冬虫夏草栽培技术范文
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导语:如何才能写好一篇冬虫夏草栽培技术,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。
篇1
关键词:冬虫夏草鉴别;虫草菌;蝙蝠蛾幼虫
收稿日期:2009-03-09
作者简介:王胜前(1986―)男,苗族,贵州思南县人,主要从事中草药的栽培鉴定及中药制剂的学习与研究。
中图分类号:R282 文献标识码:A 文章编号:1005-569X(2009)03-0016-02
1 冬虫夏草概述
生活中,我们经常会听到冬虫夏草这个名字,大家可能很奇怪:冬虫夏草到底是一条虫,还是一棵草呢?其实冬虫夏草是一种叫“虫草蝙蝠蛾”的幼虫,生活在海拔3000m左右的山坡泥土里。在冬天,这种幼虫极易被一种叫“夏草菌”的真菌所寄生,从而得病。幼虫得病后与菌体生长,直到真菌成熟生成孢子,长出的菌丝侵入虫体,至来年夏天,菌丝充满虫体,此时幼虫已成“僵虫”,而真菌的子实却从幼虫头部冒出地面,形状如草,所以称之为“冬虫夏草”。
“冬虫夏草”与人参、鹿茸齐名,是我国的一种名贵药材。据现代科学测定,“冬虫夏草”含有虫草酸、虫草素、氨基酸、维生素B12以及多种微量元素。在医学临床上,它是极好的滋补强壮之药,因而有“功与人参同,价比人参高”的赞誉。
冬虫夏草主要生长在我国四川、青海、和贵州一带。据考证,冬虫夏草作为药材应用,至今已有300年的历史。由于冬虫夏草富含虫草酸高达7%,营养丰富,具滋补作用,故在民间常用虫草与肉类炖食,也与鸡或鸭合蒸,号称大补。在医学上,冬虫夏草具有补精髓、益肺肾和止血化痰功效。典型的配方常以阿胶、川贝、杏仁、麦冬和沙参配制,对虚劳久咳不愈和痰中带血,疗效显著;但需注意,肺中有热者忌用。但由于虫草生长环境特殊,采集困难,天然产量有限,至今仍不能进行大量人工栽培。
2 冬虫夏草的鉴别
冬虫夏草是一种珍贵的药用真菌,其天然资源逐年减少,供需矛盾十分突出,市场已由过去的600~700元/kg,上升到6000~7000元/kg,因此,研究人工栽培,已成为各地学者的热门课题。
近年来,不少单位和个人,在转让蛹草菌(又称北冬虫夏草)时,利用人们对虫草和蛹草识别不清,把蛹草称作“冬虫夏草”,而事实并非如此。
虫草和蛹草同为麦角菌科生物,同属不同种,其菌丝体十分相似。在自然条件下,虫草菌只寄生于蝙蝠蛾幼虫,称作虫草;蛹草菌则寄生于鳞翅目昆虫的蛹,故称作蛹草。
通常,伪品的冬虫夏草多为植物根茎。用地蚕、草石蚕块茎仿制的冬虫夏草,呈棱形,略弯曲,表面有环纹,断面平坦、类白色,无腥味。用地笋冒充的虫草,质脆,断面白色,有香味,没有子座。用面粉、玉米粉、石膏制作的假虫草,外形与冬虫夏草相似,外表黄白色或棕白色,虫体光滑且环纹明显,断面整齐“子座”顶端尖,手感较重,口尝粘牙。常见的手法是在虫草内插入木棍或铁丝。消费者只要用手将虫草折断即可发现。
3 如何培育冬虫夏草
近年来,国内外人工栽培冬虫夏草的研究工作正在广泛而深入地进行,但是在完全人工控制的条件下,将虫草菌感染寄主幼虫,使之产生与天然冬虫夏草相同子实体的研究工作、尚未取得突破性进展。准确地说,人工栽培的难度还很大。
3.1 菌 种
菌种多是来自自然界的冬虫夏草,按常规进行分离培养而取得。一般来说,虫草菌对温度的要求与别的食用菌不同,为低温发菌,高温结实型,全生育期温度不能超过20℃,否则就不能正常生长甚至死亡。无论是虫草菌或是蛹草菌,都不能寄生未经“免疫”处理的幼虫(除蝙蝠蛾幼虫外),更不像不法之徒所宣传的“只要不低于-30℃和高于35℃就能在室内外一年四季栽培。”
冬虫夏草的栽培首先要有优良的纯菌种,目前全国的品种很多:①要选择纯度高、无杂菌、无老化的菌种②要选择感染力强,有较强的生命力,能对昆虫迅速感染得病死亡的品种;③要选择适应范围广,特别是对环境湿度变化和其它杂菌感染有一定的抵抗能力的品种。专家认为,虫草菌的世代必须有蝙蝠蛾幼虫的某些活性物质参与才能完成。
3.2 繁殖蝙蝠蛾技术
冬虫夏草寄生于蝙蝠蛾幼虫,这种虫被感染此菌后,就会得病死亡,到一定的时侯从虫体头上长出子座(即虫草)。蝙蝠蛾幼虫作为冬虫夏草的寄主,也可利用桑蚕、柞蚕作寄主,幼虫要求必须是活体,个大的较好,数量多少根据自已的栽培而定,一般每平米需幼虫1000 g,母种一支,细沙土50kg。
3.3 侵染途径
冬虫夏草是虫草菌孢子接触幼虫侵染致死,才能长出子实体。据观察,寄主4~5龄幼虫感染率最高,老熟幼虫很少感染,3龄以下的幼虫不被感染。如何把握时机,对一般人来讲也是很难掌握的。在侵染问题上,人工培育昆虫的条件较好的,则虫体过于强壮,抗菌力强,难以感染。条件差的,则虫菌侵入后引起死亡,出现这两种情况都会失败。
3.4 模拟产地的生态环境
即使在海拔3500~5000m高山上所具备的温度、湿度、光照、土壤、植被等条件,也不一定能培育出冬虫夏草。所以,通常能在短时间内收多少产量的虫草,只不过是冬虫夏草的菌丝培养或者是冬虫夏草的同属培养,而非真正的冬虫夏草。另外,利用自然气温,一年可栽两季,春季3~5月,秋季9~11月,若在室内人工控温一年四季均可栽培,而且还可缩短生长期,充分利用自然气温,掌握好栽培季节,可降低生产成本。
3.5 采收及保存方法
用竹、木杆轻轻刨开沙土,将冬虫夏草拣出来,放在筐内,注意不要把虫体与子座弄断,更不要把虫体或子座刨伤,采收后用水冲净泥沙,及时放在太阳下晒干或烘干。冬虫夏草易受潮,必须充分干燥,干燥后立即装入塑料袋或瓶中封闭,防潮保存销售。
4 结 语
近年来,冬虫夏草野生资源减少,产量逐年降低,加之出口内需量加大,供求矛盾日益突出,尤其以其为原料的虫草口服液、虫草雪莲液等保健饮品和药品问世,以滋阴、补肾、壮阳、养颜、抗衰等的保健功效受到世人认可,人工培育冬虫夏草市场前景广阔。
参考文献:
[1] 许超德.冬虫夏草的研究进展[J].菌物研究,2006,4(2):60~64.
[2] 王菊凤,杨道德,李鹄鸣,等.虫草多糖的研究进展[J].中草药,2006,37(5):附6~附8.
[3] 贾泰元.冬虫夏草对巨噬细胞免疫活性的增强作用[J].中国药学杂志,1997,32(3):142.
篇2
蛹虫草; 培养基; 色素提取; 色素稳定性
天然色素因其安全性较好、色泽自然、并兼有营养和保健作用而倍受人们的青睐。真菌能形成化学稳定性高、化学结构及色调多样的色素,还能利用非遗传操控的培养方法获得高产色素[1],因而真菌色素作为天然色素的一类,极具开发潜力。蛹虫草 (Cordyceps militaris)又名北冬虫夏草,其有效成分与冬虫夏草(Cordyceps sinensis)相近,是一种具有滋补作用的药材和功能食品[2]。目前蛹虫草的人工栽培技术已经相当成熟,但大规模的人工栽培在取得了经济效益的同时,随之产生的大量废弃培养基造成环境污染[3]。目前有关对蛹虫草培养基色素的研究未见报道,笔者以蛹虫草培养基为材料对蛹虫草色素的提取及其稳定性做了初步研究,以期为蛹虫草培养基色素作为天然食用色素的开发提供参考。
1材料与方法
1.1材料
固体发酵培养蛹虫草(C. militaris)子实体的培养基由大兴安岭劲松镇拓展北冬虫夏草种植基地提供,于50 ℃烘至恒重后用高速万能粉碎机(FZ102,天津市泰斯特仪器有限公司)粉碎,过60目筛,备用。
1.2蛹虫草色素提取剂的选择
称取0.5 g粉碎的蛹虫草培养基干粉,分别置于 250 mL具塞锥形瓶中,加入 50 mL 不同提取剂中(蒸馏水、30%乙醇、50%乙醇、80%乙醇、甲 肌⒁颐选⒁宜嵋阴ィ?于水浴锅中60 ℃提取1 h,离心(4 ℃,2216.6 g,5 min)弃沉淀,观察提取液颜色,取上清液测452 nm波长处吸光度[4][UV2000尤尼柯(上海)仪器有限公司]。每个处理3次重复,依据溶液色泽和吸光度选择最佳提取剂。将最佳提取剂提取的色素溶液用蒸馏水稀释3倍后供以下实验。
1.3吸收光谱绘制
取适量色素提取液用 0.5 cm 吸收池,蒸馏水为参比,于350~600 nm 波长范围内进行扫描测定吸光度,绘制吸收光谱。
1.4蛹虫草色素稳定性试验
食品添加剂:以色素提取液为溶剂分别配制浓度为0.1%、0.5%、1%的柠檬酸、蔗糖、麦芽糖溶液,放置2 h后测定452 nm处的吸光度,3次重复。
2结果与分析
2.1最佳提取剂
不同提取剂对蛹虫草培养基色素的提取效果见表1。结果表明:不同极性的提取剂提取的效果差异较大,虫草色素不溶于乙醚、乙酸乙酯等非极性溶剂,易溶于甲醇、乙醇、水等极性溶剂。蒸馏水提取的色素溶液的吸光度最大,但溶液浑浊,可能在提取色素的同时连同蛋白质、糖类等水溶性大分子一起提出;其它供试提取剂中80%乙醇的提取效果最好,因此最佳提取剂为80%乙醇。
2.2蛹虫草色素的吸收光谱
3小结
韩燕峰,梁建东,邹晓,等. 培养基成分对双梭孢虫草产色素的影响[J]. 贵州农业科学,2011, 39(11):9598.
[2] 闫喜涛,包海鹰,图力古尔.人工培养蛹虫草中一种天然色素的分离和结构鉴定[J].菌物学报,2010, 29(5): 777781.
