心，主要有隨機擴增多態(tài)性DNA(random amplified polymorphism DNA ，RPAD)和擴增片段長度多態(tài)性 (amplified restriction fragment po

32、lymorphism ， AFLP)；第三類是以DNA序列為核心，主要有內(nèi)轉(zhuǎn)錄空間(internal transcribed spacers ，ITS)測序技術(shù)。藥材的分子鑒定傳統(tǒng)的中藥遵別力法上刎沼藥杭勺城色、疋久弋味、味道和質(zhì)地等感忡特征.念種垃定力法旳不址之處 在于很不準確，而人們對這些特征的把握也因人而異。DNA分子作為遺傳信息的直接載體，不受環(huán)境因素和生物體發(fā)育階段及器官組織差異的影響，每一個體的任一體細胞均含有相同的遺傳信息，多態(tài)性幾乎遍及整個基 因組。藥用植物DNA分子鑒定就是運用DNA分子標記技術(shù)對生藥和含有生藥的中成藥及其基源進行真?zhèn)蔚蔫b定，它具有特異性強、穩(wěn)定性好、微量、便

33、捷、準確等特點，特別適合于近緣品種、易混淆品種、珍稀品種、破碎藥材、 陳舊藥材的鑒定。應用生物技術(shù)加快次生代謝物的生產(chǎn)(一)對次生物質(zhì)代謝途徑的研究大部分中藥含有的次生代謝產(chǎn)物是其藥理作用的物質(zhì)基礎(chǔ)，因此加強次生物質(zhì)代謝途徑的研究顯得非常重要。 通過篩選高產(chǎn)細胞系，改進培養(yǎng)條件和技術(shù)，以及設(shè)計適合植物細胞培養(yǎng)的發(fā)酵罐來提高次生代謝物的含量。由于植物組織和細胞培養(yǎng)技術(shù)的發(fā)展，以及單細胞的培養(yǎng)成功，使植物像微生物那樣在大容積的發(fā)酵罐中進行 發(fā)酵培養(yǎng)成為可能，并大量生產(chǎn)了微生物所不能合成的藥用成分。4帶病藥用植株的脫毒迄今為止，我國已經(jīng)報道的藥用植物病毒病有太子參花葉病、地黃病毒病、八角蓮花葉病、浙

34、貝母黑斑病等10余種。病毒病的危害是影響藥用植物產(chǎn)量和質(zhì)量的重要因素。由于病毒病的危害，一般減產(chǎn)幅度在30%以上，成為藥材生產(chǎn)上的重要障礙。20世紀80年代，人們就采用了莖尖脫毒的方法，解決了病毒病的危害。脫毒苗通 過組織培養(yǎng)克隆繁殖可獲得大量脫毒優(yōu)良種苗供生產(chǎn)上應用。建立藥用植物種質(zhì)基因庫利用生物技術(shù)建立種質(zhì)基因庫是保存藥用植物種質(zhì)資源的有效手段。將離體培養(yǎng)的藥用植物器官、組織和細胞 在常溫下或超低溫下保存，建立集約化的細胞庫，可作為種質(zhì)保存的一種形式并在需要時可以隨時取岀利用。在分子水平上可以建立 DNA庫，在低溫條件下保存藥用植物的基因組總DNA、克隆的基因、組裝好的質(zhì)粒和RFLP探針，

35、即使在某種藥用植物滅絕的情況下，其基因也可得以保存并加以利用。二、應用生物技術(shù)進行藥用植物育種(一) 花藥培養(yǎng)為主的單倍體育種(二) 利用組織培養(yǎng)技術(shù)誘導多倍體(三) 胚乳培養(yǎng)產(chǎn)生三倍體植株(四) 體細胞突變育種(五) 轉(zhuǎn)基因抗病育種(六) 利用原生質(zhì)體融合進行細胞雜交育種花藥培養(yǎng)為主的單倍體育種自1964年Guaha等獲得曼陀羅花藥單倍體植株以來，在國際上引起了很大重視，并廣泛開展了這方面的研究工作。我國在藥用植物的花藥培養(yǎng)方面也做了很多工作，1979年我國首先用地黃(Rehmania glutinosa )花粉誘導出了綠色植株，并對獲得的植株進行了染色體鑒定。1980年用烏頭(Aconit

36、um carmichaeli )的花藥培養(yǎng)成功，獲得了完整植株。同年，用薏苡(Clolix lacryma )花粉抱子體也培養(yǎng)出植株，并對花粉染色體進行了鑒定。1981年用寧夏枸杞(Lyclum berbaum)花藥培養(yǎng)成功， 獲得了花粉植株。1986年人參(Panax ginseng )、平貝母(Fritilaria ussuriensis )花藥培養(yǎng)成功，獲得了再生植株。通過單倍體育種途徑選育新品種，由于其來自父母本的顯隱性狀 均可以當代表現(xiàn)岀來，經(jīng)染色體加倍后就可獲得純合的二倍體，這比常規(guī)的育種方法縮短了育種年限。利用組織培養(yǎng)技術(shù)誘導多倍體純h杭物駕洛休 瑕rm、莖、花、果的三魁性、抗過

