常見藥用植物脫病毒技術的研究進展

李恒　黎尼平　繆兆瑞等

摘要部分藥用植物由于長期進行無性繁殖，感染病毒病害嚴重，其生物學性狀、產量和質量均受到了極大地影響?，F就常見藥用植物的脫病毒技術進行綜述，主要論述藥用植物病毒病害的現狀、脫病毒方法及脫病毒后的表現，并列舉丹參等10種常見藥用植物脫病毒的相關研究內容，為藥用植物的進一步開發利用提供依據。

關鍵詞藥用植物；脫病毒；組織培養

中圖分類號S567文獻標識碼A文章編號0517-6611（2014）12-03530-03

基金項目大學生創新藥物研制能力提高項目（College Students Innovation Project for the R&D of Novel Drugs），項目號：J1030830；“省級大學生創新創業訓練計劃項目”資助。

作者簡介李恒（1994- ），男，河南濮陽人，本科，專業：中藥學。

我國地域遼闊、地形復雜、氣候多樣，是世界上藥用植物資源最豐富的國家之一。目前，國內大面積栽培的藥用植物達250多種，種植面積約33.3萬hm2，在品種及種植面積上均達到了前所未有的規模。但是，部分栽培品種由于多年的無性繁殖，感染病毒病害嚴重，主要表現為植株根系細小、生長緩慢、種性退化、產量和質量大幅度下降等[1]。目前針對藥用植物病毒病害尚無安全有效的化學藥物進行防治，采用脫病毒和植物組織培養相結合的方法，是解決這一問題的有效途徑。筆者就常見藥用植物的脫病毒技術的研究進行綜述，并提出相應解決方案，以期為藥用植物的進一步開發利用提供依據。

1藥用植物病毒病害的現狀

目前，藥用植物感染的病毒種類主要有煙草花葉病毒（Tobacco mosaic virus，TMV）、黃瓜花葉病毒（Cucumber Mosaic virus，CMV）、芋花葉病毒（Dasheen mosaic virus，DSMV）和大豆花葉病毒（Soybean mosaic virus，SMV）等[2]。病毒侵染植物后破壞細胞的代謝活動，使植物發生病理變化，表現為花葉、黃化、斑駁和卷葉等典型特征，感染植株矮小，生長發育緩慢，甚至使植物死亡。

文獻報道，河南省每年因植物病毒病害造成的經濟損失達4億元。對于部分無性繁殖的藥用植物，如大蒜、地黃和蘭州百合[3]等，都易受到1種或1種以上病毒的周身浸染。河北傳統藥材產區丹參易感染黃花花葉病毒（CMV），使得種質退化，產量及藥用成分（如丹參酮ⅡA）含量大幅下降[4]。半夏受到病毒侵害后，葉片內部結構發生變化，基粒類囊體與基質類囊體出現扭曲，葉綠體退化，甚至被破壞解體，最終導致植株死亡[5]。因此，加大對藥用植物脫病毒技術的研究力度，采取科學有效的防治措施，是當前及今后農業科技研究的一個重點和難點。

2脫病毒方法

2.1熱處理法熱處理脫毒法，系運用病毒粒子在一定的高溫下自行鈍化的特點，在高溫中不能增殖，并且降低其在植物細胞中的擴散速度，從而達到脫毒的效果。目前，已有多種經濟作物及藥用植物在經熱處理之后達到一定程度上的脫毒效果。但是熱處理法有其局限，并非所有病毒均對熱處理敏感，對球狀、線狀病毒等是有效的，而對耐熱的類病毒是無效的。

2.2莖尖培養脫毒法植物莖尖分生組織基本不存在維管束結構，病毒在胞間連絲上的傳播速度非常慢，分生組織的分裂速度遠遠超過病毒在細胞間的傳播速度，從而可達到脫病毒的效果。邵春月等采用莖尖快繁技術，成功獲得了懷地黃的脫病毒組培苗，且脫毒率較熱處理法明顯增高[6]。