[3] 孙诗清,蛹虫草培养基的综合利用研究[D].西安:西北大学,2005:13.
[4] 左银虎,赵怡红. 北冬虫夏草色素的提取与稳定性[J].食品研究与开发,2010,31(9):2729.
篇3
关键词 蛹虫草;人工代料;栽培技术
中图分类号 S567.35.04+.7 文献标识码 B 文章编号 1007-5739(2016)13-0114-02
蛹虫草(又称北冬虫夏草、北虫草、黄金草),作为一种药用真菌,其药效成分和营养成分与冬虫夏草完全相同,属于世间珍贵而稀有的生物药材[1-2]。蛹虫草含有虫草素、虫草酸、虫草多糖、超氧化物歧化酶SOD和微量元素硒等多种生物活性物质,具有特殊的药用价值和滋补功效[3-4]。蛹虫草作为冬虫夏草的替代品,目前已广泛用于制药,深受消费者的青睐。人工代料培育蛹虫草不仅占地少,栽培周期短,而且经济效益好,是农村农民、下岗和退休职工兴业致富的好项目,也为我国名贵药材产业化生产又开辟了一个新的途径。
1 菌种制备
优质菌种是种植成功和高效的关键,蛹虫草菌种不可长期保存或多次转管扩繁,否则菌种容易退化变异,产量和品质会明显下降。因此,需要经常留种和更新菌种。
制种方法是采取组织分离法。选择适应性强、发菌快、见光转色快、性状稳定、速生高产的菌株进行组织分离制种,也可直接购买斜面培养基试管母种自行进行扩繁。目前有固体菌种和液体菌种2种类型,其中以液体菌种接种为好[5]。
1.1 液体配制
液体配比为葡萄糖20 g、蛋白胨10 g、磷酸二氢钾3 g、硫酸镁1 g、维生素B1 1片(10 mg)、水1 000 mL(pH值6~7)。先将1 000 mL水加热增温(约40 ℃),倒入蛋白胨搅拌溶解,再倒入其余原料,充分搅拌;然后用pH试纸测试酸碱度(标准pH值是6~7),若偏酸则用氢氧化钠调和,偏碱则用白醋或盐酸调节。
营养液配制的多少应根据生产量灵活掌握。实践证明,使用吸液管喷洒接种,每个培养瓶喷洒菌种4~5 mL,每瓶液体菌种(指小型医用盐水瓶)可接种37~40瓶;也可用蒸馏水或高压灭菌水将液体菌种稀释2~3倍进行接种,可大大提高菌种使用率。
1.2 装瓶
选用500 mL的医用盐水瓶或250 mL小型医用盐水瓶作为液体菌种培养瓶(500 mL大瓶可分装300 mL培养液,250 mL小瓶装至1/2/以上)。装瓶时用玻璃漏斗,以免培养液粘附于瓶口、瓶颈或瓶壁上而招致杂菌感染。瓶口用聚丙烯薄膜或化学棉、脱脂棉棉球封塞严密。
1.3 高压灭菌
用手提式高压灭菌锅灭菌。将上述培养瓶整齐地摆放锅内,上面用干毛巾盖好瓶口,关紧锅盖。大火加热至110 ℃,压力表指针指向0.05时打开排气阀以便排出冷空气,待压力表回至0时关掉排气阀;然后大火加热,让其快速升温至125~126 ℃,压力表指针指向0.15时改用小火,维持1.25 h后停火,等压力表回到0位,冷却后打开锅盖,取瓶出锅。
1.4 放种
培养瓶完全冷却后方可下种,母种扩繁在接种箱进行无菌操作。先将接种用一切用品、工具和试管母种及培养瓶事先放入接种箱内进行消毒。操作人员从接种口把手伸入箱内,在消毒碗内点燃至少2袋起舞消毒剂,进行薰蒸消毒。随即用袖头把接种口堵塞严密,密闭30 min。
操作人员将手洗净,并用75%酒精擦洗1遍,通过袖头伸入接种箱。再用75%酒精把手连同手腕部位一并擦洗1遍,用皮筋把袖头在手腕部扎紧,严防杂菌进入箱内。点着酒精灯,把接种工具用75%酒精擦洗1遍再放在酒精灯上方燎烤消毒;拿起母种试管,用75%酒精擦洗管口周围,并在酒精灯火焰上方燎烤一下。打开母种试管,用接种工具将试管母种切割成0.5 mm×0.5 mm大小菌块,在靠近酒精灯的无菌区进行放种,每瓶放种2~3块。
1.5 液体菌种培养
为利于菌种繁殖和菌丝生长,应将放完种的培养瓶放置黑暗环境中,在摇床上进行振荡培养,可全天24 h不停振荡培养或间歇式每隔1 h左右振摇1次,每次30 min左右。经过8~12 d振荡培养,瓶中便有大量絮状、片状菌丝体和菌丝球充满整个培养瓶;若无摇床条件,可用手摇措施振动瓶液,每隔1~2 h摇动1次为好。注意不可将营养液打湿封膜或棉塞。
2 培养基原料配制
2.1 原料配方
实践表明,人工代料栽培还是选用大米(杂交米)作主料为最好,具有发菌均匀、出草快、产量高的特点。每瓶装大米30 g、黄豆粉(豆面)3 g、营养液50 mL;营养液配方为水1 000 mL(pH值6~7)、葡萄糖25 g、蛋白胨10 g、磷酸二氢钾1.5 g、硫酸镁1 g、柠檬酸铵1 g、维生素B1 2片。
2.2 实例
为提高拌料和装瓶的效率,可一次性拌好能装1 000~2 000瓶的原料,同时应精确地计算出主料和各种辅料的用量。
现以每批装1 000瓶为例,配料如下。主料:大米30 g×1 000=30 kg,黄豆粉3 g×1 000=3 kg;辅料:水50 g×1 000=50 kg,葡萄糖1 250 g,蛋白胨500 g,磷酸二氢钾150 g,硫酸镁50 g,柠檬酸铵50 g,维生素B1 100片。
3 拌料
在地坪上铺1块干净塑料布,将上述2种主料称好倒在塑料布上充分掺拌均匀。再将几种辅料分别精准秤好倒入50 kg的水中,充分搅拌使其溶化。用pH试纸测试酸碱度,以pH值6~7为准。
4 装瓶
可分别自制几个能定量盛装33 g主料(大米30 g,黄豆粉3 g)的容器和定量盛装50 mL液体的容器进行装瓶。装瓶时,应先装主料,再装营养液,装好后用皮筋封好膜后,摇动瓶里原料,使固体与液体充分混合均匀,以利于发菌好、生长整齐。
5 灭菌
可用高压蒸汽炉进行灭菌,即在121 ℃高温和1.5 kg/m2的压力下密闭灭菌30 min,冷却后取出即可;也可常压灭菌,当温度升至100 ℃时,再改小火维持8~10 h即可,闷锅一夜,次日早出锅接种。
6 接种
于接种箱中进行无菌操作,点燃酒精灯,在靠近酒精灯的安全区打开液体菌种瓶,用吸液管吸取液体菌种,每瓶以4~5 mL种量均匀喷注到培养基上,立即封口扎紧(下种量要均匀,喷注菌种尽量匀称);接好一批培养瓶后及时转入培养室(黑暗环境)进行菌丝培养;接种操作每批之间必须重新消毒,点燃起舞消毒剂2~3袋(第1箱消毒时3袋,之后2袋)。密闭30 min即达消毒效果;将接种好培养瓶整齐摆放在培养架上。
7 菌丝培养
蛹虫草属中低温真菌类,菌丝最适宜生长温度是15~25 ℃,子座最适宜温度为18~22 ℃。要求培养室内具备调节温度、湿度和光照的基本条件;培养室放置培养架,培养架可设6~7层,层高40 cm,保证每个培养瓶都能得到光照。一般25~30 m2的房间可摆放10 000个培养瓶,可生产80 kg左右干品。
7.1 初始阶段(前5 d)
菌丝萌发阶段,要求做到“三控”:一是控光,需要黑暗环境;二是控温,培养室内温度最好控制在15~18 ℃;三是控湿,室内空气相对湿度控制在60%左右。
接种第2天,培养瓶料面上可见到点片或连片发菌;第3天菌丝已大面积展开,占领料面50%以上;第4天菌丝占领料面80%以上;第5天菌丝全部发满料面,并已开始向培养基内渗透一指左右。稀释与未稀释菌种,其菌丝萌发能力完全相同,采取稀释2~3倍方法可解决菌种不足问题。经过5 d时间培养,培养瓶里菌丝很快布满整个料面。
7.2 待菌丝布满料面后(5 d后)
可将温度提高至20~23 ℃,再继续培养15 d左右,菌丝就可吃透整瓶培养基,至此菌丝就完成营养生长阶段,标志菌丝体已发育成熟,开始进入生殖生长时期。
7.3 进入生殖生长阶段后(接种后20 d左右)
进行光照刺激,促进菌丝体转色。打开日光灯,进行全天24 h光照,直到蛹虫草发芽长出小子实体时,再改为白天光照14~15 h,夜晚关灯。白天温度控制在20 ℃,晚上控制在10 ℃左右,通过温差刺激能促进菌丝快速发育;室内湿度60%~65%。见光第1天,料面上菌丝出现微黄;第2天显现正黄色;第3天培养基内菌丝全变鲜黄或米黄色;第4天整瓶呈橘黄色;第5~7天,菌丝基本转完色;第7~10天,料面上出现米粒大小原基。
8 出草管理
经菌丝体生长发育,待培养基料面有突起形成米粒状原基时,蛹虫草即行发芽出草。
8.1 扎孔透气
将牙签或铁丝经75%酒精擦洗消毒后,在封口膜上扎6~8个通气孔,加强气体交换,促使子实体的生长。
8.2 加强室内通风换气
打开换气扇或用电风扇吹风,每天早、中、晚各通风1次,以便补充新鲜空气和排出CO2,防止CO2积累过多,子座不能正常分化,影响生长发育。
8.3 温湿度管理
到了出草阶段,温度和湿度对子实体的生长十分重要。温度控制在18~21 ℃。尽量使空气相对湿度提高到80%~85%。室内湿度过小时,瓶内培养基容易提早失水而影响产量;若室内湿度过大时,容易诱发气生菌丝,对子实体生长同样不利。可采取在地面上洒水或泼水,空间用空气加湿器增加室内湿度;无条件用空气加湿器者,可用喷雾器在空间喷雾增湿。
8.4 光照管理
生长一段时间,部分瓶里的子实体有一边倒现象,这是由于蛹虫草较强的趋光性所致。因此,应注意在子实体形成后可根据生长情况调整培养瓶与光源相对方向,让其受光均匀,以提高产品的品质和产量。
9 采收
经过45~50 d的精心培育,子实体长至7~8 cm,子实体呈橘红色或橘黄色棒状,顶端出现许多小刺时,表明子实体已经成熟,这时就可采收;打开培养瓶封口膜,用消毒的摄子小心夹出子实体,注意不要碰伤子实体表皮,也不要用力太大,以免拉断,影响商品价值;将采收的子实体放在干净的器具内,低温烘干或在空调或电风扇下吹干,不可在太阳下晒干,以免褪色影响商品价值。晾干标准:用手一捏即碎,然后再放空气中让其回潮,再用手一捏又不碎即可,干燥好的子实体装袋密封待售。
10 参考文献
[1] 张显科,刘文霞.不同培养料栽培蛹虫草试验研究[J].中国食用菌,1997(2):21-22.
