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药用植物的育种研究发展论文

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药用植物的育种研究发展论文

细胞工程在高效利用药用植物资源方面有何优势细胞工程作为科学研究的一种手段,已经渗入到生物工程的各个方面,成为必不可少的配套技术。在农林、园艺和医学等领域中,细胞工程正在为人类做出巨大的贡献。1、粮食与蔬菜生产利用细胞工程技术进行作物育种,是迄今人类受益最多的一个方面。中国在这一领域已达到世界先进水平,以花药单倍体育种途径,培育出的水稻品种或品系有近百个,小麦有30个左右。其中河南省农科院培育的小麦新品种,具有抗倒伏、抗锈病、抗白粉病等优良性状。在常规的杂交育种中,育成一个新品种一般需要8~10年,而用细胞工程技术对杂种的花药进行离体培养,可大大缩短育种周期,一般提前2~3年,而且有利优良性状的筛选。前面已介绍过的微繁殖技术,在农业生产上也有广泛的用途,其技术比较成熟,并已取得较大的经济效益。例如,中国已解决了马铃薯的退化问题,日本麒麟公司已能在1000升容器中大量培养无病毒微型马铃薯块茎作为种薯,实现种薯生产的自动化。通过植物体细胞的遗传变异,筛选各种有经济意义的突变体,为创造种质资源和新品种的选育发挥了作用。现已选育出优质的番茄、抗寒的亚麻、以及水稻、小麦、玉米等新品系。有希望通过这一技术改良作物的品质,使它更适合人类的营养需求。蔬菜是人类膳食中不可缺少的成分,它为人体提供必需的维生素、矿物质等。蔬菜通常以种子、块根、块茎、插扦或分根等传统方式进行繁殖,化费成本低。但是,在引种与繁育、品种的种性提纯与复壮、育种过程的某些中间环节,植物细胞工程技术仍大有作为。例如,从国外引进蔬菜新品种,最初往往只有几粒种子或很少量的块根、块茎等。要进行大规模的种植,必须先大量增殖,这就可应用微繁殖技术,在较短时间内迅速扩大群体。在常规育种过程中,也可应用原生质体或单倍体培养技术,快速繁殖后代,简化制种程序。另外,还可结合植物基因工程技术,改良蔬菜品种。2、园林花卉在果树、林木生产实践中应用细胞工程技术主要是微繁殖和去病毒技术。几乎所有的果树都患有病毒病,而且多是通过营养体繁殖代代相传的。用去病毒试管苗技术,可以有效地防止病毒病的侵害,恢复种性并加速繁殖速度。目前,香蕉、柑橘、山楂、葡萄、桃、梨、荔枝、龙眼、核桃等十余种果树的试管苗去病毒技术,已基本成熟。香蕉去病毒试管苗的微繁殖技术已成为产业化商品化的先例之一。因为香蕉是三倍体植物,必须通过无性繁殖延续后代,传统方法一般采用芽繁殖,感病严重,繁殖率低;而采用去病毒的微繁殖技术不仅改进了品质,亩产量约提高30%~50%,很容易被蕉农接受。近年来,对经济林木组织培养技术的研究也受到很大的重视。采用这一技术可比常规方法提前数年进行大面积种植。特别是有些林木的种子休眠期很长,常规育种十分费时。据不完全统计,现已研究成功的林木植物试管苗已达百余种,如松属、桉树属、杨属中的许多种,还有泡桐、槐树、银杏、茶、棕榈、咖啡、椰子树等。其中桉树、杨树和花旗松等大面积应用于生产,澳大利亚已实现桉树试管苗造林,用幼芽培养每年可繁殖40万株。植物细胞工程技术使现代花卉生产发生了革命性的变化。1960年,科学家首次利用微繁殖技术将兰花的愈伤组织培养成植株后,很快形成了以组织培养技术为基础的工业化生产体系——兰花工业。现在,世界兰花市场上有150多种产品,其中大部分都是用快速微繁殖技术得到的试管苗。从此,市场供应摆脱了气候、地理和自然灾害等因素的限制。至今,已报道的花卉试管苗有360余种。已投入商业化生产的有几十种。中国对康乃馨、月季、唐昌蒲、菊花、非洲紫罗兰等品种的研究较为成熟,有的也已商品化,并有大量产品销往港澳及东南亚地区。3、临床医学与药物自1975年英国剑桥大学的科学家利用动物细胞融合技术首次获得单克隆抗体以来,许多人类无能为力的病毒性疾病遇到了克星。用单克隆抗体可以检测出多种病毒中非常细微的株间差异,鉴定细菌的种型和亚种。这些都是传统血清法或动物免疫法所做不到的,而且诊断异常准确,误诊率大大降低。例如,抗乙型肝炎病毒表面抗原(HBsAg)的单克隆抗体,其灵敏度比当前最佳的抗血清还要高100倍,能检测出抗血清的60%的假阴性。近年来,应用单克隆抗体可以检查出某些还尚无临床表现的极小肿瘤病灶,检测心肌梗死的部位和面积,这为有效的治疗提供方便。单克隆抗体并已成功地应用于临床治疗,主要是针对一些还没有特效药的病毒性疾病,尤其适用于抵抗力差的儿童。人们正在研究“生物导弹”——单克隆抗体作载体携带药物,使药物准确地到达癌细胞,以避免化疗或放射疗法把正常细胞与癌细胞一同杀死的副作用。单克隆抗体可以精确地检测排卵期。新一代免疫避孕药也在研制之中,其基本原理是用精子,卵透明带或早期胚胎来制备单克隆抗体,将它们注入妇女体内,人体就会产生对精子的免疫反应,从而起到避孕作用。人类体外受精技术的日趋成熟,使人类对生育活动有了较大的选择余地,促进优生优育,提高人口素质,也为不孕症患者或不宜生育的人带来福音。生物药品主要有各种疫苗、菌苗、抗生素、生物活性物质,抗体等,是生物体内代谢的中间产物或分泌物。过去制备疫苗是从动物组织中提取,得到的产量低而且很费时。现在,通过培养、诱变等细胞工程或细胞融合途径,不仅大大提高了效率,还能制备出多价菌苗,可以同时抵御两种以上的病原菌的侵害。用同样的手段,也可培养出能在培养条件下长期生长、分裂并能分泌某种激素的细胞系。1982年美国科学家用诱变和细胞杂交手段,获得了可以持续分泌干扰素的体外培养细胞系,现已走向应用。4、繁育优良品种目前,人工受精、胚胎移植等技术已广泛应用于畜牧业生产。精液和胚胎的液氮超低温(-196摄氏度)保存技术的综合使用,使优良公畜、禽的交配数与交配范围大为扩展,并且突破了动物交配的季节限制。另外,可以从优良母畜或公畜中分离出卵细胞与精子,在体外受精,然后再将人工控制的新型受精卵种植到种质较差的母畜子宫内,繁殖优良新个体。综合利用各项技术,如胚胎分割技术、核移植细胞融合技术、显微操作技术等,在细胞水平改造卵细胞,有可能创造出高产奶牛、瘦肉型猪等新品种。特别是干细胞的建立,更展现了美好的前景。

植物组织培养及其应用研究概况在世界各国科学家的不断努力下,近几十年来,植物组织培养技术迅速发展。利用组织培养,不仅可以大量生产优良无性系,获得人类需要的多种代谢物质,还可获得单倍体、三倍体、多倍体及非整倍体。通过细胞融合可以打破种属间的界限,克服远缘杂交不亲合性,在植物新品种的培育和种性的改良中发挥了巨大作用。组织培养的植物细胞是在细胞水平上分析研究的理想材料,从植物快繁、花药培养发展到细胞器培养、原生质融合以及DNA重组技术等,植物组织培养技术广泛应用于植物科学的各个领域及农业、林业、工业、医药等多种行业,已经成为当代生物科学中最有生命力的一门学科。1 植物组织培养的基本概念、原理和试验步骤1.1概念植物组织培养是在无菌条件下,将离体的植物器官(根尖、茎尖等)、组织(形成层、花药组织等)、细胞(体细胞、生殖细胞等)、胚胎(成熟或未成熟的胚)、原生质体等在人工配制的培养基上培养,给予适宜的培养条件,诱发其产生愈伤组织或潜伏芽或长成完整的植株的技术。1.2原理 植物组织培养的依据是植物细胞的“全能性”及植物的“再生作用”。1902年,德国著名植物学家 G.Haberlandt根据细胞学理论提出了一个观点,“高等植物的器官和组织可以不断分割,直至单个细胞,即植物体细胞,体细胞在适当的条件下具有不断分裂、繁殖并发育成完整植株的潜力”。1943年,美国人White在烟草愈伤组织中偶然发现形成一个芽,证实了G.Haberlandt的论点。 不同植物所需要的生长条件不同,所用的培养基也有所不同。较常用的基础培养基有MT、MS、 SH、N6、White等。在组织培养中,愈伤组织和胚状体能否形成是培育出新植株的关键。通过在基础培养基里添加一定浓度的外源激素,可以诱导出愈伤组织、胚状体、不定芽、根等器官,最终获得再生植株或次生物质。 用于植物组织培养的材料称为外植体,其主要形式有器官、胚胎、单细胞、原生质体等。根据外植体的不同,所需要的培养基种类、培养条件、外源激素的种类及比例等均不同。植物组织培养中,影响培养力的因素是多方面的,诱导愈伤组织成败的关键在于培养条件,植物激素是诱导愈伤组织和绿苗分化的关键因素。最常用的诱导愈伤组织的生长素是IAA、NAA和2,4一D,所需浓度为O.01~10 mg/L。最常用的细胞分裂素是KT和ABA,使用浓度为O.1~10 mg/L。KT的主要作用是促进细胞分裂和愈伤组织分化。ABA对植物体细胞胚的发生与发育具有重要作用。各类植物激素的生理作用虽有相对专一性,但是植物的各种生理效应是不同种类激素之间相互作用的综合表现。1.3试验步骤1.3.1选择和配制培养基 培养基是植物组织培养中的“血液”,血液的成分及其供应状况直接关系到培养物的生长与分化,因此了解培养基的成分、特点及其配制至关重要。1.3.2灭茵灭菌是组织培养中的重要工作之一,通常采用物理的或化学的灭菌方法。培养基用常压或高压蒸煮等湿热灭菌、器械采用灼烧灭菌、玻璃器皿及耐热用具采用干热灭菌、不耐热的物质采用过滤灭菌、植物材料表面用消毒剂灭菌、物体表面用药剂喷雾灭菌、接种室等空间采用紫外线或熏蒸灭菌。1.3.3接种将已消毒好的根、茎、叶等离体器官,经切割或剪裁成小段或小块放入培养基,整个接种过程要在无菌条件下进行。 .4培养把培养材料放在有一定光照和温度等条件的培养室里,使之生长、分裂和分化,形成愈伤组织或进一步分化成再生植株。1.3.5试管苗驯化移栽 试管苗是在特殊环境条件下生长的幼苗,与自然生长的幼苗有很大差异,只有通过驯化,使之适应自然环境后才能移栽。2 植物组织培养的应用2.1植物快速繁殖和无病毒种苗生产植物快速繁殖技术始于20世纪60年代,法国的Morel用茎尖培养的方法大量繁殖兰花获得成功,从此揭开了植物快速繁殖技术研究和应用的序幕。目前,通过离体培养获得小植株并且具有快速繁殖潜力的植物已有100多科1 000种以上,有的已经发展成为工业化生产的商品。世界上80%~85%的兰花是通过组织培养进行脱毒和快速繁殖的。培养的植物种类也由观赏植物逐渐发展到园艺植物、大田作物、经济植物和药用植物等。在我国,同类的研究始于20世纪70年代。马铃薯无毒种薯和甘蔗种苗已在生产上大面积种植,30余种植物已进行规模化生产或中间试验。利用组织培养进行植物快速繁殖及无病毒种苗生产,不仅能够挽救珍惜濒危物种,而且能够解决植物野生资源缺乏的问题。2.2植物花药培养和单倍体育种 将植物花药培养成单倍体植株,再经过染色体加倍,能很快得到纯合的二倍体,这样将大大缩短育种年限。到目前为止,世界上通过花粉和花药培养已获得了几百种植物的单倍体植株。印度科学家应用这种方法培育的水稻品系,比对照产量提高15%~49%。韩国先后育成了5个优质、抗病、抗倒伏的水稻品种。我国自20世纪70年代开始该领域的研究,已经培育了40余种由花粉或花药发育成的单倍体植株,其中有10余种为我国首创。玉米获得了100多个纯合的自交系;橡胶获得了二倍体和三倍体植株。仅“九五”期间就育成高产、优质、抗逆、抗病的农作物新品种44个,种植面积超过660万 hm2。2.3植物胚胎培养杂交育种中,杂种胚常常败育,因此将早期生长的胚取出,应用组织培养方法,就有可能培育出杂交植物。已经有100篇以上幼胚培养成为植株的报道。国内外科学家应用植物胚胎培养技术获得了多种远缘杂交的重组体、栽培种和杂交品种。2.4植物愈伤组织或细胞悬浮培养利用植物愈伤组织或细胞悬浮培养可以生产用于预防和治疗疾病的植物次生代谢产物。近年来,这一领域的发展极为迅速,已经研究了400多种植物,从培养细胞中分离到600多种次级代谢产物,其中60多种在含量上超过或等于原植物,20种以上干重超过原植物的1 9,6。例如,从薯芋愈伤组织和悬浮细胞生产的diosgenin用于合成甾体药物。最近抗癌药物紫杉醇一红豆杉细胞培养物,可用75t发酵罐培养,已达到商业化生产水平。另外,达到商品化水平的还有紫草、人参、黄连、老鹳草等;长春花、毛地黄、烟草等已实现工业化生产;牙签草、红花等20多种植物正在向商品化过渡。2.5细胞融合与原生质体培养自1960年英国学者Cocking首次利用纤维素酶从番茄幼苗的根分离原生质体获得成功以来,到1990年已有100种以上植物的原生质体能再生植株。我国获得了30余个品种的原生质体再生植株,其中包括难度较大的重要粮食作物和经济作物,如大豆、水稻、玉米、小麦、谷子、高梁、棉花等。在木本植物、药用植物、蔬菜和真菌原生质体培养方面的进展也十分迅速。国外已先后获得了种内及种间的体细胞杂种植株。植物原生质体培养还可应用于外源基因转移、无性系变异及突变体筛选等研究,因而越来越受到人们的重视。2.6植物细胞突变体筛选植物细胞突变体的筛选最早始于1959年,G. Melchers在金鱼草悬浮细胞培养中获得了温度突变体。1970年,P.S.Carlson,H.Binding和Y.M. Heimer等分别分离出烟草营养缺陷型细胞、矮牵牛抗链霉素细胞系及烟草抗苏氨酸细胞系。迄今为止,已经在不少于15个科45个种的植物细胞培养中筛选出100个以上的植物细胞突变体或变异体。其中包括抗病细胞突变体,如玉米抗小斑病突变体和小麦抗赤霉病、根腐病突变体;抗氨基酸及其类似物细胞突变体,如甘蓝型油菜抗HYP突变体[263;抗逆境胁迫细胞突变体,如水稻耐盐突变体和小麦抗盐突变体;抗除草剂细胞突变体及营养缺陷型细胞突变体,如玉米抗除草剂变异体;株高突变体的筛选,如水稻矮秆变异体。2.7植物体细胞胚胎和人工种子1958年,Reinert在胡萝卜的组织培养中最先发现了体细胞胚胎(胚状体)。据不完全统计,能大量产生胚状体的植物有43科92属100多种。一些重要作物如水稻、小麦、玉米、珍珠谷等,也能通过离体培养产生胚状体。这些胚状体用褐藻酸钠等包埋,再加上人工种皮,就形成了人工种子。人工种子的优点是:繁殖快速,成苗率极高;不受气候影响,四季皆可工厂化生产。上世纪80年代初,美、日、法等国家相继开展了人工种子的研究,我国也于“七五”期间开展了此项研究,并于1987年列入了国家“863”高技术研究发展计划。2.8 植物组织细胞培养物的超低温保存与种质库建立植物细胞全能性的发现和证实,为植物种质资源的长期保存开辟了一条新途径。采用液氮超低温保存技术,能保持很高的存活率,并且能再生出新植株和保持原来的遗传特性。如建立茎尖分生组织培养物的超低温保存种质库,不仅可以防止种质的遗传变异和退化,而且可以长期保存无病毒的原种。2.9 植物组织培养与转基因技术的应用 我国第一个T—DNA插入突变体库的构建和研究为我国水稻功能基因组学研究奠定了良好的技术和材料基础,为确保我国拥有一批有自主知识产权的基因资源做出了积极贡献。由中国水稻研究所农业部水稻生物学重点开放实验室和中科院上海植物生理研究所合作,通过建立大规模、高效的农杆菌介导的转基因技术体系,将玉米转座子Ac—Ds等外源基因导入水稻未成熟胚和种子诱导的愈伤组织,获得了1.2万个独立的T—DNA插入株系,并构建了水稻突变体的数据库。 3 展望植物组织培养研究与应用是20世纪科技进步的重大成果之一,为研究植物生长发育、抗性生理、激素及器官发生与胚胎发生等提供了许多良好的实验材料和有效途径。植物组织培养方法不断提高的同时,也相应拓宽了其应用范围。由于组织培养在人工控制的条件下进行,容易掌握花芽分化和开花成因;通过胚胎培养,能够得到杂种或自交种;通过分离单倍体细胞,能培育纯合的二倍体优良品系;提高育种多样性的同时缩短了育种时间;通过突变体筛选,提高植物的品质,增强抗逆境胁迫能力,扩大植物的生长范围;将体细胞冷藏在低温下,建立基因库,达到保存物种的目的;获得药用价值高和工业生产所需要的次生产物,加快药物生产的时间并且减少了单纯依靠天然植物的被动性。植物组织培养技术已经渗透到科研、生产和生活各个领域,必将日臻完善。黑龙江农业科学2006,(3)

