—药用植物栽培学考核论文—
如何提高药用植物的经济收入
班 级: 09级植物科学与技术(2)班
学 号:
作 者:
撰写日期: 2011年06月
如何提高药用植物的经济收入
摘 要
本文介绍了药用植物从选择种植物种到收获销售的整体过程。其中涉及到一些比较新的生产技术,如生物育种技术、分离繁殖中的花药离体培养技术和人工种子技术;还有一些运用现代先进技术,但尚不是很成熟的方法,如用激光或紫外线照射以使药用植物种子或繁殖材料发生诱导性突变,以此来获得新的药用植物品种。主要讲述了药用植物品种选育的常用方法和现代先进的生物育种方法,以及药用植物无性繁殖的用到的方法和技术。并对相应技术和方法的发展过程和利弊做了简要的叙述。因此,可以通过本文对过去一定时间内人类在药用植物方面取得的伟大成就。
关键词:药用植物;育种;无性繁殖;病虫害防治
正文:
众所周知,药农种植药用植物的最直接目的是得到理想的经济收入。这就要求我们要从选种到销售做到统筹的规划,只有全面考虑才能够获得好的收益。
1 选择种植的药用植物
1.1 根据当地自然环境选择药用植物
某一药用植物的生长发育是受一定自然环境影响的。适应这一环境的药用植物则生长健壮,成功率高。反之,则不易成功。因此,发展药用植物生产时,首先要考虑到当地的自然环境。如气候条件、土质条件等。然后,就可以根据这些自然条件,选择适宜的药用植物进行发展生产。自然条件关系到药用植物的产量和质量,关系到药用植物生产的成败,是药用植物生产成功的先决条件。
1.2 根据药用植物市场行情选择药用植物
药用植物市场行情直接影响着药用植物生产效益的高低。因此,在发展药用植物生产时,还要注意药用植物行情。这就要求要有深厚的市场知识功底,对药用植物市场进行科学的预测。只有市场行情好的药用植物,才能卖上好价钱,才能获得较好的经济效益。
1.3 根据三大原则选择药用植物
这三大原则是:投资小、见效快、易管易种。药用植物的生产周期短的一年半载,长的三到五年,甚至十年八载,其问的市场行情和自然灾害很难预料。这便决定了药用植物生产的风险性。因此,在选择药用植物时,要尽量选择那些投资少、生产周期短、见效快、易管易种的药用植物。同时,还要注意长、中、短期药用植物的统筹安排,合理搭配,达到以短养长的目的。
2 药用植物品种选育
植物育种学是研究选育及繁育植物优良品种的理论和方法的科学。育种是根据人类意志的生物进化,它以遗传学和进化论为主要理论基础,涉及植物学、植物生态学、植物生理学、生物化学、植物病理学、农业昆虫学、农业气象学、生物统计与试验设计、生物技术、农产品加工学等领域的知识与研究方法,植物育种学的基本任务是在研究和掌握植物性状遗传规律的基础上,发掘、研究和利用各有关植物种质资源,应用先进的科学技术手段,改良植物品种的遗传素质及群体遗传构成,以创造符合农业及相关产业发展要求的、能满足人类生活水平不断提高需求的优良品种或杂种甚至新作物,并且在繁殖、推广新品种的过程中,不断地保持和提高其种性,提供质优量足的生产用种,促进高产、优质、高效农业的可持续发展。目前选育品种的方法有以下几种:
2.1 系统育种
药用植物大部分为野生,是一个自然形成的混杂群体,即便是栽培品种,也在长期的栽培过程中只种不选,产生了各种遗传变异类型,成为混杂的群体,因此采用农作物上传统应用的系统选育方法,往往可以取得较好的效果。
2.2 杂交育种
杂交育种是药用植物培育新品种十分有成效的育种方法。近年来培育出薄荷“海香1号”,地黄“北京1号”等优良新品种,取得了明显的增产效果。当一个药用植物形成一个相对稳定的品种或类型后,开展杂交育种才有材料基础和明确的目标。且药用植物种内的品种数量很少、规模小,故杂交育种工作还不普遍。