[2] 李美娜,吴谢军,李春燕,等.人工栽培蛹虫草退化现象的分子分析[J].菌物系统,2003(2):277-282.
[3] 彭国平,袁永泰.冬虫夏草与人工蛹虫草的成分比较[J].南京中医药大学学报,1996(5):26-27.
篇4
关键词:药用真菌;真菌研发;应用开发
中图分类号:S646.9 文献标识码:A
药用真菌在我国具有悠久的历史,东汉末年《神农本草经》中就已经记载十余种真菌药物。现代药理学发现,药物真菌含有丰富的生理活性物质,是医药国库中的珍稀资源。药物真菌的研发将会为人类健康作出巨大贡献。
1药用真菌的概念和分类
药用真菌是极具药用价值的真菌,其种类上多属于子囊菌亚门和担子菌亚门。药物真菌种类众多,大小形态也不尽相同,但其一般由菌丝体和子实体两部分所构成,并在孢子、菌丝体、菌核、子实体中产生维生素、多糖、蛋白质、氨基酸、生物碱、抗生素及多种矿物质元素。这些物质对人体均有保健作用,同时对疾病也有一定预防、治疗效果。药物真菌按照其效用可分为两种:药食兼用型,如木耳、金针菇、香菇、猴头菇、竹荪、姬松茸等;医药专用型,如猪苓、冬虫夏草、灵芝、云芝、麦角菌等。我国真菌资源富饶,当下具有药用价值的真菌已有四百有余,但真正作为药用的真菌仅五十多种,其中最常用的药物真菌有三十种。2010版的《中华人民共和国药典》仅记录了灵芝、云芝、冬虫夏草、雷丸、茯苓、猪苓六种药用真菌。
2 药用真菌的培育及应用
2.1药用真菌的培育
大部分天然的药用真菌资源稀缺,并且存在受环境因素影响大、采集不便等缺点,而且传统人工培养珍稀品种药用真菌的技术也不完善,这些导致我国药用真菌类的保健品、药品等的研发及应用发展速度缓慢。自20世纪60年代起,菌丝体固体发酵及子实体固体栽培技术被广泛应用于药用真菌的人工培育并取得了一定的成效。但是采用该培育技术生产真菌药物的周期颇长,一般要数月才能生产出来,其生长过程也容易受到外界影响,该技术已经无法适应当下真菌研发的需求。现阶段,最环保经济的方法是液体发酵技术,液体发酵能够高效获得真菌菌丝体来提取活性代谢产物,同时还具有节省劳力、缩短生产周期、提高产量和经济效益等优点,此外该技术还利于菌种规模化栽培。目前,运用液体菌种栽培出来的有黑木耳、金针菇、香菇、草菇、灵芝等。
2.2药用真菌在食品、药品中的开发应用
英国RHM食品公司于1964年率先开创菌体蛋白的研发工作。该公司应用发酵技术生产优质蛋白,并自1970后对包括人在内的十几种动物进行试验,最终均未发现致畸、致癌等不良反应。我国多项研究也证明了真菌具有很高的营养价值,其脂肪酸、氨基酸、蛋白质、无机盐的含量均较高。从上世纪中期开始,我国药用真菌的开发应用进入了快速发展的阶段,如猴头、蜜环菌、云芝、麦角、亮菌、安络小皮伞菌等十种真菌先后被开发,并投入市场。目前国内药用真菌已经在保健品、调味品等领域中广泛应用,并取得了良好的经济效益。当下,国内外医药类专家都试图从药用真菌中寻找活性物质,以期开发更具潜力的真菌药物产品。中国目前的医药发展趋势为真菌资源的开发研究工作提供了充足的条件。现阶段,我国药用真菌的研究工作不仅提高了珍稀药物真菌的人工培育成效,并且促使真菌类药品的剂型日趋丰富起来。
3 真菌药物生产中的主要问题
3.1生产质量不高、稳定性不好
由于真菌类药物生长过程中存在的活性代谢产物等尚不明确,真菌发酵种子性能不稳定,加上菌球传热、内外传质、溶氧不均等情况,导致真菌中活性物质的生产质量不高、稳定性能较差。
3.2发酵周期过长
虽然不同种类的药用真菌生长在不同的环境下,但都存在生长周期过长的缺点。同时药用真菌在发酵过程中对周边环境的要求也不尽相同,一种类型的发酵技术难以符合所有真菌的生长条件。此外,现有的真菌发酵技术过于依赖专家与技术人员,这就造成真菌药物的生产状态不佳、发酵时间过长。
3.3较难制定质量检测标准
由于药用真菌发酵产品的组分复杂等原因,我国目前除了针对除香菇多糖、云芝胞内糖肽制订了相应药品标准以外,大部分真菌类型药物都无相应的药品质量标准可参照。而质量检测标准的不完善不仅使得发酵真菌药物产品的质量无法保障,也影响了真菌类药物的研发工作。
3.4产品组分复杂、结构与活性不定
现在国内市场上的真菌药物组分都比较复杂、结构与活性也不明确,这些导致真菌药物产品的质量和疗效都无法保障,因此,我国真菌类药物产品很难走上国际市场。
4 总结与展望
总之,药用真菌的医疗价值与保健作用目前已引起国内外专家学者的高度重视。就目前我国药物真菌的生产状况来看,生产技术、生产设备、生产管理与国际发达国家还存在着一定的差距。今后,我国真菌研发人员应充分利用国内丰富的真菌资源,在先进生物技术的协助下,加强药用真菌生产研究,加大发酵技术应用,重视药用真菌多糖及多糖衍生物等大分子化合物如类固醇、生物碱、嘌呤类、醌类、维生素等方面的研究。此外,也应完善我国现有药用真菌生产工艺,加强真菌类药品质量监管,保障真菌类产品的生产质量,从而推动我国的药用真菌类产品走向全世界。
参考文献
[1]李羿,杨胜,万德光.药用真菌液体发酵研究进展及存在问题探讨[J].中草药,2012(10)
[2]江海涛.食药用真菌在保健食品中的应用研究[J].食品工业,2011(09)
篇5
【关键字】食用菌深加工,深加工企业,鞍山岫岩
一、鞍山市岫岩县食用菌深加工的现状
鞍山市作为东北地区食用菌产地的代表,辐射沈阳经济区,沿海经济带,为振兴东北老工业基地做出了应有的贡献。鞍山市食用菌种植主要集中在岫岩县,这得益于岫岩县的得天独厚的自然条件。岫岩县境内气候湿润,雨量充沛,年平均降雨量近千毫米。因此岫岩县是种植食用菌的最佳环境。岫岩县境内多山,其中作为养蚕和食用菌原料的经济林218万亩,占林地总面积46.4%。近年来,岫岩县食用菌栽培的品种逐年增加,现已拥有滑菇、香菇、平菇、姬菇、双孢菇、白灵菇、金针菇、木耳等10余个品种。其中,滑菇栽培规模最大,年接种量达5000万盘,产量5万吨,其产量约占全省滑菇总产量的70%、占全国滑菇总产量的25%、占全国滑菇出口量的50%。岫岩现已成为全国食用菌行业优秀基地县,是东北最大的食用菌生产基地。
近年来,岫岩县不断提高蘑菇深加工能力,拉长产业链,努力实现从原料基地向成品基地的战略转移,促进产业升级。大力推进食用菌深加工园区建设,以前营农高区为核心,积极引进食用菌深加工企业,培育和扶持龙头企业发展。“深山秀”牌滑菇罐头通过国家有关机构认证。此外,还兴建了东北地区唯一一处“百菇园”和全国第三个、东北地区唯一一座食用菌博物馆,“一园一馆”的建设,有力提升了岫岩食用菌产业的品牌形象。
二、鞍山市岫岩县食用菌深加工行业面临的问题
(一)生产规模小。岫岩县食用菌生产主要以家庭分散生产经营为主,规模小。生产单位是家庭,生产方式是手工,消耗最多的是廉价的劳动力,内含最低的是科技,这种作坊式的小农生产,分散无序,使得产业抵御风险的能力较差。随着食用菌产业的不断发展,尤其是日益高涨的市场需求,这就要求将家庭分散生产向规模化、规范化生产进行转变,以应对市场对质量上和数量上的不同时间和空间的要求。生产规模小、分散,产品销售易受商贩的控制而缺失销售的主动权,价格上受市场影响相对波动较大。
(二)供销信息滞后。菇农在生产过程中,供销信息严重滞后,不能很好地把握市场行情,而且要进行食用菌大规模生产,建设设施小区是一个很好地选择,但面对需要投资几十万资金的项目,群众有畏难思想情绪。
(三)种植品种单调。岫岩县食用菌一直以滑子蘑、香菇两个木腐菌品种为主,其它草腐菌品种为辅。一来,存在木腐菌的大量种植与森林承受能力之间的矛盾;二来,产品的结构多样化程度较低,缺乏珍稀、高附加值的菇类开发,例如灵芝、冬虫夏草等名贵药食兼用品种较少。
(四)种植场地利用率低。东北地区由于气候原因,冬季低温少雨。一般食用菌孢芽和菌丝体生长的适宜温度是20-30摄氏度,水是食用菌体的重要组成部分,是食用菌吸收营养,新陈代谢不可或缺的物质,新鲜菌体的含水量达85%-95%。所以冬季培植食用菌对特定的菇棚及培植技术有一定的的要求。夏秋季菇棚一般利用效率较低,常处于空棚现象,造成了资源的闲置。
(五)行业发展后劲不足。科技是岫岩县食用菌产业发展的有力支撑。但现有食用菌深加工企业设备简单落后,科技含量低,产品缺乏市场竞争力。建立研发部门从事食用菌深加工的研发,人员培训,技术推广是岫岩食用菌发展的必经之道。建设科研机构,购买科研器材,聘请专业人员导致目前资金缺口太大。
三、对鞍山市岫岩县食用菌深加工行业提出的建议
(一)建立专业化生产小区。改变传统的生产经营做法,用专业化的设施小区取代分散的家庭式作坊。对小区进行统一规划管理,加强区内基础设施建设,集中相对优势投入,改善设施和装备水平,逐步降低对劳动的依赖,提高科技含量。可以在区内建立无公害食用菌科技示范场,优质食用菌气调冷藏库、珍稀食用菌液体菌种生产线、速生丰产菌用林基地等提高生产效率,取得竞争优势。
(二)加强政策引导和信息及时输入。政府应加大对菇农的政策和信息引导,通过网上收集和市场考察,尽量向菇农提购销生产过程中的可靠信息,让群众多收益。信用社多想菇农提供贷款支持,政府积极帮助菇农解决资金问题。在租地问题上政府应给予业主租地补助,以解决租地难题。另外对于菇农的畏惧思想,应多做思想工作,让他们明白建食用菌小区,利大于弊,食用菌产业只会日益繁荣。
(三)优化种植产业结构。针对产品单一的问题,要做的就是转变种植模式,优化产品结构。岫岩县政府要调整食用菌种植结构,扩大草腐菌种植规模。在保持现有滑菇和香菇两大木腐菌品种稳定发展的基础上,要大力发展草腐菌,逐渐改变食用菌以木腐菌为主的局面,实现草腐菌和木腐菌并重的生产格局,增加草腐菌的生产总量,有效解决林菇发展矛盾。
(四)提高种植场地利用率。要完善食用菌培植、加工基地的建设,不断提高食用菌栽培管理技术水平,提高产量、效益,让菇农得到实惠。秋、冬季种蘑菇,夏秋季要充分利用菇棚、菇房,栽培姬松茸、草菇等高温型粪草生菌类,提高菇棚(房)利用率。在发展策略上,先集中力量发展专业乡、专业村、专业户,再逐步全面推广发展,同时推广标准菇房栽培蘑菇的产量效益。
