全 文 ：#综述#
地黄组织培养研究进展
薛建平t ou o葛德燕t o张爱民t o柳 俊v
kt q淮北煤炭师范学院 生物系 o安徽 淮北 vxsss ~
u q华中农业大学 园艺林学学院 o湖北 武汉 wvsszs ~
v q华中农业大学 生命科学技术学院 o湖北 武汉 wvsszsl
≈摘要 目的 }全面了解地黄组织培养方面取得的成果 ∀方法 }查阅国内外相关文献 ∀结果及结论 }对地黄组
织培养的条件予以优化组合 o并提出了地黄组织培养中需亟待解决的问题 ∀
≈关键词 地黄 ~组织培养 ~快速繁殖
≈中图分类号 u{u ~ƒ zw ≈文献标识码 ≈文章编号 tsst2xvsukussvltu2tttv2sw
地黄 Ρεηµ αννια γλυτινοσα ¬¥²¶¦«为玄参科药用草本植
物 o是我国著名的 /四大怀药0之一 o主产于河南温县 !武涉 !
沁阳等地 ∀地黄块根主要含有 Β2谷甾醇 !甘露醇及少量豆甾
醇 !油菜甾醇 o还有地黄素 !梓醇苷 !生物碱 !氨基酸 !多糖等
成分 q具滋阴健肾 !长肌肉 !消热解毒等功效 o产品远销国内
外 o在国际市场上享有盛誉 q地黄属异花授粉 o种子不能留
种 o因而生产上长期采用块根营养繁殖 o易受多种病害的侵
袭 o其中以病毒害最为严重 o田间感染率达 tss h o病毒在植
物体内代代相传 o致使品种退化≈t ∀再加上繁育制度的不完
善 o选种时/去大留小0 o品种混杂等问题造成了地黄品种的
退化 ∀近年来 o科学工作者们对地黄的离体培养及快速繁殖
进行了较为系统的研究 o目的在于通过组织培养技术获得脱
毒的无菌苗 o并得以复壮 o以解决地黄的病毒病 o同时为新品
种的选育提供技术支持 ∀
1 地黄的组织培养研究
国内 o地黄的组织培养始于 t|{v年 o毛文岳≈u 等最先开
展了怀地黄茎尖培养的研究 o迄今为止 o国内外关于地黄组
织培养的研究已有大量报道 o日本的赤野地黄也实现了脱毒
苗的生产≈v ∀以下从培养条件 !研究成果两方面进行阐述 ∀
1 q1 培养条件
培养基大多以 ≥为基本培养基 o琼脂浓度为 s qz h ∗
s q{ h o蔗糖浓度 v h o³ x q{ ∗ y qs o培养温度 uu ∗ u{ ε o湿
度 zs h ∗ {s h o光照强度 t sss ∗ v sss ¬¯o日光灯和白炽灯
均可 o光照时间每天为 tu ∗ tw «∀
1 q2 研究成果
1 q2 q1 以根为外植体的研究 吴美芬等≈w 以怀地黄0北京
一号0新鲜块根为材料 o用 ≥ n ×s qx °ª#p t n u ow2⁄t ∗ u
≈收稿日期 ussu2tu2tt
≈通讯作者 薛建平 ר¯ }ksxytlv{susux ∞2°¤¬¯}¬∏¨³usss
¼¤«²²q¦²° q¦±
°ª#p t进行愈伤组织诱导 ow周后诱导出的黄色 !致密 !颗粒
状愈伤组织 o继续培养 u周后 o转至分化培养基 ≥ n y2
u
°ª#p t n s qt °ª#p t上 ou周后有绿色芽点出现 o幼芽
长出后 o分割并转移到新鲜培养基 o幼芽继续长高 o并分化出
大量丛生芽 o无根苗转至生根培养基 tru ≥ n s qt °ª#
p t中 ot周左右长出根 o成为完整植株 ∀李明军≈x 等也对地
黄块根诱导形成愈伤组织和植株再生进行了系统研究 o其研
究结果表明 tru ≥ n y2
s qx °ª#p t n s qsu °ª#
p t n v s qt °ª#p t利于/ |vsu0块根愈伤组织的形成和植
株再生 ~ ≥ n u ow2⁄u °ª#p t n u °ª#p t有利于/北京