2.3 倍性育种
提高染色体倍数,一般可以增大药用植物的营养体,普遍提高有效成分的含量。因此,倍性育种引起了药用植物界的重视。最常见的是用秋水仙素处理药用植物的种子和茎尖生长点,促使染色体加倍。也有把种子或试管苗放在附加秋水仙素的培养基上培养加倍染色体。这样加倍获得的为同源四倍体。所以,目前多数加倍的药用植物是四倍体,并在生产中进行试种或应用。包括四倍体丹参、菘蓝、牛膝、党参、宁夏枸杞、当归、
莨菪、芦荟等。同源四倍体与原植物进行杂交,可产生三倍体。如毛叶曼陀罗三倍体生物碱含量比二倍体和四倍体均高.因此,有些植物利用三倍体比更高倍数的多倍体好。
2.4 诱变育种
药用植物的人工诱变育种在我国也取得了较好的效果。如辽宁用快中子产生的射线照射延胡索块茎,结果不但提高了保苗率和块茎繁殖率,而且还使当代和第二代产生了连续增产效应。此外,激光技术在药用植物育种上也得到了应用,经激光照射的薏苡,在当代和第2—4代,产量均有增加。
2.5 生物技术育种
生物技术是近年来飞速发展的细胞和组织培养技术、原生质体培养和体细胞杂交技术以及DNA重组技术(即外源DNA的片段同载体分子连接的方法)。是相对于传统育种技术而言的高新技术。由于它们在创造新的基因型方面有其优越的作用,因而已经成为传统育种技术的重要补充和发展。生物技术在药用植物上虽然起步较晚,但也开始了一些尝试,著名生物技术专家唐强教授主持的课题组,运用转基因技术提高药用植物中东莨菪碱的含量,使东莨菪碱含量与原来的细胞组织相比,药用成分提高了9倍。另外,搭载“神舟”一号、三号和四号飞船的太空药材种子在中国药材之乡河北省安国市试种初获成功,板蓝根“太空种子”繁育的品种植株主根环径比同等生态条件下品种粗一倍左右,同时具有明显的抗病、抗逆优势,有效成分也有所增加。
3 药用植物的种植
3.1 药用植物种植分类
按药用部位的不同分类药用植物的营养器官(根、茎、叶)、生殖器官(花、果、种子)以及全株均可加工供药用。按其不同入药部位,可分为下列几类:
① 根及地下茎类 其药用部位为地下的根茎、鳞茎、球茎、块茎和块根,如人参、百合、贝母、山药、延胡索、射干、半夏等。
② 全草类 其药用部位为植物的茎叶或全株,如薄荷、绞股蓝、肾茶、甜叶菊等。 ③ 花类 其药用部位为植物的花、花蕾、花柱,如菊花、红花、金银花、西红花、辛夷等。
④ 果实及种子类 其药用部位为植物成熟或未成熟的果皮、果肉、果核,如栝楼、山茱萸、木瓜、枸杞、白扁豆、酸枣仁等。
⑤ 皮类 其药用部位为植物的根皮、树皮,如丹皮、地骨皮、杜仲、厚朴、黄柏等。
⑥ 真菌类 为药用真菌,如茯苓、猪苓、灵芝、猴头、冬虫夏草等。
3.2 药用植物繁殖方法
药用植物的繁殖方法基本上可分为两大类:无性繁殖和有性繁殖
3.2.1 有性繁殖
指直接利用种子进行播种、发芽、生长发育成独立生存的幼苗的过程。由于药用植物产生的种子量大,故繁殖系数高,可在短期内获得大量的中药材种苗。其方法简单易行,是发展中药材生产的主要繁殖方法。
同时也要根据不同植物及其种子的生理习性对其做不同的处理。如对收获种子进行干藏或湿藏;种子播种前进行浸种催发芽、机械损伤、化学药剂处理、种子消毒等处理;对种子进行春播或秋播,撒播、条播或穴播等。
3.2.2 无性繁殖
指利用植物的营养器官脱离母体后,能重新分化发育成1个完整的植株,或利用植物器官的再生能力,形成新个体的过程。这种繁殖是母体阶段发育的延续,因此能保持母体的优良性状,可提早开花结实。但长期进行无性繁殖,会引起品种退化,如地黄、山药、半夏等。因此,在生产上应采用有性繁殖与无性繁殖交替进行。无性繁殖常用的有如下技术:分离繁殖、压条繁殖、扦插繁殖和嫁接繁殖。
