植物“产房”播出绿色的田野
2019-09-27陶春艳
陶春艳
摘 要:植物培育技术的发展为食品、医疗行业带来了福音。本文结合自身经验,围绕药用植物的组织培养相关议题进行了探讨,分别从药用植物的繁殖、脱毒培养、快速育种以及药效成分的生产四个方面进行了论述,供相关人士参考。
关键词:药用植物;组织培养
我国的中医药文化历来已久,广大人民根据这些宝贵的中医药文化进行养生保健、治疗疾病,是我国特色文化中不容忽视的内容。在这一文化的传承和发展历程中,药用植物起到了十分重要的作用。近年来,药用植物的市场危机却频频发生。一方面,随着医疗保健产业的发展,市场对药用植物的需求量不断提升,另一方面,土地资源减少,土壤、水等生态环境的污染给药用植物的繁殖造成了威胁,部分珍贵野生药用植物频临灭绝,土壤和水污染波及到药用植物的种植质量和产量。再加上,药用植物本身大多生长周期长,繁殖效率低,在种植过程中受到病虫害的侵袭,导致很多药用植物优良品种呈现退化的趋势。在这一形势下,加快药用植物技术探索和创新十分紧要。自2013年,宣威市农硕农特产品开发有限公司创建成立,本着“培植名贵中药材,打造药材种植航母”的理念,积极探索中药材繁殖培育技术,目前已成功繁育出白芨、铁皮石斛、金线莲、水重楼、构树、刺梨、滇黄金、黄草乌等名贵中药材组培苗,建成日光温室、组培室、玻璃温室展厅、设施大棚、水肥一体化示范基地等模块,构建了初具规模的植物“产房”。
一、植物“产房”实现药用植物快速繁殖
传统市场上以及临床应用的中药大多是来自于传统的人工栽培,这种栽培方式难以解决药用植物自然繁殖能力弱且生长周期长的问题。比如典型的黄连、人参等药用植物,在引种育种环节以及种植资源的扩大方面都较为困难。而植物“产房”利用组织培育技术,依托植物细胞本身潜在的全能性,在适宜条件喜爱,借助植物体自身的细胞或组织器官实现快速繁殖的目标。植物组织培养是一种十分优良的繁殖方式,其优势不仅在于植物的繁殖速度快,繁殖成活率高,而且需要的材料成本低,受到自然环境因素的影响少。截止到目前,全球共有200多种药中植物借助组织离体培养技术繁殖成功。这些活生生的例子不仅为药用植物的有效繁殖提供了便利高效的途径,同时在提高药用植物的质量和产量方面,在推动植物繁殖培育技术方面,都取得了不容忽视的作用和价值。
二、植物“产房”实现药用植物脱毒培养
传统的人工栽培技术中,植物容易受到外界病虫害的侵袭,药用植物自身的免疫力有限,在病毒病害的长期侵袭下,植物生长状态弱化、植物的形态畸变几率增加,各种不良的性状都对药用植物的产量和质量造成不利的影响。虽然在防治药用植物病虫害方面有所研究,但目前仍旧是以用药为主要的防治技术手段,改手段有着两面性,一方面能够快速遏制住病虫害的发展态势,另一方面,极容易造成植农药残留量超标的问题,再加上农药的长期使用会导致病虫害抗药性的增强,药效逐渐减退,只能增加药量或使用效力更强的农药。在当今生态环保发展理念下,药用植物传统栽培方式暴露出很多的缺陷。植物“产房”有效解决了这些缺陷问题,与生态环保的发展理念更吻合。采用植物组织培养技术,有效避免了药用植物体内病毒的遗传,将筛选出的无病毒健康植株进行繁殖,很好地解决了药用植物品种退化、植物种苗成活率低、药材农药残留量超标的问题。
三、植物“产房”实现药用植物快速育种
植物“产房”价值的发挥不仅与植物组织培养技术有密切关系,同时也与植物育种技术相关。常规的植物育种技术往往难以获得理想的药用植物种植材料,这就需要将植物组织培养技术和植物育种技术结合起来,借助植物“产房”来获得非常规的植物种植材料,为药用植物的育种周期和育种效率创建有利条件。药用植物快速育种的实现主要有两大途径,分别是获得多倍体材料、克服杂交不亲和。常规的植物育种方法是采用延迟授粉、辐射处理花粉以及激素作用等来获得单倍体植株,这些育种方法的周期长,通常在6至8年左右,难以适应药用植物市场需求。利用花药花粉的组织培养技术可以快速得到单倍体植株,再经过染色体加倍就能够得到可繁殖培育的二倍体植株,有效解决了育种周期长的问题,满足了市场的需求。目前,采用组织培养和育种相结合的技术已经成功地获得了人参、地黄、枸杞、平贝母等多种药用植物的单倍体植株,应用前景良好。药用植物在自然繁殖条件下,远源杂交不亲和的现象会阻碍药用植物育种技术的发展。通过植物组织培养技术中的原生质体融合技术,可以使杂交细胞体外培养,再生出杂交植株,不仅解决了杂交不亲和的问题,而且还可以获得异源多倍体等新型植株,对于药用植物育种技术发展有十分积极的意义。
四、植物“产房”实现有效药用成分的生产
医药事业快速发展,市场对于有效药用成分的需求量也在不断提升,野生栽培及传统培育技术已经难以满足当下及未来的市场需求。植物“产房”的出现成为解决这一产业问题的有效途径。如,利用细胞培养技术对提取的植物细胞进行体外规模化培养,借助细胞的生长代谢机能产生出天然药效成分,不仅大大节省了植物种植耕地,提高了药效成分的生产效率,而且也避免了外界环境的污染对药效成分的干扰和破坏,使药效成分的质量更有保障。目前,利用细胞体外培养技术已经成功获得了多种药用植物的药效成分,如人参皂甙、紫杉醇等,在细胞培养技术上也逐渐由传统的分化细胞培养方式转变为干细胞培养方式,推动药效成分的质量和产量不断提升。此外,在有效药用成分的生产中,利用植物组织形成毛状根来生产药用成分也是一种可行的技术方法。通过发根农杆菌对植物组织进行感染,得到的毛状根增殖速度快,组织机体的代谢合成效率高,药效产物质量和性能更稳定。如太子参、青蒿、银杏、人参、当归、黄芪、丹参、紫草等药用植物,目前均可以通过毛状根培養技术来实现药效成分的高产量目标,为天然医药产品的发展创建了有利的条件。
五、结语
综上所述,药用植物产业是我国医药行业发展的重要基础。植物“产房”具有缩短周期、抗旱强、产量高、不受时间季节变化影响、可以长年繁育种苗等多种优势,市场前景良好。未来,宣威市农硕农特产品开发有限公司将继续将植物“产房”经营管理好,以产品市场为重要导向,以科学技术为引擎力量,不断创新、不断开拓,为我国的药用植物产业发展贡献更多的力量。
参考文献:
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