、评价药用植物种质优劣的标准、种的关系等4,。结果和结论:,,种质资源研究特别是种,因此需要投入更多力量加以研究。药物开发药用植物资源的开发是一项旨在防病治病、提高人类健康水平的科学事业。近年来,随着人们生活水平的不断改善和全球范围“回归大自然”呼声的日益高涨,国内外出现了一个药用植物资源开发热。药用植物除被更有效的用作中药材或提供制药原料外,也被广泛用于保健食品、饮料、调味剂、香料、化妆品、植物性农药、禽畜用药等诸多新领域。这种令人鼓舞的形势给作为药材生产源头的药用植物种质资源的研究注入了巨大的活力,也提出了更高的要求。1种质资源遗传多样性在药用植物开发中的重要意义111“药用植物种质资源”的概念的“种质资源”通常是就某一具体物种而言的,是包括栽培品种(类型)、野生种、近缘野生种和特殊遗传材料在内的所有可利用的遗传材料。种质资源研究的主要内容,是对作物品种(类型)进行的考察与收集、鉴定与评价、保存和应用以及遗传学基础、起源和演化的研究。其中种质资源的遗传多样性(geneticdiversity)研究,是当今种质资源研究的热点[1],是收集、保存、评价和利用作物品种的依据,也是研究作物起源、演化的基础。因此,药用植物种质资源遗传多样性的研究对药用植物开发具有十分重要的意义。112种质资源遗传多样性是药用植物种质鉴定的基础遗传多样性是种内所有生物个体全部基因和染色体变异的总和。种下的遗传分化即基因或染色体的变异有不同的表现形式,既有不同结构水平的遗传多样性:如生物体的形态结构、染色体的核型、DNA的碱基差异等,又有生理、生化、生长发育等不同功能上的遗传多样性。人们依据这些变异的大小和遗传关系将种质资源划分成“变种variety”、“变型form”和“化学宗chemicalrace”;或“农家类型landingrace”、“品种variety”“、品系line”等。例如,我国的樟・579・“种质资源”是农业上作物育种学经常使用的术语“,种质germplasm”一词来源于德国著名遗传学家魏斯曼(Weismann)1892年所提出的“种质论”,认为“种质遗传物质,不受环境的影响并产生“体质”。“药用植物的种质资源”是泛指一切可用于药物开发的植物遗传资源,是所有药用植物物种的总和。我国拥有世界上最丰富的药用植物物种资源,1995年全国中药资源普查结果表明,已被应用的植物来源的中药有11,118种(包括1,208个种下单位)。狭意中国中药杂志1998年第23卷第10期树Cinnamomumcamphora(L.)Presl可划分成主含樟脑的本樟、主含黄油素的油樟和主含芳香樟醇的芳樟等多个化学型,但它们的形状并无区别。现代生物技术的发展,使我们有能力进一步区分分类等级以下的种质资源,检测到居群之间甚至个体之间细微的遗传差异,这就为我们更有效的利用种质资源创造了条件。不同领域的研究者对不同性状的遗传多样性发生兴趣,正如分类学家最关心“花结构”变异,农学家最关心“农艺性状”变异一样,药学家更关心“化学成分”的遗传变异,并以“有效成分tivecomponent”113基础构成了该物种的基因库(genepool),其中可能蕴藏着丰富的已知或未知的有用基因[2],如控制高产、抗病、抗逆等优良性状的基因和控制有效成分代谢途径和代谢速度的基因。种质资源遗传多样性的研究将为评估基因资源的开发前景提供重要信息。众所周知,基因通过转录和翻译代谢酶来调控化合物的合成,最终决定中药的药性和疗效。次生化合物的合成需要相当多的代谢酶(包括同工酶)基因参与,这些基因的遗传变异直接影响药材的功效[3],此外,许许多多控制生长发育的基因和遗传变异也间接影响药材的成分和功效。目前已有不少调控次生化合物代谢的关键酶基因被研究[4]。例如,苯丙烷类代谢酶系是目前了解最清楚的植物次生代谢物合成途径,其中许多酶基因已被克隆。黄酮、木质素、水杨酸等的生物合成都由此途径合成,这个途径的关键酶是本丙氨酸解氨酶(PAL)、肉桂酸242羟化酶(CA4H)和42香豆酸CoA连接酶(4CL)[5]。对药用植物优良农艺性状基因的研究也已受到重视。基因的多态性为发现该基因提供了线索[6],在定位这些基因时又要借助更多连锁基因作桥梁,经过连锁分析和染色体行走和跳跃(chromosomalwalkingandjumping)找到目的基因[7,8]。这些都要求对药・580・用植物基因多态性有更多的认识。然而令人担忧的是,在人类远未充分利用这些基因资源之前,其载体———种质资源,正面临严重破坏甚至面临丧失的威胁。因此,在健全和有效实施资源保护法律法规的同时,加速药用植物种质资作。114,要获得好的疗效和经,在引种之前,首先必须在众多遗传资源中筛选出最有用的遗传资源,以便在消耗同等数量物资的情况下获得更多的产品。例如,对著名的抗癌植物红豆杉Taxus属的种质资源研究表明,世界上本属有11种(含中国4种1变种),种下又有许多地理品种和栽培种,仅欧洲红豆杉.就有不少于40个地理品种,有效成分紫杉醇taxol在树皮中的含量通常仅有。1990年前后美国在广泛调查的基础上,在北美栽培品种中筛选出一杂交类型“Hicksii”,含量为,并具有生长迅速等优良性状,于是,这一类型被大规模引种栽培[9]。另一方面,从资源保护的角度来看,对濒危药用植物进行有效的迁地保护,必须保留尽可能多的遗传多样性。植物种质资源的遗传多样性不仅包括遗传变异的高低,也包括遗传变异分布格局,即居群的遗传结构[10]。在引种之前,对该种野生药用植物居群遗传结构的深入研究,可以为采样策略的制定提供科学依据和量化指标,例如,仅取少量地点的材料即可代表绝大部分遗传多样性,起到事半功倍的佳效。采样不当将丢失遗传多样性,丢掉人类尚未认识的宝贵基因,也降低了植物抗逆性。总之,无论是对种质资源进行开发还是保护,都要进行遗传多样性的研究和比较,我国已有两千多年的种药历史,迄今为止,约有300种常用中药已进行过引种栽培[11,12]。但仍有许多野生药材和列入保护名单的濒危药用植物[15]有待引种,一些存在问题的品种也面临重新引种中国中药杂志1998年第23卷第10期的任务,这些都要求我们加强种质资源遗传多样性的研究。115种质资源遗传多样性是育种的基础药用植物的“优良品种”对药材生产存在着巨大的潜力,许多疗效优异的“道地药材”的形成在某种程度上应归功于“地方品种”的作用。“高含量育种”是药用植物育种的主要目的和特色。任何一个新品种的培育都是在原有的植物资源基础上通过选择、杂交、回交、诱变等方法修饰、加工、改良后培育出来的。例如,近年由对人参的天然变异类型“化后得到的。,再。由此可见,占有种质资源是育种的基础,育种上突破性的成就取决于关键基因的发现和利用。另一方面,植物遗传多样性的研究特别是分子多态性的研究是遗传图谱的构建、基因的定位和分离及标记辅助选择技术(MAS)应用的基础[14]。我国药用植物的育种已具有初步基础,许多药材如薄荷、红花、枸杞、地黄、贝母、山药、玉竹、桔梗、菘蓝、大麻、银杏、薏苡、石斛、益母草、金银花、杜仲、番红花等已形成地方优良品种。但更多的药材正面临艰巨的育种任务,同时也需要加速引进育种学新技术。这些方面都要求药用植物种质资源的研究要加速进行。2DNA指纹技术在种资源研究中的应用DNA指纹(DNAfingerprinting)技术是近年来发展起来的一组可以检测出大量DNA位点差异性的分子生物学新技术,因它们的电泳谱带类似人的指纹图形而得名,这些技术包括RAPD[17,18],AFLP[19],PCR2RFLP,DNA探针杂交[20],小卫星(minisatellite)[21],微卫星指纹分析等。这一方法的建立是植物资源学研究方法的重大突破,在种质资源研究上有广泛的应用前景。211在药材种质鉴定上的应用传统的中药鉴别方法是以药材表型特征为中国中药杂志1998年第23卷第10期[22][15,16]基础的鉴别方法,包括形态组织比较和化学成分分析。然而,常规方法对一些疑难种、易混种的鉴定往往很难得出正确有效的结论。90年代以来一种以药材DNA分子标记特征为鉴定指标的新兴技术———药材DNA指纹鉴定技术的出现,[23,24]。,排除。DNA。212在遗传多样性分析上的应用对药材种质资源尤其是多年生药用植物进行遗传分析在以往是很困难的,例如,采用经典遗传学中的子代分析法比较野生人参与栽培人参的遗传性状差异至少要花9年时间,这使得人们对繁殖周期较长的药用植物的遗传研究望而却步。90年代RAPD的发明以及相关分子生物学高新技术的发展,为了解山参等多年生药用植物的遗传背景提供了有力的新工具,这一简便、快捷的先进技术第一次使我们仅用少量干燥材料即可直接比较不同种质遗传物质DNA的细微差异,分析种质资源的遗传多样性,获得丰富的遗传信息。213在其它方面的应用通过对许多DNA指纹图进行分析比较,可以计算品种之间的遗传距离和相似系数,从而给出品种之间的聚类关系图,并进一步研究品种的起源、进化问题。此外,DNA指纹图也是药用植物构建遗传图谱的重要工具,遗传图谱是植物基因的档案,对育种工作有极大的参考价值。总之,DNA指纹技术在药用植物种质资源的研究中具有极大的应用前景。越来越多的研究报道说明,DNA指纹新技术的应用正在推动药用植物种质资源研究蓬勃的向前发展。3参考文献1懂玉琛.生物多样性及作物遗传多样性检测.作物品种资(下转第600页)・581・挥发油含量测定.山东医药工业,1988;(3):319陈翠萍,沙明,杨松松.朝鲜淫羊藿中黄酮类成分在不同采15郭亚健,崔玉萍,周静,等.不同采收期枸骨叶中熊果酸含量测定.中国中药杂志,1995;20(10):59116汪新能,李锋,蒋汉明.罗汉果果实生长发育与内含物变收期的含量变化.中国中药杂志,1996;21(2):8610彭强,刘汉兰,周大卫.黄连不同生长期小檗碱含量的变化的研究.广西植物,1990;10(3):22317冯全民,成树春,徐永厚,等.草麻黄的麻黄碱与伪麻黄碱化.中药材,1989;12(2):711范崔生,王汉章,褚小兰,等.中药采收鉴别应用全书.南积累动态.中药材,1997;20(8):37918梁天天,马全民,卢银仙,等..中昌:江西科学技术出版社,1995:28,19212朱兆仪,王晓光.桂皮类药材的资源与质量研究.中国中药材,1997;20(8):38119林励,,,等.药杂志,1992;17(7):38713王桂英.肉桂不同叶芽不同部位树皮的质量分析.中草.:22()20,宋洪涛,.药,1992;23(11):59414钟凤林,陈和荣,陈敏.青蒿最佳采收时期、采收部位和干.;28(5):258燥方法的实验研究.中国中药杂志,1997;22(7):4051997211220收稿(上接第源,1995;(3):12赵微平.植物基因组:构建、表达和调节.北京:首都师范大199414刘旭.遗传标记和遗传图谱构建.作物品种资源,1997;(3):2915中国医学科学院药用植物资源开发研究所.中国药用植学出版社,丘德有.利用转基因植物生产有用的次生代谢产物.植物物栽培学.北京:农业出版社,199116庄文庆.药用植物育种学.北京:农业出版社,199317WilliamsJG,KubelikAR,LivakKJ,;18:653118WelshJ,;18:721319PleterVos,ReneHogers,MarjoBleeker,;23(21):440720刘树俊.DNA指纹技术中所用的探针及其发展.遗传,1993;(1):(SSRs);91:;9:55323黄璐琦.展望分子生物技术在生药学中的应用.中国中药科学综论.哈尔滨:东北林业大学出版社,1993:205李承森.植物科学进展(第一卷).北京:高等教育出版社,1998:2936孟祥文,李璞.AP2PCR技术及其应用.国外医学遗传学分册,1995;18(3):1177潘星华,傅继粱.基因狩猎:功能克隆、定位克隆和表型克隆.自然杂志,1997;18(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课程名称:论文名称:学 生:学 号:班 级: 课程论文 园林植物培育学 园林植物培育学的发展现状与趋势 刘逸 20126227 园林12-6 年 6月10日 2015 <遗传学>课程论文要求 一.题目:自拟,但必须围绕xxx 方面的内容,必须与所学专业相结合 二.内容范围: (1)遗传学最新研究前沿进展 (2)遗传学在某领域的应用等 (3)遗传病现状分析 .治 ...

园艺植物育种的研究进展论文

园艺植物育种的发展趋势育种目标更加紧密结合生产与科技的发展及市场竞争的需要育种目标总的趋势;培育“髙产\优质、,高效”的品种。在激烈的市场竞争中各国都十 分重视园艺植物的品质育种,注重产品的外观、整齐性、货架寿命等商品性状、,提髙鲜食及 加工品质,改善营养保健价值和消除有害成分。,由于农药用量不断增加,不仅增加生产成 本,而且严重污染生态环境,同时农药残留也影响人体健康,因此,培育抗病虫品种乃至兼 抗、多抗品种也成为当务之急。在人口增长、耕地减少及生态环境恶化的情况下,有些专家 预言,将来多数植物将需要在目前认为不适合的区域种植。有些园艺植物需要种植到废弃的 工地和矿物、废物垃圾场地,因此,提高园艺植物对逆境的适应性也会逐渐提到日程上来。 为了提高产量和品质,不仅要考虑产量、品质的构成性状,而且要考虑它们的生理基础,因 此提高品种的光合效率及光合产物的利用率以及理想株型的育种等也引起了育种界的重视。 另外,还有选育适于机械化作业的品种、节省劳动力的品种,针对产品不同用途和加工方式. 分别选育专用及兼用品种等。 、1重视种质资源的搜集、评价和开发利用育种界逐渐认识到种质资源是育种事业成就大小的关键彳而且随着园艺生产的规模化, 种质资源多样性疋在不断减少,各国和许多育种者都非常重视种质资源调查、搜集工作,许 多国家都建立了一定规模的种质资源库。发达国家已经建立起比较 1 善、规范化的资源工作 体系,如美国农业部、日本农林水产省都设置专门机构,负责各物种质资源的考察、搜 集、保存、评价工作,以及建立管理资料档案、种子种苗检疫、繁殖、分发、交换等制度, 使种质资源工作和育种工作密切联系,及时满足育种的需要。3^重视育种应用基础及育种技术的研究要提髙育种效率,必须加强和育种关系密切的应用基础学科的研究,只有育种者对他所 从事育种的植物,特别是对目标性状的遗传、生理、生态、进化等方面的知识有深刻的了 解,并且以这些知识为基础,采取切合实际的育种方法,才能提高育种效率。近年来,主要 园艺植物有关产量、品质、抗病性、株型、雄性不育等主要经济性状遗传研究方面的进展, 对提高育种效率起到了积极的推动作用。加强多学科协作和鼓励企业投资育种对于解决复杂的育种任务,从种质资源的评价、筛选,杂种后代的鉴定、选择,品系、 品种的比较鉴定等以育种工作为中心,根据需要组织育种、遗传、生理、生化、椬保、土 肥、栽培等不同学科的专业人员参加,统一分工、协同攻关是提高效率的有效方式,正受到 比较普遍的重视。园艺植物育种是一个周期长、投入多、风险大,但对发展现代化农业举足 轻重,并且回报率也是非常高的事业。许多国家不仅明确规定对品种选育等工作拨专款予以 推动和扶持,而且鼓励工商企业投资农业育种。育种途径及育种方法、手段的更新对新的育种途径和方法的研究,如细胞工程、染色体工程、基因工程和分子辅助育种等 都在积极探索。以现代化的仪器设备改进鉴定手段,提高育种效率。利用先进的仪器设备对 大批量的小样品进行快速准确地定性和定量鉴定,对含量极少的成分进行微量和超微量的分 析;对植物的组织、细胞结构的解剖学性状利用扫描和透射电镜观察;利用分子标记技术等 标记有用性状;利用电子计算机等技术分析处理大跫数据资料等,这些都将极大地提髙育种 的效率和精确度。