2.3熱處理結合莖尖培養脫毒法將植株幼芽高溫處理一段時間，再于顯微鏡下進行分生組織切割，可獲得脫毒率更高的試管苗。高慧卿等對百合中存在的百合潛隱病毒進行脫病毒試驗，成功獲得了比普通組織培養和莖尖培養較高脫毒率（74.65%）的植株[7]。另一方面，在高慧卿等研究中，熱處理與莖尖培養相結合方法對于CMV的脫毒率（46.88%）并未比僅采用莖尖脫毒培養獲得的脫毒率（82.29%）高，所以該脫毒法對于不同植株的脫毒效果還有待進一步的研究。

2.4超低溫療法超低溫條件下，細胞內幾乎所有的代謝活動停止，但細胞潛在的細胞活力卻可以保存，從而使細胞遺傳物質的穩定性得以保證。低溫療法最佳試驗材料為植物莖尖頂端分生組織，其核質比大，細胞含水量較低，可在低溫條件下存活，進而達到脫病毒效果。白建明等比較了超低溫法和常規方法脫除馬鈴薯紡錘塊莖類病毒（PSTVd）和馬鈴薯X病毒（PVX），結果表明，馬鈴薯塊莖低溫脫毒的存活率和成苗率分別為83.6%和72.0%，均高于莖尖分生組織培養的46.7%和31.5%，以及熱處理與莖尖培養相結合脫毒的50.5%和30.4%[8]。

2.5轉基因技術某些外源基因可在研究人員的設計修飾后直接或誘導寄主去干擾病毒的復制循環。對馬鈴薯X病毒（PVX）有極大抗性的Rχl基因已從馬鈴薯植株分離出來，并轉化到本氏煙（Nicotiana benthamiana）和普通煙中，而使這些植物產生抗性[9]。

2.6化學處理利用某些病毒對四環素類抗生素敏感的原理來進行病毒研究?？共《緞┤蚝塑仗幚聿⒔Y合莖尖脫毒，已應用在菊花等藥用植物脫病毒上，但有待進一步深入研究。

2.7其他技術除以上6種方法外，愈傷組織培養、花藥或花粉培養、珠心胚培養技術[10]也可一定程度上起到脫病毒效果。

3藥用植物脫病毒苗的表現

3.1對植株形態的影響脫病毒苗最直觀的表現在于其形態的變化，生長速度加快，生長勢明顯提高。文獻表明，脫毒半夏株高較未脫毒植株株高增加0.7～1.7 cm，珠芽離地面高度較對照增加0.2～0.3 cm，植株生長健壯、整齊、葉色綠、抗病效果明顯[11]。

3.2對產量的影響據統計，脫病毒后的藥用植物產量明顯提高。文獻報道，薄荷新品種阜油1號脫病毒苗鮮草量增加3 654.15～7 564.35 kg/hm2；出油率提高0.3%～2.3%，在界首市太和縣示范基地大田種植增產達30%[12]。脫毒生姜比原品種可增產50%以上，每公頃產量可達75 000 kg，收入可達150 000元以上[13]。

3.3對成分的影響中藥材有效成分的含量穩定是其治療疾病的先決條件，也是發展GAP中藥材最基本的要求。藥用植物脫病毒苗的有效成分是否發生改變是該技術能否推廣的重要因素。文獻報道，半夏蛋白是從半夏塊莖鮮汁中分離出的一種植物蛋白，是半夏抗腫瘤和抗生育等藥理作用的有效成分[14]。脫毒半夏塊莖中蛋白平均含量為2.86%，比常規的半夏塊莖中蛋白含量高0.3%[15]。

4常見藥用植物脫病毒的研究

脫病毒技術已應用在藥用植物的遺傳育種上，獲得的脫病毒苗普遍具有明顯的生長優勢以及產量質量的提高。表1列舉了丹參等10種常見藥用植物脫病毒技術的研究概況。

參考文獻

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