一号0块根愈伤组织形成 o ≥ n y2
t °ª#p t n s qt
°ª#p t有利于其植株再生 ∀可见不同基因型诱导块根愈伤
组织的形成和植株再生的最佳激素组合不同 ∀薛建平≈y 等
将无菌试管苗在 tru ≥ n
t °ª#p t的培养基中诱导生
出 s qx ∗ t ¦°根后 o转入诱导培养基 ≥ n y2
u °ª#p t n
s qt °ª#p t n蔗糖 x h中 o在 ux ε o光照 u sss ∗ v sss
¬¯otu «#§p t条件下培养 o根膨大可形成试管地黄 ∀和其他
植物一样 o用 °°vvv t°ª#p t处理再生植株有利于无根苗长
出发达的根系≈z ∀
1 q2 q2 以茎尖和茎段为外植体的研究 毛文岳≈t 等以田间
表现退化的怀地黄 /金状元0茎尖为外植体接种于 ≥培养
基中 o茎尖培养的适宜激素浓度为 y2
s qv ∗ s qw °ª#p t n
s qsu °ª#p t n s qt °ª#p t o地黄茎尖成苗率为
tss h o若 y2
浓度大于 s qx °ª#p t虽仍成苗 o但出现畸形
叶片 ∀吴美芬≈w 等以 x °°新鲜嫩茎为外植体 o接种于 ≥
n y2
v qs °ª#p t n s qu °ª#p t培养基上 o分化出愈
伤组织并长出芽后 o经切割转移 ot块外植体经 u个月培养平
均产生 us棵左右无根苗 o无根苗经生根培养后形成完整植
株 o再经温室炼苗即可移植土中 ∀
毛文岳≈t o张爱民≈{ 等曾先后对怀地黄茎尖培养苗进行
#wttt#
第 u{卷第 tu期
ussv年 tu月
中 国 中 药 杂 志
Χηινα ϑουρναλ οφ Χηινεσε Ματερια Μεδιχα
∂ ²¯ qu{ o¶¶∏¨ tu
⁄¨ ¦¨ °¥¨µoussv
了病毒学鉴定 o结果表明用茎尖培养技术获得的地黄种苗以
电镜检查和病毒血清学检测未发现黄斑病毒 o经小块地试验
产量提高了 xs h以上 ∀
1 q2 q3 以叶片为外植体的研究 许智宏≈| 等以盆栽及试管
苗上完全展开的叶片为材料 o将叶片切割成块状后 o接种于
添加了 t °ª#p t y2
和不同浓度ks qu ou °ª#p tl 或
的培养基上 o在室温 u{ ε o光强 t sss ¬¯下培养 o每天
光照 tt «o结果证明试管苗叶片分化能力明显优于盆栽苗的
叶片 o并指出利用试管苗外植体旺盛的再生能力 o可产生大
量无菌苗 ∀薛建平≈ts 等则以试管苗叶片为外植体 o剪切或
保留完整叶片 o背接或正接于附加不同浓度的培养基中 o诱
导叶片直接再生植株和试管地黄 o结果表明 ≥ n y2
u qs
°ª#p t培养基最适合叶片直接再生植株 o ≥ n y2
t qs °ª
#p t n s qx °ª#p t培养基最适合诱导试管地黄块根形
成 o并指出叶片的完整性 !取材位置 !接种方式均会对叶片器
官的形态建成产生重要影响 ∀许智宏和 ⁄¤√ ¼¨≈tt 曾报道了
地黄叶肉的原生质体培养 o并对地黄大田栽培 !盆栽和试管
苗的叶肉原生质体的分离和培养进行了比较 o发现大田苗和
盆栽苗叶肉原生质的分离和培养难度明显大于试管苗 o分离
的原生质体在 ≥°t2| 2培养液中培养 u §即可产生分
裂现象 o而在 ≥°t2| 培养基中则需较长时间kw ∗ x §l ∀
因为 ≥°t2| 2培养液中添加了氨基酸混合液 o促进了
原生质体的分裂和集落细胞群的建成 o但 ≥°t2|培养基则
有利于集落细胞群的长期生长 o原生质体发生分裂后经 w周
