药用植物柴胡种子萌发特性与组织培养研究.doc
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1、山西大学 硕士学位论文药用植物柴胡种子萌发特性与组织培养研究 姓名:徐丽霞 申请学位级别:硕士 专业:植物学 指导教师:郝建平 20060601 摘 要 柴胡是伞形科柴胡属的重要药用植物,也是我国、韩国及日本等国所使用的大宗药材。北柴胡和狭叶柴胡的有效成分含量最高,其中北柴胡又高于狭叶柴胡,因此中国药典将北柴胡 (又称硬苗柴胡)和狭叶柴胡,? (又称软苗柴胡、红柴胡)作为药用柴胡的原植物并列为药用柴胡的正品。北柴胡广泛分布于我国的北方地区,其质量优良,用药需求量越来越大。然而,由于多年的盲目、过度挖掘,致使野生资源日益减少,只能满足需求量的,其余需要通过人工栽培来补充,因此近年来柴胡供应的重点
2、逐步转移到人工种植上来。很多地区正积极推进柴胡的家种生产,在山西、河北、陕西、甘肃等省已形成定栽培规模。但由于柴胡外形相似,常常多种混生于同一产地,形态学鉴定比较困难,分类处理存在争议。经调查,北柴胡各产地均存在不同程度的品种混杂生长现象,既有北柴胡种下的不同变型,也有形态易混的近缘种,更有弓种栽培后出现的各种形态变异,造成了北柴胡药材的种质不纯、品种混杂,质量下降和参差不齐,影响到临床用药的准确性和中成药疗效的稳定性,以致影响到中国出口柴胡的声誉。 本实验根据柴胡种子的特性,通过对保存时间不同的红柴胡种子的生活力及发芽率进行测定和分析,确定了红柴胡种子发芽的适宜条件;以从田间直接采集的北柴胡
3、和三岛柴胡为实验材料,进行了北柴胡茎段、叶片、叶柄、花芽等外植体的组织培养和三岛柴胡叶愈伤组织的诱导;研究了快速繁殖技术的建立和器官发生过程;探讨了不同的基本培养基和外源激素在柴胡愈伤组织形成、快速繁殖过程中的作用;应用石蜡切片法对不同产地的北柴胡的根和叶进行了显微结构观察和比较。 应用种子生活力快速测定法对柴胡种子生活力的测定结果表明:红柴胡当年种子发芽最适温度为,发芽率为;的水溶液浸种天可以显著提高红柴胡种子的发芽率,其发芽率上升为。隔年红柴胡种子基本丧失发芽力。 通过对北柴胡叶、茎、花芽和三岛柴胡叶愈伤组织的诱导发现,一是影响柴胡愈伤组织诱导率主要外源激素。柴胡幼茎和花芽是诱导愈伤 药用
4、植物柴胡种子萌发特性与组织培养研究组织的合适材料,诱导出的愈伤组织致密且大部分具有分化能力;叶诱导出的愈伤组织疏松且褐化严重,基本不具分化能力。柴胡芽的快速繁殖中,是主要的影响因素,且培养基优于培养基。在;培养基中加入适量的水解酪蛋白可以促进苗的生长。 对种不同产地的北柴胡根和叶所进行的显微观察表明,产自甘肃的柴胡木质化程度比产自山西的要低;同是产自甘肃的栽培柴胡,陇西柴胡要比礼县柴胡的木质化程度低很多。说明柴胡的品质与产地和种植环境有一定的关系。种柴胡的叶在解剖结构上没有显著差别。关键词:柴胡;组织培养;快速繁殖;种子萌发;营养器官 颍酰? , , , : , , , , , , , , ,
5、 , , , , , , , , , , , , , , , , ; , , , , , 仟色 :; ; ; ; 综 述综述药用植物组织培养研究进展 药用植物是中药的重要来源,我国利用药用植物的历史源远流长。近年来,随着人们生活水平的提高,药用植物以其独特的优势越来越受到重视。尽管已经利用化学方法合成了种类繁多的药品,但由于天然药物所具有的诸多优越性使得药用植物的研究、开发和利用正在成为一个新的热点。药用植物种类繁多,植物体内所含的有效成分丰富、多样,具有开发新药的巨大潜力。随着现代药理学研究的深入,一些传统的药用植物会不断地被发现新的药理价值。与化学合成药相比,植物药以其毒性低、天然性更易为
