三七组织与细胞培养研究进展.PDF
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2006年2月23日
| 第1页 |
参见附件(133KB，4页)。
第19卷 第4期 云南农业大学学报 Vol1 19 No1 4
2004年 8月 Journal of Yunnan Agricultural University Aug. 2004
三七组织与细胞培养研究进展X
张智慧1 ,2
, 文国松1 ,2
, 萧凤回1 ,2
, 段承俐1 ,2 3 3
( 1. 云南农业大学中药材研究所 , 云南省中药材规范化种植技术指导中心 ,云南 昆明 650201 ;
2. 云南农业大学农学与生物技术学院 , 云南 昆明 650201 )
摘要: 对三七组织和细胞培养研究的历史、三七愈伤组织的诱导和培养、细胞悬浮培养、植株的再生等方面进行
了综述。
关键词: 三七; 组织培养; 细胞培养
中图分类号: S 5671235103513 文献标识码: A 文章编号: 1004 - 390X(2004) 04 - 0369 - 04
Study Progress in Tissue and Cell Culture of Panax notoginseng
ZHANG Zhi2hui
1 ,2
, WEN Guo2s ong
1 ,2
, XIAO Feng2hui
1 ,2
, DUAN Cheng2 li
1 ,2
( 1. Institute of Chinese Medical Materials , YA U , Yunnan Provincial
Center for Chinese Medicinal Materials’GAP Technology , Kunming 650201 , China ;
2. College of Agronomy and Biotechnology , YA U , Kunming 650201 , China )
Abstract : This paper reviews briefly the research history of Panax notoginseng’ s tissue and cell culture ,callus induction and culture , suspension culture and plant regeneration.
Key words : Panax notoginseng ; tissue culture ; cell culture
三七[ Panax notoginseng (Burk. ) F. H. Chen ]
系五加科人参属植物 ,是我国传统的名贵药材之
一 ,主产于云南文山 ,已有四百多年的栽培历史。
由于其具有滋补强壮 ,止血 ,活血化瘀 ,消肿止痛 ,抗肝炎 ,降压 ,降血脂、降血糖 ,抗衰老的等多方面
的药理作用和保健功能[1～2 ]
,开发前景广阔。但由
于三七生态适应性差、地理分布窄、生长周期长 ,且
种子寿命极短 ,给新品种的选育及大量繁殖带来了
困难。因此 ,三七细胞工程研究具有重要的意义:
一方面它能在人为控制条件下大量繁殖细胞 ,在短
期内生产次级代谢物皂苷;另一方面为三七的快速
繁殖、种质保存和生物技术育种提供技术支持。本
文就三七组织培养的历史、基础研究以及进展作了
一综述。
1 三七组织培养的历史
三七近缘种人参的组织培养研究较早 ,罗世
苇[3 ]
于 1964 年开始人参愈伤组织培养研究 ,取得
了初步的结果。随后 ,国内外在该领域进行了广泛
的研究和报道[4～6 ]。而三七的组织培养则要晚一
些 ,直到1978年中国科学院云南植物研究所郑光
植等才首次报道了三七愈伤组织的诱导和培养[7 ]。
随后 ,该研究组继续对影响三七愈伤组织诱导和生
长的外植体类型、培养基、培养条件、外源激素、培
养基天然补充物等因子进行了系统的研究 ,建立了
从外植体上诱导出愈伤组织 ,进而再从中分离有用
次级代谢物的三七组织培养体系[8 ,9 ]。他们先后
用三七的根、块根、根茎、茎、叶、叶柄和花蕾等外植
体成功地诱导出愈伤组织 ,并对这些愈伤组织无性
X 收稿日期: 2004 - 04 - 05 3 3通讯作者
基金项目: 国家自然科学基金(30260057) ; 云南省教育厅自然科学基金(02ZY029)
作者简介: 张智慧 , (1980 - ) ,女 ,云南玉溪人 ,作物遗传育种专业在读硕士研究生 ,主要从事三七组织培养研究。