植物组织培养前景园艺植物组培苗工厂化生产能快速将优良品种转化为现实生产力,在遗传育种、种质资源保护、次生代谢物利用上也将有很大的发展潜力。只要选好优良品种,合理布局、节约成本,组培产业将会有蓬勃的发展和广阔的前景。2.1 花卉种苗产业化生产 花卉业是21世纪的希望产业,是社会经济发达与文明程度的重要标志,我国目前花卉需求量以每年35%~40%的速度递增。在花卉生产方面,种苗质量在栽培生产中的重要性日益明显,因此花卉种苗工厂化生产是花卉种苗生产的主要途径。2.2蔬菜种苗生产及脱毒马铃薯、食用百合、大蒜等是人们餐桌上的主要蔬菜,消费量和种植面积均很大,也是我国出口创汇的主要品种。这些品种随种植年限的增加,易受病毒感染,产量、品质逐年下降,运用组培脱毒技术可迅速恢复品种种性,提高生产力。2.3瓜果组培苗产业化草莓果实中所含的鞣花酸具有抗癌效果,且草莓易栽培、产量高、经济效益好,因此在江浙一带发展迅速。但草莓易感染各种病毒病,感病的果实畸形、品质差,一般减产30%~80%。对草莓进行热处理结合分生组织培养脱毒,去病毒苗可增产1000kg/667m2,品质有较大提高。甜瓜以肉质细脆、香气浓郁、味道甘甜而深受人们喜爱,效益较高,但长期种植会使品质退化和混杂。可从大田健壮植株上取嫩梢,作为外植体组培生产出优良种苗,其生产性状优于种子苗,虽具有缓苗时间较长,苗早期生长势弱的特点,但缓苗以后的种子苗生长更日壬,后期能超过种子苗,且苗期较短,开花结果期提前,整齐度大大提高,性状一致,瓜的成品率明显提高,完全保持所采植株的优良性状,无退化和变异现象发生。欧美葡萄是当前最热门的葡萄品种,果粒大、甜度高、价格昂贵、经济效益高,如运用组织培养快速繁殖技术大量生产将具有良好的发展前景。植物组织培养在园艺植物上的应用:采用植物组织培养中的脱毒技术使园艺植物产量大幅度提高,且品质得到改善。很多作物因受病毒感染,产量和质量下降,有些创汇作物失去了国际贸易的竞争优势,如大蒜、百合、薄荷等。利用脱毒技术,可大幅度提高产量。大蒜的蒜头直径由4.7cm增加到7.2cm,增长2.5cm,蒜头重由29.2g/个提高到75.8g/个,平均增重近46g/个。草莓经脱毒后增产20%~30%,品质提高,脱毒苗生长快、长势旺、茎叶粗壮、抗病耐高温、抗寒性能强、寿命延长。美国在试管内生产脱毒马铃薯种子,1b种子可代替1t种薯,该项成果每年获利2亿美元。我国近两年生产和推广脱毒薯,解决了马铃薯退化,无毒种薯已在主产区普及,推广种植面积达66.67万hm2,增产幅度在30%~40%以上,每年增效2.5亿元。脱毒马铃薯已在日本、荷兰、越南等国大面积应用。日本脱毒草莓种植面积达11.33万hm2,占生产总面积的80%以上,产量提高l 5%~30%,可增加产值11亿日元。 植物组织培养及产业化生产发展迅速。由于试管苗繁殖周期短、繁殖系数高且不受季节限制,便于工厂化生产。20世纪80年代初在全世界范围内,利用植物组织和细胞培养技术,形成了一个新兴的产业,如美国的兰花试管苗生产及荷兰的花卉试管苗生产。 单倍体育种通过花药或花粉的离体培养诱导产生单倍体植株,然后对它们进行染色体加倍,可得到纯系。在作物育种上应用这一技术可以加快纯合,降低误选,缩短育种年限。花药培养自20世纪60年代获得植株以来,发展很快,取得很大成绩。首先获得小麦、玉米、橡胶、柑桔等10多种作物花培植株,并已培育出小麦、水稻、烟草等花培新品种50多个,例如水稻品种新秀、单丰1号、花育1号等及中科院作物所李梅芳等培育的中花号、北京市农科院培育的京花号、吉林农科院培育的吉粳号、辽宁省盐碱地所培育的花粳45等。小麦品种京花1号、花培l号、京花3号等均推广应用于生产,其中小麦品种京花3号推广面积达6万hm2。 选育玉米自交系通常需要连续自交多代,花费大量的人力物力,用花药培养单倍体植株,再经染色体加倍即可得到纯合的自交系。广西农校1983年用该技术育成了自交系花83—2。我国已获得100多个玉米花培纯系,并已配制出优良组合应用于生产。 利用单倍体植株作为诱变材料,无论诱变突变是显性还是隐性,在处理当代即可看到,优良变异一经选出,经染色体加倍就可得到纯系,可以提高诱变育种的效果。 目前,花药培养技术已成为加快育种进程的有效手段,人们正在对该技术进行更深入地研究。魏小平等试验表明,在诱导愈伤组织阶段加入CPPU可提早小麦花药出愈时间,对于难培养的材料有显著的诱导作用,所诱导的愈伤组织易分化绿苗。辽宁省盐碱地利用研究所试验表明,水稻 MS分化培养基中加入适量MET可提高绿苗分化率及幼苗素质。王培等研究发现,染色体的加倍时期对冬小麦花粉植株的结实率有影响。 远缘杂交育种 远缘杂交的双亲由于遗传特性有显著差异,常造成杂交不亲和或杂种胚发育不全、中途天亡等情况。通过子房和胚的离体培养与试管离体受精可以克服远缘杂交不亲和;如果在杂种胚发育的适当时期取出胚进行离体培养,可能获得杂种幼苗,得到远缘杂交后代。目前已有100多种植物培养成功,并应用于作物育种或生产。例如日本育成大白菜和甘蓝杂种一白蓝,该品种具有大白菜和甘蓝双亲优点。中国农科院作物所用类似的方法得到了小麦与玉米的杂交植株。中国农科院蔬菜花卉研究所方智远等通过幼胚培养,已获得萝卜与甘蓝的杂交1代和回交1、2、3、4代材料。北京市农林科学院通过胚胎培养技术培育出早3号早熟桃,比亲本早上市半个月左右。组织培养用于远缘杂交来创造新的物种资源在小麦、蔬菜上开展的较好,在水稻上的研究尚少,应加强。 无性系变异的筛选体系胞在离体条件下及离体培养前会发生各种变异,筛选优良的无性系变异可育成新品种。如果植株的某一部分组织细胞中发生了变异,将该部分分离下来进行离体培养,可获得再生植株,进而培育成品种。在培养基中施加某种选择压力,从中筛选无性系变异培养新品种已在许多作物上获得成功,该技术特别适于抗性育种。河北师范大学生物系利用小麦成熟胚诱导愈伤组织,然后转入含0.5%氯化钠培养基上进行耐盐筛选,继而转入含盐分化培养基上获得小麦耐盐突变体RS8901—17,经鉴定连续3 a耐盐力均为一级,且矮秆丰产;山东农科院原子能所利用γ射线照射小麦幼胚离体培养出愈伤组织,选育出体细胞无性系变异新品种核生2号,表现高产优质。筛选无性系变异在个体水平上的诱变与常规变异相比,具有变异频率高、稳定快并可在室内有控制地进行,节省人力物力和财力,提高选择效率等优点。 组织培养应用于脱毒苗的培养与快速繁殖 利用植物生长点进行组织培养成幼苗,从而获得无病毒植株,这在国外20世纪50年代已经育成并投人生产,我国70年代开始这方面的试验。1990年马铃薯无病毒种苗栽培面积已占全国总面积的1/10,脱毒苗一般增产50%~100%,表现为茎秆粗壮、叶色浓绿、光合效率高、抗病性强、产量高。目前,为了提高脱毒效果,降低成本,人们又在探索更有效的脱毒技术和种苗繁殖技术。 经济作物及观赏植物的快速繁殖日趋火热。许多名贵花卉由于种子败育,扦插成活率低而难以繁殖,应用组织培养可以快速繁殖,批量生产,提高经济效益,也挽救了优良物种。美国、新加坡、泰国建立了几十家兰花快繁工厂,日本草莓试管苗种植面积超过11万hm2,据1990年统计,我国快速繁殖的植物已达443种,已有100多个机构采用快速繁殖技术进行工厂化大规模商品生产,其中月季、菊花、非洲紫罗兰、蝴蝶兰、马蹄莲、朱顶红等已用于生产。 组织培养应用于种质资源的保存和基因库的建立 生命物质的保存,已引起许多科研工作者的兴趣,其中包括原核生物、植物及动物材料的保存,种质保存的目的是为了确保有用的种质能在任何时候都具有生命力。组织培养能安全地保存植物的细胞、愈伤组织或分生组织,且在储藏几年后,仍能稳定地产生再生过程。通过无性系繁殖保存作物已成为迫切要求,尤其对于热带作物。另外,由于自然和人为的破坏,许多具有或可能具有育种价值的能成为基因库的品系在消失,作物栽培品种、亲本植物品系以及突变种也通常需要保存。组织培养对于植物生长和基因型保存研究要比大田繁殖优越,节省土地、人工、能源。组织培养材料体积小,对于冷冻后解冻还能存活的细胞来说,利于在低温或超低温中长期保存。种质资源的保存和基因库的建立在育种工作中是十分重要的。

1、植物种植资源延续。对于一些种子繁殖不易,或无法采收种子的植物,组织培养是延续种植资源的有效方法。2、植物快繁。短期并且大量得到克隆植物的有效途径。3、植物脱毒应用。如脱毒马铃薯3.培养新物种。4.保留濒危物种5.作为一种技术,可以为更深层次的研究做铺垫——比如,愈伤组织、转基因、遗传因素等的研究

收稿日期:2007-10-25基金项目:深圳市科技和信息局基金资助项目作者简介:王丹(1982-),女,辽宁本溪人,硕士研究生,从事植物生物技术研究。注:雷江丽为通讯作者。大花美人蕉茎尖组织培养技术研究王 丹1,2,雷江丽2,吴燕民3,吕 慧2,郁继华1(1.甘肃农业大学 农学院,甘肃 兰州 730070;2.深圳市园林科学研究所,广东 深圳 518003;3.中国农业科学院 生物技术研究所,北京 100081)摘 要:以大花美人蕉(Canna×generalis)根茎茎尖为外植体进行组织培养技术研究,筛选出芽诱导适宜的培养基为MS + 6-BA (单位下同)+ TDZ ;MS + 6-BA + TDZ + NAA 培养基能较好地诱导分化出丛生芽, 继代增殖培养中与MS + 6-BA + TDZ + NAA 培养基交替使用可减少畸形芽,增殖系数达;适宜的生根培养基为MS + 6-BA + NAA ,生根率达,且植株生长健壮,移栽易成活。关键词:大花美人蕉;茎尖;组织培养中图分类号: 文献标识码:A 文章编号:1009-7791(2008)01-0033-04Research on Shoot-tip Culture of Canna×generalisWANG Dan1,2, LEI Jiang-li2, WU Yan-min3, LÜ Hui2, YU Ji-hua1( of Agronomy, Gansu Agricultural University, Lanzhou 730070, Gansu China; Institute of LandscapeGardening, Shenzhen 518003, Guangdong China; Research Institute, Chinese Academy of AgriculturalSciences, Beijing 100081, China)Abstract: The paper mainly studied on tissue culture of Canna×generalis with the stem tips asexplants. The results showed that the bud inoculation medium was MS + 6-BA ; the best of clump shoot induction and differentiation medium was MS + 6-BA +TDZ + NAA ; using MS + 6-BA + TDZ + NAA asproliferation medium, an optimal proliferation rate was obtained. When the two kinds of mediumused alternatively, the effect was better. The optimum rooting medium was MS + 6-BA +NAA , the rate of rooting could reach , and cultured in this medium, the plant grewwell and easy to words: Canna×generalis; shoot-tip; tissue culture大花美人蕉(Canna×generalis)属美人蕉科(Cannaceae)美人蕉属(Canna)的园艺杂交种[1],是多年生喜光宿根草本花卉,原产美洲热带和非洲等地。其枝叶茂盛、花朵艳丽、姿态优美、花期长,在深圳地区几乎全年开花,是配置大型花坛的优良品种。大花美人蕉不仅观赏价值高,而且能吸收硫、氯、氟、汞等有害物质,具有净化空气、保护环境的作用,因此,世界许多城市的园林绿化中都广泛应用。美人蕉传统的繁殖方式主要采用分切地下根茎的方法,繁殖速度慢、增殖效率低,而且连续营养繁殖造成病毒积累致使病毒病在各地相当普遍,严重影响其观赏价值。利用茎尖组织培养进行脱毒试管苗快繁,是目前大力繁殖与推广美人蕉的主要手段。关于美人蕉组织培养的研究报道较少[2,3],本研究探索其组织培养高效的再生体系,以期为品种提纯复壮及遗传转化、性状改良奠定基础。2008,37(1): Plant Science第·34· 37 卷1 材料与方法 材料供试材料为目前城市绿化中普遍应用的大花美人蕉‘President’品种。 外植体选择与处理选择生长健壮、无病虫害的优良母株,挖取带芽胞的根茎,去除表面老皮并用肥皂水清洗。用75%乙醇棉擦拭,然后采用不同的消毒剂及处理时间(升汞10min、2%次氯酸钠10min、2%次氯酸钠20min、2%次氯酸钠 + 升汞5min、2%次氯酸钠 + 升汞10min),封闭式振摇灭菌。无菌水冲洗5 次,置于超净工作台上备用。接种前,剥去外部叶片,露出生长点,立即切取茎尖进行接种。 培养方法及培养条件试验于2006 年10 月在深圳市园林科学研究所组培室进行。诱导、增殖和生根培养基均选用MS为基本培养基,在不同培养阶段附加不同种类、不同浓度配比的植物生长调节剂(表2~表4),蔗糖3%,pH 。培养温度(28±2)℃,光照强度2 500 lx,光照周期为14h/d,相对湿度70%~80%。每处理接种30 瓶。定期观察试管苗生长与分化情况。2 结果与分析 不同消毒处理方式对外植体无菌化的影响因供试外植体取自美人蕉地下根茎,表面污染物较多,不易消毒,且不同植物及外植体的成熟度对消毒剂的反应不同,故本试验选用升汞和次氯酸钠进行灭菌效果比较,以筛选合适的消毒剂及消毒处理时间。由表1 可知,2%次氯酸钠20min 处理的无菌化效果较好,但茎尖褐化较严重,说明灭菌时间过长对去老皮后的幼嫩根茎影响较大。升汞10min 处理与2%次氯酸钠 + 升汞 10min处理,无菌化效果差异不大,但2%次氯酸钠 + 升汞 10min 处理有轻微药害。因此,后续实验选用升汞处理10min 进行外植体消毒。 不同生长调节剂配比对芽诱导的影响以MS 为基本培养基,附加不同浓度6-BA、NAA、2,4-D、KT、TDZ 等(表2),以筛选出较适宜美人蕉茎尖诱导分化的配方。因美人蕉根茎具有休眠特性,芽诱导分化较难。TDZ 具有很强的促进细胞分裂活性,~μmol/L 即可有效促进分化[4],因此,本实验对TDZ 的诱导效果进行初步探索。试验表明,在不添加任何生长调节剂的MS 基本培养基(1 号)上,茎尖接种10d 后开始生长,叶片展开后,生长停止;15d 后转接到新的MS 培养基上无明显生长,随后叶片逐渐变黄、萎蔫,说明基本培养基中添加生长调节剂是美人蕉离体培养的必要条件。在仅添加6-BA 的2、3、4 号培养基中,高浓度的2 号培养基分化率为,明显好于3、4号培养基,说明美人蕉启动芽诱导分化需要高浓度的细胞分裂素(表2)。11~16 号培养基添加物为不同生长调节剂与TDZ 组合(表2)。仅添加TDZ 的培养基分化率为0,而多种生长调节剂配合使用分化效果更好[5]。其中15 号培养基的侧芽分化率最高,达,且每个茎尖可增殖2~3 个侧芽,但个别茎尖经多次转接后有畸形芽;与2 号培养基相比,分化率明显提高,说明添加低浓度TDZ 可促进芽诱导分化(表2)(图版-a)。5、6、7 号培养基为生根培养基,探讨NAA 对美人蕉茎尖生长和生根的影响。试验结果初步说明美人蕉在6-BA/NAA 小于2/ 时生根率可达50%以上(表2)。8、9、10 号培养基,探讨美人蕉脱分化,诱导愈伤组织,但结果均不理想。因此,建立高效的美表1 不同消毒剂及处理时间对外植体无菌化的影响处 理 接种数污染数污染率(%) 药害情况升汞10min 30 5 基本无药害2%次氯酸钠10min 30 12 无药害2%次氯酸钠20min 30 4 20%有轻微药害2%次氯酸钠+升汞5min 30 10 3%有轻微药害2%次氯酸钠+升汞10min 30 5 7%有药害第1 期 王丹,等:大花美人蕉茎尖组织培养技术研究 ·35·人蕉遗传转化再生体系还需进一步探索愈伤组织诱导途径。 芽继代增殖为了探讨优化的芽继代增殖培养基配方,按表3 设计6-BA、NAA、TDZ 的正交实验,以15 号培养基上分化出的丛生芽为接种材料,进行继代增殖培养(图版-b)。由表3 可见,除17、18 号培养基外,低浓度TDZ()的分化促进作用较高浓度()的效果好,说明高活性的TDZ 浓度过高反而抑制分化。当 时, NAA 促分化作用显著优于。在TDZ、NAA 浓度相同的情况下,随着6-BA 浓度的升高,分化率提高。但随着继代次数的增多,含高浓度6-BA的27 号培养基分化率略有下降,甚至有个别畸形芽产生,说明高浓度细胞分裂素对短期的分化有促进作用[9],但继代数次后,芽已经萌动,自身具有分化能力,需适当降低6-BA 浓度进行壮苗,以避免畸形芽产生。因此,在增殖过程中交替使用分化增殖系数较高的19 号培养基和27 号培养基,既可保证较高的芽分化率,又可使继代苗生长健壮,减少畸形芽。 生根诱导增殖芽3~5cm 长时,转接到生根培养基上培养约10d 后,可见到根生成(图版-c)。接种20d 后统计生根结果(表4)。从表4可见,所用培养基上都有根生成,说明美人蕉生根较容易;结合生根率和生长势,我们认为MS + 6-BA + NAA 培养基较适宜美人蕉生根。表2 不同植物生长调节剂组合的比较植物生长调节剂(mg/L) 编号6-BA NAA 2,4-D KT TDZ分化率(%) 生根率(%) 备注1 0 0 0 0 02 9 0 0 0 0 参考[2]3 5 0 0 0 0 参考[3]4 3 0 0 0 0 2 1 0 0 0 2 0 0 0 2 0 0 0 08 0 0 4 0 09 0 0 2 1 0 参考[6]10 0 0 2 0 参考[7]11 0 0 0 0 012 0 0 0 参考[8]13 0 0 0 0 0 1 0 8 0 0 0 5 0 0 表3 不同生长调节剂配比对芽继代繁殖的影响生长调节剂(mg/L) 编号6-BA NAA TDZ接种数分化率(%)增值系数 生长势17 30 ++18 30 ++19 30 ++20 30 ++21 30 ++22 30 ++23 30 ++24 30 +25 30 ++26 30 +27 30 ++28 30 +注:++ 表示生长势强;+表示生长势弱。同列中不同字母表示差异显著(P<=,表4 同。表4 不同的生长调节剂配比对组培苗生根的影响生长调节剂(mg/L) 编号6-BA NAA接种数生根苗数生根率(%)植株生长势29 0 30 19 +30 0 30 21 ++31 30 20 +++32 30 16 ++注:+++ 表示生长势强;++表示生长势中等;+表示生长势弱。第·36· 37 卷3 结 论美人蕉根茎生长在土壤中,无菌化操作较困难。灭菌试验表明,升汞震荡灭菌10min 效果较好,采回的外植体应尽快处理接种,放置时间过长伤口处易染菌,导致接种后褐化较严重。MS + 6-BA + ZDT + NAA 培养基能较好地诱导分化丛生芽,MS + 6-BA + TDZ NAA 为较好的增殖培养基,在增殖培养过程中这两种配方交替使用效果更好;短时间使用高浓度生长调节剂对增殖有促进作用,但长时间使用高浓度生长调节剂会使组培苗质量下降。在试验中还发现,转接次数多的茎尖较转接次数少的分化率大,建议在接种后的10~20d 内及时转接。选用MS + 6-BA + NAA 为生根培养基,生根率较高,根系粗壮、根毛密集,植株生长健壮(图版-d),且移栽成活率较高。参考文献:[1] Segeren W, et al. The genus Canna in Northern South America[J]. Acta Bot Neerl., 1971,20(6): 663-680.[2] 刘文萍,等. 美人蕉茎尖组织培养及快繁技术[J]. 北方园艺, 2001(6): 32.[3] 丁爱萍,等. 美人蕉组织培养及快速繁殖技术[J]. 园林科技, 2006(1): 11-12.[4] Singh N D, et al. The effect of TDZ on organogenesis and somatic embryogenesis in pigeonpea (Cajanus cajan L. Millsp)[J].Plant Science, 2003,164(3): 341-347.[5] 王关林,等. 高活性细胞激动素TDZ 在植物组织培养中的应用[J]. 植物学通报, 1997,14(3): 47-53.[6] 宣朴,等. 生姜茎尖组培快繁技术研究[J]. 西南农业学报, 2004,17(4): 484-486.[7] Kromer K, et al. In vitro cultures of meristem tips of Canna indica L.[J]. Acta Horticulturace, 1985,167: 279-286.[8] Vendrame W A, et al. In vitro propagation and plantlet regeneration from Doritaenopsis Purple Gem 'Ching Hua' flowerexplants[J]. HortScience, 2007,42(5): 1 256-1 258.[9] 刘敏. 花卉组织培养与工厂化生产[M]. 北京: 地质出版社, 2002: 101-102.