篇6
金莲花自然状态下根再生能力差,仅靠种子繁殖,而药用部位花被采摘后导致没有种子可收,易造成种质资源的流失。因此引种并推广金莲花人工栽培技术,大规模开展规范化种植和产业化生产,以满足金莲花需求的快速增长、维持其资源可持续利用。金莲花喜冷凉、湿润和阳光充足的环境,适应性较强、易栽培,最适宜在砂质壤土中生长。实验证明[11],移栽期在第2年早春幼芽萌动前成活率达100%,可以耐夏季35~38℃高温,说明金莲花自身特性适合人工栽培,适宜大面积推广应用。
1.1繁殖方法
1.1.1分株繁殖蔡连捷[12]
将9~10月植株枯萎时采挖的野生种苗或4~5月出苗时挖取的根状茎进行分株,每株留1~2个芽,栽植行株距同种子繁殖。播后第2年即有少量植株开花,第3年后才大量开花。中国医科院药植所[13]也做过少量分株繁殖实验,证明分株繁殖法不适合大面积栽培。
1.1.2种子繁殖种子繁殖[14]
是金莲花人工栽培最常用的繁殖方法。可选择秋播或春播,秋播于种子采收后及时播种,春播则须将种子低温砂藏处理后播种育苗。移栽按行株距30cm×20cm定植。实践证明,种子繁殖适合金莲花大面积栽培且方法得当,收效较好。
由于金莲花种子存在生理休眠现象,新采种子需经低温湿砂藏或高浓度赤霉素处理,才可打破休眠[15]。连湘瑞[16]认为种子采后阴干贮存,一般在-5~5℃下砂藏60~90d即可解除种子休眠。杨德威[17]将蒙古地区金莲花的种子干藏,翌年春播种前温水浸种12h,7~10d即可出土,当年可开花。
顾增辉等[18,19]采用4周以上冷湿处理或GA3有机溶剂渗入法成功地打破金莲花种子休眠促进萌发;金莲花种子在15~25℃发芽率均高达95%以上,且不属于光敏种子,其种子粒度对发芽率的影响差异不大,种子可以进行混播;所用的GA3有机溶剂渗入法用量省、处理简便、种子晾干后便于随时播种以调节播期、贮存方便,可推广使用。
丁万隆等[20]认为,新采收的种子在5~6℃低温砂藏75d即可打破休眠,最佳方法是将金莲花种子室温干藏6~9个月后再经1个月低温处理打破休眠并发芽;金莲花种子在室温或低温下完成后熟,室温下贮藏只能保存约9个月,1年后将完全丧失发芽力。对此,李秀杰[21]也有相同的试验结果。
陈智卿等[22]对塞罕坝上年8~9月份适播的金莲花种子置干燥处储存,翌年春季取种子用50~60℃温水浸泡约24h搓去种子外脂层。与沙土1∶2比例混和加水搅拌堆放室外背风向阳温暖处,催芽20d后种子吸水膨胀裂嘴。
1.2人工栽培现状20世纪70年代,中国医科院药植所[15]在北京有小面积的金莲花引种栽培;宁夏六盘山的林药间作区也已成功引进适生而紧缺的金莲花,目前正加强规范化种植技术的普及推广;宁夏泾源、隆德县[17]金莲花于播后第3年后大量开花,最适采收期在花朵开放3~5d,此时总黄酮含量与花产量总体达到最佳。目前该地区引种栽培时间较短、栽培面积小,无法实现大量商品药材的供应。
丁万隆等[11]收集了河北围场、雾灵山、山西庞泉沟等地的金莲花种质资源,并在北京平原地区引种栽培,至少可进行4年以上连续栽培不减产,干花产量达450kg/hm2;人工栽培金莲花的花产量和总黄酮含量均较野生金莲花高,河北围场野生金莲花总黄酮含量6.4%,而家栽达7.4%~7.7%;引种到北京平原地区的雾灵山金莲花,可一年开花、结籽两次,第2次抽苔率达40%以上,如加强田间管理特别是增施肥料和及时防治病虫害,有望大幅度提高产量。
围场金莲花栽培与加工产业化开发项目计划于2010年前建金莲花种子基地13.33ha,建成金莲花生产基地6700ha,总投资1000万元,为后期提取研究金莲花有效成分、进一步开发金莲花茎叶及研制生产金莲花深加工系列产品提供了充足的资源保证。
2中药材野生抚育
野生抚育[23]是根据动植物药材生长特性及对生态环境条件的要求,在其原生或类似的环境中,人为或自然增加种群数量,使资源量达到能为人们采集利用并能继续保持群落平衡的一种药材生产方式。近年野生抚育发展迅速,将可能发展成为第3种重要的药材生产方式[24]。西北地区甘草、麻黄、肉苁蓉等药材围栏养护面积超过6.7万ha;川贝母、雪莲、冬虫夏草等珍稀濒危药材野生抚育正在走向产业化生产;五味子、罗布麻、刺五加、防风、连翘、龙血树、金莲花等野生抚育基地也陆续建立起来。截至2005-09,已有3批28种中药材生产基地通过了国家GAP认证,使野生抚育中药材GAP认证检查评定标准走上日程[25]。目前金莲花野生抚育基地正在建设中,其抚育方法及手段还不成熟,仍在摸索阶段,对其它药材抚育方法的成功实践应当充分的加以借鉴和学习。
2.1封禁封禁是以封闭抚育区域、禁止采挖为基本手段,促进目标药材种群的繁殖。目前采用较多的是围栏养护方法。由于天然围封见效快、收益高、易掌握,符合人民群众脱贫致富的愿望,因而具有广阔的发展前景。阿鲁科尔沁旗地区启动实施66667ha亩麻黄封育种植工程[26],采取围栏封闭并加以适当人工管护,使麻黄产量大幅度提高的同时,有效的开发利用了荒山荒坡等非耕地资源,达到产业优势和自然资源优势的有机结合,较好实现了物种保护、经济、生态和社会效益的统一。
2.2人工管理在封禁基础上,对野生药材种群及其所在的生物群落或生长环境施加人为管理,创造有利条件促进药材种群生长和繁殖。五味子采用就地抚育与栽植相结合[27]的政策。使用补栽技术,在缺株处或株、行距过大处进行补栽。相应的保护抚育管理措施有搭用天然架、修剪、人工辅助授粉及施肥、灌水、松土、除草、防治病虫害等。实践证明,选择在原生境重新栽植,符合药用植物的生物学特性,不仅成活率高,长势好,更重要的是能保证药材的道地性。加之将管理规范化,只需补栽及加强人工保护抚育管理,投资少且见效快。
2.3人工补种在封禁基础上,根据野生药材的繁殖方式和繁殖方法,在药材原生地人工栽种种苗或播种,人为增加药材种群数量。王良信等[28]在黑龙江省适于黄芪资源恢复的山林,进行了野生黄芪资源的人工更新和恢复,采取人工撒播栽培繁育种子的方法以增加种群数量,并在撒播黄芪后,适当采割影响其生长的榛、柞植丛以促进早期散播。另外,由于栽培黄芪每年收获大量种子,远高于以后栽培的需要,造成不能及时采收的种子自然散落,如将这部分种子采收而作为人工补种的种源,既提高了栽培的经济效益,也使得野生黄芪资源恢复有了种子保障。
2.4仿野生栽培仿野生栽培不同于中药材的间作或套种,是在基本没有野生目标药材分布的原生环境或相类似的天然环境中,完全采用人工种植的方式,培育和繁殖目标药材种群。不仅能够保持野生药材的品质,而且可以有效增加产量。王永明等[29]研究人参的生长规律及生物学特性,证实林下符合人参的生长环境。不但充分利用了林下无农药污染的山区自然优势,而且保证了药材的安全有效及质量稳定性,使过去由于农残问题影响出口的问题得以解决。
3金莲花野生抚育
中国植物志记载[13],金莲花广泛分布于我国东北、华北和内蒙古等地。山西、河北、内蒙古东部和南部、辽宁和吉林西部海拔1000~2000m气候冷凉的山地草坡、沼泽、草甸或疏林下的杂草丛中,燕山、雾灵山、吕梁山及坝上高寒山区均有分布[30,31]。据调查[32],野生金莲花资源量约150t,而市场需求量达750t,价格已涨至40~60元/kg。李联地等[33]在承德、张家口地区对野生金莲花调查显示,1998年围场县金莲花采摘量约200t,2000年不足100t。,由于人为的过度采摘,野生金莲花的种群分布已受到较为严重的影响。
河北围场金莲花野生抚育基地位于金莲花自然分布区,完全依靠野生资源,药材道地。目前有种子繁育基地27ha,生产示范基地107ha,重点保护区2000ha。200607月中旬,笔者对坝上金莲花抚育基地实地调查,正值花期的金莲花分布密度较大且花大,当地药农对部分抚育基地正在实施围栏封闭、人工管理等措施,并在密度较小地块适当进行了人工补植;有企业也在进行金莲花野生变家种人工栽培技术研究,从无性繁殖到有性繁殖、种子发芽试验、适宜的栽培气候条件等,已建立符合GAP标准的规范化种植基地约330ha[34];北京市喇叭沟门自然保护区金莲花抚育栽植300000株,平均每公顷产量570kg,由于采收金莲花不破坏土壤和植被且病虫害较少,满足保护水土及生态平衡的需求,可以选为有机农业的示范品种推广,以适当调整当地的农业产业结构。
除了以开发药材为目的进行的抚育研究外,也有人将金莲花作为一种野生花卉开展引种驯化,山西太原园林科学研究所[16]对金莲花引种完成了种子到种子的引种过程。随着野生抚育技术日趋成熟,抚育基地逐渐扩大,金莲花的生态产业模式将越来越受到重视,需要企业的介入及支持,更需要国家进一步加大基础性研究的支持力度。
4问题与展望
保护野生金莲花资源,人工栽培、野生抚育技术各有优势。一方面,加强和推广金莲花的人工栽培研究,使单纯的野外采摘转变到人工规模化种植上来。金莲花野生分布地区有限,变野生为家种并进行科学管理与种植,把金莲花从高山引向平原地区,进行大规模人工栽培和推广GAP规范化种植,可以满足金莲花的市场需求,并为野生抚育建设提供理论基础;另一方面,抚育通过围栏封闭的方式对大面积金莲花进行养护,充分发挥野生金莲花药材区的资源优势,防止过度采摘,保持并改善野生金莲花的生存环境。还可以在没有金莲花分布、但与原生地类似的环境中适当进行半野生栽培,辅以施肥、防治病虫害等人工管理措施,并在分布密度稀疏的地块适当进行人工补种以增加种群数量。由于野生抚育不占用耕地、人为干预少、药材质量较少改变、不易产生病虫害且远离污染源,因此是生产金莲花绿色药材、保持道地性、同时保护生物多样性和维护生态平衡的重要方法。