? 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.系进行了药用成分皂苷的初步鉴定 ,结果表明三七
愈伤组织中含有皂苷的主要成分 Rg1 , Rb1 和 Rh1 ,粗总皂苷含量比原植物高 ,粗皂苷元含量也高于原
植物[8 ]。1992年 ,郭枫[10 ]
等也对三七的外植体和
培养基类型进行了筛选研究 ,并获得了粗根无性
系。近年来 ,华东理工大学的 ZHANG, ZHONG,HAN和 YAO[11～14 ]
等通过调节培养基中的蔗糖、磷
酸盐、 Cu2 +
等浓度、氧分压 ,使用陈化培养基 (con2
ditioned medium) 和复合添加剂来提高培养细胞中
皂苷及多糖的含量。他们的研究结果为三七细胞
工程的工业化生产奠定了基础。
刘瑞驹等[15 ]
于 1991 年首次报道了三七组培
苗的再生。他们以幼苗为材料 ,将茎、叶柄和叶分
别进行离体培养 ,最后均从胚性愈伤组织中分化出
胚状体 ,进而发育成完整植株。次年 ,陈伟荣等[16 ]
对三七试管苗的繁殖技术进行了详细的探讨和报
道 ,在一定条件下 ,花序的愈伤组织可通过体细胞
胚发生途径获得再生植株。SHOYAMA 等[17 ]
也建
立了三七花芽的组培再生体系 ,这些研究开创了三
七无性繁殖的新途径 ,为试管苗在生产中的利用打
下了基础。下面就三七细胞和组织培养中的一些
的关键影响因素及细节进行进一步的阐述。
2 三七愈伤组织的诱导和培养
三七的主要药用成分之一是皂苷。迄今为止 ,三七皂苷和多糖尚无法人工合成 ,利用三七细胞培
养体系提供各种次级代谢产品 ,是获取三七皂苷的
有效途径。研究外植体愈伤组织的诱导及生长与
三七皂苷含量的关系 ,提高培养物中的皂苷含量是
这一研究领域的关键问题。
211 外植体
三七植株的根、块根、根茎、茎、叶片、叶柄、花
柄、花序、种胚都可诱导出愈伤组织 ,但它们之间的
诱导率有明显差异。郑光植等[8 ]
的研究表明以茎、叶柄和叶的愈伤组织诱导频率和生长速率最高最
快 ,其次是花蕾和根 ,块根和根茎的最低最慢。从
诱导频率、生长速率、干重增加、粗皂苷含量和产率
等因素综合考虑 ,茎愈伤组织被认为是最佳的无性
系材料。而陈伟荣等[16 ]
则认为幼嫩的花序是最合
适的外植体 ,可获得较高的愈伤组织诱导率和试管
苗分化率。经过反复探索 ,郭枫等[10 ]
还获得了生
长速率和皂苷含量都很高的粗根无性系。
212 培养基
培养基对植物愈伤组织的诱导频率和生长速
率有较大影响 ......
2004年 8月 Journal of Yunnan Agricultural University Aug. 2004
三七组织与细胞培养研究进展X
张智慧1 ,2
, 文国松1 ,2
, 萧凤回1 ,2
, 段承俐1 ,2 3 3
( 1. 云南农业大学中药材研究所 , 云南省中药材规范化种植技术指导中心 ,云南 昆明 650201 ;
2. 云南农业大学农学与生物技术学院 , 云南 昆明 650201 )
摘要: 对三七组织和细胞培养研究的历史、三七愈伤组织的诱导和培养、细胞悬浮培养、植株的再生等方面进行
了综述。
关键词: 三七; 组织培养; 细胞培养
中图分类号: S 5671235103513 文献标识码: A 文章编号: 1004 - 390X(2004) 04 - 0369 - 04
Study Progress in Tissue and Cell Culture of Panax notoginseng
ZHANG Zhi2hui
1 ,2
, WEN Guo2s ong
1 ,2
, XIAO Feng2hui
1 ,2
, DUAN Cheng2 li
1 ,2
( 1. Institute of Chinese Medical Materials , YA U , Yunnan Provincial
Center for Chinese Medicinal Materials’GAP Technology , Kunming 650201 , China ;
2. College of Agronomy and Biotechnology , YA U , Kunming 650201 , China )
Abstract : This paper reviews briefly the research history of Panax notoginseng’ s tissue and cell culture ,callus induction and culture , suspension culture and plant regeneration.
