藥用植物離體培養技術的研究進展及其應用前景

盧祖鴻

（廣南縣中醫醫院，云南 廣南 663300）

1 藥用植物離體培養技術的研究進展

1.1 愈傷組織

愈傷組織是植物細胞脫分化后形成的一種無定形狀態的薄壁細胞，可以在短時間內分化形成幼苗，實現快速繁殖，從而克服藥用植物人工栽培周期長、生長緩慢的難題。據統計，進行愈傷組織培養研究過的藥用植物超過400種。人參自古被稱為“百草之王”，具有廣泛的藥理作用，早在20世紀60年代，就已經有了人參愈傷組織培養的報道。但是由于人參愈傷組織生長較為緩慢，且其中的有效成分含量遠低于天然植株，至今人們還在探索和優化人參愈傷誘導分化的條件，以便將其工業化生產。

1.2 細胞培養

植物細胞培養是指在細胞離開生命體的前提下，以單個細胞體或者若干個細胞體為單位進行懸浮培養。植物細胞培養技術可以優化最佳的培養條件，在較短時間內大規模培養，從而緩解藥用植物資源供應的難題。從20世紀80年代至今，藥用植物細胞培養一直是研究的熱點，并取得一系列成果，如在人參、西洋參、紫草、紅豆杉的研究上均取得了細胞懸浮培養的成功。但是，由于植物細胞生長相對較慢，次生代謝產物的合成與積累需要一個漫長的過程，這個過程容易受到培養條件如傳質、傳氧等的影響，導致在多次傳代后出現老化的現象，因此，對優質懸浮細胞系進行篩選和優化仍是目前研究的重點。另外，細胞培養工業化的前提是合適的細胞培養反應器的制備，如何解決在細胞生長高黏度的狀態下，以合適的剪切力攪拌，達到傳質、傳氧等最合適的植物細胞生長環境，是植物細胞培養工業化亟須解決的問題。

1.3 毛狀根

毛狀根又稱發根，是發根農桿菌侵染植株或某一器官組織而形成的。因毛狀根具有培養體系生長迅速、效率高、遺傳性狀穩定等優點，已成為植物組織培養的研究熱點。目前，已有100多種植物的毛狀根被成功誘導，通過優化培養基、光照、pH值、溫度等物理因素以及添加外源激素、誘導子等化學因子，有些毛狀根中的次生代謝產物含量甚至會超過原植株含量，具有重要的應用價值。我國的研究人員建立了太子參毛狀根的培養體系，為利用毛狀根大規模生產藥用有效成分奠定了基礎。人參、三七、丹參、黃芪、當歸、銀杏等藥用植物的毛狀根利用也已經獲得成功。其中，人參毛狀根已經實現了商業化大規模生產，且其產品大規模應用于制藥、食品和化妝品行業。但是，大部分藥用植物毛狀根體系的研究仍處在研究階段，這是由于毛狀根經過多次繼代培養后會退化，其次生代謝產物的含量降低，因此，毛狀根體系的優化和篩選仍然是目前研究的主要內容。

2 藥用植物離體培養技術的應用前景

2.1 利用藥用植物離體培養技術生產藥用植物活性化合物

藥用植物的活性產物往往是其次生代謝產物，生產周期長、產量低，利用離體培養技術生產藥用植物活性成分具有重要的經濟效益和社會效益。據統計，近1000種藥用植物的離體培養技術獲得成功，提供了超過600種的活性成分，并且人參、紫杉醇、青蒿素的離體培養生產已經達到了工業化水平。研究發現，通過改變培養條件，如調整培養基的營養成分含量、調整pH值和溫度、添加外源激素、進行菌體感染等生物刺激，均能有效提高離體培養材料中活性成分的含量，這些研究為藥用植物中次生代謝產物生產提供了有效的途徑。

2.2 藥用植物快速繁殖

由于人工栽培的藥用植物大多生長周期較長，而市場對名貴中藥材的需求日益增加，使得藥用植物資源過度開發，一些珍惜藥用植物瀕臨滅絕。例如早些年我國蘊藏量豐富的野生甘草已經滅絕。其他名貴中藥材如金花茶、人參和紅豆杉已被列入國家一級保護野生植物名錄，長此以往，將對傳統醫學造成沖擊。利用離體培養技術分化成植株，可以實現藥用植物的快速繁殖，從而解決瀕危藥用植物的資源問題。藏紅花引種我國以來，多采用分球繁殖的方式，繁殖系數低、種球易受病毒侵害且易退化，限制了藏紅花的大規模產業化種植。針對該問題，經過多年的摸索，目前已經建立了藏紅花花柱誘導愈傷組織的初代培養技術體系。據統計，目前已有200多種藥用植物經過離體培養成功獲得了試管植株，實現了快速繁殖，其中絕大多數為珍貴稀有的藥用植物，如人參、鐵皮石斛、金線蓮等。

3 結語

綜上所述，由于藥用植物的大量開發應用、人工栽培的困難和品質退化等原因，導致許多藥用植物資源嚴重短缺。而采用植物細胞或器官離體培養技術，可快速積累藥用植物的活性成分，為資源短缺問題的解決提供了有效手段。所以，相關研究人員需要在今后的工作中不斷強化對藥用植物離體培養技術的研究與應用，進而為保障我國藥用植物的供給量打下良好基礎。