将金莲花野生抚育与人工栽培研究有机结合,互相促进互相补充。首先,抚育基地选择在原生境。从生态学上讲,野生抚育增加了目标药材种群的数量,改变了群落中各物种的数量组成,但群落基本特性并未改变,符合植物的生态型[35],保证了药材高品质的道地性及原生境资源的可持续利用。抚育基地的建立可实现金莲花资源多渠道开发,有效缓解市场供应紧缺及资源濒危问题;其次,使金莲花的开发及应用范围更加广泛。花卉产业的栽培重点在花期,以花大、花多为主要目的进行培育,如盆栽法管理上立支架、摘心、留茎、控制室内较低温度、反复多次打顶摘心等,目的是使金莲花叶茂花繁适于观赏。而医药产业,有效成分含量的高低直接影响药材的质量、价格和临床应用,栽培管理的重点则放在质量和产量。故针对不同的用途应当采用不同的手段进行培育,才能适应不同层次的市场需求;第三,野生金莲花生长分散,大量采收费时费力,而人工栽培GAP规范化种植和抚育管理技术则具有高度的集中性,无论是采收或是管理将更加集约化、系统化、科学化;第四,两者互相借鉴成功的实践范例。野生抚育是野生药材采集与家种药材栽培有机结合的一种新兴药材生产方式,本身与栽培具有一定程度的相通性,相关的研究都可以互相借鉴使用,资源共享将使科研与生产结合得更加广泛与深入。
总之,金莲花资源的开发与生产,当按照因地制宜、合理分工、优劣互补的原则,坚持开放式治理与开发式治理相结合的方针。国家和地方应加大研究力度并给予扶持或招商引资等资助,制定相应政策法规吸引人才。对抚育和栽培地区的农民,由政府及科研人员适当开展科普教育,引导他们共同参与到野生抚育和人工栽培的队伍中来,并给予充分的经济和技术支持。通过深入系统研究,繁育良种,建立规范的抚育及人工栽培基地,采用科学规范的采收和加工方法,实现并提升药材的质量稳定可控性,并在培育消费群体与商品流通渠道的过程中,逐步实现当地农业的产业结构调整。在考虑市场经济要求的同时,兼顾长远利益,依据自然地理分布特点和经济的内在联系,制定出最佳开发战略,以期实现生态效益和经济效益的最佳结合。
【参考文献】
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篇7
[关键词]青藏高原; 藏药; 濒危等级; 资源保护; 可持续发展
Endangered situation and conservation strategy of Tibetan medicine in QinghaiTibet Plateau
ZHAO Caiyun, LIU Huan, SU Jinsong, LI Xuanhao, JIA Minru, ZHANG Yi, ZHANG Jing*
(College of Ethnic Medicine, Chengdu University of Traditional Chinese Medicine, Chengdu 611137, China)
[Abstract]With the rapid development of Tibetan medicine industry, the study on plateau medicinal plants′ endangered status is not enough, measures to protect is weak and the plateau ecological environment′ inherent vulnerability, resulted in the shortage of Tibetan medicinal resources and affect the sustainable development According to the existing endangered information of Tibetan medicine resources, how to formulate feasible protection plan, is an urgent problem of the rational development and utilization of Tibetan medicine resources to be solved. To find out the endangered Tibetan medicines in Qinghai Tibet Plateau, the Grade division method of Chinese Rare and Endangered Plants was applied, the endangered species were sorted out, which divided into class one (threatened) eleven species, class two (rare) twentyone species, and class three (fading) fortytwo species,a total of seventyfour speciesIn addition to national protection list in "Chinese rare and endangered plants". It′s proposed to increase the endangered Tibetan medicinal species Finally, according to the endangered status of the resources,from the survey of endangered Tibetan medicinal species regularly, the germplasm repository establishment of endangered Tibetan medicine, in situ conservation, artificial cultivation research and renew the idea, reasonable development and utilization, a total of 5 aspects to discussed the protection strategy, to provide a scientific basis for the protection and sustainable utilization of Tibetan medicine resources in QinghaiTibet Plateau
[Key words]QinghaiTibet Plateau; Tibet medicine; endangered category; resource protection; sustainable development
doi:10.4268/cjcmm20162325
藏t药学经3 000多年的民族文化传承与成已成为具有浓厚民族特色、理论独特完整的传统医药体系[1]。由于藏民族一直生活在青藏高原, 以致藏医药使用藏药资源大多来源于青藏高原。随着人们对藏药越来越多的关注以及国民经济的快速发展等,藏药资源的需求量急剧升高,在青藏高原地区不同程度地出现了其资源的掠夺性采挖或捕杀,造成野生资源锐减,极大限制了藏药产业的可持续发展。独一味Lamiophlomis Herba为藏族习用药材,传统藏医使用为唇形科植物独一味Lamiophlomis rotata (Benth) Kudo带根的干燥全草[2],由于采挖多年生植物的根毁灭整个植株,不利再生,为了保护其资源,2010年版及2015年版《中国药典》[34]中均规定独一味法定药用部位为干燥地上部分。自治区科技厅曾组织相关专家前后3次对藏药材的濒危等级进行了讨论确定[5]。可见,国家和地方都十分重视藏药资源的濒危问题,但对于濒危藏药资源在国家法定保护名录中收录情况的系统整理还未见相关报道。为了摸清青藏高原濒危藏药物种的家底,对其制定切实可行的保护计划,本研究整理出青藏高原珍稀濒危藏药物种名录,同时探讨了其资源保护策略。
1青藏高原藏药资源概况
青藏高原号称“世界屋脊”、世界“第三极”,是世界上最高的高原。青藏高原在我国的行政区划包括青海,,川西阿坝、甘孜两州大部分县,甘南的临潭、夏河、碌曲、玛曲,滇西北的迪庆州一部分,新疆的塔什库县的大部分[6]。青藏高原藏药资源十分丰富,据最新文献统计[7],藏药品种为3 100余种,是使用植物药、动物药和矿物药最多的民族药。藏药中很多为高原特有种,如川西獐牙菜Swertia mussotii Franch、大花红景天Rhodiola crenulata (Hookfet Thoms) H Ohba、水母雪莲花 Saussurea medusa Maxim和雪灵芝Arenaria brevipetala Y W Tsui et L H Zhou等[8]。药用植物中,绿绒蒿属Meconopsis、垂头菊属Cremanthodium、大黄属Rheum、刺参属Oplopanax和棱子芹属Pleurospermum等15属也主产在青藏高原[9]。
2青藏高原藏药资源的濒危现状
21青藏高原濒危藏药资源的局部调查
经查阅文献,卢杰等[1011]调查分析了拉萨市、林芝地区和山南地区的濒危藏药植物资源,重点分析了资源的种类、生物量及资源量等,结果显示,拉萨市有37 种珍稀濒危藏药植物;林芝地区有35种珍稀濒危藏药植物;山南地区有49种珍稀濒危藏药植物。根据自治区分别在2000,2005,2009年制定的藏药材濒危等级,作者统计了各区域相应的濒危藏药植物种数,结果见表1。马建忠等[12]对云南德钦县的藏药植物资源展开调查,结果表明:144 种藏药植物中有国家一级、二级保护植物4 种, 濒临绝种野生动植物国际贸易公约(简称CITES )收录植物4 种,资源较濒危的37 种,占总数的26%。
拉萨市、林芝地区及山南地区的濒危藏药植物中,在两地或三地同时为濒危藏药植物种类的包括矮棱子芹Pleurospermum nanum、矮紫堇Corydalis hendersonii、暗红小檗Berberis agricola、长果婆婆纳Veronica ciliate subsp cephaloides、臭蚤草Pulicaria insignis、川木香Dolomiaea wardii、丛茎滇紫草Onosma waddellii、苞叶雪莲S. obvallata及塔黄Rheum nobile等40种。