Key words : Panax notoginseng ; tissue culture ; cell culture
三七[ Panax notoginseng (Burk. ) F. H. Chen ]
系五加科人参属植物 ,是我国传统的名贵药材之
一 ,主产于云南文山 ,已有四百多年的栽培历史。
由于其具有滋补强壮 ,止血 ,活血化瘀 ,消肿止痛 ,抗肝炎 ,降压 ,降血脂、降血糖 ,抗衰老的等多方面
的药理作用和保健功能[1～2 ]
,开发前景广阔。但由
于三七生态适应性差、地理分布窄、生长周期长 ,且
种子寿命极短 ,给新品种的选育及大量繁殖带来了
困难。因此 ,三七细胞工程研究具有重要的意义:
一方面它能在人为控制条件下大量繁殖细胞 ,在短
期内生产次级代谢物皂苷;另一方面为三七的快速
繁殖、种质保存和生物技术育种提供技术支持。本
文就三七组织培养的历史、基础研究以及进展作了
一综述。
1 三七组织培养的历史
三七近缘种人参的组织培养研究较早 ,罗世
苇[3 ]
于 1964 年开始人参愈伤组织培养研究 ,取得
了初步的结果。随后 ,国内外在该领域进行了广泛
的研究和报道[4～6 ]。而三七的组织培养则要晚一
些 ,直到1978年中国科学院云南植物研究所郑光
植等才首次报道了三七愈伤组织的诱导和培养[7 ]。
随后 ,该研究组继续对影响三七愈伤组织诱导和生
长的外植体类型、培养基、培养条件、外源激素、培
养基天然补充物等因子进行了系统的研究 ,建立了
从外植体上诱导出愈伤组织 ,进而再从中分离有用
次级代谢物的三七组织培养体系[8 ,9 ]。他们先后
用三七的根、块根、根茎、茎、叶、叶柄和花蕾等外植
体成功地诱导出愈伤组织 ,并对这些愈伤组织无性
X 收稿日期: 2004 - 04 - 05 3 3通讯作者
基金项目: 国家自然科学基金(30260057) ; 云南省教育厅自然科学基金(02ZY029)
作者简介: 张智慧 , (1980 - ) ,女 ,云南玉溪人 ,作物遗传育种专业在读硕士研究生 ,主要从事三七组织培养研究。
? 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.系进行了药用成分皂苷的初步鉴定 ,结果表明三七
愈伤组织中含有皂苷的主要成分 Rg1 , Rb1 和 Rh1 ,粗总皂苷含量比原植物高 ,粗皂苷元含量也高于原
植物[8 ]。1992年 ,郭枫[10 ]
等也对三七的外植体和
培养基类型进行了筛选研究 ,并获得了粗根无性
系。近年来 ,华东理工大学的 ZHANG, ZHONG,HAN和 YAO[11～14 ]
等通过调节培养基中的蔗糖、磷
酸盐、 Cu2 +
等浓度、氧分压 ,使用陈化培养基 (con2
ditioned medium) 和复合添加剂来提高培养细胞中
皂苷及多糖的含量。他们的研究结果为三七细胞
工程的工业化生产奠定了基础。
刘瑞驹等[15 ]
于 1991 年首次报道了三七组培
苗的再生。他们以幼苗为材料 ,将茎、叶柄和叶分
别进行离体培养 ,最后均从胚性愈伤组织中分化出
胚状体 ,进而发育成完整植株。次年 ,陈伟荣等[16 ]
对三七试管苗的繁殖技术进行了详细的探讨和报
道 ,在一定条件下 ,花序的愈伤组织可通过体细胞
胚发生途径获得再生植株。SHOYAMA 等[17 ]
也建
立了三七花芽的组培再生体系 ,这些研究开创了三
七无性繁殖的新途径 ,为试管苗在生产中的利用打
下了基础。下面就三七细胞和组织培养中的一些
的关键影响因素及细节进行进一步的阐述。
2 三七愈伤组织的诱导和培养
三七的主要药用成分之一是皂苷。迄今为止 ,三七皂苷和多糖尚无法人工合成 ,利用三七细胞培
养体系提供各种次级代谢产品 ,是获取三七皂苷的
有效途径。研究外植体愈伤组织的诱导及生长与
三七皂苷含量的关系 ,提高培养物中的皂苷含量是
这一研究领域的关键问题。
211 外植体
三七植株的根、块根、根茎、茎、叶片、叶柄、花
柄、花序、种胚都可诱导出愈伤组织 ,但它们之间的
诱导率有明显差异。郑光植等[8 ]
的研究表明以茎、叶柄和叶的愈伤组织诱导频率和生长速率最高最
快 ,其次是花蕾和根 ,块根和根茎的最低最慢。从
诱导频率、生长速率、干重增加、粗皂苷含量和产率
等因素综合考虑 ,茎愈伤组织被认为是最佳的无性
系材料。而陈伟荣等[16 ]
则认为幼嫩的花序是最合
适的外植体 ,可获得较高的愈伤组织诱导率和试管
苗分化率。经过反复探索 ,郭枫等[10 ]
还获得了生
长速率和皂苷含量都很高的粗根无性系。
212 培养基
培养基对植物愈伤组织的诱导频率和生长速
率有较大影响 ......
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