的培养 o即可通过肉眼观察到形成的集落细胞群 o转接于 ≥
n u °ª#p t n y2
t °ª#p t培养基中 otx ∗ us §即可分
化出愈伤组织并再生出幼嫩植株 ∀
1 q2 q4 以花粉为外植体的研究 许智宏≈tt 等以小孢子时
期的单核花粉粒为材料 o接种于添加了不同激素的 ≥或
培养基上 us ∗ vx §可诱导出愈伤组织 o愈伤组织再转接到
≥ n y2
u °ª#p t n s qx °ª#p t培养基上 o可诱导植
株再生 o形成完整植株后对其根尖进行核型分析 o发现根尖
具有 u{条染色体 o而正常的地黄根尖细胞则有 xy 条染色
体≈tu ∀即通过花粉培养获得了单倍体植株 o单倍体植株经
过染色体加倍成为纯合二倍体植株 ∀
2 小结
植物离体培养中 o影响脱分化和再分化的因子应该从外
因和内因两方面来考虑 o所谓外因是指植物细胞的营养条件
和环境条件 o内因是指植物的遗传特性和生理状态 ∀根据研
究者们对地黄愈伤组织的诱导 !植株再生和繁殖进行的系统
研究 o可作如下小结 ∀
地黄不同品种之间由于基因型的不同导致生理类型的
不同 o形态建成能力的不同 o组织培养中对激素种类 !浓度 !
生长环境和营养状况的要求亦不同 ∀
培养基中激素浓度的配比对地黄形态建成起着重要作
用k见表 tl ∀其中 y2
与 的相对比例对试管苗的生
长和繁殖起关键作用 o比值低促进植株长高 o比值高有利于
形成腋芽 o促进分化与繁殖 o而 y2
与 v合用则有拮抗作
用 o°°vvv处理再生植株可使苗生长健壮 o根系发达 o移栽后成
活率高 o而高浓度的 u ow2⁄有利于地黄细胞脱分化 o低浓度
或不含 u ow2⁄的培养基则有利于脱分化形成的细胞团转入
再分化 ∀
表 t 地黄组织培养中常用培养基组成与用途
培养基与激素配比r°ª#p t 培养基的作用
tru ≥ n y2
s qx n s qsu n v s qt 有利于/ |vsu0块根愈伤组织形成
≥ n u ow2⁄ u n u 有利于/北京一号0块根愈伤组织形成
tru ≥ n y2
u n s qsu n v s qt 有利于/ |vsu0叶片愈伤组织形成
≥ n y2
t n s qt 有利于/北京一号0叶片愈伤组织形成
≥ n y2
s qv n s qsu n v s qt 有利于茎尖长成健壮苗
≥ n °°vvv t 有利于长成健壮根系 o形成完整植株
tru ≥ n
t 有利于试管苗诱导长出不定根
≥ n y2
u n s qt n蔗糖 x h 有利于不定根膨大形成试管地黄
≥ n y2
u 有利于叶片直接再生植株
≥ n y2
t qs n s qx 有利于叶片直接再生地黄块根
≥°t2| 2tl n u qs n y2
s qx n | h甘露糖 z 有利于原生质体培养并分化为集落细胞群
≥ n u qs n y2
t qs 有利于原生质体培养形成的愈伤组织诱植株再生
注 }tlu |ws °ª#p t ≤¯代替 ≥中的 wv和 v o另外添加 2¤µªu{{ °ª#p t和 2ª¯¼zx °ª#p t
大量元素和微量元素为无机盐的混合物 o除为地黄培养
细胞提供无机营养外 o还能维持培养基的酸碱度和渗透压 ∀
在诱导/ |vsu0块根愈伤组织形成和诱导试管苗生根时常采
用 tru ≥培养基 o可见培养基中硝酸盐和氨盐的含量过高不
利于地黄根的脱分化和再分化≈tv ∀碳水化合物是培养细胞
的碳源和能源 o也是调节培养基渗透压的重要物质 ∀高糖浓
度有利于诱导形成的根膨大为试管地黄 o可见高渗条件有利
试管地黄块根形成≈y ∀