22青藏高原濒危藏药的统计情况
221濒危藏药物种等级划分的标准使用《中珍稀濒危植物》[13]的等级划分方法,具体标准如下。
一级(濒危):濒临灭绝状态的物种。①数量极少,分布区狭窄,在分布地带处于绝灭危险;②仅生存在特殊的变化恶劣的生境,对自然变化适应能力不强,或遭受毁灭性的开发和灾害性的病虫害;③资源迅速减少,市场供应紧缺;④具有极重要的医疗、科研、经济价值的物种。
二级(稀有):处于衰竭状态的重要野生和栽培(或饲养)的物种。①数量和分布区有限,或分布省区较多,只是零星存在;②是单种属或少种属的常用物种,国产特有种类,生境有一定的特殊性;③栽培(或饲养)条件要求高,资源减少快,市场较紧缺:来自高大的木本,大型哺乳动物和珍稀的古化石物种;④在医疗、科研、经济上有重要意义的野生或栽培(或饲养)的物种。
三级(渐危):处于减少的重要常用物种。①分布区较广,但数量不断减少的物种;②生境发生改变,不断影响物种的发展;③开发利用过度,特别是属工厂生产所需原科资源骤减的物种;④部颁标准或地方标准收载,已形成商品的物种,自然或人为的影响,可以预见将来很可能成为濒危的物种。
222青藏高原濒危藏药物种的统计参考《中国藏药》[14]明确是否为青藏高原产藏药品种,对《中国珍稀濒危植物》[13]、国家重点保护野生植物名录[15]、国家重点保护野生动物名录[16]与国家重点保护野生药材物种名录[17]中的濒危藏药物种进行整理,同时结合藏医药基础理论、野外考察经验及青藏高原五省(区)藏区的藏药资源濒危状况[18],增加了部分濒危藏药物种。为了便于后期对所列濒危藏药物种作进一步分析讨论,本研究分别列出国家保护名录和建议增加的濒危藏药物种。参考青藏高原五省(区)藏区濒危藏药材,其基原植物在中国植物濒危信息系统(http: //rep iplant cn /) 检索到的记为一级(濒危);在《中国药典》2015年版中收载的植物种记为二级(稀有);在《中国藏药》中收载的植物种记为三级(渐危)。具体统计结果见表2。
综合上述国家保护名录和建议增加的濒危藏药物种名录中相同的藏药物种,整理得如下结果。
一级:豹、梅花鹿、白唇鹿、野牦牛、藏羚、高鼻羚羊、亚洲象、大花红景天、手参、西南手参、紫檀。
二级:马麝、马鹿、藏原羚、藏雪鸡、高山雪鸡、水獭、黑熊、棕熊、中国林蛙、穿山甲、刺参、黄连、胡桃、甘草、胀果甘草、光果甘草、冬虫夏草、匙叶翼首花、独一味、岩白菜、黄精。
三级:长叶云杉、桃儿七、肉苁蓉、胡黄连、雪莲花、川贝母、梭砂贝母、暗紫贝母、甘肃贝母、天门冬、粗茎秦艽、秦艽、小秦艽、五味子、华中五味子、诃子、毛诃子、金钗石斛、羌活、宽叶羌活、新疆阿魏、阜康阿魏、延龄草、短柄乌头、唐古特乌头、铁棒锤、甘肃蚤缀、藏党参、伞梗虎耳草、塔黄、毛瓣绿绒蒿、尼泊尔黄堇、鸡蛋参、波棱瓜、茅膏菜、喜马拉雅紫茉莉、马尿泡、乌奴龙胆、高山龙胆、秦艽、长果婆婆纳、甘松。
3青藏高原藏药资源濒危原因分析
31青藏高原生态环境的脆弱性
青藏高原生态气候类型特殊,海拔高,气候寒冷,降雨少,空气干燥。作为藏药的植物长期进化适应的结果为生长期短,生长缓慢,生长周期长,种群更新和增殖速度慢,一般为多年生植物,药材资源极易遭到破坏[20]。近年来由于全球性气候变化和人类活动的影响,使高原药用资源本身失去了正常生存和依托的环境,影响了其资源正常再生,造成许多藏药种类的资源量严重下降。
32藏药产业发展和市场开拓带来的资源需求量加大
随着国民经济提高,藏药产业化发展,加之许多中药生产企业也大量使用藏药品种,市场对藏药资源的需求量增加,在青藏高原部分地区不同程度地出现了对藏药植物资源掠夺性采挖和藏药动物资源过度捕杀,使藏药动植物种群数量不断减少,资源量下降。如藏药材红景天对于高原缺氧有独特的疗效,药用需求量大,在经济利益的驱使下,每年大花红景天被采挖量超过3 000 t,长期过度采挖导致其野生资源量急剧下降,目前红景天属Rhodiola多种植物已被收录于国家重点保护野生植物名录第二批(讨论稿)。
33对藏药资源的濒危状况研究不足,保护措施乏力
我国虽在药用植物的保护方面已开展部分研究工作,取得了一些成效,但与发达国家相比还有相当一段距离[21]。在青藏高原这一经济发展相对滞后的地区,采挖野生药材又是当地居民的一大经济来源,对野生濒危藏药资源的保护、合理化开发、可持续发展等,还未落到实处。如每到珍贵藏药材冬虫夏草的采集季节,数十万当地农牧民都上山采集,且大都将所有发现的资源全部采集,采集强度前所未有。如果继续只重开发而不加以保护,不久将会产生严重的后果。
4青藏高原濒危藏药资源的保护策略
41定期进行濒危藏药物种的调查
掌握各种濒危藏药物种的种类、客观储量及濒危程度等资料尤为重要,可为后期制定青藏高原藏药保护品种和保护区域工作打基础。濒危藏药资源处于不断动态变化的过程,应定期组织相关专家团队到青藏高原等藏药植物生长地后,系统调查濒危藏药资源现状,编制这一时期最新的濒危藏药资源目录,调查的重点建议为临床常用藏药,内容包括资源种类、分布范围、数量等,再结合其市场已有的制剂或配方、年使用量、销量、开发前景等情况,综合考量制定最新的合理的藏药植物濒危等级。
42建立濒危藏药的种质资源库
青藏高原的特殊生境孕育了珍贵的藏药种质及遗传资源,这是大自然留给人类及其他生物的宝贵财富。孙航等[22]对青藏高原大部分地区(除喜马拉雅南坡中低海拔的热带亚热带地区外)进行了为期4年的植物种质调查、采集,共完成100 472份种质资源,但仅覆盖了青藏高原植物384%的物种,故进一步的收集保存工作仍需开展。建议在有条件的地方或科研院所,投资建立适合于高原特有药用植物种类的种质资源库或在国家已建立的种质资源库(如中国西南野生生物种质资源库、国家中药材种质资源库等),重点对濒危藏药植物的种子、果实、花粉、无性繁殖体等活性材料M行保存与研究。
43就地保护
拉萨以北城关区夺底乡夺底沟生长着许多种类的高原草本植物,其中包括大量珍贵的濒危藏药,是300余年来的藏医药学的教学基地[23]。第司・桑杰加措和钦绕罗布大师为代表的广大师徒,严格按照传统采药、认药期各项规律,于此进行为期15 d左右的野外实践教学,有必要保护好这块藏药业的教学宝地。就地保护不仅体现了药用植物“道地”的原则,还保证了种质资源的纯正和不退化[24]。建议根据自然地理环境及药用植物分布情况,建立相应保护小区,尽可能地把生态、社会、经济效益有机结合起来,有效缓解生产与保护之间的矛盾,使藏药的道地药材得到充分的保护和健康发展。
44人工种植研究
濒危藏药材的人工栽培研究是不断发展的藏药产业所必需的,也是不断恶化的生态环境所要求的。如自治区科技厅联合自治区藏药厂、藏医学院、高原生物研究所等7家单位开展了“濒危藏药材人工种植栽培技术研究”项目[2526]。应注重的是:在栽培过程研究中,一是选择与野生植物生境相似的区域,并能用自然山水浇灌,努力做到接近天然;二是尽量避免使用化肥、杀虫剂、井水和缓流的污染水。要了解高原环境的实地情况,在掌握植物自身的性质、长势、适应能力、生长发育、生存期等特点的基础上,反复研究和试验各种栽培方法,因地制宜,才能真正走到既保护又发展的良性循环轨道。
45更新观念,合理开发利用
除贯彻执行《野生药材资源保护条例》等法律法规之外[27],政府部门还应大力宣传保护青藏高原藏药植物资源的重要性,提倡长远利益和近期效益的合理调节,把高原药用植物资源的保护放到重要的战略地位,改变向大自然无情地索取的错误做法。如短管兔耳草Lagotis brevituba Maxim等多年生草本,要严格按照自然生长周期采收,秋季完全成熟的种子要靠冬季的风播撒,才能延续大范围的自然生长规律。
5结语
近年来,藏医药学得到了前所未有的发展,藏医药也逐渐走向全国,走向世界。但是,在强劲发展的背后,有限的藏药材资源也以同样惊人的速度被消耗,所以,有必要开展藏药资源的濒危状况研究。藏族是我国使用矿物药最多的民族,但对于藏药矿物类资源的濒危情况本研究未涵盖,后期可加强藏药矿物类药物的实地考察研究;本研究所整理的青藏高原藏药濒危情况主要针对野生资源,未考虑近年来已成功实现大规模人工栽培的藏药,如藏木香Inula racemosa Hookf和黄连Coptis chinensis Franch等,后期研究可综合考量野生与栽培(或饲养)藏药资源后的实际情况,制定人工成功栽培(或饲养)后的青藏高原濒危藏药物种名录;2015年版《中国药典》中藏药材红景天的法定来源为大花红景天R crenulata的干燥根和根茎。除用本种外,还用长鞭红景天R fastigiata (HK f et Thoms) S H Fu等,考虑到大花红景天植物资源已面临枯竭,后期可加大对红景天属其他种藏医常用红景天的研究,扩大藏药材红景天的药源,同时加强其综合开发利用研究。
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篇8
【摘要】
药用植物是一类具有特殊用途的经济植物,以采集野生植物为主,育种和栽培技术薄弱,供需矛盾突出。近几年我国育成了一批优质、高产、稳产、抗性强、适应性相对较广的药用植物新品种,为资源保护和利用、推动中药现代化奠定了基础。该文综述了近年来我国在药用植物育种中所取得的成就,主要介绍了诱变育种、组织培养技术、选择育种、杂交育种,并对其存在的问题及发展前景作了简要分析。
【关键词】 药用植物; 种质资源; 育种
药用植物是一类具有特殊用途的经济植物。在我国,药用植物经过几千年的应用和发展,已经形成了具有悠久历史的传统中医药。到目前为止,我国已报道并应用的药用植物有11 000种[1]。但在长期的利用过程中却忽视了对野生种质资源可持续利用的研究,致使许多种类由丰富变为稀少,甚至到了濒危的程度。如甘草、黄芩、远志、冬虫夏草等的蕴藏量明显减少。开展药用植物资源的可持续利用是保护野生种质资源遗传多样性、保护生态环境的唯一有效手段。
