| 单词 | 贝母的组织培养 | |
| 释义 | 【贝母的组织培养】 別名： | 贝母的组织培养 L．)共约60种，主要分布于北半球温带地区，产于中国的有20种和2个变种。贝母是一种多年生草本植物，以鳞茎入药，其有效成分是贝母碱，具有清热、润肺、化痰、止咳等功效。由于贝母有性生殖周期长(约需5～6a鳞茎大小才能达到商品用标准)，无性繁殖系数低(只有1．5～1．6，除去留种后，仅有0．5～0．6只鳞茎可供药用)，加之自然资源日益枯竭，所以市场供需矛盾十分突出。为了解决这一问题，中国从1977年起利用组织培养的方法进行快速繁殖，并对组织培养过程中的形态发生途径、染色体不稳定性、次生代谢产物——贝母碱的蓄积，进行了较为广泛的研究，取得了一些重大成果。 贝母组织培养所用的外植体大都为生长3～4年的鳞茎切块，接种于附加2，4－D 1mg／L和KT0．1mg／L的MS固体培养基上可诱导产生愈伤组织。经4～8℃低温处理4周，转接在附加KT0．5mg／L和IAA1．0mg／L的MS固体培养基上2周，从一块愈伤组织表面可形成5～30个小鳞茎，继续培养2周，形成再生植株。培养3个月的这种小鳞茎，相当于种子繁殖2～3a的鳞茎大小。也有用幼叶、花梗、花被、子房、花药、幼茎、黄化茎段、鳞芽等为外植体进行培养的，都取得了类似结果。贝母组织培养中的形态发生途径有两种。一是器官发生。1986年王小菁等报道，以伊贝母黄化茎段为外植体培养1d后，茎表皮下2周薄壁细胞进行垂周分裂，接着进行平周分裂，形成4～5层分裂细胞团，并继续扩大产生突起。到第4天已成为鳞茎生长点的雏形，后形成原套原体结构。培养到第8天，在分化完全的生长点顶端下可见到幼叶原基，逐渐发育为小鳞茎。二是体细胞胚胎发生。1989年，王仑山等以伊贝母鳞茎为外植体，培养在附加NAA1．0ml／L．和6－BA2．0g的MS固体培养基上可诱导产生胚性愈伤组织，经过胚性细胞团、球形胚、心形胚、子叶形胚等阶段，形成小鳞茎。经4～8℃低温处理4周，再转接到附加IAA0．1ml／L和KT0．5ml／L的MS固体培养基上，可再生出植株。贝母组织培养中出现了广泛的染色体变异。王仑山等、杜令阁等、孙敬三等的研究资料表明，染色体变异的条件和规律是：(1)外源激素是影响染色体变异的一个重要因素。以不同激素组合的多种培养基，均可使染色体数目和结构出现变异，其中单一激素以2，4－D诱变效果最强，而2，4－D和KT或6－BA组成的复合激素可诱导产生高频率的多倍化细胞及各种结构变异，有丝分裂异常及无丝分裂等。(2)不同培养时期和阶段，染色体变异有明显差异。在脱分化期主要是各种类型的无丝分裂，染色体变异最为明显，常出现高倍体细胞(三倍体至六倍体)，分化期变异频率下降，再生植株则以正常二倍体为主，总趋势呈现单峰曲线。愈伤组织随继代次数增加，变异频率也相应提高。一般到继代7～10次后，培养物成为只有少数整倍体而多数为非整倍体的混倍体细胞。(3)形态发生途径不同，染色体变异显著不同。由器官发生途径分化而来的再生植株，虽以正常二倍体为主，但仍有20%～30%的细胞染色体有变异，并可获得少量的单倍体植株和多倍体植株。而由体细胞胚胎发生途径诱导产生的再生植株，90%左右的细胞是正常二倍体，证明由体细胞胚途径分化的再生植株有较高的遗传稳定性。(4)染色体变异的范围和类型相当复杂。以正常二倍体的外植体进行培养，除出现单倍体、整倍体、非整倍体外，还有多种结构变异和有丝分裂异常，主要是染色体桥、多极分裂、核穿壁、大小核、核融合、落后染色体、环状染色体、微核等，致使核型公式也发生了较大的变化。所以即使染色体数目是正常的，但与正常核型明显不同。无丝分裂也很普遍，主要是缢缩式、劈裂式和散碎式等。(5)愈伤组织的染色体变异和分化频率呈现负相关。愈伤组织细胞中染色体变异愈强，分化频率则愈低，说明染色体的平衡是愈伤组织得以分化的重要条件。所以再生植株主要是二倍体，但通过选择可获得一些新核型的植株。(6)染色体变异的原因主要有：由多倍体细胞导致染色体多倍性，外源激素诱导染色体变异，基因型与环境因素相互作用导致变异发生，无丝分裂及核融合产生多倍化细胞，有丝分裂异常及染色体结构变异产生非整倍体细胞。利用组织培养方法生产次生代谢产物的研究已有近30年的历史，近几年又有很大发展。但贝母碱的生产则仅有贾廷耀等和丁惠宾等的报道。他们以伊贝母为材料，用正交试验方法得出，既有利于愈伤组织的增殖，又可增加贝母碱蓄积量，所用的培养基是MS+NAA0．5mg／L+KT1．0mg／L+LH100mg／L。在这种培养条件下，每日每克愈伤组织可增加94．2mg，2周后测定贝母碱含量为0．18%，高出人工栽培伊贝母总生物碱含量约1倍。为进一步提高贝母碱含量，他们又用甲基磺酸乙酯(EMS)处理愈伤组织，从而筛选得出高产愈伤组织变异系，贝母碱含量可达0．29%，高出对照约2倍。贝母的组织培养有广阔的发展前景。今后的研究方向，一是通过组织培养过程中的染色体变异，进一步探讨变异发生、发展的最本质的原因，以及探索既要染色体变异，又可保持全能性的可能途径，从而获得具有新基因型的再生植株，并从中选择各种有用的突变细胞品系，为贝母的更好利用开辟一条新的途径。二是提高培养物中贝母碱的含量。首先在于进一步筛选出既可使愈伤组织大量增殖，又适于贝母碱合成的培养基。同时通过克隆选择技术，理化因子诱变，体细胞杂交，重组DNA和外源基因的导入等，获得贝母碱高产的细胞株。随着对贝母组织培养中培养细胞的遗传变异及生理生化特性的深入了解，以及提高贝母碱产量方法的发展，利用贝母组织培养技术商业化生产贝母碱必将得到广泛的应用，并获得巨大的经济效益。【参考文献】：1 孙敬三，朱至清，王敬驹．植物学报，1977，19(2)：161～1622 郝玉蓉，李明世，吴跃武．西北植物研究，1982，2(1)：38～433 杜令阁，李安生，候艳华．遗传学报，1986，13(4)262～2654 王小菁，秦振栋．中草药．1986，17(10)：28～305 王仑山，杨汉民，王亚馥．西北植物学报，1989，9(2)：76～816 王仑山，丁惠宾，贾廷耀．植物学报，1990，32(3)：241～2447 贾廷耀，王仑山．兰州大学学报(自然科学版)，1989，25(3)：114～1178 丁惠宾，唐庆国．兰州大学学报(自然科学版)，1991，27(2)：196～197(兰州大学王仑山副教授撰；丁惠宾审) |
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