中藥防風愈傷組織培養及再生體系建立研究現狀

陳鑫 張東向

摘? ? 要：防風主產區為東北地區和華北地區，是常用的中藥材之一。由于近些年來對防風藥理性質的研究，導致防風資源遭到嚴重破壞，如何快速繁殖和培育防風，滿足當前中藥市場的需求成為一大難題。通過歸納整理近年來防風愈傷組織培養及再生體系建立等方面的研究進展，為防風的研究和應用提供理論基礎。

關鍵詞：防風;組織培養;再生體系

文章編號：1005-2690（2021）18-0026-02? ? ? ?中國圖書分類號：S567.239? ? ? ?文獻標志碼：B

防風（Saposhnikovia divaricata （Turcz.）Schischk.）為傘形科多年生草本植物，又被稱為北防風、關防風等[1]。通常以未開花植株的干燥根入藥，未開花的防風根漿足而豐滿，藥用效果顯著。主要含有揮發油、色原酮、香豆素等藥用成分，具有解熱、鎮痛、抗腫瘤的效果[2]。防風的根含防風色酮醇、升麻素苷、珊瑚菜素、花椒毒素和東莨菪素等成分;防風的根、花和葉作為中藥用具有祛風解表、勝濕止痛、止癢止痙等功效，能治外感風寒、偏正頭疼、風濕痹痛、腹痛泄瀉、腸風下血、破傷風、小兒驚風、風疹瘙癢和瘡瘍等疾病。

近年來，隨著對防風藥理作用的研究、化學成分的分析，對防風的了解越深入，因此造成了防風的需求量越來越大。同時由于對防風的不合理開采，導致野生防風的生存環境不斷遭到破壞，野生防風的產量不能滿足市場需求，導致價格持續走高，而人工種植的防風質量、藥效達不到要求[3]。隨著組織培養技術的興起，開始利用此技術對一些稀缺植物進行繁殖，在很大程度上加快育種進程，同時可以避免外界不利條件因素的影響。在探究防風愈傷組織活性成分含量的基礎上，優化影響愈傷組織培養體系中的多種因素，改善再生體系條件等方面均取得了一定的進展。因此，通過在大量文獻調研的基礎上，對防風愈傷組織誘導及再生體系建立研究進展進行綜述，以期為防風的合理利用和深度研究提供參考。

1? ?防風愈傷組織誘導

1.1? ?外植體的選擇

不同來源的外植體類型是影響植物愈傷組織誘導及生長發育的重要原因之一。在防風愈傷組織培養過程中，通常選用植物的幼葉、莖、根和芽作為外植體。愈傷組織可以由多種外植體誘導而來，但不同來源的外植體所形成的愈傷組織在長勢及分化狀態上有明顯差異。在培養防風組織時發現，當選用莖段作為外植體時，愈傷組織的誘導率明顯高于其他外植體的誘導率，并且愈傷組織的長勢也較好，種子的誘導率最低[4]。但也有研究發現，防風幼葉作為外植體愈傷組織的誘導率及長勢，要優于莖誘導出的愈傷組織[5]。

不同外植體的內源激素種類和含量有所不同，這也就導致在誘導愈傷組織的過程中誘導率的不同。在一定的生長素濃度范圍內，生長素的含量越多，愈傷組織的誘導率越高。所以在誘導愈傷組織形成的過程中，應盡量選取幼嫩時期的防風幼苗，并選取生長素含量較高的部分，來提高愈傷組織誘導率。

1.2? ?培養基的選擇

培養基供給離體外植體重要的營養成分及生長所需的各種外源激素，在愈傷組織誘導過程中，基礎培養基要根據試驗目的來進行選擇。張家菁等在試驗中發現，MS培養基的誘導率最高，并且褐化率也相對較低[6]。付航等在進行培養基對防風組織誘導的影響研究中的發現與其相同[7]。所以可以初步認為，MS為防風愈傷組織誘導過程中的最適培養基。

1.3? ?不同激素濃度對防風愈傷組織誘導的影響

植物組織培養過程中，最重要的一個因素就是植物生長調節劑的類型和濃度。不同的植物生長調節劑對愈傷組織的誘導能力有所不同，在組織培養過程中往往需要多種激素相互配合，才能達到最高的誘導率。前人在對防風進行愈傷組織誘導時發現，2，4-D和NAA同時使用和NAA單獨使用時，雖也能夠誘導出愈傷組織，但愈傷組織長勢差，后期分化困難，當兩類激素配合使用時，可以促進愈傷組織的誘導[8]。