在分离繁殖中,经常会用到药用植物组织培养和快速繁殖技术。药用植物细胞全能性为通过药用植物组织和细胞培养获得药用植物再生植株提供了途径。P.n.White和R.J.Gautheret于1939年在实验室建立药用植物细胞和器官培养技术,经过科学家们的努力,目前这项技术已发展成为一门精细的试验技术。尤其是从20世纪70年代起,人们开始利用培养细胞来研究药用活性成分生物合成途径特别是活性成分生物合成途径中的酶,使得药用植物活性成分的研究深人到了蛋白质分子水平;通过快速繁殖,可以实现工业化生产,以大量生产药用植物中的有效成分;还可以用于脱病毒和育种工作,繁殖和保存去除病原菌的药用植物,从而达到复壮原种、提高品质和产量的效果。药用植物的体细胞胚的研究开始于20世纪80年代,最初人们的研究重点是通过原生质体培养而获得体细胞胚。如龙葵、川芎、石防风、三叶半夏、欧当归、希腊毛地黄、地黄等药用植物的原生质体培养获得体细胞胚均取得了成功。20世纪90年代后,许多研究者开始关注通过愈伤组织培养获得体细胞胚的研究,何首乌、菊叶薯蓣、罗布麻、栗米草、刺果番荔枝等药用植物的体细胞胚分别通过愈伤组织培养获得。目前已经初步进人商品化阶段。我国由于长期以来无计划的采挖,再加上自然环境的破坏以及繁殖和栽培技术未及时跟上等方面的原因,有许多重要药用植物的天然生产极少。于是,利用组织培养手段快速繁殖药用植物种苗,或者利用组织培养或细胞培养手段直接生产药物便日益发展。
在快速繁殖的研究方面,原生质体的培养是一条重要的渠道。1960年,Cocking用
酶法首次分离出有活性的原生质体,1971年Takebe等首次从烟草叶片分离出原生质体,并经培养获得了再生植株。从此,原生质体培养成为一个研究热点。但与农作物相比,药用植物的原生质体培养还很落后,目前主要包括夹竹桃科、五加科、紫草科等以及单子叶药用植物的天南星科和百合科的数十种药用植物。利用原生质体培养不仅能够大量生产药用植物再生植株,而且可以提供大量的基因多态性与多样性的体细胞,有利于提高药用植物生物碱和其他药用植物天然产物的含量。如用电激法可以使农杆菌转化欧白英悬浮细胞原生质体的效率提高10倍;用农杆菌和Physalisminima原生质体共培养获得了胭脂碱的表达。
花药培养是另一个研究热点。进行花药培养,往往是将花粉培育成单倍体植株,再经染色体自然或人工加倍得到纯合二倍体。花药培养育种能够极早稳定分离后代、缩短育种的年限,提高选择的准确性和可靠性。由于花粉植株是由单倍体直接加倍形成的,故隐性性状得以纯合表现,花药培养既可以充分利用药用植物的种质资源,又可以获得性状的多样性。花药培养育种的这些优点,引起了世界各国上作者的浓厚兴趣。花药培养育种已经与常规杂交育种、远缘杂交育。种、诱变育种以及转基因技术相结合,发展形成了一套育种技术体系。
人工种子的概念首次由Murashige于1978年学术讨论会上提出,在本质上属于无性繁殖。人工种子是将药用植物离体培养中产生的体细胞胚或能发育成完整植株的分生组织包埋在含有营养物质和具有保护功能的外壳内形成的在适宜条件下能够发芽出苗的颗粒。完整的人工种子包括胚、人工胚乳和人工种皮。与天然种子相比,具有很多优点:可对一些自然条件下不结实的或种子很昂贵的药用植物进行繁殖;固定杂种优势,大大缩短育种年限;在人工种子的包裹材料里加人各种药用植物生长调节物质、菌肥、农药等,可人为地影响控制药用植物的生长发育和抗性;可以保存及快速繁殖脱病毒苗,克服某些药用植物由于长期营养繁殖积累的病毒病等;与试管苗相比成本低,运输方便,可直接播种和机械化操作。