植物育种研究论文

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收稿日期:2007-10-25基金项目:深圳市科技和信息局基金资助项目作者简介:王丹(1982-),女,辽宁本溪人,硕士研究生,从事植物生物技术研究。注:雷江丽为通讯作者。大花美人蕉茎尖组织培养技术研究王 丹1,2,雷江丽2,吴燕民3,吕 慧2,郁继华1(1.甘肃农业大学 农学院,甘肃 兰州 730070;2.深圳市园林科学研究所,广东 深圳 518003;3.中国农业科学院 生物技术研究所,北京 100081)摘 要:以大花美人蕉(Canna×generalis)根茎茎尖为外植体进行组织培养技术研究,筛选出芽诱导适宜的培养基为MS + 6-BA (单位下同)+ TDZ ;MS + 6-BA + TDZ + NAA 培养基能较好地诱导分化出丛生芽, 继代增殖培养中与MS + 6-BA + TDZ + NAA 培养基交替使用可减少畸形芽,增殖系数达;适宜的生根培养基为MS + 6-BA + NAA ,生根率达,且植株生长健壮,移栽易成活。关键词:大花美人蕉;茎尖;组织培养中图分类号: 文献标识码:A 文章编号:1009-7791(2008)01-0033-04Research on Shoot-tip Culture of Canna×generalisWANG Dan1,2, LEI Jiang-li2, WU Yan-min3, LÜ Hui2, YU Ji-hua1( of Agronomy, Gansu Agricultural University, Lanzhou 730070, Gansu China; Institute of LandscapeGardening, Shenzhen 518003, Guangdong China; Research Institute, Chinese Academy of AgriculturalSciences, Beijing 100081, China)Abstract: The paper mainly studied on tissue culture of Canna×generalis with the stem tips asexplants. The results showed that the bud inoculation medium was MS + 6-BA ; the best of clump shoot induction and differentiation medium was MS + 6-BA +TDZ + NAA ; using MS + 6-BA + TDZ + NAA asproliferation medium, an optimal proliferation rate was obtained. When the two kinds of mediumused alternatively, the effect was better. The optimum rooting medium was MS + 6-BA +NAA , the rate of rooting could reach , and cultured in this medium, the plant grewwell and easy to words: Canna×generalis; shoot-tip; tissue culture大花美人蕉(Canna×generalis)属美人蕉科(Cannaceae)美人蕉属(Canna)的园艺杂交种[1],是多年生喜光宿根草本花卉,原产美洲热带和非洲等地。其枝叶茂盛、花朵艳丽、姿态优美、花期长,在深圳地区几乎全年开花,是配置大型花坛的优良品种。大花美人蕉不仅观赏价值高,而且能吸收硫、氯、氟、汞等有害物质,具有净化空气、保护环境的作用,因此,世界许多城市的园林绿化中都广泛应用。美人蕉传统的繁殖方式主要采用分切地下根茎的方法,繁殖速度慢、增殖效率低,而且连续营养繁殖造成病毒积累致使病毒病在各地相当普遍,严重影响其观赏价值。利用茎尖组织培养进行脱毒试管苗快繁,是目前大力繁殖与推广美人蕉的主要手段。关于美人蕉组织培养的研究报道较少[2,3],本研究探索其组织培养高效的再生体系,以期为品种提纯复壮及遗传转化、性状改良奠定基础。2008,37(1): Plant Science第·34· 37 卷1 材料与方法 材料供试材料为目前城市绿化中普遍应用的大花美人蕉‘President’品种。 外植体选择与处理选择生长健壮、无病虫害的优良母株,挖取带芽胞的根茎,去除表面老皮并用肥皂水清洗。用75%乙醇棉擦拭,然后采用不同的消毒剂及处理时间(升汞10min、2%次氯酸钠10min、2%次氯酸钠20min、2%次氯酸钠 + 升汞5min、2%次氯酸钠 + 升汞10min),封闭式振摇灭菌。无菌水冲洗5 次,置于超净工作台上备用。接种前,剥去外部叶片,露出生长点,立即切取茎尖进行接种。 培养方法及培养条件试验于2006 年10 月在深圳市园林科学研究所组培室进行。诱导、增殖和生根培养基均选用MS为基本培养基,在不同培养阶段附加不同种类、不同浓度配比的植物生长调节剂(表2~表4),蔗糖3%,pH 。培养温度(28±2)℃,光照强度2 500 lx,光照周期为14h/d,相对湿度70%~80%。每处理接种30 瓶。定期观察试管苗生长与分化情况。2 结果与分析 不同消毒处理方式对外植体无菌化的影响因供试外植体取自美人蕉地下根茎,表面污染物较多,不易消毒,且不同植物及外植体的成熟度对消毒剂的反应不同,故本试验选用升汞和次氯酸钠进行灭菌效果比较,以筛选合适的消毒剂及消毒处理时间。由表1 可知,2%次氯酸钠20min 处理的无菌化效果较好,但茎尖褐化较严重,说明灭菌时间过长对去老皮后的幼嫩根茎影响较大。升汞10min 处理与2%次氯酸钠 + 升汞 10min处理,无菌化效果差异不大,但2%次氯酸钠 + 升汞 10min 处理有轻微药害。因此,后续实验选用升汞处理10min 进行外植体消毒。 不同生长调节剂配比对芽诱导的影响以MS 为基本培养基,附加不同浓度6-BA、NAA、2,4-D、KT、TDZ 等(表2),以筛选出较适宜美人蕉茎尖诱导分化的配方。因美人蕉根茎具有休眠特性,芽诱导分化较难。TDZ 具有很强的促进细胞分裂活性,~μmol/L 即可有效促进分化[4],因此,本实验对TDZ 的诱导效果进行初步探索。试验表明,在不添加任何生长调节剂的MS 基本培养基(1 号)上,茎尖接种10d 后开始生长,叶片展开后,生长停止;15d 后转接到新的MS 培养基上无明显生长,随后叶片逐渐变黄、萎蔫,说明基本培养基中添加生长调节剂是美人蕉离体培养的必要条件。在仅添加6-BA 的2、3、4 号培养基中,高浓度的2 号培养基分化率为,明显好于3、4号培养基,说明美人蕉启动芽诱导分化需要高浓度的细胞分裂素(表2)。11~16 号培养基添加物为不同生长调节剂与TDZ 组合(表2)。仅添加TDZ 的培养基分化率为0,而多种生长调节剂配合使用分化效果更好[5]。其中15 号培养基的侧芽分化率最高,达,且每个茎尖可增殖2~3 个侧芽,但个别茎尖经多次转接后有畸形芽;与2 号培养基相比,分化率明显提高,说明添加低浓度TDZ 可促进芽诱导分化(表2)(图版-a)。5、6、7 号培养基为生根培养基,探讨NAA 对美人蕉茎尖生长和生根的影响。试验结果初步说明美人蕉在6-BA/NAA 小于2/ 时生根率可达50%以上(表2)。8、9、10 号培养基,探讨美人蕉脱分化,诱导愈伤组织,但结果均不理想。因此,建立高效的美表1 不同消毒剂及处理时间对外植体无菌化的影响处 理 接种数污染数污染率(%) 药害情况升汞10min 30 5 基本无药害2%次氯酸钠10min 30 12 无药害2%次氯酸钠20min 30 4 20%有轻微药害2%次氯酸钠+升汞5min 30 10 3%有轻微药害2%次氯酸钠+升汞10min 30 5 7%有药害第1 期 王丹,等:大花美人蕉茎尖组织培养技术研究 ·35·人蕉遗传转化再生体系还需进一步探索愈伤组织诱导途径。 芽继代增殖为了探讨优化的芽继代增殖培养基配方,按表3 设计6-BA、NAA、TDZ 的正交实验,以15 号培养基上分化出的丛生芽为接种材料,进行继代增殖培养(图版-b)。由表3 可见,除17、18 号培养基外,低浓度TDZ()的分化促进作用较高浓度()的效果好,说明高活性的TDZ 浓度过高反而抑制分化。当 时, NAA 促分化作用显著优于。在TDZ、NAA 浓度相同的情况下,随着6-BA 浓度的升高,分化率提高。但随着继代次数的增多,含高浓度6-BA的27 号培养基分化率略有下降,甚至有个别畸形芽产生,说明高浓度细胞分裂素对短期的分化有促进作用[9],但继代数次后,芽已经萌动,自身具有分化能力,需适当降低6-BA 浓度进行壮苗,以避免畸形芽产生。因此,在增殖过程中交替使用分化增殖系数较高的19 号培养基和27 号培养基,既可保证较高的芽分化率,又可使继代苗生长健壮,减少畸形芽。 生根诱导增殖芽3~5cm 长时,转接到生根培养基上培养约10d 后,可见到根生成(图版-c)。接种20d 后统计生根结果(表4)。从表4可见,所用培养基上都有根生成,说明美人蕉生根较容易;结合生根率和生长势,我们认为MS + 6-BA + NAA 培养基较适宜美人蕉生根。表2 不同植物生长调节剂组合的比较植物生长调节剂(mg/L) 编号6-BA NAA 2,4-D KT TDZ分化率(%) 生根率(%) 备注1 0 0 0 0 02 9 0 0 0 0 参考[2]3 5 0 0 0 0 参考[3]4 3 0 0 0 0 2 1 0 0 0 2 0 0 0 2 0 0 0 08 0 0 4 0 09 0 0 2 1 0 参考[6]10 0 0 2 0 参考[7]11 0 0 0 0 012 0 0 0 参考[8]13 0 0 0 0 0 1 0 8 0 0 0 5 0 0 表3 不同生长调节剂配比对芽继代繁殖的影响生长调节剂(mg/L) 编号6-BA NAA TDZ接种数分化率(%)增值系数 生长势17 30 ++18 30 ++19 30 ++20 30 ++21 30 ++22 30 ++23 30 ++24 30 +25 30 ++26 30 +27 30 ++28 30 +注:++ 表示生长势强;+表示生长势弱。同列中不同字母表示差异显著(P<=,表4 同。表4 不同的生长调节剂配比对组培苗生根的影响生长调节剂(mg/L) 编号6-BA NAA接种数生根苗数生根率(%)植株生长势29 0 30 19 +30 0 30 21 ++31 30 20 +++32 30 16 ++注:+++ 表示生长势强;++表示生长势中等;+表示生长势弱。第·36· 37 卷3 结 论美人蕉根茎生长在土壤中,无菌化操作较困难。灭菌试验表明,升汞震荡灭菌10min 效果较好,采回的外植体应尽快处理接种,放置时间过长伤口处易染菌,导致接种后褐化较严重。MS + 6-BA + ZDT + NAA 培养基能较好地诱导分化丛生芽,MS + 6-BA + TDZ NAA 为较好的增殖培养基,在增殖培养过程中这两种配方交替使用效果更好;短时间使用高浓度生长调节剂对增殖有促进作用,但长时间使用高浓度生长调节剂会使组培苗质量下降。在试验中还发现,转接次数多的茎尖较转接次数少的分化率大,建议在接种后的10~20d 内及时转接。选用MS + 6-BA + NAA 为生根培养基,生根率较高,根系粗壮、根毛密集,植株生长健壮(图版-d),且移栽成活率较高。参考文献:[1] Segeren W, et al. The genus Canna in Northern South America[J]. Acta Bot Neerl., 1971,20(6): 663-680.[2] 刘文萍,等. 美人蕉茎尖组织培养及快繁技术[J]. 北方园艺, 2001(6): 32.[3] 丁爱萍,等. 美人蕉组织培养及快速繁殖技术[J]. 园林科技, 2006(1): 11-12.[4] Singh N D, et al. The effect of TDZ on organogenesis and somatic embryogenesis in pigeonpea (Cajanus cajan L. Millsp)[J].Plant Science, 2003,164(3): 341-347.[5] 王关林,等. 高活性细胞激动素TDZ 在植物组织培养中的应用[J]. 植物学通报, 1997,14(3): 47-53.[6] 宣朴,等. 生姜茎尖组培快繁技术研究[J]. 西南农业学报, 2004,17(4): 484-486.[7] Kromer K, et al. In vitro cultures of meristem tips of Canna indica L.[J]. Acta Horticulturace, 1985,167: 279-286.[8] Vendrame W A, et al. In vitro propagation and plantlet regeneration from Doritaenopsis Purple Gem 'Ching Hua' flowerexplants[J]. HortScience, 2007,42(5): 1 256-1 258.[9] 刘敏. 花卉组织培养与工厂化生产[M]. 北京: 地质出版社, 2002: 101-102.

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植物组织培养及其应用研究概况在世界各国科学家的不断努力下,近几十年来,植物组织培养技术迅速发展。利用组织培养,不仅可以大量生产优良无性系,获得人类需要的多种代谢物质,还可获得单倍体、三倍体、多倍体及非整倍体。通过细胞融合可以打破种属间的界限,克服远缘杂交不亲合性,在植物新品种的培育和种性的改良中发挥了巨大作用。组织培养的植物细胞是在细胞水平上分析研究的理想材料,从植物快繁、花药培养发展到细胞器培养、原生质融合以及DNA重组技术等,植物组织培养技术广泛应用于植物科学的各个领域及农业、林业、工业、医药等多种行业,已经成为当代生物科学中最有生命力的一门学科。1 植物组织培养的基本概念、原理和试验步骤1.1概念植物组织培养是在无菌条件下,将离体的植物器官(根尖、茎尖等)、组织(形成层、花药组织等)、细胞(体细胞、生殖细胞等)、胚胎(成熟或未成熟的胚)、原生质体等在人工配制的培养基上培养,给予适宜的培养条件,诱发其产生愈伤组织或潜伏芽或长成完整的植株的技术。1.2原理 植物组织培养的依据是植物细胞的“全能性”及植物的“再生作用”。1902年,德国著名植物学家 G.Haberlandt根据细胞学理论提出了一个观点,“高等植物的器官和组织可以不断分割,直至单个细胞,即植物体细胞,体细胞在适当的条件下具有不断分裂、繁殖并发育成完整植株的潜力”。1943年,美国人White在烟草愈伤组织中偶然发现形成一个芽,证实了G.Haberlandt的论点。 不同植物所需要的生长条件不同,所用的培养基也有所不同。较常用的基础培养基有MT、MS、 SH、N6、White等。在组织培养中,愈伤组织和胚状体能否形成是培育出新植株的关键。通过在基础培养基里添加一定浓度的外源激素,可以诱导出愈伤组织、胚状体、不定芽、根等器官,最终获得再生植株或次生物质。 用于植物组织培养的材料称为外植体,其主要形式有器官、胚胎、单细胞、原生质体等。根据外植体的不同,所需要的培养基种类、培养条件、外源激素的种类及比例等均不同。植物组织培养中,影响培养力的因素是多方面的,诱导愈伤组织成败的关键在于培养条件,植物激素是诱导愈伤组织和绿苗分化的关键因素。最常用的诱导愈伤组织的生长素是IAA、NAA和2,4一D,所需浓度为O.01~10 mg/L。最常用的细胞分裂素是KT和ABA,使用浓度为O.1~10 mg/L。KT的主要作用是促进细胞分裂和愈伤组织分化。ABA对植物体细胞胚的发生与发育具有重要作用。各类植物激素的生理作用虽有相对专一性,但是植物的各种生理效应是不同种类激素之间相互作用的综合表现。1.3试验步骤1.3.1选择和配制培养基 培养基是植物组织培养中的“血液”,血液的成分及其供应状况直接关系到培养物的生长与分化,因此了解培养基的成分、特点及其配制至关重要。1.3.2灭茵灭菌是组织培养中的重要工作之一,通常采用物理的或化学的灭菌方法。培养基用常压或高压蒸煮等湿热灭菌、器械采用灼烧灭菌、玻璃器皿及耐热用具采用干热灭菌、不耐热的物质采用过滤灭菌、植物材料表面用消毒剂灭菌、物体表面用药剂喷雾灭菌、接种室等空间采用紫外线或熏蒸灭菌。1.3.3接种将已消毒好的根、茎、叶等离体器官,经切割或剪裁成小段或小块放入培养基,整个接种过程要在无菌条件下进行。 .4培养把培养材料放在有一定光照和温度等条件的培养室里,使之生长、分裂和分化,形成愈伤组织或进一步分化成再生植株。1.3.5试管苗驯化移栽 试管苗是在特殊环境条件下生长的幼苗,与自然生长的幼苗有很大差异,只有通过驯化,使之适应自然环境后才能移栽。2 植物组织培养的应用2.1植物快速繁殖和无病毒种苗生产植物快速繁殖技术始于20世纪60年代,法国的Morel用茎尖培养的方法大量繁殖兰花获得成功,从此揭开了植物快速繁殖技术研究和应用的序幕。目前,通过离体培养获得小植株并且具有快速繁殖潜力的植物已有100多科1 000种以上,有的已经发展成为工业化生产的商品。世界上80%~85%的兰花是通过组织培养进行脱毒和快速繁殖的。培养的植物种类也由观赏植物逐渐发展到园艺植物、大田作物、经济植物和药用植物等。在我国,同类的研究始于20世纪70年代。马铃薯无毒种薯和甘蔗种苗已在生产上大面积种植,30余种植物已进行规模化生产或中间试验。利用组织培养进行植物快速繁殖及无病毒种苗生产,不仅能够挽救珍惜濒危物种,而且能够解决植物野生资源缺乏的问题。2.2植物花药培养和单倍体育种 将植物花药培养成单倍体植株,再经过染色体加倍,能很快得到纯合的二倍体,这样将大大缩短育种年限。到目前为止,世界上通过花粉和花药培养已获得了几百种植物的单倍体植株。印度科学家应用这种方法培育的水稻品系,比对照产量提高15%~49%。韩国先后育成了5个优质、抗病、抗倒伏的水稻品种。我国自20世纪70年代开始该领域的研究,已经培育了40余种由花粉或花药发育成的单倍体植株,其中有10余种为我国首创。玉米获得了100多个纯合的自交系;橡胶获得了二倍体和三倍体植株。仅“九五”期间就育成高产、优质、抗逆、抗病的农作物新品种44个,种植面积超过660万 hm2。2.3植物胚胎培养杂交育种中,杂种胚常常败育,因此将早期生长的胚取出,应用组织培养方法,就有可能培育出杂交植物。已经有100篇以上幼胚培养成为植株的报道。国内外科学家应用植物胚胎培养技术获得了多种远缘杂交的重组体、栽培种和杂交品种。2.4植物愈伤组织或细胞悬浮培养利用植物愈伤组织或细胞悬浮培养可以生产用于预防和治疗疾病的植物次生代谢产物。近年来,这一领域的发展极为迅速,已经研究了400多种植物,从培养细胞中分离到600多种次级代谢产物,其中60多种在含量上超过或等于原植物,20种以上干重超过原植物的1 9,6。例如,从薯芋愈伤组织和悬浮细胞生产的diosgenin用于合成甾体药物。最近抗癌药物紫杉醇一红豆杉细胞培养物,可用75t发酵罐培养,已达到商业化生产水平。另外,达到商品化水平的还有紫草、人参、黄连、老鹳草等;长春花、毛地黄、烟草等已实现工业化生产;牙签草、红花等20多种植物正在向商品化过渡。2.5细胞融合与原生质体培养自1960年英国学者Cocking首次利用纤维素酶从番茄幼苗的根分离原生质体获得成功以来,到1990年已有100种以上植物的原生质体能再生植株。我国获得了30余个品种的原生质体再生植株,其中包括难度较大的重要粮食作物和经济作物,如大豆、水稻、玉米、小麦、谷子、高梁、棉花等。在木本植物、药用植物、蔬菜和真菌原生质体培养方面的进展也十分迅速。国外已先后获得了种内及种间的体细胞杂种植株。植物原生质体培养还可应用于外源基因转移、无性系变异及突变体筛选等研究,因而越来越受到人们的重视。2.6植物细胞突变体筛选植物细胞突变体的筛选最早始于1959年,G. Melchers在金鱼草悬浮细胞培养中获得了温度突变体。1970年,P.S.Carlson,H.Binding和Y.M. Heimer等分别分离出烟草营养缺陷型细胞、矮牵牛抗链霉素细胞系及烟草抗苏氨酸细胞系。迄今为止,已经在不少于15个科45个种的植物细胞培养中筛选出100个以上的植物细胞突变体或变异体。其中包括抗病细胞突变体,如玉米抗小斑病突变体和小麦抗赤霉病、根腐病突变体;抗氨基酸及其类似物细胞突变体,如甘蓝型油菜抗HYP突变体[263;抗逆境胁迫细胞突变体,如水稻耐盐突变体和小麦抗盐突变体;抗除草剂细胞突变体及营养缺陷型细胞突变体,如玉米抗除草剂变异体;株高突变体的筛选,如水稻矮秆变异体。2.7植物体细胞胚胎和人工种子1958年,Reinert在胡萝卜的组织培养中最先发现了体细胞胚胎(胚状体)。据不完全统计,能大量产生胚状体的植物有43科92属100多种。一些重要作物如水稻、小麦、玉米、珍珠谷等,也能通过离体培养产生胚状体。这些胚状体用褐藻酸钠等包埋,再加上人工种皮,就形成了人工种子。人工种子的优点是:繁殖快速,成苗率极高;不受气候影响,四季皆可工厂化生产。上世纪80年代初,美、日、法等国家相继开展了人工种子的研究,我国也于“七五”期间开展了此项研究,并于1987年列入了国家“863”高技术研究发展计划。2.8 植物组织细胞培养物的超低温保存与种质库建立植物细胞全能性的发现和证实,为植物种质资源的长期保存开辟了一条新途径。采用液氮超低温保存技术,能保持很高的存活率,并且能再生出新植株和保持原来的遗传特性。如建立茎尖分生组织培养物的超低温保存种质库,不仅可以防止种质的遗传变异和退化,而且可以长期保存无病毒的原种。2.9 植物组织培养与转基因技术的应用 我国第一个T—DNA插入突变体库的构建和研究为我国水稻功能基因组学研究奠定了良好的技术和材料基础,为确保我国拥有一批有自主知识产权的基因资源做出了积极贡献。由中国水稻研究所农业部水稻生物学重点开放实验室和中科院上海植物生理研究所合作,通过建立大规模、高效的农杆菌介导的转基因技术体系,将玉米转座子Ac—Ds等外源基因导入水稻未成熟胚和种子诱导的愈伤组织,获得了1.2万个独立的T—DNA插入株系,并构建了水稻突变体的数据库。 3 展望植物组织培养研究与应用是20世纪科技进步的重大成果之一,为研究植物生长发育、抗性生理、激素及器官发生与胚胎发生等提供了许多良好的实验材料和有效途径。植物组织培养方法不断提高的同时,也相应拓宽了其应用范围。由于组织培养在人工控制的条件下进行,容易掌握花芽分化和开花成因;通过胚胎培养,能够得到杂种或自交种;通过分离单倍体细胞,能培育纯合的二倍体优良品系;提高育种多样性的同时缩短了育种时间;通过突变体筛选,提高植物的品质,增强抗逆境胁迫能力,扩大植物的生长范围;将体细胞冷藏在低温下,建立基因库,达到保存物种的目的;获得药用价值高和工业生产所需要的次生产物,加快药物生产的时间并且减少了单纯依靠天然植物的被动性。植物组织培养技术已经渗透到科研、生产和生活各个领域,必将日臻完善。黑龙江农业科学2006,(3)

