常見(jiàn)藥用植物脫病毒技術(shù)的研究進(jìn)展

李恒　黎尼平　繆兆瑞等

摘要部分藥用植物由于長(zhǎng)期進(jìn)行無(wú)性繁殖，感染病毒病害嚴(yán)重，其生物學(xué)性狀、產(chǎn)量和質(zhì)量均受到了極大地影響。現(xiàn)就常見(jiàn)藥用植物的脫病毒技術(shù)進(jìn)行綜述，主要論述藥用植物病毒病害的現(xiàn)狀、脫病毒方法及脫病毒后的表現(xiàn)，并列舉丹參等10種常見(jiàn)藥用植物脫病毒的相關(guān)研究?jī)?nèi)容，為藥用植物的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)利用提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞藥用植物；脫病毒；組織培養(yǎng)

中圖分類(lèi)號(hào)S567文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)0517-6611（2014）12-03530-03

基金項(xiàng)目大學(xué)生創(chuàng)新藥物研制能力提高項(xiàng)目（College Students Innovation Project for the R&D of Novel Drugs），項(xiàng)目號(hào)：J1030830；“省級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目”資助。

作者簡(jiǎn)介李恒（1994- ），男，河南濮陽(yáng)人，本科，專(zhuān)業(yè)：中藥學(xué)。

我國(guó)地域遼闊、地形復(fù)雜、氣候多樣，是世界上藥用植物資源最豐富的國(guó)家之一。目前，國(guó)內(nèi)大面積栽培的藥用植物達(dá)250多種，種植面積約33.3萬(wàn)hm2，在品種及種植面積上均達(dá)到了前所未有的規(guī)模。但是，部分栽培品種由于多年的無(wú)性繁殖，感染病毒病害嚴(yán)重，主要表現(xiàn)為植株根系細(xì)小、生長(zhǎng)緩慢、種性退化、產(chǎn)量和質(zhì)量大幅度下降等[1]。目前針對(duì)藥用植物病毒病害尚無(wú)安全有效的化學(xué)藥物進(jìn)行防治，采用脫病毒和植物組織培養(yǎng)相結(jié)合的方法，是解決這一問(wèn)題的有效途徑。筆者就常見(jiàn)藥用植物的脫病毒技術(shù)的研究進(jìn)行綜述，并提出相應(yīng)解決方案，以期為藥用植物的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)利用提供依據(jù)。

1藥用植物病毒病害的現(xiàn)狀

目前，藥用植物感染的病毒種類(lèi)主要有煙草花葉病毒（Tobacco mosaic virus，TMV）、黃瓜花葉病毒（Cucumber Mosaic virus，CMV）、芋花葉病毒（Dasheen mosaic virus，DSMV）和大豆花葉病毒（Soybean mosaic virus，SMV）等[2]。病毒侵染植物后破壞細(xì)胞的代謝活動(dòng)，使植物發(fā)生病理變化，表現(xiàn)為花葉、黃化、斑駁和卷葉等典型特征，感染植株矮小，生長(zhǎng)發(fā)育緩慢，甚至使植物死亡。

文獻(xiàn)報(bào)道，河南省每年因植物病毒病害造成的經(jīng)濟(jì)損失達(dá)4億元。對(duì)于部分無(wú)性繁殖的藥用植物，如大蒜、地黃和蘭州百合[3]等，都易受到1種或1種以上病毒的周身浸染。河北傳統(tǒng)藥材產(chǎn)區(qū)丹參易感染黃花花葉病毒（CMV），使得種質(zhì)退化，產(chǎn)量及藥用成分（如丹參酮ⅡA）含量大幅下降[4]。半夏受到病毒侵害后，葉片內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，基粒類(lèi)囊體與基質(zhì)類(lèi)囊體出現(xiàn)扭曲，葉綠體退化，甚至被破壞解體，最終導(dǎo)致植株死亡[5]。因此，加大對(duì)藥用植物脫病毒技術(shù)的研究力度，采取科學(xué)有效的防治措施，是當(dāng)前及今后農(nóng)業(yè)科技研究的一個(gè)重點(diǎn)和難點(diǎn)。

2脫病毒方法

2.1熱處理法熱處理脫毒法，系運(yùn)用病毒粒子在一定的高溫下自行鈍化的特點(diǎn)，在高溫中不能增殖，并且降低其在植物細(xì)胞中的擴(kuò)散速度，從而達(dá)到脫毒的效果。目前，已有多種經(jīng)濟(jì)作物及藥用植物在經(jīng)熱處理之后達(dá)到一定程度上的脫毒效果。但是熱處理法有其局限，并非所有病毒均對(duì)熱處理敏感，對(duì)球狀、線狀病毒等是有效的，而對(duì)耐熱的類(lèi)病毒是無(wú)效的。

2.2莖尖培養(yǎng)脫毒法植物莖尖分生組織基本不存在維管束結(jié)構(gòu)，病毒在胞間連絲上的傳播速度非常慢，分生組織的分裂速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)病毒在細(xì)胞間的傳播速度，從而可達(dá)到脫病毒的效果。邵春月等采用莖尖快繁技術(shù)，成功獲得了懷地黃的脫病毒組培苗，且脫毒率較熱處理法明顯增高[6]。