人工种子在快速繁殖无性系、固定杂种优势以及与基因工程相结合等方面有着广阔的应用前景。但总体看来,人工种子技术在药用植物上的应用还不多。在实用化的过程中,尚有许多技术难点,如包埋剂的选择及制作工艺方面尚待改进,适宜于大田播种的机械化操作等的配套技术的研究等。但相信它在药用植物上将有很好的应用前景,特别是对濒危名贵药用植物来说,其意义就更加重大。
3.3 药用植物种植管理技术措施
“三分种,七分管”。药用植物从种子播种到采收加工的整个生长发育期间,在田间必须进行一系列的管理措施。如栽芍药、附子要修根;白术、桔梗、地黄,要摘花;菊花,玄参、牛膝,要打顶;人参、西洋参、黄连,要搭棚遮荫;栝楼、罗汉果、金银花、木鳖子要设立支架等,才能获得优质高产。其整个管理措施主要包括:整地、育苗、中耕除草、施肥、灌溉、整形与修剪、搭棚支架,防寒越冬等各个重要环节。
4 药用植物病虫害防治
4.1 药用植物病害的发生特点
① 地道药材长期生长在特定的地区,病原菌与寄主药用植物已经建立起了稳定的寄生关系,并且菌量逐年积累,具备造成初次侵染的菌原量,环境条件一旦有利于病原菌的繁殖,药材植物发病就严重,难以控制。所以地道中草药材发病严重,如东北人参锈腐,是长期困扰人参种植的病害。
② 中草药地下部分病害重于地上部分。中草药的药用部位很多是根、块根和鳞茎等地下部分,而且许多种类是多年生,地下部分很容易受土传病原真菌、细菌或线虫危害,发生多种根部病害。因此根部病害是中草药病害防治的重点。如白术根腐病、附子白绢病等发生很普遍。
③ 不少中草药是用根、根茎、鳞茎、芽或枝条等无性繁殖材料进行繁殖的。这些无性繁殖材料常常受到病害侵染而成为病害初次侵染来源。因此,灭菌处理无性繁殖材料、建立无病苗种田、精选无病种苗等是十分重要的防病措施。
4.2 药用植物虫害的发生特点
① 中草药包括草本、木本、藤本等各类植物,生长周期长短各异。害虫种类复杂,不少中草药各自有特殊的化学物质,致使某些害虫喜食或趋向于这些植物上产卵,因此,中草药上单食性和寡食性害虫相对较多。如射干钻心虫、红花指管蚜、黄芪籽蜂等,它们只食害一种或几种近缘中草药。
② 地道药材由于在产区长时期栽种,已经和某些害虫建立了寄生性关系,而且多年大面积栽培,虫源积累较多,致使某些害虫发生严重,如地道药材河南地黄棉红蜘蛛、宁夏枸杞实蝇。所以地道药材主要害虫发生一般情况下都很重。
4.3 药用植物病虫害防治
综合防治的原则我国植物病虫害防治的总体方针是“预防为主,综合防治”。药用植物也应遵循这一方针。综合防治的原则是以农业防治为基础,科学协调地利用植物检疫、生物防治、物理防治和化学防治措施,形成一个有机整体,创造一个有利于植物生长而不利于病虫害生存的环境,控制病虫害为害,把其危害造成的损失降到经济阈值以内。
5 药用植物采收加工及销售
药用植物的采收主要是根据药用植物入药部位的不同划分的,包括根及根茎类入药、花入药、果实及种子类入药、叶入药和全草入药等五种。它们因此也就有不同的采
收期和采收方法。又因各类药用植物的使用方式不同,而对其进行相应的产地初加工和再加工。进而得到人们所需要的成品药材。对于中药材的销售自然是要以药材的品质来断定了。同时也要选择适当的市场,这就要求在种植药用植物之前要对市场有一定得了解。因此,在种植药用植物之前做好准备工作是非常关键的。
参考文献