药用植物内生菌研究进展论文

农业生产研究表明植物内生菌与病原菌具有相同的生态位,在植物体内相互竞争空间、营养,使病原菌得不到正常的营养供给而消亡,从而增强宿主抵御病害的能力。另外植物内生菌可以分泌抗生素、毒素等代谢物质,这些代谢物质能够诱导植物产生系统抗性(ISR)。因此,对植物施用植物内生菌产生的抗菌剂、抗虫剂,来增强植物的抗逆性,起到生物防治效果,既减少了化学农药对环境的污染,又保证了植物的产量品质。医学医药研究表明植物内生菌代谢产物有抗肿瘤、抗菌,抗病毒等作用。Gary和Strobel等从欧洲红豆杉中分离到内生真菌Acremzonium sp.能产生一系列抗真菌、抗癌的肽类活性物质,其中白灰制菌素(leucinostatin)能很好地抑制人类的一些肿瘤细胞。Strobel研究小组从卫矛科著名药用植物雷公藤中分离到的内生真菌Cryposporiopsis ,能产生一种新型环肽抗生素cryptocandin,对癣菌及白色念珠菌等人类病原真菌具有强烈抑杀作用,其MIC与临床应用的抗真菌药两性霉素B(amphotericin B)相当,具良好开发前景。Castillo等发现的一株内生链霉菌能够产生一类活性多肽Munumbicicins,这类多肽不仅具有广谱的抗菌活性,而且对有耐药性的病原菌、寄生虫有很好的抑制作用。利用植物内生菌的次生代谢物质开发新的药物将是今后医药方面的研究方向之一。作为外源基因载体由于内生菌在植物体内的适应性,一些研究者以内生菌为受体构建植物内生防病或杀虫工程菌,再将其引入植物体内,使植物起到与转基因防病杀虫植物相同或类似的作用,从而达到生物防治的目的。2000年Dowring等在从苹果苗中分离出内生菌Pseudomonesa fluorescens中转入抗病chiA基因,再把这种携带的chiA基因的内生菌接种到豆苗中,可以防治豆苗病原真菌Rhizoctomia solani,同时还在甘蔗内生菌中转入抗虫基因cry 1AC7基因,回接甘蔗,可以防治甘蔗钻心虫Eldana saccharina。美国CGI公司以内生细菌-木质棒形杆菌犬齿亚种(Clavibacter xyli )为载体,将BT杀虫基因整合到染色体上构建杀虫工程细菌,这种杀虫工程菌从1988年开始已在美国4个州12个玉米杂交品种上进行大田试验,可使虫害损失率减轻26%~72%。另外发现植物内生菌有降解环境污染物的功能,如从珠江入海口红树中分离到的内生菌,有清除工业废水中的有害物质,起到净化海水的作用。而Barac等研究表明某些内生菌能够降解甲苯,并且能使其宿主植物产生对甲苯的抗性,这就为利用微生物接种植物进行环境修复提供了可能。植物内生菌为环境污染治理注入了新的血液,但其相关研究才刚刚开始,有待于进一步深入。

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中国的食用和药用大型真菌

卵 晓 岚

(中国科学腕最生物研究所,北京)

近年来,国内对蘑菇、多孔菌、腹菌及子囊

菌中太型真菌资源的开发虚用十分重视,研究

范围相当广泛,尤其在食用和药用真菌方面的

应用和研究进展很快,反映出广阔的发展前景。

(一)食用真菌

以蘑菇为主的食用真菌(简称食用菌),风

昧独特,营养丰富,经常食用有益于人体健康。

人工栽培食用菌,繁殖生长快, 经济效益高,已

受到广泛的重视和推广生产。

1.中国食用菌种类资源: 我国大型真菌资

搛相当丰富,其中野生食用菌种类多迭720种,

143属,44科, 几乎包览世界上已知的重要食

用菌种类。其中担子菌有675种,隶属于34科,

1 25属“ ,以伞菌目(Agarieales)中的白蘑科

(Tri曲o1Dmataceae)、红菇科(k~ laceae)、

蘑菇科(Aqaricaceae)、牛肝菌科(Boletaee—

e)、侧耳科(Pleurotaceae)、丝膜菌科(Co—

rtinariaeeae)、及鹅膏科(Amanitaeeae) 为

主“ 】。属于子囊菌的有45种,10科,18屠

‘见表1)。在已知食菌中味道鲜美,质地优良的

有百种以上。目前已经栽培和进行试验栽培的

40—80种。通常栽培的仅l0多种,所以绝大多

数的食用菌仍处于野生状态。但收集利用尚少,

每年不知有多少野生食用菌在山林中腐烂掉。

原因在于现阶段食用和有毒种类的鉴别问题及

食用菌的嘘集加工等具体措施未能解决, 影响

了这类生物资源的充分利用。对于我国食用菌

种类资源的调查研究工作还需要深人进行。

2.食用菌的营养: 食用菌中蛋白质含量一

般较高。其氨基酸多达l8种左右,特别含有一

般蔬菜缺乏的异亮氨酸、亮氨酸,赖氢酸、蛋氨

酸、苯丙氨酸、苏氨酸、缬氨酸、色氨酸等人体必

额的氨基酸。另外还含有多种维生素、糖类和

矿物质元素等。像金针菇[IOlammullna ·

tipes(Fr.)Sing】、毛木耳[Auricularia po·

lytricha(Moot.)Sac~.】、香菇[Lentinus edo—

de s(Berk.)Sing.]、高大环柄菇[Macrolepi—

ota procera (Fr.)Sing_】、菱红菇(Rmsula

~e$co Fr.)、松口蘑[Tricholoraa raa;sutake

(S.Ito et Imai)Sing.】、滑菇[Pholio;a ^d·

m以D(T Ito)S Ito et Imai】等很多食菌含

有人体必须氨基酸7或8种 尤其食菌中赖氨

酸的含量一般都比较丰富。

鸡油菌(Cantharellus cibarius Fr.)、小

鸡油菌(c.minor Peck)、金耳(Tremellu

ouranHa Schw.ex Fr.)台有类胡萝 素。像

羊肚菌[Morchella esculenla(L)Pers.】中

含有稀有的氨基酸即C一3一氨基一L一脯氨酸

(Cis一3'-amino-L-proline),口一氨基异丁酸(

aminoisobutyric), 2,4-2氨基异丁酸(2,4一

diaminobytyric acid)。四孢蘑菇(Aqaricus

campestris L. ex Fr.)、紫丁香蘑[Lepista

nuda(Bul1.ex Fr.) Cooke.】含有丰富的维

生素B 和C等。在食用菌中有1 00多种具有

不同的药用价值 。所以食用菌被誉为“健

康食品”,尤其野生食用菌是极少或没有污染的

“卫生食品 。

3.栽培食用菌的发展概况: 近十多年中,

国内外食用菌栽培业大力发展,特别在中国更

是如此,生产量和销售量大幅度增加。目前已

有近80个国家栽培双孢蘑菇[Aqaricus 6 坤。一

rt4$ (Lange) Sing.】和香菇、侧耳(平菇)

[Pleur OtttS ostreatus(Jaeg ex Fr.)Qud1.】、

白黄侧耳[P.cor~Mcopiae (Pau1. ex Pets.)

RoI1.】等。自第二次世界大战后,蘑菇产量每

年以7—21 的速度增长。1979年垒世界仅

爱1 t甩和药甩真一种羹撬量囊应用羹爿

应用娄刖 真酋种类 科 属 釉 总种数 应 用 方 面

子 1. 食用野生食用菌的于实体

囊 45

菌 2.人工栽培食用菌于实体供食用。

食用 3.利用食用菌菌丝体做深眭发酵培养物食用。

担 4.利用于实体或菌丝体作为诵味品或作为填充香

干 3‘ L25 675 昧物质或作饮料甩

菌 。

1.作为抗癌药物或试验抗癌。

2·抑制致病细菌、真菌和宿‰

子 3.治疗消化系统反病。

囊 1, 28 ●. 医疗心血管系统的疾病。

菌 ,.作用于神经系统。

6.作用于呼吸系巍。

7·作为妇科反崭的药物.

8· 用敢内服稍炎解毒。

9.外敷消曼解毒。

鹤 3B7 lO

. 外伤止血药物。

l1.用于镇慷、明目药物。

l2.治疗痢疾。

用 l3.治疗麻疯瘸。

担 1●

· 用于治疗毒蛇唆伤。

子 ●4 l23 3●, ·治疗血啦虫、蛔虫、啦虫等寄生虫藏

菌 l6.治疗太骨节痛。

l7. 治疗嘟气病

l8.用于食品防腐剂

l9·用于解毒菌中毒。

20·用于生物防冶,除杀农林业害虫.

21. 冶疗神经性应炎。

22· 防冶放射性危害。

他 23.试验治疗爱涟病。

真 3

抗癌真菌 72 266 对内瘤S-IBO和艾氏癌的抑翩率60- t00%

双孢蘑菇的总产量达1 2l,O0 0吨, 1986年已达

21 8万吨。从食用菌栽培业发展状况表明,经济

发达或工业化程度越高的国家和地区,如美国、

联邦德国、法国、日本、南朝鲜及我国台湾省,食

用菌栽培业发达, 同时消费量也大。现在食用

菌栽培正向第三世界国家和地区扩展。据专家

们预言,食用菌将成为人类重要的营养食品。

国外在注重发展食用菌栽培的同时,又重

视采用食用菌菌丝体的深层培养,特别采用那

些风味特殊而鲜美的种类,不过这些食用菌目

前多属于野生或者属于树木的外生菌根菌

ctend0 yc0“hizac) 或者生态习性比较特殊

的种类 ”o像鸡纵菌[Termitomvf j 4lb 一

rainD‘ ‘(Berk.)Helm]、口蘑(Trifholom4

mongolicum Imai)、油口蘑【 . ,Ⅱ 0 ir j

(Pers ex Fr)Lundel1]、虎皮口蘑IT. 一

mbosum (Fr )Gil1.】、大白桩菇[Leucopaxillus

giganteus(Fr) Sing.]、粉紫香蘑[L —

plsta personate(Fr.)Sing.]、松12蘑、斜盖

粉摺菌[Rhodophyllus~aborti “ (Berk. et

Curt)Sing.】、粗壮口蘑[TricholomⅡr06 —

turn (Alb·ct Schw.ex Fr. Ricken]、自香

蘑[Leeista caespitO$a(Bres )Siag.1、黄绿

蜜环菌[Armillaria luteo—virens (A & S

eX Fr)Sacc]、美味牛肝菌(Bolelus edulis

Bull ex Fr.)、鸡油菌 羊肚菌、粗柄羊肚菌

【Morchella crassipes (Vent) Per s]、尖顶

羊肚菌(M.~onica yers.)、黑脉羊肚菌(M

angustip$Pk.)、小羊肚菌(M.deliciosa Fr.)

等 ~。这些种类目前用人工栽培形成子实体

比较困难,但可考虑利用菌丝位培养。

菌丝体的培养物可以新鲜食用、或冷冻和

干燥磨粉,制作富于营养的食品。如羊肚菌的

菌丝培养物同子实体一样鲜美,其风昧不减,在

美国已商业化生产。国内已注意到香菇、金针

菇、侧耳等食用菌的菌丝培养。利用逸些深层

培养的菌丝体还可加工生产,像“宝宝饼干”、

“老人肉”等适应不同对象的多样化食品。另外,

像茯苓[Poria COCO~(Fr)Wolf] 菌核可以

加工成许多花样的食品。我国在制做这类食品

方面具有传统的经验和方法。

在发展食用菌栽培和菌丝培养的同时,国

外曾注意到香味物质的分离提取和化学成分的

分析。已从双孢蘑菇中分离出5 一鸟苦酸,作为

超级增鲜剂。从香菇中分离出香菇精(c H S,),

在日本已人工台成 。另外可在一些蘑菇中

分离出白蘑酸(tricholomic acid), 具有极强

的鲜昧,其鲜度20倍于谷氨酸钠 。在日本还

荆用硫磺多孔莹[Tyromyces sulphureus(Bul

1.ex Fr )Donk]、豹皮香(Lentinus lepi—

deus Fr )、蜜环菌[Armillariella mellf口

(Fr)Kar st】、紫丁香蘑、松口蘑、肉色香蘑

[Lepista irina(n.)Bigelow]、滑菇等l0余

种食用蘑提取香味物质用作增香剂 。

4.可驯化、栽培的食用菌: 食用菌种类虽

多,但目前广泛栽培的一般10多种,最多不超

过20种,栽培种类少的原因是多方面的。有的

能栽培却质味较差,有的不适合人的食用习惯,

而有的产量低或栽培技术较为复杂。所以选育

广受欢迎,昧鲜,质好,高产;色泽具佳的栽培食

菌是发展生产和提高经济效益的重要原则。目

前国内栽培广而产量多的食用菌如下:

双孢蘑菇Agaricus bisporus (Large)

Sing

大肥菇A.bitomquis(Qu*1.)Sacc

香菇Lentinus edodes(Berk)Sing

— Lentinula edodes(Berk.)P电ler

草菇Volvariella volvacea(Bull ex Fr、

Sing.

金针菇Flammulina velutipes (Curt ex

Fr.) Sing.

侧耳(平菇)Pleurotus Ostreatus (Jacq.

eX Fr.)Qu∈I_

黄自侧耳P.f。r co 口 (Pa~i.ex Pe—

r8,)Rol1.

一P sapidus(Schutz ap.Kalchbr)Sacc.

凤尾侧耳[P.saior—caju (Fr)Sing.】(?)