光照是影响植物形态建成的重要因素 o高强度光照在抑
制脱毒苗长高的同时 o却使叶片增大 o苗重增加≈tw ∀温度也
影响地黄的形态建成 o地黄脱毒苗快速繁殖时可采取 u{ ε
左右的温度 o而诱导形成小地黄时则需在 uv ∗ ux ou{ ε 则膨
大不明显≈tw ∀
3 亟待解决的问题
#xttt#
第 u{卷第 tu期
ussv年 tu月
中 国 中 药 杂 志
Χηινα ϑουρναλ οφ Χηινεσε Ματερια Μεδιχα
∂ ²¯ qu{ o¶¶∏¨ tu
⁄¨ ¦¨ °¥¨µoussv
至今 o地黄已有 t sss多年的栽培历史 ∀针对日益严重
的地黄病毒病 o在地黄的生产实践中 o人们已经摸索出了一
些行之有效的防治方法 o如倒栽留种 !选育抗病的优良品种
等方法措施 o但对于病毒病的防治至今还没有发现特效药
物 o最根本的途径是利用茎尖脱毒苗培养技术建立脱毒种苗
生产体系 o但脱毒苗在大田生产过程中 o第 t年就有近 xs h
再度感染病毒 ou ∗ v年就要更新 t次种苗≈tx o而且脱毒苗移
栽成活率低 o易受外界气候影响 o不能实现周年商品供应和
长距离运输和储存 ~因此降低脱毒苗的生产成本 o建立新型
的脱毒苗繁育体系已成为脱毒苗在生产上大面积推广应用
的瓶颈 ∀
试管微型地黄同样作为地黄试管苗在离体条件下形成
的一种繁育器官 o在遗传稳定性 !o生理生化特性上与常规大
田块根无异≈y o其作为一种新型的种质资源在生产上的应用
前景引起了国内外科学界的高度重视 o但试管地黄的形成机
理尚不清楚 o导致生产效率不高 o应用困难 o研究试管地黄的
形成机理和高频诱导仍需大量深入细致的工作 ∀
地黄现在保留了许多优良栽培品种 o如/ {x2x0 !/ 北京一
号0 !/金状元0 !/狮子头0 !/郭里茂0等 o这是长期在栽培生产
中人为选择和选育的结果 o但人工育种和保种中 o人们仅注
意到高产这一遗传性状 o而有的遗传性状在特殊的环境下可
发挥独到的作用k如抗旱 o抗病l≈tx ∀因而从种质资源保存的
角度来看 o任何一种稳定的遗传性状都有必要保存 o目的是
为了今后的选种育种 ∀种质资源的保存分为原位保存和移
位保存 o对于营养繁殖的地黄来讲 o移位保存又分为田间保
存和离体保存 q由于田间保存不仅需要大量的人力 !物力和
财力 o而且不可避免地受到各种自然灾害k如干旱 !洪涝 !冰
雹 !病虫害等l和人为失误k疏于管理 !挂错标签 !忘记收获
等l的影响 o最终可能造成珍贵品种资源的遗失或混杂 o如历
史上著名的浙江苋桥地黄现已丢失≈ty o地黄试管苗的离体
继代培养和低温储藏虽然也是一种资源保存方法≈tz o但工
作量大 !费用高 o而且长期的继代培养易出现体细胞变异 o不
利于地黄种质资源的遗传稳定性 o因此需要探讨新的地黄种
质资源的保存方法 ∀液氮超低温k p t|y ε l保存是目前最好
的长期而稳定地保存种质资源的方法 o在液氮温度下 o活细
胞内的物质代谢和能量活动几乎完全停止 o植物材料处于相
对稳定的生物学状态 o故不可能产生遗传性状的改变和形态
发生潜能的丢失≈tz ot{ o因而建立适于地黄离体茎尖超低温
保存体系对地黄品种资源离体保存具有重要的现实意义 ∀
综上所述 o研究试管地黄的形成机理 o建立新型的脱毒
苗繁育体系 o探讨新的种质资源的保存方法是我们今后研究
工作的重点 ∀
≈参考文献
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中草药 ousst ovukzl }yyu q
