于 巖
(黑龍江省黑河市璦琿對(duì)俄進(jìn)出口加工基地管理委員會(huì),黑龍江黑河 164300)
植物是非常寶貴的資源,對(duì)于治療人類疾病有著很大的優(yōu)勢(shì)。世界上有3/4的植物都可以入藥。例如,癌癥是一種較難治愈的疾病,而近期科學(xué)證明了紅豆杉的細(xì)胞可以生成抗癌的物質(zhì)。但是,目前有些植物由于自身對(duì)生長(zhǎng)環(huán)境的要求很高,或者是由于人為因素,使得其依靠自然條件生長(zhǎng)不能獲得很高的產(chǎn)量,特別是目前還存在著一些瀕臨滅絕的植物。因此,為了發(fā)揮出植物幫助人類抵御疾病的作用,可以采取植物組織培養(yǎng)方式來(lái)培育植物。
任何植物的離體細(xì)胞在人工培育的情況下都有可能發(fā)育成為完整的植株,這又被稱為細(xì)胞的全能性。由于細(xì)胞的全能性,植物組織培養(yǎng)在理論上是可行性的。目前,利用植物組織培養(yǎng)生產(chǎn)藥物已成為藥物生產(chǎn)的主流方式。為什么迫切地需要通過(guò)植物組織培養(yǎng)來(lái)生產(chǎn)藥物,首先很多植物所能生產(chǎn)的藥物是非常獨(dú)特的,很難利用微生物生產(chǎn)出來(lái),而相比較自然植物生成的藥物來(lái)說(shuō),化學(xué)合成的藥物比較劣質(zhì);其次,植物用藥在對(duì)抗人類疾病上有著很大的優(yōu)勢(shì),目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了幾十種能夠用來(lái)對(duì)抗病毒或者對(duì)抗癌癥的植物提取物[1]。但是,在自然條件下,植物缺乏相關(guān)保護(hù),有時(shí)因?yàn)橹参锏乃幱眯粤己枚沟弥参锖茉缇捅蝗瞬烧?,市?chǎng)上供不應(yīng)求。相比于露天進(jìn)行植物培養(yǎng),植物組織培養(yǎng)有著以下明顯優(yōu)勢(shì):生產(chǎn)不受限制,不受季節(jié)、有害生物、地區(qū)的干擾;占地面積小,有進(jìn)行規(guī)?;a(chǎn)的可能;在篩選高產(chǎn)的細(xì)胞株時(shí)更加方便;生產(chǎn)周期短,所需人力少,生產(chǎn)設(shè)備簡(jiǎn)單;方便通過(guò)生物轉(zhuǎn)化或者人工誘變尋找新品種。
2.1 挑選組織培養(yǎng)的藥用植物 目前通過(guò)植物組織培養(yǎng)而成功生產(chǎn)出藥物的藥用植物達(dá)200多種,而通過(guò)植物組織培養(yǎng)出來(lái)的植物性能不一,既有瀕臨滅絕的植物,也有十分常見(jiàn)的植物,當(dāng)然也有一些地區(qū)性植物,如高山紅景天、川西獐芽菜、水母雪蓮等。在用藥方面,既有比較常見(jiàn)的生產(chǎn)用藥植物,也有比較罕有的用于生產(chǎn)抗癌藥物的植物,如紅豆杉、長(zhǎng)春花、狗牙花等。
另外,目前在進(jìn)行植物組織培養(yǎng)時(shí)所運(yùn)用到的材料有所改變,從過(guò)去的由植物的根、莖、葉、花、種子和果實(shí)等進(jìn)行組織培養(yǎng),發(fā)展到利用器官誘導(dǎo)出愈傷組織、毛狀根等,再利用其進(jìn)行組織培養(yǎng)[2],最后發(fā)展到如今的細(xì)胞培養(yǎng)。在此期間經(jīng)歷了多種轉(zhuǎn)換,從原理到技術(shù)都有著重大的變革。
2.2 進(jìn)行植物組織培養(yǎng) 在進(jìn)行植物組織培養(yǎng)時(shí),培養(yǎng)技術(shù)有著很大的改變,技術(shù)水平在不斷提高,從過(guò)去進(jìn)行液體靜態(tài)培養(yǎng)、固體培養(yǎng)或者懸浮培養(yǎng),逐漸發(fā)展成液體連續(xù)培養(yǎng)、細(xì)胞固定化培養(yǎng)或者深層大罐發(fā)酵。而如今人們依然沒(méi)有停下自己探索的腳步,近期人們又對(duì)通過(guò)電刺激或者體外脅迫等影響植物組織培養(yǎng)產(chǎn)生了好奇,當(dāng)然也有無(wú)數(shù)的學(xué)者在不斷進(jìn)行研究。而在植物組織培養(yǎng)過(guò)程中產(chǎn)生了一些與之匹配的技術(shù),包括復(fù)制平板技術(shù)、熒光顯微鏡術(shù)等,這些技術(shù)也給植物組織培養(yǎng)帶來(lái)了很大的便利[3]。
2.3 植物組織培養(yǎng)生產(chǎn)藥物的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展 距今,植物組織培養(yǎng)已經(jīng)發(fā)展了一定時(shí)間,但在實(shí)際生產(chǎn)中能夠用于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的植物并不多。只有少數(shù)能夠完成規(guī)?;a(chǎn),如硬紫草,還是有很大一部分植物無(wú)法實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。分析發(fā)現(xiàn),可能是因?yàn)楦叩戎参锛?xì)胞在進(jìn)行增殖時(shí)速度緩慢,同時(shí)其產(chǎn)物濃度非常低[4],因而可能造成植物的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)無(wú)法實(shí)現(xiàn)。今后需對(duì)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)進(jìn)行進(jìn)一步研究,以期實(shí)現(xiàn)更多植物的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。
利用植物組織培養(yǎng)進(jìn)行藥物生產(chǎn)有很多優(yōu)點(diǎn),如占地面積小、個(gè)體差異小等,在進(jìn)行植物組織培養(yǎng)時(shí),首先要合理選擇進(jìn)行組織培養(yǎng)的藥用植物,然后研究組織培養(yǎng)技術(shù),最后研究植物組織培養(yǎng)生產(chǎn)藥物能否實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。
[1]方利娟,寧珊.藥用植物牛大力研究概況[J].安徽農(nóng)學(xué)通報(bào),2017(23):18-20.
[2]李軍,李白,高廣春.藥用植物內(nèi)生菌抑菌作用研究進(jìn)展[J].浙江農(nóng)業(yè)科學(xué),2017(11):1989-1992.
[3]鄒建文,饒紅欣,彭信海,等.藥用植物桔梗組培快繁技術(shù)研究[J].湖南林業(yè)科技,2017(5):70-73,83.
[4]寶艷儒,劉悅,解生旭,等.內(nèi)生真菌對(duì)藥用植物活性成分影響研究進(jìn)展[J].人參研究,2017(5):40-45.