全 文 ：略论 ut世纪的药用植物栽培研究
高文远t o肖小河u o范 磊t o王康正v o肖培根t
kt1 中国医学科学院中国协和医科大学药用植物研究所 o北京 tsss|w ~
u1 解放军第 vsu医院药物研究中心 o北京 tsssv| ~
v1 中国中医研究院中药研究所 o北京 tsszssl
≈摘要 目的 }探讨 ut世纪初药用植物栽培研究的趋势 ∀方法 }在回顾性研究的基础上 o对 ut世纪初我国药
用植物栽培的几个前沿领域进行散点透视 ∀结果与结论 }ut世纪初药用植物栽培研究将从以下几个方面进行 }≠
以获取优质药材为目标 ~ 以获取药用植物有效成分为目的 ~≈药用植物标记育种与药用植物品质定向调控 ∀
≈关键词 药用植物 ~栽培研究 ~展望
药用植物栽培是中医药事业重要组成部分 ∀建国以来 o
药用植物栽培研究取得了巨大的成就 o为全国中药材生产发
展提供了强大的技术支持 ∀然而近十多年来 o受商品经济大
潮的冲击 o中药材的生产经营管理全面放开 o药用植物栽培
研究一直未得到应有的重视 ∀中药材是一种特殊商品 o在中
药产业体系中 o中药材既是原料药 o又是成品药 o中药材生产
规范化及质量标准化是中药产业的基础和关键 ∀可以说没
有中药材 °k²²§ ªµ¬¦∏¯·∏µ¤¯ °µ¤¦·¬¦¨l o就没有中成药
° o就没有新药开发 °k ²²§ ¤¥²µ¤·²µ¼ °µ¤¦·¬¦¨l和
≤°k²²§ ≤ ¬¯±¬¦ °µ¤¦·¬¦¨l o就没有药市 ≥°k ²²§ ≥∏³³¯¼
°µ¤¦·¬¦¨l ∀
当今中药现代化国际化的呼声日益高涨 o已列为国家
/九五0 !/十五0重中之重的项目 / 中药现代化科技产业行动
计划0最近已经启动 o建立一批优质药用植物种植基地和实
现中药材生产质量管理规范k°l是其中的重要内容之一 ∀
作为中药现代化的基础和源头的药用植物栽培现代化将面
临前所未有的机遇和挑战 ∀然而 o传统药用植物栽培研究大
多局限于大田试验 ∀药用植物大田栽培一方面受 / 天时地
利0的影响 o产量质量波动大 ~一方面不可避免地带来农药残
留污染等问题 ~此外尚存在着与粮农作物争地现象 ∀当今生
命科学不断取得重大突破 o在现代生物技术的强大支撑和推
动下 o药用植物栽培研究的重心将发生重大转移 ∀抢夺科学
制高点 o催生科学生长点 o实现药用植物栽培现代化 o将是重
铸药用植物栽培事业辉煌的根本出路 ∀本文在回顾性研究
基础上 o对 ut世纪初我国药用植物栽培的几个前沿领域进
行了散点透视 ∀
1 以获取优质药材为目标的药用植物栽培
图 t !图 u分别为封闭式的强化快繁通风育苗系统简图
和自动监测大规模培养系统简图 ∀现在这一系统在国外已
≈收稿日期 t|||2sy2t|
用于花卉及农作物的生产 o我们认为该系统可用于 ut世纪
药用植物的栽培 o因为它有如下的优点 }≠ 实行封闭式栽培 o
通过供给二氧化碳等可以达到强化生产的目的 o从而提高生
产 ∀其生产效率可以比大田栽培甚至高数 ts倍 ~ 随着药
材道地性的研究 o可以根据特有药用植物模拟特有环境 o给
予特有的培养液 o达到生产道地药材的目的 ~≈ 封闭式栽培 o
可以大大减少病虫害 o从而可以生产无公害中药材 o有效地
控制农药残留 ~…可以根据药用植物的需要配施不同的营养
液 o避免施用化肥 o从而可以达到保护环境的目的 ~ 节约土
地 o节约人力 !物力 o节约水资源 ∀
当然 o这一栽培系统还可以和大田栽培系统结合起来 ∀
如采用图 t的方式或大量快繁优质种苗 o然后移至基地去生
产 ∀日本科研人员的实验表明 o用此种方式育苗 o可以大大
缩短育苗时间 o同时所育出的苗子质量好 o成活率高 ∀因此 o
我们可以认为这一系统适宜于以获取优质药材为目标的药
用植物栽培 ∀
2 以获取药用植物有效成分为目标的药用植物栽培
利用转基因生物k主要是微生物l作为生物反应器生产
外源基因编码的产物是基因工程技术最重要的成就 o但是利
用转基因植物生产药物的研究刚刚兴起 o迄今尚未得到可以
商品化的产品 ∀近年来发展起来的毛发根培养和冠瘿组织
培养及动植物转基因技术 o把我国传统药材生物技术的研究
推向更高层次 o今后将受到更大的重视 ∀随着表达效率的提
高和受体植物范围的不断扩大 o生物技术必定会给传统生药
加入新遗传特性的研究带来新的动力 ~同时随着新型生物反
应器的开发及高效细胞培养技术的建立与完善 o天然药物生
物技术成果的商品化和产业化进程将大大加快 ∀
|s年代以来 o植物的细胞培养已不再停留在三角瓶培养