金顶侧耳(P.f打r 。p 口 Sing.)

佛洛里迭侧耳(P.[1oridanus Sing:)

滑菇Pholiota.ameko I.Ito

黄伞P.adiposa(Fr) Qu61

毛头鬼伞Coprlnus comatus (Miill ex

Fc.、Gray

榆耳Gloestereum incanatum S lto et

lm ai

金耳Tremella aurantia Schw.ex Fr.

银耳T fucilormis Berk

、术耳Auricularia auricula(L_eX Hook)

Uriderw

毛术耳A.polytricha(Mont.) Sacc.

褐术耳A.[usco rucclnea (Moat)Fari

灰榭花Grifola frondo sa(Fr )Gray

猴头菌Heri~ium erinaceus (Bull eX

Fr.)Pets.

长裙竹荪Dictyophora in dusiata(Bosc)

Fisther

目前已驯化栽培或未推广的食用菌主要

有:

野蘑菇Aqaricus aroensis Schaefi.ex Fr

阿魏侧耳Pleurotus feralae Lenzi

毛柄库恩菌Kuehneromyces mutabi&}

(Schaef.ex Fr.)Sing.et Smith

砖红韧伞Naematotome Sublateritum

(Fr)Kzrst.

大杯伞clitocybe

Mey ex Fr.)Q ll

紫丁香蘑Leplsta

Cooke

m口 m口 (G tn e

nuda (Bul1.eK Fr)

花睑香蘑L sordida(Fr.)Sing.

蜜环菌Armilla riella mellea (Vahl ex

Fr Karst

假蜜环菌A. tabescen s (Stop.ex Fr.)

Sing

豹皮香菇Lentinu s tigrinus(Bul1.) pr.

榆离褶伞Lyophytlum ulmarius (Bul1.

tax Fr.) Kfihner

银丝草菇Volvariella bombycina (Scha·

efi.ex Fr、Sing.

杨树田头菇Agrocybe ~ylindracea(DC.

ex Fr)Maire

田头菇A. r口 。 (Pets ex Fr)Fayod

粉褶环柄菇Leucoagaricus naacinus(Fr.)

Sing.

茶耳(血耳)Tremella foliacea Pets.ex Fr

皱木耳Auricularia delicata(Fr.)Henri

角术耳A. cornea (Ehrenb ex Fr)

Spreng.

盾形木耳A.Peltata Lloyd

贝形圆孢例耳Pleurocybella porrlgens

(Fr)Sing.

亚侧耳Hohenbuehelia serotin (s:Mad

taK Fr.)Sing

高大环柄菇Maeroleplota procera(Fr)

Sing.

小孢毛鬼伞Coprinus OVa~$ (Schaef )

Fr

羊肚菌Morvhelta f 口(L )Pers.

皱环球盖菇Stropharia rugsoannulata

Farlow

变褐蘑菇Agarivus br~tn#cscens Peck

扇形侧耳Pleurotus [1abelletus (Berk.

cc B r) Sacc.

硬柄小皮伞Ma} asmim oreades Fr.

裂褶苗Schizophyllum corl,$ngu2~$Fr.

雪白蘑菇Agarivu~nlvescen~Mblkr

赭鳞蘑菇Agaricus subrubescens Peck

大紫蘑菇Agaricu~auqustus Fr.

要想筛选优良的食用菌栽培菌种,就必须

加强对野生食用菌种类的调查研究和鉴定分类

工作。在野外分离菌种,首先得掌握各类菌的

生态习性。作者曾将野生食菌生态习性分作五

种类型即I.术生菌,II.粪生菌,III土生菌,

IV 虫生菌,V 菌根真菌 。前两类一般容易

分离活菌种或进行驯化,而后三类则相反。

我国发展人工栽培食用菌很有希望,首先

具备了如下优越的条件:

(1)食用菌种类丰富, 从中筛选质昧优良

的菌种选择余地大。尤其在野生食用菌资源调

查、分类、鉴定方面,已做了大量工作。同时对

影响食用菌利用有关的霉蘑菇种类、分布及生

态习性等方面也做了大量研究工作。(2) 我

发展食用菌栽培业劳动力充足, 即人力资源丰

富o(3)培养料来源多而广泛,如棉籽壳、锯末、

秸秆、玉米芯(穗轴)、甘蔗渣、树叶、草茎、纱]_

废棉、酒糟,还有废茶叶等工、农、林、副产品

全国仅秸秆年产三、四亿吨,部分用于种菇,就

可年产数千万吨。({)我国栽培食用菌历史丝

久,特别是南方具有很大一批菇农以及食用菌

有关的科学技求队伍,近年中迅速壮大,即栽培

技术人员素质比较高。(5)食用菌作为一类营

养丰富的食品。越来越受到广大群众的欢迎,国

内外产品销路广o(6)食用菌栽培投资少,见效

快,经济效益较高,适宜广大农村脱贫致富,又

和城市环保及废物利用相结合,于是受到各级

政府和人民群众的欢迎。综上所述,我国食用

菌发展具有很大的潜力,在科学技术相配合的

情况下, 食用菌生产和研究将会进入世界最前

列,成为世界食用菌生产大国。

(二)药用真菌

1.发展中的药用真筐: 中医中药唯我国特

有。中药里包括了许多真菌类药物。明代李时

珍的《本草纲目》中记载了获苓、猪苓、雷丸、槐

耳、蝉花、芝类等20余种。这类 大型真菌为主

的真菌药物,久经实践考验至今仍在应用,并在

药用的范围、真菌种类、研究方法等方面日益扩

大和深入发展,受到世界关注。

随着科学技术的发展以及药用真菌本身所

具备的优点,越来越显示出这类药物在防病治

病中的独特作用。近十余年来在挖掘祖国医药

学宝库的基础上, 我国科学工作者对真菌类药

物的种类、生化、药理等方面开展了一系列研究

工作。如对灵芝[Ganoderma lucidum (Leyss.

ex Fr) Kar st)、紫芝(G sinensis Zhao,xu

et Zhang)、密纹灵芝(G.teflu S Zhao,XU et

Zhang)、云芝[C0riolus versicolor (L ex

Fr)Qu亡1]、蜜环菌、假蜜环菌(亮篚)、金针

菇、安络小皮伞【Marasmius androsaceus —

ex Fr.) Fr.】、猴头菌[Herivium er~aceu$

(Bull ex Fr.)Pets】、猪苓、【Gri[ola umb·

ellata (Pets) Fr.]、茯苓、银耳、冬虫夏草

【Cordyceps Hnensis(Berk)Sacc.]、亚香棒

虫草(c.haw如sii"Gray)、榆耳、竹黄(Shi·

raia bambuHaola P.Henn) 等多种真菌,进

行了人工培养、菌丝体发酵、临床治疗以及抗癌

研究, 并取得了显著成绩。这些工作在传统药

用真菌的基础上太大的前进了一步。目前还在

攻克癌症、心血管等疑难病方面开展研究工作,

药用真菌将作为重要的药物筛选对象,受到医

药界的高度重视。

2.丰富的药用真菌资源: 目前已知我国传

统药用、试验药效显著以及民间药用的真菌迭

387种,137属,51科。其中担子菌345种,123

属,44科。以多孔菌目(AphyllophorMes)、伞

菌目、和腹菌类种类最多 。其中有子囊菌

类药用真菌28种、1 5属,7科,其他类真菌11

种。作者曾在“药用真菌分类概述” 一文中将

我国药用真菌按分类简单地分作(1)子囊菌类;

42)银耳和木耳类(茇质类);(3)多孔菌类;44)

伞菌(蘑菇)类;(5)蝮菌(马勃)类,其类别不同

则加工方法或药效不同,对研究药用真菌有一

定的好处。

药用真菌的应用范围较广,大约有20多个

方面(见表I)。 还有更多的大型真菌有待研究

试验,特别是在多孔菌、伞菌和腹菌方面种类最

多,筛选新的药用真菌潜力很大

3药用新药的筛选: 目前对人类危害傥较

严重的癌症、心血管病以及近些年发展较快的

爱滋病的治疗,从真菌中筛选药物也不例外。近

年中已有香菇、灵芝等治疗爱滋病的报道o

I.抗癌等新药的筛选: 1930年开始,德国

首先报道了蘑菇属(Aearicu s)、干朽蓖(Me·

rulius lacrymans Fr) 和自鬼笔(Phallus

impudicus L.eX Pet s) 等发酵产物, 经过一

系列处理后,对癌症病人的主观症状有所改善。

5O年代又用美味牛肝菌(Boletus edulis Bul1.

ex Fr)的提取物,证明对小鼠肉瘤 一l80)

的生长有阻滞怍用。从此引起有关方面的注

意,并将大型真菌作为筛选提高机体免疫力药

物的重要对象之一。日本、美国等科学家也在

真菌中进行了大规模筛选、研究。据统计对内

癌(s一1 so)和艾氏癌(Ec) 的抑制率达6O一

100%的真菌266种,7 2属,51科 。像长根

菇[Oudemansiella radlcata(Fr.)Sing.】、野

蘑菇、胶勺【PhlogioHs helvelloides(DC.ex

Fr)Martin]、虎掌菌[Tremellodon gelati一

o m (Scop.ex Fr)Pers.】、香菇、粗柄口

蘑、绒鬼伞(coprinus lagopus Fr.)、黄绿口

蘑 [Tricholoma f m (Sow. ex Fr.)

Qu亡l】、金黄锈伞【Phaeolepio 。aurea(Ma·

rt.ex Fr)Konr.et Maubl】、墨汁鬼伞[Co

prinus atramenturlus(Bul1)n.】、紫绒丝膜

菌【Cortlnarius violaceus (L_) Fr】、毛头

鬼伞、多鳞韧伞[Naematoloma squamosum

(Fr)Sing.】、日本美口菌(Calostoma lapo.

nicum P.Henn) 等,抗癌率达9O一1 00% 的

104种,38属,l4科。

目前认为蘑菇等大型真菌的抗癌物质主要

是多糖 。研究报道较多的有以下数种多糖。

(1)香菇多糖(1entinan)。是香菇子实体

的热水提取物加入酒精后, 产生沉淀再进行精

制而得到的六种多糖之一,分子量为1 O0万。对

小白鼠皮下肉瘤(s一1 8o)有抑制作用,其抑毹

率为80.7% 。香菇多糖可使带瘤而降低的辅助

。r细胞功能得到恢复,增强机体的免疫力,间接

抑制肿瘤。香菇多糖还能活化巨噬细胞,降低

甲基胆蒽诱发肺痛的生长率,对化疗药物起到

增效作用。

(2)银耳酸翌异多糖(acidi 0g11】can)。

是从钣耳子窭体及酵母状分生孢子分离出的一

种酸性异多糖,能提高人体免疫力,对小自鼠肉

瘤18 0有效。另外对肝脏解毒、老年性吏气管

炎及心脏病和厦子辐射有疗效和预防作用。

(3)云芝多糖(PSK)。是从云芝菌丝体用

热水提取而精制成的,是一种分子量为lO万的

蛋白质多糖。日本人首先分离成功并试验对小

白鼠肉瘤(s-lso)有强烈抑制作用。另外,有

活化巨噬细胞的功能。“PSK 作为抗癌药物

已在日本市场销售。近年来我国东北地区已有

云芝多糖药物生产,对白血症、肝炎和气管炎等

疾病均有疗效。

(4)茯苓多糖(pachymaran)。是从茯苓

菌核中分离出的一种多糖,具有较强的抗癌作

用, 对小白鼠肉瘤(s一1 8O)的抑制率高达

96.9% 。

(5)裂摺菌多糖(schiz0phy1lan) 是从裂

褶菌( 。砷y ,“m commun6 Fr) 中提取

的,对肉瘤(s一1 so)和艾氏癌的抑制率达

7O% 。

(6)猪苓多糖(glucan)。是从猪苓菌核

中提取的一种水溶性葡萄糖,对小白鼠肉瘤有

显著的抑制作用,抑制率高达99.5%。另外,对

肺癌、食道癌、宫颈癌、胃癌、肝癌、肠癌、乳腺

癌、白血病等病症等都有显著的疗效。

(7)竹黄异多糖。是竹黄提取物, 由葡萄

糖、半乳糖、甘露糖和阿拉伯糖等四种单糖组

成,对胃癌有效。另外竹黄对风湿性关节性、气

管炎、咳嗽等症有一定的疗效。

(8)猴头菌多糖。是从猴头菌分离的。此

种菌含多糖、多肽等物质,对胃癌、贲门癌等消

化道癌症等疾病有一定的疗效。

(9) 灵芝多糖。是从灵芝子实体申提取的,

对一些疾病有医疗作用,井试验抗癌。另外,灵

芝中锗的含量是人参的4—6倍。近午来已在日

本、台湾省及香港等地区掀起灵芝保健食品热o

(10) 蜜环菌多肽葡聚糖(peptide一~ichglu’

can)。是从蜜环菌子实体中分离而得, 同样对

小白鼠肉瘤(s-1 8 0)有作用,抑铷辜70两,对

艾氏癌的抑制率8 0%。

在我国已知的抗癌真菌中,大约160种是

食用菌。另有34种是毒菌。 某些毒蘑菇对肉

瘤(s—iso) 和艾氏癌(Ec) 的抑制率高述

1O0知t6,71D

II.抗抑菌(细菌、真菌、病毒)羹药用真菌

许多大型真菌具有抗细菌、抗真菌及抗病

毒的活性 。报道较多的有以下种类。

(1)大白桩菇【Leucopaxiltus gigan~eu$

(Fr)Sing.]和白桩菇[L candidus(Bres)

Sing ]中分离出一种杯伞素,对革兰氏阴性、阳

性细菌有抑制作用。堇紫珊瑚菌(Clavarie

zoltlngeri L .) 的发酵液具有抗结核菌的阼

用。

(2) 头状秃马勃[Calvatia craniiJormis

(Schw.) pr 】的培养液申提取的马勃酸

(cal~atlc~cia),邸马勃索(cal~adn),对革兰

氏阴、阳性细菌、霉菌有抑制作用。大秃马勃

【c gigantF (Batsch ex Pers.)Lloyd]同样

产生马勃素,并有抑癌作用。

(3)从长根菇的培养液中提取的奥德蘑酮

(oudenone),能抑制霉菌, 井对大白鼠自发性

高血压经腹腔给药后,显示较强的降压作用。

(4)鲑贝芝[Polystictus consors(Berk)

Teng]的培养液及菌丝体中分离的鲑贝芝素

(coriorin), 抑制革兰氏阳性细菌。双孢蘑菇、

紫丁香蘑等对革兰氏阴、阳性细菌有抑制作用。

(5) 从橄榄杯伞[Clitocybe illudens(So

h )Sate】的发酵物中分离出的杯伞素s

(illudin,S ), 对霉菌有抑制作用和抗癌作用。

从月夜菌[Lampteromyce~ aponicus(Kawa—

m ) Sing ]的子实体中可分离出月夜菌醇

(1amptero1), 同样对某些霉萤有抑制作用。

(6) 从金针菇【Flammullna velutipes

(Fr.)Sing.】子实体的水提取液里分离出的金

·295 ·

针菇素(flammulin), 对小白鼠肉瘤S-1 80

和艾氏峦卿制率分别为81— 1 0O 和8O 。

(7)树皮生卧孔菌【Poria corticola(Fr)

Cooke]的菌丝体水提取液中获得的卧孔 素

(po ricin), 是一种酸生蛋白质,具有强的抗肿

瘤活性。黄白卧孔菌【P.subacida(Pk.)sa一

]也同样有抗癌作用。

48) 白粘奥德蘑【Oudemansiella muc~da

(Fr)Hoehne1]中分离出的粘荤素(mueldin),

是一种具有抗真菌的抗生素。

(9)隆跛黑蛋巢葭(c I“ slri f

Willd.ex Pers) 对金黄色葡萄球菌有显著的

抑制作用。

(10)绣球菌[Sparassis crispa (Wulf.)

Fr.]产生一种绣球菌醇,能抑制霉菌。

(1 1)榆离褶伞【Lyophyllum ulmarius

(Bull ex Fr )Ki[hner], 产生多孔菌酸(po—

lyporenic acid) 可抑制革兰氏阴、阳性细菌的

繁硝。

(1 2)卷边杯伞[Clitocybe inversa(Scop

ex Fr) Qu∈I.]、粗柄杯伞【c.f avipes(F )

Qu ]、油口蘑、皂味口蘑[Tricholoma sepo一

~aecum (Fr)Kummer]、管形鸡油菌(cd —

harell“ tubi]ormis Fr)、四孢蘑菇、黄伞、蜜

环蘸、硬田头菇【Agrocybe dura(Bolt.eK Fr.)

Sing]、尖棱瑚菌【Ramaria apiculata (Fr.)