在药用植物资源的可持续利用研究中,种质资源中良种的优选、优育十分重要,尤其是野生亲缘植物和古老的地方种是长期自然选择和人工选择的产物,由于天然杂交、基因重组、分离、基因漂变或突变,可能蕴藏着丰富的已知或未知的有用基因,具有独特的优良性状和抗御自然灾害的特性,是进行优良个体筛选的物质基础,也是品种改良的源泉。药用植物的育种目标既要提高入药部位的生物产量,更要提高药用成分的相对含量。常规技术和植物生物技术的有效结合加速了药用植物新品种选育的进程,使得药用植物育种工作卓有成效。本文从诱变育种﹑倍性育种﹑选择育种﹑杂交育种﹑组织培养几个方面讨论种质资源的搜集及整理的必要性,以及目前我国药用植物育种的研究进展,即分子标记辅助选择和空间育种在药用植物育种中应用的可行性。
1 药用植物育种研究进展
药用植物的育种目标既要提高入药部位的生物产量,更要提高药用成分的相对含量。常规技术和植物生物技术的有效结合加速了药用植物新品种选育的进程,使得药用植物育种工作卓有成效。
1.1 诱变育种诱变育种是指利用各种物理因素、化学因素和生物因素诱导植物发生突变,根据育种目标进行选择新品种的育种技术[2]。诱变育种突变频率高,诱发变异较易稳定,适用范围广,可有效改良作物个别单一性状,缩短育种年限的特点。
1.1.1 离子束诱变育种离子束生物工程是利用低能重离子注入生物体、组织或细胞,使其产生生物学效应的科学。如使染色体产生各种变异、改变细胞的跨膜电位、对细胞的膜或壁进行刻蚀加工产生可修复的微孔或洞等。这就决定了注入离子的质、能、电联合作用的生物学效应比核辐射产生的生物学效应具有更丰富的内容和更宽广的诱变图谱。单个离子注入技术的发展大大地克服了核辐射诱变的盲目性并降低辐射诱变的负效应,使定向诱变成为可能[3]。
自20世纪80年代利用离子束注入对农作物品种改良获得成功后,此项技术开始应用于药用植物育种。甄卫军等[4]将离子束注入麻黄草种子后,对种子的生长产生了良好的生物学效应。注入剂量4×106 N+/cm2发芽率最高为76%,比对照增长43.4%,注入剂量4×106 N+/cm2时,和硕蓝麻黄草种子盆栽出土率最高为42.3%,比对照增加了64%。魏胜林等[5]对甘草干种子注入能量为25keV,注入量为600×2.6×1013~3 600×2.6×1013/cm2的N+,其中1 800×2.6×1013/cm2的注入量能有效提高甘草6 d幼苗的主根生长和30 d幼苗根冠比干重和鲜重,促进侧根发生,明显刺激6 d和30 d幼苗的下胚轴和主根、茎高的生长。魏胜林等[6]对甘草干种子注入总量为4.68×1016/cm2、能量为10~25 keV的N+对甘草叶片腺体数、腺体分泌多糖、叶内多糖、叶片总多糖均有刺激效应。其中15 keV的N+注入叶片腺体分泌多糖比对照提高44.1%(P
此外彭镇华等以低能N+离子的不同剂量注入银杏胚部,引起酯酶同工酶和过氧化物同工酶在数量、种类和活性上的变化;注入剂量会导致酶谱的变化但不显著。新疆大学离子束生物工程实验室对低能离子注入麻黄种子生物效应进行了初步研究表明离子注入对麻黄种子的生长起良好的生物效应。内蒙古大学内蒙自治区离子束生物工程重点实验室通过对黄芪、沙棘和麻黄初步实验结果表明,离子束注入药用植物种子可引起明显的生物效应,具有可喜的应用前景[8]。
1.1.2 辐射育种辐射育种是利用物理诱变因素引起染色体、基因和细胞质的变异,用以改良某些或某个特别性状,在药用植物中应用较多的主要是以γ射线和微波为辐射源。
射线辐射育种在药用植物中的研究应用较早,1921年Blakesles首先用X射线照射曼陀罗的种子,获得了各种形态的突变型,20世纪70年代以后Michalaski用20kR剂量的γ射线照射毛花洋地黄进行选择,获得了有效成分含量高的品系[9]。Darimow用X射线处理罗木的种子,所得的突变体生物碱含量特别高。Deril等用X射线照射香罗勒的种子,选育出了高产的一叶萩突变品系。Getsadze用10-11 kR的γ射线照射香罗勒的种子得到了突变体,不但具有高的精油产量,而且具有抗镰孢菌的能力。我国的辐射育种开始于1987年,所育成的品种抗病、耐贮藏,且早熟。四川省中药研究所用二氧化碳激光照射薏苡种子,育成四激薏78-1号新品种,具有植株矮,分蘖多,千粒重大等优点[10]。药用植物人参、元胡等的辐射育种已经开始[11]。
大多数微波辐射处理是针对提高种子发芽率而开展的,利用家用微波炉即可实现,简单方便。其作用机理为将高频辐射波转化为种子内的分子动能,激活种子内部处于休眠状态的成分从而在一定程度上解除休眠;另外微波穿透力大,使种子内部温度升高,加快细胞分裂和生长,因而有促进生长和缩短发芽历期的作用。但是不同类型的植物种子,是否存在着一个共同范围内的最佳微波辐射量,即种子质量与辐射量的关系还需进一步实验研究[12]。
申志英等[13]对龙胆种子发芽率进行微波辐射方面研究。低温沙藏的种子,用家用微波炉(150 W)分别辐射15,20,25,30 s,结果表明微波辐射15s发芽率提高10%~16%,可提前2~3 d萌发。申志英等[14]将春播前的射干种子搓去种皮,用家用微波炉(150 W)辐射30 s发芽率提高50%左右,且出芽速度快较整齐。
1.1.3 化学诱变化学诱变是利用一些烷化剂、碱基类似物或叠氮化物等化学诱变剂,采用浸渍法、滴注法、注射法、涂抹法或熏蒸法处理植物种子、花粉、子房、合子、茎尖等部位,使后代产生遗传性的改变。甲基磺酸乙酯(EMS)被证明是最为有效而且负面影响小的诱变剂。与其他烷化诱变剂类似,是通过与核苷酸中的磷酸、嘌呤和嘧啶等分子直接反应来诱发突变。EMS诱变后产生的突变频率高,且多为显性突变体,易于突变体的筛选[15]。
EMS诱发的突变主要通过两个步骤来完成,首先鸟嘌呤的O6位置被烷基化,成为一个带正电荷的季铵基团,从而发生两种遗传效应:一是烷化的鸟嘌呤与胸腺嘧啶配对,代替胞嘧啶,发生转换型的突变;二是由于鸟嘌呤的N27烷基活化,糖苷键断裂造成脱嘌而后在DNA复制过程中,烷基化鸟嘌呤与胸腺嘧啶配对,导致碱基替换,即G:C变为A:T。EMS化学诱变产生点突变的频率较高,而染色体畸变相对较少,可以对作物的某一种特殊性状进行改良[16]。
化学诱变在农作物中如玉米、水稻、大豆等种质资源创新及育种中使用比较广泛,报道较多,但在药用植物中的应用还比较少,通常将该技术与组织培养结合起来使用。如张秀省等[17]报道利用EMS处理长春花愈伤组织发现愈伤组织发生了变异,不仅生长快,且吲哚总碱含量高。
1.2 倍性育种根据育种目标的要求,采用染色体数加倍或染色体数减半的方法选育植物新品种的途径称为倍性育种,包括两种形式:①利用染色体数加倍的多倍体育种;②利用染色体数减半的单倍体育种。
1.2.1 单倍体育种单倍体只含有其双亲的一套染色体组的类型。获得单倍体的方法有单性生殖法、体细胞染色体消失法和组织和细胞的离体培养技术等。
单倍体植株往往不能结实,在培养基中用秋水仙素处理使染色体加倍可以获得纯合二倍体植株,这种培养技术在育种上的应用被称为单倍体育种。单倍体育种具有高速、高效率、基因型一次纯合等优点,因此通过花药或花粉培养获得单倍体的育种技术,已经成为一种崭新的育种手段。Pelletier(1972)首次利用石刁柏花药进行离体培养成功获得了含有一定比例单倍体细胞的混倍体愈伤组织。Dore(1974~1979)在Pelletier工作的基础上,利用花药离体培养技术,首次获得超雄(XY)和纯合的二倍体雌株(YY),然后用组织培养的方法,大量繁殖超雄株和两个纯系的雌株种植于田间进行杂交,选育出早熟高产的杂交组合。利用此组合产生的杂交种子用于进行商业生产从而获得全部是早熟高产的雄性植株(XY);Falarigna(1986)得到的全雄系杂种比标准品种增产60%~100%。北京农业大学、西北农业大学和天津农学院等单位均对石刁柏花药培养的接种时期、诱导方法、培养基配比、控制体细胞干扰、染色体自发加倍变化及根分化等方法进行研究,也获得花药培养的单倍体植株[18]。褚云霞等[19,20]作百合花药培养花粉植株单倍体率可达25%。S.S.Bhatmagar以麻黄雌配子体为外植体诱导产生愈伤组织,经分化培养得到完整的单倍体植株。
1.2.2 多倍体育种植物多倍性是植物的细胞内存在3个或3个以上染色体组。多倍体植株的农艺性状通常有明显变化,突出表现在根、茎、叶器官上具有巨型性,往往也具有较大的花和果实,这能大幅度提高以相应部位入药的药材的产量[21]。
多倍体植株叶部形态有明显的变化,多倍体植株叶片的气孔大于二倍体,其保卫细胞中的叶绿体数随倍性水平的提高而增加,每视野中气孔数多倍体明显少于二倍体,这可以作为初步鉴定多倍体植株的一个依据[22]。
秋水仙素是一种微管解聚剂,常用于诱发植物染色体加倍。秋水仙素与正在进行有丝分裂的细胞接触时,首先与微管蛋白异二聚体结合,从而阻断微管蛋白组装成微管并引起原有微管解聚,使细胞中与微管相关的功能受到阻碍和丧失,不能形成纺锤丝,阻碍了中期以后的细胞分裂进程。当秋水仙素被洗掉,细胞恢复正常分裂功能后,染色体数目增加了1倍,产生染色体数加倍的核。但各种植物和不同组织中的微管蛋白与秋水仙素结合能力不同,因此处理时要注意秋水仙素不同浓度、不同时间、不同处理及恢复期的温度等等对植物细胞产生的不同程度的影响[23]。表1列出了近年来药用植物多倍体育种的进展情况。表1 近年来药用植物多倍体诱导的研究进展(略)
三倍体植株的同源染色体为三组,在进行减数分裂的后期,染色体无法完成均衡分配,整个染色体的分配过程或者说减数分裂的过程杂乱无章,无法形成正常的配子,结果,导致形成染色体数目极不均衡的配子,造成生殖细胞的高度败育,产生无籽现象。这一特点也被用于药用植物的育种上来。如安巍等[53]采用倍性育种的方法,成功地培育出了三倍体无籽枸杞。
1.3 植物组织培养辅助育种技术植物组织培养是生物技术中应用较成熟,与常规的诱变育种方法相比,具有明显的优越性。首先在组织培养条件下可以反复大批量的在培养瓶中处理植物愈伤组织、丛生芽,提高多倍体诱导成功率,其次由于组织培养技术不受节气等自然调节的影响可以大大缩短诱导时间并在短期内快速鉴定出大批量株系,繁殖大量试管苗。