不同類型的激素濃度組合，對防風愈傷組織的誘導也起著主導作用，其中生長素和細胞分裂素是植物組織培養過程中調控細胞生長和分化的兩種重要的植物激素。已有研究證實，生長素和細胞分裂素對于細胞生長與分化具有協同作用，它們的量與比值的不同配合對細胞分化起著重要的調節作用。在防風愈傷組織誘導過程中，通過調整培養基中 2，4-D 和 NAA 的濃度，結果發現，低濃度的激素對防風愈傷組織的誘導有促進作用，但激素濃度過高時對愈傷組織的生長有抑制作用。

在愈傷組織誘導的過程中往往需要多種激素共同作用，其中主要分為生長素類和細胞分裂素類兩種激素。有研究表明，過高濃度的激素會抑制愈傷組織的誘導過程，相對低濃度的外源激素可以促進愈傷組織誘導。

1.4? ?愈傷組織的繼代培養

在最初形成愈傷組織之后且在細胞老化現象未見明顯之前，應該及時將愈傷組織和外植體分離，轉移至傳代培養基中再次進行替換性培養。因為剩余的外植體在死亡過程中會產生一定的毒物，使愈傷組織發生老化、粘連和異常分化現象。與愈傷組織誘導過程相同，繼代培養也離不開植物外源激素。有研究表明，MS+1.0 mg/L 6BA+1.0 mg/L NAA為最適合防風愈傷組織繼代培養的培養基[9]。利用響應面分析法預測出最佳繼代培養基為MS+0.5 mg/L 6BA+0.5 mg/L 2，4-D+ 0.4 mg/L KT[10]。

2? ?防風再生體系的建立

2.1? ?不定芽的誘導

將生長良好的繼代愈傷組織進行分化培養，是培養試管苗的第一步。以MS+0.5 mg/L AgNO3為基礎培養基的培養條件，發現當6BA濃度為1.0 mg/L、NAA濃度為0.1 mg/L時，愈傷組織形成不定芽的能力最強。當誘導不定芽時，在MS+1.0 mg/L 6-BA+0.5 mg/L NAA培養基下培養時，再生苗的分化率最高，玻璃化率較低[11]。

2.2? ?不定根的誘導

在研究中發現1/2MS+0.5 mg/L NAA+0.2 mg/L 6BA是防風不定芽適宜的生根的最佳培養基。黑暗條件下MS+1.0 mg/L NAA+0.6 mg/L KT 為最佳不定根誘導培養基[12]。在一定范圍內，NAA濃度與生根率呈正相關，但當NAA達到0.6 mg/L 時，生根率開始降低[13]。

根據前人的研究可以看出，在對防風帶芽莖段誘導不定根的研究上，還存在一定的差異性，不同的研究者所得出的結論大有不同。在后續的研究中，可以針對不定根誘導做更深一步的探究。

2.3? ?試管苗移栽

當組培苗長到一定高度時，要對其進行移栽，以保證防風組培苗可以盡快適應外界環境[14]。移栽前需要對組培苗進行煉苗，待組培苗適應自然光后再進行移栽。將組培苗種植于滅菌的田園土中，14 d組培苗的成活率達80%以上。定植30 d 后，平均成活率達到94%以上。對成活的試管苗進行觀察，結果發現試管苗前期生長緩慢，但在后期生長迅速，長勢良好。更有學者發現在腐殖土和蛭石（5∶2）混合的移栽基質中，移栽后的防風植株生長良好且成活率高達99.5%[15-16]。

3? ?小結與展望

防風是我國使用廣泛、歷史悠久的傳統中藥，是一種具有開發價值的中藥材資源。目前開發具有抗腫瘤作用的藥物已經成為人們關注的熱點。近年來，由于野生防風的開采嚴重，出現供不應求現象。如何建立長期穩定的防風再生體系，成為科研工作者最重視的問題。雖對防風組織培養技術研究取得一定成果，但如何提高防風試管苗的移栽成活率、獲得高質量的防風，仍需開展進一步的研究。

參考文獻：

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