第十章植物药用资源开发和利用;目
录;学习目标
掌握植物新药用资源、繁殖新材料获得途径,植物新药用材料类型和获得途径,奠定药用植物资源开发利用的基础知识和技能。
熟悉植物组织培养和现代生物技术在药用植物资源开发中的应用,人类未来发展中如何保护与利用药用植物。;第一节植物新药用资源发现的途径;;一、本草文献和民族民间药
本草文献:数量庞大的医药学文献提供了丰富的新资源开发线索和实践经验。
;民族民间药:各民族多年的经验积累,在局部地区有长期临床实践,流传至今。
苗药:雷公藤(类风湿关节炎)。
短葶飞蓬(中风瘫痪)。
河南:冬凌草(抗癌活性药)。
江西:草珊瑚(抗菌消炎)。
芫花(抗白血病)。
;二、境外药用植物
世界各地人民积累了丰富的药用植物使用经验,出现各具特色的传统医药体系。
亚洲传统医药体系。
阿拉伯-伊斯兰传统医药体系。
西非-南非传统医药体系。
拉丁美洲传统医药体系。
欧美及澳洲传统医药体系。
《世界药用植物速查辞典》记载国外药用植物16000余种。
;从国外疗效确切的药用植物中选择同属近缘植物进行中药替代品和新用途的研究。借鉴国外经验,我国在萝芙木属、薯蓣属、小檗属等药用植物中开发出新药。
可直接引种栽培一些重要的境外植物药。我国已成功引种了如曼地亚红豆杉、紫锥菊、水飞蓟、小白菊、圣罗勒等。;三、植物亲缘关系
植物亲缘相近物种间不仅形态结构相似,生物合成途径也相似,次生代谢产物也往往相似,利用植物亲缘关系,发现植物新的药用资源。;
;五、化学提取物
通过化学提取分离技术,可以获得生物活性成分并去掉有毒成分,从而使非药用植物成为新的药用资源。
以天然产物为先导物,采用化学合成、结构修饰和优化技术,改善原天然产物的理化性质,提高活性和稳定性,消除或降低毒副作用和不良反应。
青蒿素的羰基还原为羟基,经醚化为蒿甲醚,或酯化为青蒿琥酯,均改善了溶解性。
;第二节药用植物新型繁殖材料;;一、试管苗和人工种子
试管苗:植物组织培养(tissueculture)指在无菌条件下,将离??的植物器官、组织、细胞、胚胎、原生质体等接种在人工培养基上,给予适宜培养条件,诱发产生愈伤组织、潜伏芽等,进而培育成完整植株的一种技术方法。
优点:繁殖速度快、所需材料少、种苗性状均一。
缓解野生资源不足和保护濒危珍稀药用植物的有效手段。;试管苗生产主要环节包括:外植体的选择、灭菌、接种,愈伤组织诱导和继代培养,丛枝芽诱导培养,生根培养,炼苗和移栽等。;人工种子:人工种子是用能提供养分的胶囊包裹组织培养产生的胚状体,再在胶囊外包上一层保护膜,形成一种类似于天然种子的结构。
人工种子包括体细胞胚、人工胚乳和人工种皮。
优点:不受季节限制、更好的营养供应和抗病能力、能保持优良品种的遗传特性、方便贮藏运输、机械播种。
为濒危药用植物种质资源保存和繁殖提供了新的途径。
;二、转基因技术
转基因技术育种:也称基因工程育种,指按照人们的意愿将外源基因重组到受体细胞基因组中使之特异性表达,筛选获得稳定表达的遗传工程新品种。
优势:①克服植物远缘杂交不亲和障碍;②扩大物种杂交范围;③加快变异速度。
方法:①农杆菌介导法(应用最多、技术较成熟、结果理想);②基因枪法;③花粉管通道法;④电激穿孔法;⑤显微注射法。
转基因技术的安全问题是争论的热点,应持有谨慎的态度,进行更加系统深入的研究。
;三、基因编辑技术
基因编辑:是一项能够在生物体基因组水平上实现对DNA序列精确定向修饰的新技术。
利用序列特异性核酸酶靶向识别切割基因组上目标位点,造成DNA双链断裂,进一步诱发非同源末端连接和同源性重组2种修复机制对断裂的DNA双链进行修复,实现修复位点碱基的插入、缺失和替换,从而对靶基因精确编辑。
分类(根据核酸酶的不同):①锌指核酸内切酶;②类转录激活因子效应物核酸酶;③成簇的规律间隔的短回文重复序列。;第三节植物新药用材料的类型和途径;01;一、细胞组织培养物及其提取物
植物细胞组织培养技术:在无菌条件下,通过离体药用植物细胞的快速高效培养,生产细胞、组织培养物或次生代谢产物,产品有细胞粉或提取物形式。
技术关键:获得高产细胞株和建立规模化生产条件。
药用植物细胞培养常分为上、下游工程:
①上游工程包含细胞培养、细胞遗传操作、细胞保存3个基本步骤;
②下游工程是将已转化的细胞应用到生产实践中获得培养物及其提取物(产品)的过程。;
;二、毛状根培养物及其提取物
毛状根:是整体植株或某一器官、组织、单个细胞,甚至原生质体受到发根农杆菌Ri质粒侵染产生大量的毛状根。
优势:生长迅速、周期短、激素自主、遗传稳定性强、具有完整代谢通路。
前景