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濒危药用植物组织培养研究

?作者: 组培设备 发布时间:2020-02-20 10:24?? 浏览次数:

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  1、濒危药用植物组织培养研究概况

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  由于生态环境的不断恶化和人类对药用植物的大量运用,许多的药用植物受到严重的破坏,有很多已经濒临灭绝.中国科学院植物研究所2013年版的《中国植物红皮书》第一卷中,共收载了388种国产珍稀濒危野生植物.其中我国濒危药用植物有46种.

  药用植物种类较多,所涉及的科目广,在草本、木本、藤本植物中都普遍存在,濒危药用植物体细胞中含有较多的生物活性成分,很多药用活性成分易导致植物材料褐化,组织培养难度较大.经过长期的组织培养研究,目前濒危药用植物的组织培养已取得一定成就,在百合科、五加科、石竹科、杜仲科、木兰科、蝶形花科等科属中已有部分濒危药用植物实现组织培养快速繁殖.

  2、影响濒危药用植物组织培养的主要因子

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  外植体类型是濒危药用植物组织培养的重要影响因子之一.用金铁锁幼嫩茎段作为外植体进行组织培养.金铁锁幼嫩茎段经过不定芽诱导、不定芽增殖和不定根诱导建立了简便、安全、高效的金铁锁不定根培养体系.比较了不同外植体不定芽分化能力.生长良好的种子萌发无菌苗,切取上胚轴、下胚轴、叶柄、叶脉为外植体,上胚轴为最适外植体,不定芽分化率为96%,玻璃化和褐化程度都较低.

  用黄精叶钩吻的叶片、叶柄、茎、花瓣和花柄为外植体,研究不同外植体对愈伤组织诱导的影响.黄精叶钩吻的五种外植体都能够诱导出愈伤组织,茎诱导愈伤组织数量最多,也是愈伤组织诱导率最高的,在两端切口处形成绿色大块的愈伤组织.用铁锁幼茎和叶片为外植体进行组织培养.组培过程中切口处愈伤组织开始膨胀,然后乳白色愈伤组织生长,最后愈伤组织逐渐覆盖住切口.以带芽茎段为材料诱导愈伤组织分化.带芽茎段在其节上休眠芽萌发后,基部可产生质地紧密、再分化能力极强的愈伤组织.

  研究了肉苁蓉的组织培养.外植体选择肉苁蓉肉质茎的维管组织,选择该处外植体是愈伤组织诱导时间最短、分化的数量最多、诱导率最高、组织状态最好.研究了荷叶铁线蕨的组织培养与快速繁殖.以荷叶铁线蕨成熟孢子为外植体.经过一系列消毒后,将孢子接种在孢子萌发培养基上.孢子能够很好的萌发生长出原叶体,并且原叶体簇生成团.

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  培养基为植物提供吸收所需要的各种物质,不同药用植物所需要营养成分不尽相同,因此选择适合培养基是非常重要的.对影响平贝母愈伤组织生长诸因素研究.研究发现MS培养基最适合平贝母愈伤组织培养,其次是B5培养基.White、LS和N6培养基是最不适合平贝母愈伤组织培养的培养基.

  对比了MS培养基和B5培养基对蓖子三尖杉的愈伤诱导的影响.发现MS培养基接种一段时间后叶的表面有不均匀的颗粒愈伤长出.用B5培养基的嫩叶,颜色变成深绿色,没有愈伤生成,该结果表明B5培养基不适宜蓖子三尖杉的愈伤诱导.研究不同培养基对濒危药用植物地枫皮的组织培养.在筛选6种培养基的过程中不同培养基中芽的长势、芽数均有很大区别.MS培养基中的芽壮,数量多,但VW培养基中的芽细,数量很少.不同培养基中芽的长势从壮到弱顺序为:MS>ER>B5>N6>N68>VW.研究了不同培养基对降香黄檀外植体诱导和继代增殖的影响.在外植体诱导过程中用改良DCR(增加KNO3460mg/L)诱导愈伤组织最好,继代培养过程中用MS1能生长正常,无褐化或极少数褐化,增殖率也最高.

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  外源激素的种类、浓度和比例是植物组织培养中最重要的因素之一.保持激素比例适中时,则会继续保持原有结构的愈伤组织形态.研究不同浓度的6-BA和NAA的配比对半枫荷外植体诱导和诱导丛生芽的影响.NAA浓度的增加外植体愈伤组织诱导率会随之增加.丛生芽的增殖系数会随着6-BA浓度增加而提高,但是随着6-BA浓度增加生长出来的丛生芽易破碎,有效芽几乎不能分离出来.对药用植物金铁锁进行组织培养研究.研究中发现2,4-D对于愈伤组织诱导和生长要比6-BA和IAA显著.6-BA和IAA对愈伤组织诱导和生长有一定影响效果,适宜浓度6-BA和IAA的配比可以明显促进金铁锁愈伤组织的增值.研究了荷叶铁线蕨的组织培养与快速繁殖.荷叶铁线蕨在含有2,4-D培养基上愈伤组织为块状、颗粒状,白色,在含有KT的培养基上愈伤组织为颗粒状,黄绿色,在同时添加了KT和NAA培养基中愈伤组织的诱导效果最佳.探讨了不同激素对人参组织培养的影响.2,4-D对愈伤组织诱导影响最大,而BA对不定芽的生长影响最大,激素的浓度不同对组织培养过程中的影响程度也不相同.因此激素对濒危药用植物组织培养有至关重要的作用.

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  光照、温度、pH等环境因素能明显的影响濒危植物组培效果.对比了光暗培养对蓖子三尖杉愈伤组织的影响.光照培养愈伤组织诱导率要高于暗培养条件,而在暗培养条件下愈伤组织的发生时间较光照培养要早.光照培养的愈伤组织颜色鲜绿,愈伤组织膨胀水润,而暗培养愈伤组织颜色暗黄,仅有较小愈伤颗粒,外植体干皱.张红梅[61]对药用植物翅果油树进行组织培养研究.暗培养对愈伤组织诱导过程中可以明显提高诱导速率,但是诱导出愈伤组织质量低,并且也极易褐化.光培养对愈伤组织诱导较慢,但是诱导出来的愈伤组织质量高,且不易褐化.所以暗培养对愈伤组织脱分化有明显提高,而光培养则是在愈伤组织继续生长有显著效果.

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  展望

  药用植物组织培养是对传统药用植物繁殖方法的突破,为药用植物无性繁殖拓展了一个新的天地,可以使有性繁殖低或不能有性繁殖的药用植物在组培过程中繁育出新的植株,并且不受时间限制和空间约束.可以为药用植物规模化和标准化生产提供资源种苗,防止品种退化且优化品种.可以保存濒危药用植物种质资源,防止物种灭绝、保护生物多样性.

  目前不少药用植物中都建立了相应的组织快繁体系,但对于药用植物组织培养过程中不同的培养因素对植物有效药用成分的影响研究的不多,今后在药用植物组织培养中要在培养阶段就紧密的和药用价值相结合,根据其药用价值的高效性来建立植物的组织培养快速繁殖体系.使用组织培养、多倍体诱导等技术快速繁殖优良种质药用植物;濒危药用植物有效成分通过植物生物反应器生产,或通过生物转化、酶促反应生产药物是药用植物组织培养的发展方向.

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