Pohk]等对某些细菌有抗菌和抑翩作用。后

一种还产生去氧醋酸(dehydroacetlc acid),可

做食 防离荆。

(1 3)美喙牛肝菌、大秃马勃、香菇、莫尔根

环柄菇(Lepiota morganii Pk.)、毒红菇

[Russula emetica(Fr)S F.Gray]、亚环花

褶伞【Panaeol subbalIedl (Berk.et Br)

Sacc.]等,具有抗病毒的作用。

(1 4)从蛹虫草【Cordyceps militaris(L

ex Fr)Link】、冬丑夏草【c HnenHs(Be—

fk)Sacc.]培养物中得到的虫草菌素(cordyce—

pin), 具有抗菌和抑制细菌分裂的作用。冬虫

夏草还抑制多种病源真菌。

(1 5)从香菇和蘑菇中分离出的一种“蘑菇

核糖核酸(mushroom RNA) , 可刺激诱导蛐

胞产生干扰素,抑制流感病毒的增殖。

以上抗细菌、真菌及病毒的真菌至少有3O

种,上述所列举的只不过是已知国内有记载的

各类大型真菌。

III.毒菌的药用价值

目前国内已查明毒菌1 90余种, 8属,26

科。下述种类具有特殊的药理活性。毒光盖伞

……

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药用植物的研究概况论文

分类: 医疗健康 >> 中医 问题描述: 论文材料 大家把找到的有关资料贴在上面就行了!20分轻松到手!! 解析: 1 中草药的作用 抗病害。如大黄、黄连、大青叶等能够抑菌;板蓝根、野菊等有抗病毒的能力;苦楝皮、马鞭草、白头翁等能杀虫。增强机体免疫力。水产动物具有相对完善的免疫功能,中草药可以对其起调节作用。 可以完善饲料的营养,提高饲料转化率。中草药本身含有一定的营养物质,如粗蛋白、粗脂肪、维生素等,某些中草药还有诱食、消食健胃的作用。 2 中草药的特点 资源广、成本低。我国地域辽阔,中草药资源丰富,易种易收,且使用简便。 动物体内无药物残留、无公害。中草药是天然物质,保持了各种成分的自然性和生物活性,其成分易被吸收利用,不能被吸收的也能顺利排出体外,在体外被细菌等分解,不会污染水环境。而一般的化学药物成分会积累在动物体内或长期残留于水中。 毒副作用小或无,动物体不产生抗药性。有毒的中草药经过适当的炮制加工后,毒性会降低或消失;通过组方配伍,利用中药之间的相互作用,提高了其防病治病的功效,减弱或减免了毒副作用。至今医学研究从未发现中草药有抗药性的问题。 中草药饲料添加剂既含有营养物质,又具有安神镇静、健胃促消化、理气活血、养精补益、趋虫保健和防病治病等药理作用;中草药免疫活性物质能增强机体免疫机能,提高动物抗应激、抗疾病能力,改善动物生产性能,且具有无残留,不易产生耐药性等优点,是近年来国际动物营养学研究的一大热点。中草药可解决长期困扰畜牧业发展的抗生素残留问题,提高生产率,减少畜牧业对环境的污染,发展绿色畜牧业,满足人民的食品安全需求。 中草药的优势及发展前景 -------------------------------------------------------------------------------- 关键词:历史 中草药的作用 中草药的贡献 世界市场 摘要:我国幅员辽阔,自然条件多样优越,分布着极为丰富的传统药物资源,是世界上天然药物资源种类最多,栽培历史最悠久的国家。且有许多地道药材驰名中外,并出口到100多个国家和地区。中草药具有取材天然,作用平稳,毒副作用小等西药无法比拟的独特优点,随着社会的进步,生产力的发展,人们越来越追求健康长寿,现代人越来越把注意力从化合成药转向天然药,希望从天然药中开发出更为安全有效的新药以替代前者,从而减少药源疾病的发生。因此,发展中草药不仅传承了中华民族千百年的精华,也具有广大的市场前景及经济效益。 我国中草药生产历史悠久。早在史前时期,我们祖先就开始应用中草药防病治病。汉武帝时,曾在长安建园,引种红花,安石榴,大蒜等要用植物。隋代《种植药法》比较系统地总结了中药栽培经验。唐又专设药园师,管理种药事物,宋代《经史证类备急本草》,共收载1892种药物,促进了中医,中药事业的发展。明代李时珍的《本草纲目》总结了16世纪以前我国人民的药物知识,把中医药学推上了一个新的高度。 中草药资源广、成本低。我国地域辽阔,中草药资源丰富,易种易收,且使用简便。而中草药本身也有许多特点:1、 动物体内无药物残留、无公害。中草药是天然物质,保持了各种成分的自然性和生物活性,其成分易被吸收利用,不能被吸收的也能顺利排出体外,在体外被细菌等分解,不会污染水环境。而一般的化学药物成分会积累在动物体内或长期残留于水中。2 、毒副作用小或无,动物体不产生抗药性。有毒的中草药经过适当的炮制加工后,毒性会降低或消失;通过组方配伍,利用中药之间的相互作用,提高了其防病治病的功效,减弱或减免了毒副作用。至今医学研究从未发现中草药有抗药性的问题。 中草药有着显著的医疗作用,它几千年来的分类,试验,精炼出来的草本配方使人信赖,又由于是天然成分,所以很少,通常是没有副作用。 它针对性的治疗起到治本而不是治标的作用,从根本上恢复人体器官功能,从而消除征状。也不象很多西药,中药没有化学物残渣。 恢复人体自然免疫系统。是一种长效的结果。据世界卫生组织统计,目前在全世界有40亿人使用中草药治病,占世界总人口的80%。据该组织估计,中草药的开发利用在未来的10年内将在世界上全面兴起。 正是因为中草药的长效性调理性,它的美容保健作用也不容忽视。如茶:中草药保健茶是中国传统的特色饮料,也是药茶疗法的主要剂型之一。距今2000年前的《神农本草经》中就已将茶列为一味重要的药物;传说神农氏赏百草,日遇七十二毒,得茶而解之;汉代的张仲景、华佗等大医学家也用茶来治疗各种疾病;唐宋时代更将茶及药茶广泛应用于防治头痛、痰热、宿食、消渴、小便不通、大小便出血等病症,以及补肾壮腰、聪耳明目、坚肌长肉的保健养生之品;到明清时代药茶疗法、用中草药配制的保健茶更有很大的发展,有关药茶和保健茶的方剂、应用范围、制作方法等方面都被不断充实和完善,创制了大量行之有效的药茶、保健茶,它们成为祖国传统医学宝库中一颗璀璨的明珠,具有疗效高、易于制作、使用方便等特点,深受人们喜爱。 至于某些中草药的美容作用更是深受女性的喜爱。当归能扩张皮肤毛细血管,加快血液循环,含丰富的微量元素,能营养皮肤,防止粗糙。可用于粉刺、褐斑、雀斑及脱发。枸杞子 能大补气血,抗衰老,从而护肤美容。山药、莲子、百合、红枣 能健脾养胃,止泄安神,从而维护肌肤润泽健美。槐实、黑小豆 能滋阴清热,补肾明目,使须发变黑。在此基础上,中草药化妆品也大受欢迎。目前,在日本含有中草药成分的化妆品已达200种之多。欧洲各国的化妆品以添加天然药用植物萃取物为时尚。现代型的中草药美容化妆品,指在中医理论指导下,将中草药的根、茎、花、叶、果实和种子中提取的各种有效成分,进行中药组方,其功效性、使用感觉和产品无化学添加成分的健康性更是为广大消费者的欢迎。天然草本美容护肤品,就是典型的具有显著功效性的现代型的中草药化妆品。它采用名贵中草药结合现代先进的科技生物技术,在古代汉方的基础上,通过科学的配比,依据中医"由里及表,重在调理"的原理,采用内服外用的方法,从而达到祛痘、祛斑、美白、平皱等养颜驻容的作用。 甚至,栽培中草药还能起到改善环境的作用。如荒山荒地种草药,因地制宜,有助于恢复生态良性循环,创造优美的自然环境,推动林牧业的发展。城市中种草药既是智力污染的好方法,又是扩大药源的有效措施。而庭院种药可美化居住环境,改善小气候,又便于自采自用,防病治病。 毋庸质疑,中草药的经济效益是惊人的。尤其是它的国际市场。美国的一项调查显示,有49%左右的疾病西医无法治疗,有20%左右的人因服用西药出现毒副作用而停药,有不少美国人改服中药。他们认为通过以天然植物作为原料的中药进行保健是安全的。在这种背景下,世界性的中药热已渐成气候。 世界范围内的中草药市场也在迅速增长。近年来,欧盟植物药时常发展快于化学药。自1987年以来,英国植物药销售上升了70%,法国上升了50%,而美国市场每年以20%的速度增长。据了解,目前全球中药市场每年销售额在160亿美元左右,而且在不断上升。美国大约有1/3的人在服用中药和 *** 针灸治疗,每年用于草药和针灸 *** 的费用高达270亿美元。 欧美国家对中医、中药的谨慎态度正在变得宽松,而在中草药产销量最大的亚洲,中医、中药合法化的国家不断增多。目前,传统制药已被许多国家认为是一个朝阳产业,而国际上的传统药物主要指中草药,其年销售额已超过150亿美元,并仍在以每年10%的速度增长。几年前,中药疗法治愈了在英国发病率较高的皮肤湿疹,震动了英国和欧洲医学界;如今,英国已放松了开设中医诊所的限制,欧洲许多国家也都允许中草药粗提取物的销售。一向对中药态度严谨的美国也慢慢放松了对其限制,越来越多的中药身着“保健食品”的包装走上货架。除日本、韩国、中国外,今年又有泰国加入到中医、中药合法化国家和地区的行列中。 可以说,中草药的优势是独特的,是西药所无法比拟的,而中草药的经济效益及国际市场是巨大的广阔的,中草药的发展前景是光明的。 参考文献 [1]杨全 《我国中草药的概况.中草药栽培技术A》延吉:延边人民出版社 ISBN 7-80648-659-3/ S567 [2]张永清 《药用观赏植物栽培与利用》华夏出版社 ISBN 7-5080-2117-7 [3]杨全 《中草药采种技术B》延吉:延边人民出版社 ISBM 7-80648-659-3/ S567 [4]莱斯利.布雷姆尼斯 英《引言.药用植物》中国友谊出版公司 ISBN 7-5057-1557-7/

高等中医药本科 教育 中药学专业设置标准是规范中药教育的重要文件,编制该标准是中医药教育的一件大事,它的制订为保证本科中药学专业教学质量和中药教育的评估提供了依据,对规范中药专业的办学标准,促进本科中药学专业的健康和持续发展具有积极的意义。下面是我为大家推荐的本科中药学论文,供大家参考。

本科中药学论文 范文 一:不同厂家卡马西平片溶出度考察

摘 要 :一种快速的,有选择性的,灵敏度高的反向高效液相色谱法同时测定血浆样品中奥卡西平,其主要代谢产物(单羟基和双羟基卡马西平),拉莫三嗪,卡马西平和卡马西平-环氧丙烷的 方法 已实现。

在固相色谱柱(SPE)上提取得到被分析组分,在Zorbax SB-CN 柱上实现色谱分离。 在紫外吸收波长为214nm下,该色谱峰面积比用于定量分析。这高效液相色谱法已成功的用于对我们研究所中癫痫患者得血药浓度监测的日常评价,以及用于关于病人由于药物诱导或抑制OXC代谢产生治疗效果的药代动力学研究。

关键词:奥卡西平;代谢物;HPLC;监测

1. 前言

奥卡西平(OXC),10酮基卡马西平(CBZ)衍生物,是一个比较新的抗癫痫药物,其作用机制与适应症与卡马西平相似。口服给药后,OXC被胃肠道完全吸收,迅速且几乎完全(96%-98%)得降解为药理活性代谢物单羟基衍生物(MHD)。MHD主要通过与葡萄醛酸结合而代谢,另外一小部分MHD被氧化成二羟基衍生物(DHD)。DHD是一个无药理活性得代谢物,同时也参与了卡马西平的代谢途径。(图1.)

OXC可以作为单一疗法以及与其他AEDs(抗癫痫药物)联合的多疗法,如拉莫三嗪 (LTG),丙戊酸(VAL),托吡酯(TPM)的和非班酯(FBM)。我们研究所的癫痫患者通常用CBZ或OXC与LTG等其他抗癫痫药物联用进行治疗。虽然目前没有数据显示,OXC血药浓度监测对癫痫患者的药物治疗有用,药物诱导或抑制的相互作用清楚得表明,对照LTG[2,3]可被视为一个理由,对可能会由于OCX相互作用而进行仔细的监测。另一个原因是实施一分析程序的同时测定LTG,CBZ,CBZ 10,11-环氧化物(CBZ- epox),OXC和其主要代谢物而不受其他目前

相关的药物(如苯妥英,乙琥胺,非班酯 , 苯巴比妥和丙戊酸)干扰,可以不需要改变分析程序时,药物在不同的样本中测试会改变。这样可以节省双方的时间和金钱。

HPLC-UV方法目前用于OXC治疗药物监测(TDM)的做法也只是分析这种药物和它的代谢产物[4,5][1];有些是反向选择[6,7],并要求昂贵的手性柱和长度的分析倍。

由于OXC与CBZ有一个化学结构和性质很相似,Lensmeyer[8]提出的操作程序是目前HPLC法发展的出发点。不过,我们决定要修改方法,因为lensmeyer的分析程序不允许量化LTG和DHD ,因为这两个组分是一起洗脱出的。

2. 材料与方法

标准

OXC,MHD和DHD由Novartis Pharma (Basel, Switzerland)友好提供;LTG由

GlaxoSmithKline

(Verona, Italy)提供;CBZ, CBZ-epox, and cyeptamide (CYE)购自Sigma-Aldrich (Steinheim, Germany). CYE,CBZ储存溶液(1μgμl),在-80℃下储存,CBZ-epox and LTG 制成甲醇溶液,MHD和DHD溶于去离子水中,OXC溶于丙酮中,丙酮醇流动相包含CBZ, CBZ-epox, OXC, MHD, DHD 和

LTG,内标物溶液(100ngμg-1), 水/乙腈(3/1)制成。

试剂与萃取剂

所有溶剂为HPLC等级:乙腈和醋酸购自Merck (Darmstadt,Germany); 甲醇来自Carlo Erba (Milano,Italy); 醋酸铵和三乙胺来自Sigma-Aldrich (Steinheim, Germany).固相萃取柱(SPE)Isolute C8柱(EC)含有200毫克的稳定相,并以3ml容积规格购自StepBio(Bologna, Italia).在Milli-Q Plus 的试剂级别的给水系统中的水是去离子的,过滤且净化的,来自Millipore (St. Quentin, France).

色谱条件

HPLC系统包括一个126溶剂传递装臵模型(Beckman Instruments, Berkerley, CA),一个LC 295 UV-VIS 模型(Perkin Elmer, USA),设在214nm,与一个406接口单元模型(Beckman Instruments, Berkerley,CA)连接,用于一个GOLD色谱工作仪(version 6) (Beckman Instruments).

色谱分离分别采用一个Zorbax SB-CN柱Hewlett Packard (USA), 250mm× .,粒子大小5m,一个保护柱LichroCART 4-4 RP-8, 5 m (Merck, Darmstadt, Germany)被连接到保护分析柱上。柱子和前臵柱分别被设在50℃的恒温箱中(Jones Chromatographic,USA)。流动相由水/乙腈/甲醇/乙酸/三乙胺(体积比为725/150/125/1/)混合,超声脱气Branson (USA)。流动相PH用乙酸调整为以获得LTG与DHD峰的完全分离(图2)。流速设为12mlmin。 制备标准品和对照品

标准品和对照品包括CBZ,CBZepox,OXC, MHD, DHD, 和LTG添加已知含量的分析物于空白血浆中。他们包括每批患者的样本。

样品制备

我们结合含30μl CYE(.)(100ngμl-1)的500μl 血清和500μl饱和的醋酸铵溶液。混合后,样品被转移至含3ml甲醇的萃取柱,然后3ml水洗。在用3ml水洗萃取柱后,样品将在3ml甲醇中被洗脱出来。然后在40℃的氮气流通下蒸发有机相,残留物用200μl水/乙腈(3/1)溶解,然后取50μl注入到HPLC系统中。 -1

3. 结果

选择性

用上述的色谱条件我们可靠地将六个组分与内标物分离。色谱性能良好,使所有物质峰形与合适的保留时间有效。在一个干扰研究中,提取空白血浆与抗癫痫药物或内标物共同洗脱得到了一个游离的峰。(图.3.)在对病人的多药疗法中,非班酯,加巴喷丁,托吡酯,乙拉西坦和乙琥胺在这过程中不被提取,因为它们不断地离解。丙戊酸酸和苯妥英分别提取,而不是共同与有趣的组分被洗脱出来。苯巴比妥( Pb )和MHD是共同洗脱出来的。因此,在有PB和OXC9(和MHD)存在时,样品用盐酸(1N)和乙醚预处理。在SPE程序允许PB通过并进入有机相并在此后从水相中柱提取其他组分前进行样品酸化。

线性

我们的线性方法检查是通过三份标准品分析的,在范围为μgml的CBZ,μgml的CBZ-epox,μgml的OXC,μgml的MHD,μgmlDHD 和μgml-1的LTG是优良的。(图.4.)

回收率

提取回收率(在五种不同浓度下评价以及在相同浓度下对血浆样本提取物和未提取标准物的 4 -1-1-1-1-1

峰面积比较评价)很好。OXC为,MHD为,DHD为为,CBZ-epox为,LTG为。

限量

在信噪比3:1下,限量为OXC(μgml-1),MHD(μgml-1),DHD、LTG、CBZ和CBZ-epox(μgml)。

日内和日间精密度与准确度

在三个不同浓度下,范围为OXC(μgml-1),MHD和CBZ(1-20μgml-1),DHD,CBZ-epox和LTG(1-10μgml-1),制备五组质量控制样品。相同的提取样本跑了三次后计算日内准确度,在连续四天分析后计算日间准确度。(表 1)对于所有组分,由变异系数(CV)确定的日内和日间精密度低于6%。

4. 讨论

这项研究的目的是如何用HPLC-UV法同时测量联合用CBZ或OXC与LTG和其他抗癫痫药物进行治疗的癫痫患者的血浆中CBZ,OXC和它们的主药代谢产物及LTG。该法适用于用这些药进行单一或多疗法的病人。我们选择SPE样品前处理,因为这种技术比起液液萃取能获得回收率高且更洁净的样本。

该法非常灵敏且其重现性非常好,用高效液相色谱技术,再加上紫外检测允许同时测定人血浆中三种抗癫痫药物(OXC,CBZ和LTG)和它们的主药代谢物(MHD,DHD和CBZ-epox)。在我国实验室经过数月的例行评价这种方法,我们结论是,它对这些药物的TDM有用处。通过使用这一程序,提取不需要超过30分钟,色谱分离只需时17分钟,且色谱系统呈现长期的稳定性;在进行1200次分析后,色谱分离才变差(宽峰和低分辨率)。

参考文献:

[1] Flesh G. Overview of the clinical pharmacokinetics of Drug Invest 2004;24(4):185–203.

[2] Benetello P, Furlanut Jr M, Baraldo M, Tonon A, Furlanut M. Therapeutic drug monitoring of lamotrigine in patients suffering from resistant partial seizures. Eur Neurol 2002;48:200–3.

[3] Morris RG, Black AB, Harris AL, Batty AB, Sallustio BC. Lamotrigine and therapeutic drug monitoring: retrospective survey followin the introduction of a routine service. Br J Clin Pharmacol 1998;46:547–51.