6、人们所接受。 我国野生药用植物资源相当丰富,据统计在种以上,其中常用的约有多种,主要依靠人工栽培的有多种。然而,由于需求量的上升和自然条件的日趋恶化,加之传统的中草药的获取方法又以采集和消耗大量的野生植物资源为代价,使得自然资源的再生能力大大下降,致使许多药用植物资源严重匮乏,尤其是那些生长缓慢、产量较低的贵重药用植物更是供不应求。在己出版的中国植物红皮书第卷中,共记载了种国产珍稀濒危野生植物,其中有药用价值的就有余种,包括人参、天麻、黄连、黄芪、杜仲、厚朴、巴戟天、平贝母、肉苁蓉等许多名贵药用植物【。 为了解决药用植物的供需矛盾,人们采用了人工栽培的方法扩大药源。但在人工栽培的药用植物中,有
7、许多名贵药材如人参、黄连的生产周期长,如以常规方法育种、育苗,需要花费很长的时间才能获得产品;另一些药用植物如贝母、番红花因繁殖系数小、耗种量大,导致生产成本增加而影响其发展。还有一些药用植物,如地黄、太子参等等,由于病毒危害而退化,严重影响产量和品质。特别是一些价格昂贵的药用植物资源极少,生长缓慢,如黑节草等等;一些进口南药因种苗奇缺而影响扩大生产,如乳香等。而利用植物组织培养的手段再生药用植物资源,具有不受地区、季节与气候限制,便于工厂化生产等优势。因此利用组织培养手段快速繁殖药用植物种苗,或者利用组织培养或细胞培养手段直接生产药物便迅速地发展起来。 药用植物组织培养技术的应用主要包括以下
8、几个方面:是利用快速繁殖技术和脱病毒技术生产大量优质种苗以满足人工栽培的需要;二是通过愈伤组织和悬浮细胞的大量培养,从药用植物细胞或组织中直接提取药物或通过生物转化、酶促反应等生产药物;三是药用植物种质资源的保存和交换,利用组织和细胞低温保存种 药用植物柴胡种子萌发特性与纽织培养研究质,可大大节约人力、物力和财力,同时也便于种质交换和转移,防止有害病虫的人为传播。药用植物陕速繁殖 植物快速繁殖技术是国内外科学家关注的热点。年斯图尔德()用胡萝根体细胞培养再生植株成功,为组织培养技术奠定了重要的基础,也使得年哈伯兰特()提出的细胞全能性假说首次得到了科学的验证,国内外更多的学者也自此投入了植物组
9、织培养的研究当中。随着研究的逐步深入,植物组织培养技术带来了植物形态、细胞、生理、生化、遗传、育种、农业、林业、园艺、医药等一系列学科的重要进展。 在利用快速繁殖技术大量生产种苗方面,一般着重于研究芽的诱导、试管苗的繁殖和生根以及进入常规管理前的炼苗,其目的在于解决种源不足、后代分离、传统营养体繁殖难、繁殖速度慢、以及传统种植成本高等问题;此外,快繁可以使苗木生产规格化、规模化及商品化,增加科技含量,如广藿香的组织培养和肉苁蓉的组织培养即以此为目的。 胚状体的形成是高等植物组织培养中存在的一种普遍现象。目前己在多种裸子植物和被子植物中发现有胚状体产生。胚状体类似于植物中的合子胚,是完整植株的雏
10、形,很容易形成完整植株,由此可克服一些种类组培苗难以生根的问题。对于胚状体的研究不仅可以为扩大繁殖系数、拓宽变异谱打下基础,而且也为将来制造人工种子和进行外源基因的导入奠定了基础。因此药用植物胚状体的研究引起了广泛的重视,如郝建平等对蛇床胚状体的诱导和形成的研究,慈钟玲等对防风胚状体形成的研究,白雨等【】对半夏不同部位诱导胚状体和愈伤组织的试验等。 药用植物细胞培养利用植物细胞和组织培养进行植物药生产的优势(占地少,周期短,不受地区和季节的限制,便于开展大规模的生产;)无污染,无重金属积累,产物疏松,对于进行有用成分的生产和积累尤其便利;()通过对细胞生长的自动控制和代谢过程的合理调节,有助于
11、提高有用物质的含量, 并且避免了利用天然药用植物产生的无用部分的浪费;()利用高产细胞株的筛选和复壮技术,可以获得有用物质几倍甚至几十倍于原植株 的培养物:()对培养物的诱导或因其自发突变,可以产生原植株所没有的生理活性物质;)寿用植物细胞培养方法,可将一些较初级的化合物转化成医药上更为有效、高值 综 述 的药物;()组织培养中的细胞生产速度要比植物的常速度快,接近于分生细胞的生长速度, 使得在较短的时间内获取大量的组织或细胞并从中直接提取或生产药物成为可 能【”。药用植物组织培养的进展 我国药用植物组织培养研究可以追溯至世纪年代。年,和首先开创了以生产橡胶为目的的橡胶茎愈伤组织培养并获得成功
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