许鸿源等[54]以三七根为外植体,以MS+2,4-D为基本培养基,研究了6BA、KT、ZT和灵发素(LFS)对愈伤组织诱导的影响,结果表明在CK的基础上添加2 mg/L LFS可以促进茎段愈伤组织早发生1~2周,诱导率达到81.5%,比CK高出30%。LFS能使愈伤组织鲜重在40d内增加到了60.2%,而KT、ZT和6BA仅增加了13.4%~21.8%。
王会等[55]将薰衣草无菌苗茎段进行丛芽诱导和生根壮苗研究。在MS培养基础上,以不同激素配比对薰衣草进行丛芽诱导及生根壮苗研究,结果表明:MS+6-BA 2.0mg/L+IBA 0.25 mg/L+GA 2.0 mg/L丛芽诱导效果显著,诱导增殖系数为12。培养基MS+NAA 0.5 mg/L适宜薰衣草壮苗生根;活性炭对薰衣草壮苗生根有抑制作用。宋馨等[56]用20 bayed和Saxena将贯叶连翘根作为外植体,在生物反应器预培养后,转入设计的电脑控制环境的系统(CCES)培养瓶中生长发现增加CO2供给的CCES系统植株生长量,叶绿素a和b增加金丝桃素等活性成分含量都是最大的。
李琰等[57]对杜仲的组织培养方面研究作了大量研究,研究发现:MS培养基有利于杜仲幼茎愈伤组织的诱导,而B5培养基不仅对叶的愈伤组织诱导有利,对茎和叶愈伤组织的继代培养也是最理想的。在杜仲愈伤组织诱导中田间材料幼叶取样时间以3月中旬为好,幼茎的取材时间以4月中旬以前最佳,无菌苗以下胚轴、子叶、真叶诱导效果较好,诱导愈伤组织的培养基pH值以6.3较适宜,培养室的光照条件以12h光照,12h暗培养较有利愈伤组织。诱导茎段的大小和接种方式以0.7cm长度横放方式诱导效果较好[58]。愈伤组织继代培养时接种量在0.35 g左右比较合适,愈伤组织的生长曲线大致呈 S形,在20 d时达到最大值,而总黄酮和绿原酸的含量均在16 d时达到最大值。在继代培养中,茎和叶愈伤组织的增长量、绿原酸和总黄酮含量均在第3代达到最大值,下胚轴诱导的愈伤组织的增长量,绿原酸和总黄酮含录均在第4代达到最大值,子叶愈伤组织的增长录和总黄酮含量在第5代达到最大值,绿原酸含量于第4代达到最大值。不同来源的愈伤组织中叶愈伤组织中绿原酸含量最高下胚轴愈伤组织中总黄酮含量最高[59]。
1.4 选择育种选择育种是指直接利用自然变异 ,不需要人工创造新变异而从中进行选择,并通过比较试验的育种途径。
药用植物长期以来野生群居生长,在自然状态下,由于天然杂交、基因重组、分离、基因漂变或突变,个体间在遗传性状上存在很大差异,其中可能蕴藏着丰富的已知或未知的有用基因,如控制高产、优质、抗病、抗逆等优良性状的基因和控制有效成分代谢途径和代谢速度的基因等[60]。这种在自然状态下产生的变异是进行优良个体筛选的物质基础,通过定向选择,可以实现有利基因的积累,从而显著改变原始群体的面貌,促使新变异的出现,直至选育出优良的品系或品种。
近几年在广东省中药材规范化、产业化建设过程中,广州中医药大学联合相关的中药企业在省内建立了穿心莲、广藿香、阳春砂仁、广佛手、巴戟天、高良姜、溪黄草、化州橘红、山银花、五爪龙、九节茶、广金钱草、鸡肾草、何首乌、鱼腥草等10多种中药材规范化种植研究(GAP)基地。对这些中药材规范化种植生产的各个环节进行了系统的研究、总结和整理。其中,开展了这些中药材的物种鉴定和优良品种繁育研究。对这些中药材的不同栽培品种进行了调查、鉴定,初步筛选出不同的农家种,如砂仁的“圆果”“长果”;巴戟天的“小叶种”“大叶种”;广藿香的“牌香”“肇香”“南香”;广佛手的“握拳果”“张手果”;鸡肾草的“小叶鸡肾草”“大叶鸡肾草”等;并初步筛选出优良品种,如巴戟天的“小叶种”、广藿香的“牌香”等[61]。
韩维亚等[62]运用林木选择育种原理,从297株雌银杏古树中发现并选育出两个具有药用价值高、结实早、丰产稳产、抗逆性强等特点的黑银杏优良无性系-中银黑1号和中银黑2号。黑银杏种仁中总黄酮含量0.9 mg/kg,叶片中总黄酮含量8.5 g/kg,分别比普通银杏(梅核白果)高50%和41.7%。
近年来人参育种取得了很大成效,中国农业科学院特产研究所采用集团选育法育出了有效成分含量较高的黄果人参新品种,赵寿经等[63]运用高产选育方法育成吉参1号品种。徐昭玺等[64](1997)对人参选择育种开展了研究,发现人参混合选择效果不明显,不同等级的母株对后代产量的影响较大。
郭巧生等[65]从4个栽培类型的药用中选育出具有优良栽培性状且高产的“红心菊”和“小自菊”两个推广材料。
1.5 杂交育种杂交育种是指以基因型不同的品种进行或结合长成杂种,通过培育选择,获得新品种的方法。杂交育种是选育新品种主要途径,是近代育种工作最重要的方法。由于杂交引起基因重组,后代会出现组合双亲控制的优良性状基因型,产生加性效应,并利用某些基因互作,形成具超亲类型新个体,为培育选择提供了物质基础。杂种后代群体,通过培育、鉴定、选择等步骤,获得优良单系,再经过无性繁殖就形成新品种。杂交育种按性质可分为有性杂交育种和无性杂交育种。在有性杂交育种中,根据亲缘关系的远近,又可分为品种间杂交和远缘杂交。一般杂交育种是指品种间杂交育种。按育种不同要求可采用简单杂交,回交和复式杂交等方式。杂交育种主要考虑亲本应具有重要目标性状的基因,选择育种值大的性状。考虑亲本间性状基因互补,选生态地理上相距远的双亲配合力高的作亲本并配制组合等。
杂交育种作为一种常规的育种技术,在药用植物育种上也得到了广泛的应用。如黄春洪(2001)进行了根状茎组的盾叶薯蓣×穿龙薯蓣、盾叶薯蓣×山萆薢的杂交研究,能够产生杂交种子,而在盾叶薯蓣×山萆薢,这分属两组的代表植物的杂交试验中没有获得杂交种子[66]。赵合句等[67]对1983年育成的松蓝与荠菜属间杂交品系进行了比较试验,发现杂交品系在产量、抗病性等方面具有较大的优势。韩宁林等[68]对湖北不同群体间银杏远距离花粉授粉,获得在叶产量、芽数、苗高和地茎粗等方面具有杂种优势的后代。刘玮等[69]进行了丁香属植物的有性杂交试验,研究表明18个组合中有5个获得了杂种,同时发现后代结实率存在较大差异。王秋颖等[70]对多个天麻品种进行多年正反交试验,培育出4个杂交品种,其中3个是高产品种,同时这些品种遗传稳定,天麻个数和产量与双亲相比都有较大的提高,可大面积推广。王锦秀等[71]为培育大果粒枸杞新品种,2002~2004年采用枸杞与番茄进行属间远缘杂交育种试验,共配置21个杂交组合,从中筛选出7个杂交组合,培养出7个杂交后代株系,其中有2个株系已开花结果,这一研究结果说明某些茄科植物不同属间进行杂交是可行的。
2 讨论
2.1 种质资源对于药用植物育种的重要性“药用植物的种质资源”是泛指一切可用于药物开发的植物遗传资源,是所有药用植物物种的总和。种质资源遗传多样性是药用植物种质鉴定的基础,是利用基因资源的基础,是引种栽培和资源保护的基础,同时也是育种的基础。种质资源是药材生产的源头,种质的优劣对产量和质量有决定性的影响,种质资源研究特别是种质资源遗传多样性的研究在药用植物开发中具有重要意义因此需要投入更多力量加以研究[72]。药用植物种质资源研究的主要内容包括种质资源的调查、收集和整理,建立种质资源描述系统;种质资源的保存技术研究;种质资源的鉴定和评价研究,以提高药材质量,培育优良品种为目标,筛选优良种质资源[73]。
我国是中药材原料的重要出口国,野生植物资源保护力度不够,只开发不抚育造成了野生植物资源的迅速减少,许多珍贵的药用植物已经处于濒危甚至灭绝的边缘。目前在我国以上工作已经开始进行,如种质资源的收集、整理、评价[74];种质资源保护技术[75];以及为有效保护资源而开展的各种育种工作。
2.2 分子标记辅助选择在药用植物育种中的可行性和前景DNA分子遗传标记技术又称DNA分子诊断技术,是指通过直接分析遗传物质的多态性来判断生物内在基因排布规律以及其外在性状表现规律的技术。任何生物种或个体都具有特定的DNA多态性,通过直接诊断分析DNA的多态性便能避开遗传特性表现过程中的环境因素,数量性状遗传或部分与完全显性的干扰,快速准确地测定DNA的差异性[76]。
DNA分子作为遗传信息的载体,不受外界因素和生物体发育阶段及器官组织差异的影响,具有较强的遗传稳定性和较高的化学稳定性,在陈旧标本中所保存下来的DNA仍能够用于DNA分子遗传标记的研究,所以随着分子生物学和分子克隆技术的发展,DNA分子标记技术会越来越丰富并且在药用植物学的发展中得到满意结果,目前用于药用植物育种的分子遗传标记技术有RFLP,RAPD,APPCR,AFLP等[77]。
2.3 空间技术在药用植物育种中的应用空间诱变育种,是利用高空气球、返回式卫星、飞船等航天器,将作物种子、组织、器官或生命个体搭载到宇宙空间,利用宇宙空间特殊的环境诱变作用使生物基因产生变异,再返回地面进行选育,培育新品种、新材料的作物育种新技术。它是航天高科技与农业遗传育种相结合的产物,是综合了宇航、遗传、辐射、育种等跨学科的高新技术。航天育种的最大优势在于有可能在较短的时间内创造目前常规诱变育种方法难以获得的罕见基因资源,培育出有突破性的优良品种[78]。
1994,1996年发射的返地卫星,分别搭载了红花、桔梗等药用植物种子。经研究发现了抗逆性增强、活性成分提高,品质得到了明显改良[79]。
药用植物品质(产量及药用成分)的优良性、均一性、稳定性和可控性是保证中药生产和中成药疗效的首要环节,优良品种是生产优良药材的基础,只有经过选育的良种才能实现品种的生物学性状整齐、遗传基因稳定、产量稳定、药用成分含量高目稳定可控。因此,开展药用植物选育种研究是实现中药现代化与产业化的客观要求。但我国药用植物资源众多,一方面野生资源数量和种类在迅速减少,另一方面人工驯化和育种工作没有全面系统展开,为保证药用植物的可持续发展,还有待于加大研究力度,选育具有我国自主知识产权的品种。
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