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[11] 王惠清.中药材产销.成都:四川科学技术出版社,2007
—药用植物栽培学考核论文—
如何提高药用植物的经济收入
班 级: 09级植物科学与技术(2)班
学 号:
作 者:
撰写日期: 2011年06月
如何提高药用植物的经济收入
摘 要
本文介绍了药用植物从选择种植物种到收获销售的整体过程。其中涉及到一些比较新的生产技术,如生物育种技术、分离繁殖中的花药离体培养技术和人工种子技术;还有一些运用现代先进技术,但尚不是很成熟的方法,如用激光或紫外线照射以使药用植物种子或繁殖材料发生诱导性突变,以此来获得新的药用植物品种。主要讲述了药用植物品种选育的常用方法和现代先进的生物育种方法,以及药用植物无性繁殖的用到的方法和技术。并对相应技术和方法的发展过程和利弊做了简要的叙述。因此,可以通过本文对过去一定时间内人类在药用植物方面取得的伟大成就。
关键词:药用植物;育种;无性繁殖;病虫害防治
正文:
众所周知,药农种植药用植物的最直接目的是得到理想的经济收入。这就要求我们要从选种到销售做到统筹的规划,只有全面考虑才能够获得好的收益。
1 选择种植的药用植物
1.1 根据当地自然环境选择药用植物
某一药用植物的生长发育是受一定自然环境影响的。适应这一环境的药用植物则生长健壮,成功率高。反之,则不易成功。因此,发展药用植物生产时,首先要考虑到当地的自然环境。如气候条件、土质条件等。然后,就可以根据这些自然条件,选择适宜的药用植物进行发展生产。自然条件关系到药用植物的产量和质量,关系到药用植物生产的成败,是药用植物生产成功的先决条件。
1.2 根据药用植物市场行情选择药用植物
药用植物市场行情直接影响着药用植物生产效益的高低。因此,在发展药用植物生产时,还要注意药用植物行情。这就要求要有深厚的市场知识功底,对药用植物市场进行科学的预测。只有市场行情好的药用植物,才能卖上好价钱,才能获得较好的经济效益。
1.3 根据三大原则选择药用植物
这三大原则是:投资小、见效快、易管易种。药用植物的生产周期短的一年半载,长的三到五年,甚至十年八载,其问的市场行情和自然灾害很难预料。这便决定了药用植物生产的风险性。因此,在选择药用植物时,要尽量选择那些投资少、生产周期短、见效快、易管易种的药用植物。同时,还要注意长、中、短期药用植物的统筹安排,合理搭配,达到以短养长的目的。
2 药用植物品种选育
植物育种学是研究选育及繁育植物优良品种的理论和方法的科学。育种是根据人类意志的生物进化,它以遗传学和进化论为主要理论基础,涉及植物学、植物生态学、植物生理学、生物化学、植物病理学、农业昆虫学、农业气象学、生物统计与试验设计、生物技术、农产品加工学等领域的知识与研究方法,植物育种学的基本任务是在研究和掌握植物性状遗传规律的基础上,发掘、研究和利用各有关植物种质资源,应用先进的科学技术手段,改良植物品种的遗传素质及群体遗传构成,以创造符合农业及相关产业发展要求的、能满足人类生活水平不断提高需求的优良品种或杂种甚至新作物,并且在繁殖、推广新品种的过程中,不断地保持和提高其种性,提供质优量足的生产用种,促进高产、优质、高效农业的可持续发展。目前选育品种的方法有以下几种:
2.1 系统育种
药用植物大部分为野生,是一个自然形成的混杂群体,即便是栽培品种,也在长期的栽培过程中只种不选,产生了各种遗传变异类型,成为混杂的群体,因此采用农作物上传统应用的系统选育方法,往往可以取得较好的效果。
2.2 杂交育种