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∂¬µ∏¶¨¶±©¨ ¦·¨§ ¬± Ρεη µ αννια γλυτινοσα q √¤µq πυρπυρεα
¤®¬±²¤±§ ©¨©¨ ¦·²© ∂¬µ∏¶±©¨ ¦·¬²± ²± ²²·≠¬¨ §¯ ¤±§µ¬§²¬§
¯ ¼¦²¶¬§¨ ¦²±·¨±·¶q °¯ ¤±·≤¨¯¯ ³¨²µ·¶ot|{| oz }yvy q
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≈tx 马小军 o肖培根 q种质资源遗传多样性在药用植物开发中的重
要意义 q中国中药杂志 ot||{ ouvktsl }xz| q
≈ty 肖培根 o陈士林 q国家中药资源宏观管理系统的建立 ) ) ) 中药
现代化的基础 q中国中药志 qussv ou{ktl }w q
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t||| ot|kxl }wy q
≈t{ 张玉进 o张兴国 o刘佩英 o等 q植物茎尖的玻璃化冻存研究 q武
汉植物学研究 ot||| otzk增刊l }z{ q
Προγρεσσ ον Ρεσεαρχη οφ Τισσυε Χυλτυρε οφ Ρεηµαννια γλυτινοσα
÷ ∞ ¬¤±2³¬±ªt ou o∞ ⁄¨ 2¼¤±t o ¬2°¬±t o ∏±v
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第 u{卷第 tu期
ussv年 tu月
中 国 中 药 杂 志
Χηινα ϑουρναλ οφ Χηινεσε Ματερια Μεδιχα
∂ ²¯ qu{ o¶¶∏¨ tu
⁄¨ ¦¨ °¥¨µoussv
[ Αβστραχτ] Οβϕεχτιϖε: ײµ¨√¬¨ º ·«¨ §¨ √¨¯²³° ±¨·²©·¬¶¶∏¨ ¦∏¯·∏µ¨ ²± Ρεηµ αννια γλυτινοσα q Μετηοδ : ⁄²¦∏° ±¨·¤µ¬¨¶¤·«²°¨
¤±§¤¥µ²¤§ º µ¨¨ ¦²±¶∏¯·¨§qΡεσυλτ ανδ Χονχλυσιον : × «¨ ·¬¶¶∏¨ ¦∏¯·∏µ¨ ¦²±§¬·¬²±¶²© Ρ . γλυτινοσα º µ¨¨ ¶∏°°¤µ¬½¨ §¤±§·«¨ ³µ²¥¯¨°¶
²©·¬¶¶∏¨ ¦∏¯·∏µ¨ ¬± Ρ . γλυτινοσα º µ¨¨ ¤¯¶² ³²¬±·¨§²∏·q
[ Κεψ ωορδσ] Ρεηµ αννια γλυτινοσα ~·¬¶¶∏¨ ¦∏¯·∏µ¨ ~µ¤³¬§³µ²³¤ª¤·¬²±
≈责任编辑 王康正
近红外光谱在线检测技术在中药领域中的应用展望
胡钢亮 o吕秀阳 o程 柯 o刘丹青
k浙江大学 制药工程研究所 o浙江 杭州 vtssuzl
≈摘要 在介绍近红外光谱在线检测技术的特点和综述该技术在石油化工 !制药工程 !农业与食品工业等多
个领域中的应用基础上 o结合中药的特点 o对近红外光谱在线检测技术在中药领域中的应用进行了展望 o并对该技
术在中药领域中应用需要解决的关键问题进行了讨论 ∀
≈关键词 近红外光谱 ~在线检测技术 ~中药
≈中图分类号 u{w ≈文献标识码 ≈文章编号 tsst2xvsukussvltu2ttty2sv
us世纪 {s年代 o随着计算机科学和光纤技术的飞速发
展 o近红外光谱在线检测技术开始在石油化工 !制药工业等