37、性強、藥用成分含量高等特性，因此藥用植物的多倍體育種具有較高的應用價值和增產(chǎn)潛力。日本培育出的白花曼陀羅(Datura stramonium )四倍體生藥重量為二倍體的1.72倍，總生物堿是二倍體的1.76倍，表現(xiàn)出多倍體育種的優(yōu)異效果。此外，日本培育出的甘菊 (Matricaria chamomilla )四倍體品種，其甘菊素含量是二倍體的1.2倍，體積是二倍體的2.3倍。我國也對當歸、牛膝、板藍根進行了多倍體育種，取得了較好的增產(chǎn)效益。在組織培養(yǎng)中，用秋水仙堿等誘變劑處理培養(yǎng)的愈 傷組織胚狀體或叢生芽，從而獲得多倍體植株，是誘發(fā)多倍體的較好方法。胚乳培養(yǎng)產(chǎn)生三倍體植株 在組織培養(yǎng)中植物的胚

38、乳培養(yǎng)是產(chǎn)生三倍體植株的主要方法。胚乳是由精細胞和兩個極核融合而產(chǎn)生的，因此 是三倍體細胞。在適宜的條件下能誘導產(chǎn)生三倍體植株，三倍體植株往往表現(xiàn)為無籽，在種子和果實類藥材中，如山茱萸、枸杞中進行三倍體育種，培養(yǎng)岀無核或無籽的品種無疑對其加工利用帶來極大的方便。我國已成功 用枸杞胚乳誘發(fā)獲得了三倍體的植株。此外，三倍體植株經(jīng)自然加倍或秋水仙堿處理加倍可以產(chǎn)生六倍體，這 也是產(chǎn)生多倍體植株的又一有效途徑。體細胞突變育種 在植物器官培養(yǎng)中往往首先產(chǎn)生大量愈傷組織，這是一種非組織形式繼續(xù)增殖的細胞團，由于在培養(yǎng)過程中， 外界環(huán)境及培養(yǎng)基成分和激素水平的改變，在組織培養(yǎng)的細胞團中往往出現(xiàn)一些突變類型。

39、在藥用植物細胞培 養(yǎng)中，篩選或誘發(fā)次生代謝產(chǎn)物高的體細胞突變系，進而培養(yǎng)成高產(chǎn)細胞系是提高細胞培養(yǎng)產(chǎn)物產(chǎn)量的有效途 徑。轉(zhuǎn)基因抗病育種 基因工程是利用分子生物學和微生物遺傳學的現(xiàn)代研究方法和手段發(fā)展起來的，由于這些領(lǐng)域的迅速發(fā)展，如 今已有可能人工定向改變藥用植物的遺傳性狀，培育岀一些具有抗病、抗蟲、抗除草劑等藥用植物新品種。如 在抗蟲害研究方面Delannay等用HD-1菌株的毒蛋白基因轉(zhuǎn)入到番茄細胞之后所做的大田試驗的結(jié)果表明，轉(zhuǎn) 基因的番茄植株系上蟲害確實得到了有效控制。我們可將這種基因轉(zhuǎn)入到藥用植物的細胞之中以改變藥用植物 的品質(zhì)。通過分子生物學技術(shù)可以使自身獲得抗病毒的能力以提高藥用

40、植物產(chǎn)量，并獲得高質(zhì)量的藥源，避免 了從以往使用農(nóng)藥而帶來的不良后果。利用原生質(zhì)體融合進行細胞雜交育種Cooking 1960年開創(chuàng)了植物原生質(zhì)體培養(yǎng)的研究新紀元以來，茄科中一些藥用植物就開始作為模式系統(tǒng)來研究植物原生質(zhì)體的培養(yǎng)和再生。原生質(zhì)體不僅具有單個活細胞的全能性，而且它是沒有細胞壁的裸露細胞，易于攝取外來的遺傳物質(zhì)，細胞器以及其他載體，從而為高等植物的遺傳轉(zhuǎn)化等提供了有利條件。由于裸露的 原生質(zhì)體彼此可以融合，從而使原來不能雜交的藥用植物(如自交不親和或遠緣雜交不親和)的雜交變?yōu)榭赡堋５攸S是自交不親和植物，應用原生質(zhì)體融合技術(shù)就可克服其限制親和的生理因素而獲得雜交種。我國目前已經(jīng) 對藥

41、用植物龍葵、曼陀羅、顛茄、明黨參通過體細胞雜交的方式獲得種間雜種和種內(nèi)雜種植株，并且對枸杞、 龍膽草也已開始了這方面的探索。DNA分子標記在藥用植物分類和藥材鑒定上的應用(一) 分子水平上的藥用植物分類藥用植物資源的研究采用經(jīng)典的形態(tài)學劃分物種是建立在個體性狀描述的宏觀觀測水平基礎(chǔ)上，易引起爭議。 現(xiàn)代的分子生物學表明，藥用植物的遺傳多樣性是由于基因多態(tài)性所致，而DNA分子標記技術(shù)就是一種在 DNA分子水平上檢測基因多態(tài)性的技術(shù)。DNA分子標記技術(shù)又稱DNA分子診斷技術(shù)，是研究 DNA分子由于缺失、插入、易位、倒位、重排或由于存在長短與排列不一的重復序列等機制而產(chǎn)生的多態(tài)性的技術(shù)。目前該技術(shù)主要 分三類：第一類是以電泳技術(shù)和分子雜交技術(shù)為核心，主要有限制性片段長度多態(tài)性(restriction fragment