生物技术在药用植物育种和种质资源保存中的应用

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1、万方数据582008年第1期宁夏农林科技生物技术在药用植物育种和种质资源保存中的应用刘月梅1，白小安2(1．延安职业技术学院，陕西延安716000；2．延安市退耕还林管理办公室716000)摘要：生物技术在药用植物育种中的应用主要有以下几个方面：优良药用植物的快速繁殖、单倍体和多倍体培养、离子束技术、原生质体培养和融合、基因工程等。利用生物技术方法建立种质保存基因库，保存药用植物的种质资源也是一种非常有效的方法。关键词：生物技术；药用植物中图分类号：s188；s325文献标识码：A文章编号：1002—204x(2008)o卜005

2、8一02在药用植物的育种和种质资源保存过程中，存在着许多用经典生物学方法和技术难以解决的问题，如优良药用植物种苗的快速繁殖，抗病虫害品种的选育，珍稀濒危药用植物大规模无性繁殖，优良药用植物新品种的选育等问题。生物技术的兴起为我国药用植物的研究及发展提供了机遇和手段。伴随着高等植物离体培养、植株再生、基因重组等生物技术的日趋成熟，药用植物的生产在数量和品质上都取得了显著的进步。1生物技术在药用植物育种中的应用1．1优良药用植物种苗的快速繁殖植物的快速繁育技术特点是繁殖速度快、周期短，不受季节、气候、自然灾害等因素的影响，并可实现工厂

3、化生产。这对于因病毒病害严重影响产量和质量的药用植物、靠有性繁殖提供种子而发育不完善或种子成本高的药用植物、靠无性繁殖提供“种子”而无性繁殖系数低且种子需求量大的药用植物、渐危或濒危药用植物的引种驯化等都具有重要的科研和生产意义n]。到目前为止，已有近200余种药用植物经离体培养获得了试管植物，其中苦丁茶、芦荟、枸杞、三叶草、怀地黄、金钱莲、石斛等试管繁殖技术已经用于药材种植，在增产及挽救道地药材资源方面发挥了重要作用圆。但是由于工艺、成本、市场等问题尚未完全解决，所以大部分植物还不能将此法用于生产以取代现有的营养繁殖和种子繁殖的

4、方法。1．2药用植物的单倍体和多倍体培养单倍体经染色体加倍后成为纯系，而且突变性状易于表现出来，对于杂合性的药用植物品种选育、改良及遗传分析有重要意义。我国在药用植物的花药培养方面也做了很多的工作，1979年我国首先用地黄花粉诱导出了绿色植物，并对获得的植株进行了染色体鉴定。】。樊映汉等州和曹有龙等西1分别对宁夏枸杞花药愈伤组织进行培养，都获得了单倍体植株，为枸杞新品种、新类型的选育奠定了基础。由于多倍体药用植株常具有抗逆性强、药用成份含量高、产量高等对生产有利的特性，而自然界生产多倍体的过程又相对漫长，所以人们常用人工诱变的方法

5、来培育多倍体植株。人工诱变的方法很多，最常用的是化学诱导法，用浓度为0。01鬈～1．0鬈的秋水仙素处理植物的生长点，可得到染色体数目加倍的植株。目前利用单倍体和多倍体培养技术得到新品种的药用植物有乌头、当归、甘菊、板蓝根、黄芩、白术、丹参等，其中部分品种已产生了可观的经济效益[删。1．3离子束生物技术应用于药用植物品种改良20世纪80年代中期，中国科学院离子体研究所余增亮等率先将离子注入技术用于农作物品种改良，于1986年首次发现离子注入水稻生物学效应网。近年来，离子束生物技术开始用于药用植物的品种改良，并已取得了明显的成效。另外

6、离子束生物技术在药用植物多倍体育种中也有广泛的应用前景：利用低能离子束注入与秋水仙素联用的途径诱导药用植物多倍体．从而提高药用植物多倍体的诱导率：在其多倍体后代群体中可以筛选出药用成分更高，产量更大，抗性更强的多倍体；可以将后代多倍体的目的基因进行遗传转化，进而提高药用植物的品质盯】。1．4药用植物原生质体的培养与融合原生质体小且具有单个活细胞的全能性，为植物育种开创了一条新的途径。原生质体培养和植株再生技术是药用植物生物工程的基础，通过原生质体培养筛选高产细胞系、细胞杂交、以原生质体作为受体系统的基因转化技术都依赖于植物原生质体

7、的培养、融合和植株再生技术。60年代初英国的CoCklng首次用酶法分离原生质体获得成功，以后在各国科学家的共同努力下，植物原生质体培养和融合取得了突破性的进展，迄今从原生质体培养成完整植株已近100种植物，其中药用植物有石刁柏、石龙芮、南洋金花、颠茄等10余种嘲。1．5基因工程在药用植物育种中的应用利用基因工程技术，提高药用植物有效成分含量和次生物质产量，培育抗病毒、抗虫害植株，在当前药用植物生产中已显示出巨大的经济效益。目前国际上药用植物基因工程的一个新的发展趋势是利用转基因植物生产药物。转基因再生植物是将农业上的某些基因通过

8、二元载体系统导入植物基因组内，或单独用农杆菌转化植物而获得再生植物，从而对已有的植物品种进行改良，以获得高产植物次生代谢物植株，同时又是提高次生代谢产量的一条途径[7】。通过重组DNA技术可将植物及微生物的基因相互转移。从而使药用植物资源再生。利用