丹参的生物技术.doc

丹参的生物技术摘要:现代生物工程技术是进行中药材品质改良的可行途径之一。本文对丹参的组织培养、毛状根诱导培养及基因工程等方面的研究进展与具体方法以及目前存在的问题做一综述。关键词:丹参生物技术细胞与组织培养基因工程毛壮根培养一、概述中药丹参是唇形科鼠尾草属的多年生草本植物丹参(SalviamiltiorrhizaBunge)的干燥根及根茎,因其色红且形状似参而得名“丹参”,又称血参、紫丹参、红丹参等。丹参作为一传统中药在我国沿用已久,始载于《神农本草经》,被列为上品。《本草经疏》《、本草纲目》中都有记载。丹参具有祛瘀止痛、活血通经、清心除烦的功效,主治冠心病、心绞痛、心烦不眠、月经不调、经闭痛经等症。近年来研究发现用来治疗心血管疾病,疗效显著。丹参属于用量较大的常用药材。丹参商品野生、家种均有(50年代以前野生为药用主要来源,仅有四川一地有家种产品,60年代后全国各地均有引种)。野生资源主要分布于河北、北京、山西、山东、湖北,湖南、辽宁、江苏、江西、云南、贵州、甘肃、陕西;家种则主要分布于河北、天津,江苏、上海、浙江、安徽、河南、山东、四川等省。当中,以四川中江等地栽培品为最佳。二、国内外研究现状及研究所取得的成果现代生物技术是以基因工程、细胞工程、发酵工业、酶工程、生化工程以及后来衍生出来的第二代、第三代的蛋白质工程、抗体工程和糖链工程等为主体的高新技术,它被看作是21世纪科学技术的核心。纵观这一领域,生物技术的产业化首先是从医药领域开始的,现代生物技术的发展使医药产业发生了革命性的变化。近10多年来,从天然产物中寻找新的生理活性成分或先导化合物以开发新药已成为全球关注和研究的热点。由于野生药材资源日益枯竭,人工栽培品种品质不稳定,生物技术的兴起对传统药材的生产展示了广泛的应用前景。为了提高品质,满足市场需求,近年来利用细胞工程、基因工程等现代生物工程技术对丹参作了深入的应用性研究。(一)离体培养丹参试管苗的增殖蔡朝晖[1]等研究表明:以丹参叶为外植体,接种在附加6-~1mg/L的MS培养基上出芽效果最好。试管苗转移到1/。另有报道:在含有不同激素组合的B5固体培养基上建立的丹参不定根培养物在不同培养条件下产生了4种主要的丹参酮类,在IAA或NAA配合有或无6-BA的B5培养基中不定根生长很快;当加入IBA于培养基中时得到了丹参酮的最高生产量,液体培养基中不定根培养物的丹参酮含量超过80mg/g(DW)(6倍于亲体植物根中的含量);通过丹参的快速繁殖,试管苗移栽到大田里后,6个月龄的丹参根产生的丹参酮比商品丹参根(通常来自3~4年龄植物)高。这些关于丹参的快速繁殖的研究,对丹参的栽培生产有重要的意义。另外,客绍英[2]等比较了不同温度、不同pH值对愈伤组织诱导的影响,确定以MS为基本培养基,温度25℃,。赵洁[3]等进一步研究了不同光质和温度对丹参叶片丛生芽形成的影响。冯玲玲[4]等以丹参幼嫩叶片为外植体进行诱导,测定了在黑暗和光照条件下愈伤组织培养增殖过程中的生长曲线,并测定了其中可溶性蛋白含量、过氧化物酶活性(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)活性的变化,表明在光照条件下细胞生长和分化速度较快。(二)人工诱导多倍体多倍体植株由于染色体的加倍,细胞和器官表现出“巨型性”的特征,因此对外界环境具有较强的生态适应性和抗逆性。药用植物大多以根、茎和叶等器官为收获对象,其染色体加倍后,根、茎、叶巨型化;另一方面,药用植物的倍性变化往往能导致次生代谢产物含量的变化,这就有可能获得优质的药用植物新品种。高山林[5]等用10–50ppm的秋水仙碱已成功诱导出丹参的四倍体株系。测定结果表明:在供试的10个多倍体株系中,%。因此,进一步探索采用多倍体技术培育出高产的丹参多倍体新品种具有重要的意义。(三)细胞培养陶璐璐[6]等用海藻胶包埋丹参愈伤组织细胞,证实了细胞经固定处理后,在培养基中收获代谢产物是可行性的。固定化技术能够克服培养过程中的许多缺点诸如细胞过于分散,不易更换新鲜营养液、不易挑选优质细胞系及代谢产物与分散的细胞不易分离等,因而在生产中被广泛应用。摸清丹参细胞系在不同生长时期的营养供给条件和相应的激素调节是实现用细胞培养的方法生产次生代谢产物的基础。研究结果表明,MS培养基中蔗糖、氮源和硫胺素(VB1)是生产隐丹参酮和铁锈醇所必需的,硫酸盐、MnSO4和激动素表现出一些有益的影响,而MS培养基所有其他成分被认为不必需,甚至有抑制作用。B5培养基最适合愈伤的生长,其次是6,7-V培养基;MS培养基介于两者之间。对愈伤悬浮细胞生长的最适蔗糖浓度为3%,对迷迭香酸的形成的最适合浓度为5%。植物生长激