的实验室水平 o取而代之的是以生物反应器k图 vl为标志的
大规模工业化培养 ∀特别是近年来气升式生物反应器k图 w o
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第 ux卷第 v期
usss年 v月
中 国 中 药 杂 志
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图 xl的发明与应用 o由于其适用于植物细胞的培养 o从而使
药用植物细胞的大规模培养生产次生代谢物成为了可能 ∀
如长春花细胞的培养生产生物碱 !红豆杉细胞的培养生产紫
杉醇 o红花 !紫草的细胞培养生产色素等 ∀
由于某些成分只有在植物的特有器官合成 o因此对某些
药用植物来说器官培养更有意义 o可以获得更多的次生有效
成分 ∀如目前韩国和日本在人参和柴胡不定根的培养方面
已达到了工业化生产的水平 ∀特别是韩国森林研究所在山
参的不定根培养方面已取得重大突破 o并已和制药公司合作
生产 ∀
图 t 强化快繁通风系统简图
图 u 自动监测大规模培养系统简图
3 药用植物分子标记育种与药用植物品质定向调控
遗传图谱是作物资源 !育种及分子克隆的理论基础和依
据 ∀随着分子生物学和基因工程技术的发特别是遗传图谱
研究资料的积累 o作物育种技术正从传统的表型选择向基因
直接选择的方向转变 ∀一种全新的育种方法 ) ) ) 基于分子
连锁图应用与育种技术相结合的早代k第三代之前l回交
± ×法应运而生 ∀在加强药用植物传统育种的基础上 o利
用 ƒ° o °⁄等分子遗传标记技术 o构建重要药用动植物
遗传连锁图 o开展重要药用植物 ± ×的研究和实践 ~从野生
类型筛选优良目的基因 o实现药用植物杂交强优组合 o将成
为今后药用植物育种的重要方向之一 ∀
次生代谢产物合成途径的基础研究将越来越受到重视 o
特别是调控次生代谢产生的关键酶及其基因与抗病基因的
定位 !分离和克隆表达将尤为引人注目 o并将成为分子生药
学研究的中最富挑战和前景的方向之一 ∀关键酶的确定和
分离 o不仅为利用生物技术手段操纵代谢途径及中药材品质
定向调控提供科学依据 o而且更为药用植物栽培学研究打下
坚实基础 ∀
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第 ux卷第 v期
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图 v 植物细胞生物反应器
t qt ∗ t qts q带气泡通气装置的搅拌罐反应器
t1t q平板叶轮式反应器
t1u q具旋转喷淋装置的闸门桨式反应器
t1v q升池推进式反应器
t1w q大桨式反应器
t1x q平行桨叶式反应器
t1y q螺旋搅拌式反应器
t1z q振动混合式反应器
t1{ q船舶螺旋桨式反应器
t1| q锚状推进式反应器
t1ts q中空桨式反应器
u qt ∗ u qv q带无气泡通气装置的搅拌罐反应器
u1t q螺旋带状推进式反应器 o具表面隔板和表面供气装置
u qu q薄膜搅拌式反应器
u qv q具环绕薄膜通气管的平板叶轮式反应器
v qt ∗ v qu q旋转式鼓形反应器
v1t q具表面隔板和供气装置的旋转式鼓形反应器
v1u q具气泡供气装置的旋转式鼓形反应器
w qt ∗ w qx q柱形反应器
w1t q带轴向推进器的内置环升气式反应器
w1u q气泡柱形反应器
w1v q内置环升气式反应器 o通气可进入环带部分
w1w q内置环升气式反应器 o通气可进入通气管
w1x q外置环升气式反应器
x qt ∗ x qw q灌注式反应器
x1t q过滤式搅拌罐反应器
x1u q具积柱的搅拌式反应器
x1v q自旋过滤式反应器
x1w q过滤气泡柱形反应器
图 w 升气式柱形生物反应器流程图
¤q空气压缩机 ¥q空气干燥冷却器 ¦q气体流量表 §q薄膜过
滤器 ¨q玻璃气体喷淋装置 ©q进样装置 ªq培养基更换装置 «q
致冷装置
图 x 升气式球形生物反应器流程图
¤q空气压缩机 ¥q空气干燥冷却器 ¦q气体流量表 §q薄膜过
滤器 ¨q玻璃气体喷淋装置 ©q进样装置 ªq培养基更换装置 «q
致冷装置
≈参考文献
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≈责任编辑 王康正
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