行业中得到了应用 ∀由于近红外光谱具有一系列优良的特
性 o使得其在许多工业领域中发挥出了独特和重要的作用 o
并取得了良好的社会和经济效益 ∀作者拟在介绍近红外光
谱在线检测技术的特点和应用基础上 o结合中药的特点 o对
该技术在中药领域中的应用进行展望 o并对其在中药领域中
应用需要解决的关键问题进行讨论 ∀
1 近红外光谱在线检测技术的特点和应用
1 q1 近红外光谱在线检测技术的特点
1 q1 q1 在线分析 传统的分析技术一般采用离线分析的手
段 o通常需要对待分析样品进行相应的预处理 o存在着分析
结果滞后的缺陷 ∀
近红外光谱在线检测技术分析速度快 o可以直接分析液
体 !固体粉末 !半固体 !胶状体等多种物态样品 o应用该技术
可以使实验室和工厂的产品分析实现在线化 o可以在几秒种
内得到待测参数 o与反馈控制技术联用后 o实现生产过程的
在线控制 ∀
1 q1 q2 连续测定多个参数 传统的分析方法是不连续的 o
并且通常情况下 t 次分析只能测定 t 种成分或 t 个参数 ∀
近红外光谱在线分析技术可以连续测定多个成分和多个参
数 o极大的缩短了分析时间 o提高了分析效率 ∀
≈收稿日期 ussu2tu2us
≈基金项目 教育部优秀青年教师资助计划k教人司≈ussu ws
号l ~高等学校博士学科点专项科研基金kusstsvvxsu|l
≈通讯作者 吕秀阳 ר¯ }ksxztl{z|xuy{v ∞2°¤¬¯}¯∏¬¬2
∏¼¤±ª ¦°¶¦¨ q½∏q¨§∏q¦±
1 q1 q3 可使用光纤≈t 由于可以使用低成本的光纤 o拓展
了近红外光谱在线检测技术的应用范围和领域 ∀ t 台近红
外光谱仪主机可以连接多条ku ∗ y条l光纤 o同时在线测定
生产线上多个质量控制点的样品 o从而节约分析成本 o提高
分析效率 ∀另外 o在一些常规分析方法无法即时检测的环
境 o如高温高压 !剧毒 !易爆等 o通过接入近红外光纤 o方便地
实现在线分析和控制 o同时也简化了整个系统 ∀
1 q1 q4 绿色分析技术 近红外光谱在线分析技术是一种典
型的绿色分析技术 o不消耗化学试剂 o不破坏分析样品 o不产
生任何污染 ∀
1 q2 近红外光谱在线检测技术的应用
由于近红外光谱在线检测技术特出的优点 o已在石油化
工 !制药工程 !农业与食品工业等多个领域得到了广泛和成
功的应用 ∀在石油化工领域 o近红外光谱在线检测技术已经
得到了广泛的应用≈u o在过程检测和在线控制方面发挥着不
可替代的作用 ∀比如辛烷值的在线测定和调和控制 o蒸汽裂
解制取乙烯的在线分析和即时控制≈v o原油蒸馏装置和催化
裂化的优化控制等 ∀在油品加工过程中 o物理性质是成品油
控制分析的重要内容 o传统方法测得的数据严重滞后于生产
过程 o难以满足生产控制的需要 o而通过近红外光谱在线检
测技术 o通过测定一张光谱 o就可以得到十六烷值 !密度 !折
射率 !凝点和闪点等多项物理性质参数≈w ∀
近红外光谱在线检测技术同时广泛应用于药物的生产
过程 o包括合成 !混合 !加工 !制剂 !压片及包装过程的在线监
控 ∀如利用近红外光谱在线检测原料的湿度和颗粒大小 o在
线监测药物加工过程中活性成分的含量及其在赋形剂中分
布的均匀性≈x o以及非破坏性监测成型片剂及胶囊剂中活性
#zttt#
第 u{卷第 tu期
ussv年 tu月
中 国 中 药 杂 志
Χηινα ϑουρναλ οφ Χηινεσε Ματερια Μεδιχα
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