[4] Mandrioli R, et al. Liquid chromatographic determination of oxcarbazepine and its

本科中药学论文范文二:裕丹参不同播期育苗比较研究

摘 要 目的:本研究以河南方城裕丹参为材料,探讨裕丹参育苗的最佳播种时期,以期为当地裕丹参的规范化生产提供一定的理论依据。方法:采用大田试验的方法,通过对不同播期间的株高、根长、折干率等方面进行比较研究,探讨不同播期对丹参育苗生长发育的影响。结果:发现播期2(即6月28日播)的丹参发育最好。结论:6月28日左右为该地区丹参育苗播种的最佳时期。(注意黑体内容的变换)

关键词: 丹参 ;播期;育苗

1 文献综述

丹参概述

植物形态

丹参(Salvia miltiorrhiza Bunge.)为多年生草本植物,茎高达80cm,叶柄及叶轴均被长柔毛,羽状复叶对生,小叶3~5(7)卵形或椭圆状卵形,长,

两面疏被柔毛。轮伞花序为假总状,花序轴和花萼密被腺毛和长柔毛;花萼钟形,长约11mm;花冠紫蓝色,长20~27mm,冠桶内具斜向毛环,下唇中裂片宽偏心形,药隔下臂先端连合,药室不育。子房4深裂,花柱着生于子房底,小坚果椭圆状倒卵形,花期4~6月,果期7~8月。

生境与习性

野生丹参生于山坡林下、草丛或溪谷旁,海拔120m~1300m。产于河北、山西、陕西、山东、河南、江苏、浙江、安徽、江西、湖南、及四川。适应性强,喜气候温暖湿润、阳光充足的环境。春季地温10℃时开始返青,在气温低的地区,植株生长发育不良,幼苗出土亦慢,温度20℃~26℃相对湿度80%时生长旺盛,秋季气温降至10℃以下时,地上部分开始枯萎。丹参耐寒,在北方能露土越冬,根在-15℃的情况下可安全越冬。为深根植物对土壤要求不严,但以疏松肥沃的沙质壤土生长良好。中性、微碱性的土壤最适宜 种植 ,粘土排水不良易烂根。

丹参的应用历史和药用价值

我国应用丹参历史悠久。始载于东汉的《神农本草经》“主心腹邪气,肠鸣幽幽如走水,寒热积聚;止烦渴,益气。”被列为上品。北魏《吴普本草》载:“治心腹痛。”表明丹参自古用于热证和肠鸣,泻肠内积聚物和腹中之邪气。列为上品表明它无毒副作用并作清补之用。以后随着中医实践的发展,人们逐渐转向丹参可养血、调经、安神并可治风邪热证。

明代《本草纲目》载“活血、通心包络、治疝痛”按《妇人明理论》云:“四物汤治妇女病,不问产前产后经水多少,皆可多用,唯一味丹参散主治与之相同,盖丹参散能宿血,补新血,安生胎,罗斯泰,止崩中带下,调经脉,其功大类当归、地黄、芍药之故也。”清代《本草逢源》记有:“丹参本经治心腹邪气,肠鸣幽幽如走水等疾,皆积血内滞而化为水之候,止烦漫益气者,淤积去而烦漫愈,正气复也。”即在《神农本草经》对丹参描述的基础上,进一步强调了丹参在活血化瘀、养血、安神、调妇人经血、止崩带下及治疗肿瘤的功效,并记述一味丹参散即可用于治疗妇科疾病。

现代科学研究和临床表明:丹参可治疗迁延性和慢性肝炎,血栓闭塞性脉管炎,迁延性肺炎,慢性肾功能不全等。目前丹参更是中医活血化瘀、调经、安神、止崩带下与抗菌消炎的一味常用良药。《中华人民共和国药典》2005版归纳丹参的功效为祛瘀止痛,活血通经,清心除烦,主治“月经不调,经闭痛经,症瘕积聚,胸腹刺痛,热痹疼痛,疮疡肿痛,心烦不眠,肝脾肿大”。复方丹参滴丸,复方丹参注射液等就是利用复方治疗,主要用于心绞痛等冠心病。其中复方丹参滴丸(天津产)作为中成药于1997年12月被美国食品与药品管理局准许在美国进行临床研究,为丹参进入国际市场奠定了基础。

中药材GAP 与丹参的规范化种植

中药材GAP

中药材GAP是《中药材生产质量管理规范(试行)》(Good Agricultural Practice for Chinese Crude Drugs)的简称。其中GAP是Good Agricultural Practice的缩写,是由我国国家食品药品监督管理局组织制定,并负责组织实施的行业管理法规。该规范从保证药材质量出发,规范了中药材生产的全过程。其内容包括中药材的产前(产地生态环境:对大气、水质、土壤环境生态因子的要求:种质和繁殖材料;正确鉴定物种,种质资源的优化)、产中(优良的栽培技术 措施 ,要点是田间管理和病虫害防治),产后(采收与产地加工:确定适宜采收期及产地加工技术)包装、储藏、质量管理等全过程的系统原理,是一套完整的管理体系。

GAP针对植物药材、动物药材和矿物药材,以控制产品质量为核心以制定出科学的符合中药材社会化生产的标准操作规程(SOP)为手段,以实现中药材生产的优质高效为目标,以达到药材“真实、优质、稳定、可控”为最终目的。

中药材GAP 的实施及基地建设的意义

建立中药材的生产、采收、加工的规范标准,对于保证中药材产品以至中成药产品质量具有特别重要的意义。在中药现代化国际化进程中首先必须从中药材的质量抓起。中药材标准化是中药现代化和国际化的基础和先决条件。而中药材的标准化有赖于中药材生产的规范化。因为中药材是通过一定的生产过程形成的,药用植物的不同种植、不同生态环境、不同栽培和研制技术及采收、加工等方法都会影响药材的产量和质量,所以中药材生产是中药药品研制、生产、开发和应用整个过程的源头,只有首先抓住源头,才能从根本上解决中药的质量问题及中药标准化和现代化的问题 。

制定及实施GAP是促进农业产业化的重要措施。产业化不仅仅是制药企业和医疗保健事业的需要,也是农业结构调整的一条道路。中药是我国医药 传统 文化 的组成部分,但是许多传统道地药材往往生长于经济不发达的偏远地区,长期以来约80%的常用药材主要依靠采挖野生资源来满足社会需求。长期采挖的结果导致资源枯竭,生态环境破坏。建设中药材生产基地是中药资源保护扩大再生和生态环境保护最有效的手段,也是持续供应中药材产品的根本途径。因此,通过对道地中药材品种、种质、产地土壤、气候、栽培、加工等的系统研究,开展规模化规范化人工栽培,可在保证药材质量的同时保护野生资源和生态环境,实现药材资源的持续利用。

中药材GAP实施的进展

2002年2月国家食品药品监督管理局(CFDA)发布了《中药材生产质量管理规范(试行)》(即GAP的认证)。2003年11月1日起,SFDA开始正式受理

中药企业GAP认证申请。继国内第一批中药材规范化种植基地通过GAP认证试点工作,GAP认证将开始在我国中药材种植行业作为自愿认证逐渐推广。2005年6月止,已有26家中药材生产企业种植的26个中药材品种通过了中药材GAP认证。如河南西峡山茱萸生产基地、山西商洛丹参生产基地、四川雅安鱼腥草生产基地、安徽阜阳板蓝根生产基地等。

丹参的规范化生产

1)种质资源(四级标题一律去掉)

张国兴等[1]从生态型出发,研究国产著名道地药材川丹参大叶型、小叶型和野生型品种资源特性。首次确立了川丹参的品种资源类型建立了丹参品种资源分型研究的性状和生产力特性指标体系。小叶型丹参为川丹参的优质高产新品种。郭保林等[2]通过不同产区的丹参样品进行RAPD分析将扩增条带用NTSY-pc和AMDVA软件进行数据处理。研究表明,丹参居群内遗传多样性十分丰富;山东和河南产的栽培居群栽培种源来自当地野生居群,尚没有进行人工选择,丹参酮A等成分减少的原因主要是栽培条件不理想;地区间居群的遗传分化不均衡,四川中江和河北承德居群与 其它 居群较远;丹参道地性的确定应当依据现代的优质药材评价系统,山东和河南产的丹参也可认为是丹参的道地药材。

2) 产地生态环境

伍均等[3]对四川中江县丹参产区生态环境和土壤条件进行了调查研究,结果表明:丹参主要栽培在该县西北部地山区海拔600m~900m坡地气候温暖湿润,主产土壤为中壤质的石灰性和中性紫色土。一般土壤有机质和氮钾属于中低水平,速效磷丰富;在微量营养元素中,有效铁、锰、铜充足,有效锌、硼普遍缺乏。黄志勇等[4]用GAP质控下栽培的中药丹参作为重金属内控标准物,经过不同实验室测试和不同市区稳定性测试的试验结果表明,丹参内控标准金属含量的数据准确可靠,稳定性好可作为丹参中药材重金属质量控制的参考标准,也可作为其它中药GAP规范管理中有毒元素的内部质量控制的参考标准。蒋传中等[5]报道:山西商洛是丹参的道地产区,其独特的地理气候条件特别适宜丹参生长;其大气、灌溉水质、土壤环境无污染,特别适宜建立丹参GAP基地。张国兴等[6]根据主产区高产丹参和低产丹参药材质量的差异性,研究了非地带紫色土区丹参土壤发生学特征值分子比率的特性。试验结果表明,紫色土发生学特征值是丹参生药产量及规格品质的中药土壤因素之一,土壤风化程度深浅与丹参产量密切相关。

3) 栽培技术措施

朱小强等[7]为解决丹参春栽出苗慢,出苗不齐,缺苗多,影响产量的问题。采用分根法春栽,地膜覆盖,对土壤温度、土壤养分、出苗时间与出苗率等因素进行了对比试验,结果表明地膜覆盖后的丹参生态效应十分明显,产量也明显高于

露地对照组。韩建萍等[8-11]利用盆栽和大田实验研究了施肥对丹参植株生长及有效成分的影响。实验结果表明:丹参移栽时作基肥的氮肥不能施用太多,否则会影响成活,苗期也会出现烧苗症状;生长中期可施用适量氮肥,以利于茎叶的生长,为后期的生长发育提供光合产物。氮:磷=1:1时,产量比对照提高了;氮:磷:钾=1:时,丹参素和丹参酮的总含量比对照提高和18%;总丹参酮的含量与丹参根的直径呈负相关,细根影响产量和外观品质,建议生产上应适当密植。刘文婷等[11]报道丹参的产量和其有效成分的含量均以20cm ×25cm的栽培密度为最佳,根产量以鲜重记可达163kg/亩。丹参素含量可达,丹参酮的含量可达。建议在进行丹参规范化栽培时可选择株行距为20cm×25cm的栽培密度。

影响药材质量的因素

商品药材的质量常有很大差异,为保证临床用药的安全、有效,必须要保证所用药材的质量。但是,影响药材质量的因素错综复杂,如物种的遗传基因、产地环境条件、栽培技术措施、采收、加工和贮藏等。其中物种的遗传因素、产地生态环境、栽培技术措施是影响药材质量的主要因素。研究影响药材质量的各种因素,找出它们对药材质量的影响的一般规律和特殊规律,进而实现对药材质量从生产、采收、加工、贮藏到应用全过程的动态调控,确保药材的安全、有效和质量的稳定均一。

裕丹参简介

方城古称裕州,盛产丹参,因品质优良、疗效显著,为别与其它产地丹参而冠以地名 “裕丹参”,裕丹参始于金、元,鼎盛在明、清。清《方城志》(康熙三十六年刊)载:方城疆域之广轮,盖同古裕州,星夜分之桐柏山淮水之上游 峰峦联络,溪涧环绕,野多陂陀膏腴,物产桔梗、丹参极佳,乃地道之帮,医崇之上。《名医别录》曰:“诸药所生,皆有境界, ……丹参生桐柏山川谷及太山,桐柏山乃淮水发源之山,非江东之桐柏也。”孔志云:“动植形生,因地舛生;春秋节变,感气殊功。离其本土,则质同而效异;乘于采取,则物是而时非,名实既虚,寒温多谬,施于君父,逆莫大焉。”为别丹参之良莠,好恶真伪,医者用之有据,故金代谓之“裕丹参”。

参考文献(文献标号用方括号)

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(4)8 韩建萍,梁宗锁,孙群等.施肥对丹参植株生长及有效成分的影响[J].西北农业学报,2002,11:67~71.

磷对丹参根系生长及总丹参酮积累的影响[J].西北植物学报,(3)9 韩建萍,梁宗锁.氮、2003,24:603~607.

10 韩建萍,梁宗锁.丹参根系氮、磷营养的吸收及丹参酮累积规律研究[J].中国中药杂志,2004,29(3):208~211.

11 刘文婷,梁宗锁,付亮亮等.栽植密度对丹参产量和有效成分含量的影响[J],现代中药研究与实践,2003,17(4):14~17.

12 王新军,朱小强,吴珍等.丹参播种育苗技术的试验研究[J],商洛师范专科学校学报,2004,18(1):87~89.

谈药用植物学的实践教学改革赵宜红,李寅超(郑州大学药学院,河南郑州450001)摘要:对药用植物学实践教学体系进行了探索,改进传统验证性实验,加强综合性、设计性和研究性实验,重视野外实习,并在实验教学中增加自由开放型实验,旨在提高药用植物学实践教学质量,培养学生的实践能力和创新精神。关键词:药用植物学;实践教学;教学改革中图分类号:G420文献标识码:B文章编号:1008-0805(2007)12-3148-02在药用植物学教学过程中,实验教学和野外实习是药用植物学的重要的实践性教学环节,其教学要求既涵盖实验教学和野外实习的一般原则,又要突出药用植物学的学科特点[1]。本文结合自身教学工作实践和文献报道,就如何提高药用植物学实践教学质量,培养学生的实践能力和创造性,以及在实验教学中如何进行自由开放型实验室初步尝试,谈谈自己的见解。1改进传统实验教学方法,确保教学质量1. 1传统的实验教学传统的药用植物学实验内容多为验证性实验,在实验教学中采取的教学方法一般是带教老师介绍实验目的、实验材料、实验内容和实验方法,然后由学生根据实验材料,按照实验内容、实验方法的描述验证学过的理论知识。虽然通过教师的讲解,学生对实验内容和方法己经有了较详细的了解,并在实验过程中对学生实验操作也有较详尽而规范的要求和不断的督导,但是学生因为缺少实验学习的能动性,在实验过程中大多敷衍了事、照本宣科,不去分析实验的机理,不去探讨实验中的问题,使实验教学的质量在教学活动中大打折扣。1. 2传统实验教学方法改进为了配合药用植物学的教学改革,对药用学实验课程的教学内容和方法要进行一些必要改革。在实验内容方面,可以把实验内容分为四部分,即基本实验技术;基础的验证性实验、综合性实验、探索性实验;在实验教学方法方面:对于不同的实验内容采取不同的教学方法,目的是让学生能积极主动的通过实验课的学习获取知识[2, 3]。1. 2. 1基本实验技术基本实验技术是指一些基本的实验技能,如显微镜的使用方法、临时装片的制作、生物绘图技术、显微化学方法以及实验室常用药品、试剂、染液等的配制,玻璃器皿的洗涤方法等等,这些基础性的实验技术,要求每一位学生都能熟练掌握,并在期末的实验考核中能有所反映。实验教学方法就采用传统的教师先讲授,然后学生进行验证的教学方法。1. 2. 2基础的验证性实验以巩固课堂所学的理论知识为目的,通过药用植物学中的经典实验和观察性实验,使学生掌握基本的实验方法和培养学生的观察能力,如植物细胞的基本形态与结构观察;植物组织的主要类型及结构观察;植物营养器官和生殖器官的结构观察等实验。这些实验按传统的教学方法虽然有利于学生基础知识的巩固,但这种单一的教学模式不能调动学生进行积极的思维,实验课显得枯燥,没有生机和活力。如果我们尝试把“验证性”实验转变为“探索性”的实验,就会有截然不同的教学效果。如在实验教学方法上,采取让学生在课前预习实验,上课时教师通过提问检查学生预习情况并对实验要点和实验注意事项简要提示,留出较多时间让学生自己动手观察,然后通过相互讨论来解决实验中出现的问题,最后由教师做总结。对有些实验的材料,除了教师准备的实验材料外,鼓励学生自己准备实验材料,如细胞、植物营养器官、生殖器官的观察、分类学上的实验都可以通过鼓励学生自己准备实验材料,提高学生学习积极性。同时在实验过程中,穿插徒手切片法、染色法、生物绘图法等基本实验技能的培养。1. 2. 3综合性实验主要针对的是植物分类学的实验,以基本实验技术和基础的验证性实验的技能为基础,变实验室单一观察的方法为实验室与野外观察相结合的方法,把传统分类学实验设计为以比较解剖和野外资源调查为主的综合实验。比如,先通过学习让学生直观的认识不同类群的植物,总结各类植物的特征,然后带学生到野外进行对比和扩展实验,巩固理论知识。如对裸子植物、被子植物常见重要类群的特征和分布特点;校园常见物种的鉴定,检索表的编制;某一地区的药用植物资源的调查;珍惜濒危植物的调查等均可设计为综合实验。通过综合性的实验,使学生既了解植物物种的多样性、植物资源的丰富性,又增强学生保护植被,保护生态环境的决心。1. 2. 4探索性实验通过基本技能实验,基础实验和综合性实验的训练,学生已经具备了一定的植物学基础知识、操作和动手能力,可以根据学生的实际能力和实验室的具体情况确定几个研究方向,让学生自己查资料,自行设计实验方案,经教师检查修改后,利用野外实习和课外假日时间来完成实验的题目。通过探索性实验可以培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力,培养学生创造力和科研能力,为学生完成毕业论文和将来的自我发展打下坚实的基础。2重视野外实习,培养学生的观察能力[4~6]2. 1对生态环境的观察任何生物的生存都必须依托于一定的环境,药用植物也不例外。野外实习首先要指导学生认识各种生态环境。指出各类生态环境的特点,尤其指出重点考查的药用植物的主要生态环境。2. 2对单株植物的观察在观察其形态后,要注重从植物的分类学特征上进行观察,观察植物的根、茎、叶、花、果实等器官。对于一些当地特产的药用植物要重点观察药用部分器官的形态特征。对于细部的观察可以在采集后整理标本时进行。2. 3培养学生的采集标本能力2. 3. 1对采集标本的选择药用植物的采集要特别注意其标本的典型性和完整性。所谓典型性是指所采标本要具有明显的分类特征,在同种植物中有较强的代表性。所谓完整性,是指整株标本的根、茎、叶、花、果俱全,尤其要采带花的,因为花是鉴定种类的主要依据。对于地下部分有突出特征的药用植物,如百合科、薯蓣科等,应注意采集这此植物的鳞茎、根茎等,它们也是鉴定物种的重要依据。遇到雌雄异株的植物,应分别采集雌、雄株。草木植物的茎生叶和基生叶不同时要注意采集基生叶,如茵陈、荠菜等。寄生植物采集时要把寄生全部或部分采下,并注明关系。2. 3. 2采集的注意事项采集标本要注重质量,尽量减少野外采集的数量,对于植物的产地、生活环境、性状、花的颜色、采集日期等都要做详细记录,这对标本的鉴定和研究有很大帮助。一份

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  • 药用植物的育种研究发展论文
  • 园艺植物育种的研究进展论文
  • 植物育种研究论文
  • 药用植物内生菌研究进展论文
  • 药用植物的研究概况论文
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