2.3熱處理結(jié)合莖尖培養(yǎng)脫毒法將植株幼芽高溫處理一段時(shí)間，再于顯微鏡下進(jìn)行分生組織切割，可獲得脫毒率更高的試管苗。高慧卿等對(duì)百合中存在的百合潛隱病毒進(jìn)行脫病毒試驗(yàn)，成功獲得了比普通組織培養(yǎng)和莖尖培養(yǎng)較高脫毒率（74.65%）的植株[7]。另一方面，在高慧卿等研究中，熱處理與莖尖培養(yǎng)相結(jié)合方法對(duì)于CMV的脫毒率（46.88%）并未比僅采用莖尖脫毒培養(yǎng)獲得的脫毒率（82.29%）高，所以該脫毒法對(duì)于不同植株的脫毒效果還有待進(jìn)一步的研究。

2.4超低溫療法超低溫條件下，細(xì)胞內(nèi)幾乎所有的代謝活動(dòng)停止，但細(xì)胞潛在的細(xì)胞活力卻可以保存，從而使細(xì)胞遺傳物質(zhì)的穩(wěn)定性得以保證。低溫療法最佳試驗(yàn)材料為植物莖尖頂端分生組織，其核質(zhì)比大，細(xì)胞含水量較低，可在低溫條件下存活，進(jìn)而達(dá)到脫病毒效果。白建明等比較了超低溫法和常規(guī)方法脫除馬鈴薯紡錘塊莖類(lèi)病毒（PSTVd）和馬鈴薯X病毒（PVX），結(jié)果表明，馬鈴薯塊莖低溫脫毒的存活率和成苗率分別為83.6%和72.0%，均高于莖尖分生組織培養(yǎng)的46.7%和31.5%，以及熱處理與莖尖培養(yǎng)相結(jié)合脫毒的50.5%和30.4%[8]。

2.5轉(zhuǎn)基因技術(shù)某些外源基因可在研究人員的設(shè)計(jì)修飾后直接或誘導(dǎo)寄主去干擾病毒的復(fù)制循環(huán)。對(duì)馬鈴薯X病毒（PVX）有極大抗性的Rχl基因已從馬鈴薯植株分離出來(lái)，并轉(zhuǎn)化到本氏煙（Nicotiana benthamiana）和普通煙中，而使這些植物產(chǎn)生抗性[9]。

2.6化學(xué)處理利用某些病毒對(duì)四環(huán)素類(lèi)抗生素敏感的原理來(lái)進(jìn)行病毒研究。抗病毒劑三氮唑核苷處理并結(jié)合莖尖脫毒，已應(yīng)用在菊花等藥用植物脫病毒上，但有待進(jìn)一步深入研究。

2.7其他技術(shù)除以上6種方法外，愈傷組織培養(yǎng)、花藥或花粉培養(yǎng)、珠心胚培養(yǎng)技術(shù)[10]也可一定程度上起到脫病毒效果。

3藥用植物脫病毒苗的表現(xiàn)

3.1對(duì)植株形態(tài)的影響脫病毒苗最直觀的表現(xiàn)在于其形態(tài)的變化，生長(zhǎng)速度加快，生長(zhǎng)勢(shì)明顯提高。文獻(xiàn)表明，脫毒半夏株高較未脫毒植株株高增加0.7～1.7 cm，珠芽離地面高度較對(duì)照增加0.2～0.3 cm，植株生長(zhǎng)健壯、整齊、葉色綠、抗病效果明顯[11]。

3.2對(duì)產(chǎn)量的影響據(jù)統(tǒng)計(jì)，脫病毒后的藥用植物產(chǎn)量明顯提高。文獻(xiàn)報(bào)道，薄荷新品種阜油1號(hào)脫病毒苗鮮草量增加3 654.15～7 564.35 kg/hm2；出油率提高0.3%～2.3%，在界首市太和縣示范基地大田種植增產(chǎn)達(dá)30%[12]。脫毒生姜比原品種可增產(chǎn)50%以上，每公頃產(chǎn)量可達(dá)75 000 kg，收入可達(dá)150 000元以上[13]。

3.3對(duì)成分的影響中藥材有效成分的含量穩(wěn)定是其治療疾病的先決條件，也是發(fā)展GAP中藥材最基本的要求。藥用植物脫病毒苗的有效成分是否發(fā)生改變是該技術(shù)能否推廣的重要因素。文獻(xiàn)報(bào)道，半夏蛋白是從半夏塊莖鮮汁中分離出的一種植物蛋白，是半夏抗腫瘤和抗生育等藥理作用的有效成分[14]。脫毒半夏塊莖中蛋白平均含量為2.86%，比常規(guī)的半夏塊莖中蛋白含量高0.3%[15]。

4常見(jiàn)藥用植物脫病毒的研究

脫病毒技術(shù)已應(yīng)用在藥用植物的遺傳育種上，獲得的脫病毒苗普遍具有明顯的生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)以及產(chǎn)量質(zhì)量的提高。表1列舉了丹參等10種常見(jiàn)藥用植物脫病毒技術(shù)的研究概況。

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