杂交育种是药用植物培育新品种十分有成效的育种方法。近年来培育出薄荷“海香1号”,地黄“北京1号”等优良新品种,取得了明显的增产效果。当一个药用植物形成一个相对稳定的品种或类型后,开展杂交育种才有材料基础和明确的目标。且药用植物种内的品种数量很少、规模小,故杂交育种工作还不普遍。
2.3 倍性育种
提高染色体倍数,一般可以增大药用植物的营养体,普遍提高有效成分的含量。因此,倍性育种引起了药用植物界的重视。最常见的是用秋水仙素处理药用植物的种子和茎尖生长点,促使染色体加倍。也有把种子或试管苗放在附加秋水仙素的培养基上培养加倍染色体。这样加倍获得的为同源四倍体。所以,目前多数加倍的药用植物是四倍体,并在生产中进行试种或应用。包括四倍体丹参、菘蓝、牛膝、党参、宁夏枸杞、当归、
莨菪、芦荟等。同源四倍体与原植物进行杂交,可产生三倍体。如毛叶曼陀罗三倍体生物碱含量比二倍体和四倍体均高.因此,有些植物利用三倍体比更高倍数的多倍体好。
2.4 诱变育种
药用植物的人工诱变育种在我国也取得了较好的效果。如辽宁用快中子产生的射线照射延胡索块茎,结果不但提高了保苗率和块茎繁殖率,而且还使当代和第二代产生了连续增产效应。此外,激光技术在药用植物育种上也得到了应用,经激光照射的薏苡,在当代和第2—4代,产量均有增加。
2.5 生物技术育种
生物技术是近年来飞速发展的细胞和组织培养技术、原生质体培养和体细胞杂交技术以及DNA重组技术(即外源DNA的片段同载体分子连接的方法)。是相对于传统育种技术而言的高新技术。由于它们在创造新的基因型方面有其优越的作用,因而已经成为传统育种技术的重要补充和发展。生物技术在药用植物上虽然起步较晚,但也开始了一些尝试,著名生物技术专家唐强教授主持的课题组,运用转基因技术提高药用植物中东莨菪碱的含量,使东莨菪碱含量与原来的细胞组织相比,药用成分提高了9倍。另外,搭载“神舟”一号、三号和四号飞船的太空药材种子在中国药材之乡河北省安国市试种初获成功,板蓝根“太空种子”繁育的品种植株主根环径比同等生态条件下品种粗一倍左右,同时具有明显的抗病、抗逆优势,有效成分也有所增加。
3 药用植物的种植
3.1 药用植物种植分类
按药用部位的不同分类药用植物的营养器官(根、茎、叶)、生殖器官(花、果、种子)以及全株均可加工供药用。按其不同入药部位,可分为下列几类:
① 根及地下茎类 其药用部位为地下的根茎、鳞茎、球茎、块茎和块根,如人参、百合、贝母、山药、延胡索、射干、半夏等。
② 全草类 其药用部位为植物的茎叶或全株,如薄荷、绞股蓝、肾茶、甜叶菊等。 ③ 花类 其药用部位为植物的花、花蕾、花柱,如菊花、红花、金银花、西红花、辛夷等。
④ 果实及种子类 其药用部位为植物成熟或未成熟的果皮、果肉、果核,如栝楼、山茱萸、木瓜、枸杞、白扁豆、酸枣仁等。
⑤ 皮类 其药用部位为植物的根皮、树皮,如丹皮、地骨皮、杜仲、厚朴、黄柏等。
⑥ 真菌类 为药用真菌,如茯苓、猪苓、灵芝、猴头、冬虫夏草等。
3.2 药用植物繁殖方法
药用植物的繁殖方法基本上可分为两大类:无性繁殖和有性繁殖
3.2.1 有性繁殖
指直接利用种子进行播种、发芽、生长发育成独立生存的幼苗的过程。由于药用植物产生的种子量大,故繁殖系数高,可在短期内获得大量的中药材种苗。其方法简单易行,是发展中药材生产的主要繁殖方法。
同时也要根据不同植物及其种子的生理习性对其做不同的处理。如对收获种子进行干藏或湿藏;种子播种前进行浸种催发芽、机械损伤、化学药剂处理、种子消毒等处理;对种子进行春播或秋播,撒播、条播或穴播等。
3.2.2 无性繁殖
指利用植物的营养器官脱离母体后,能重新分化发育成1个完整的植株,或利用植物器官的再生能力,形成新个体的过程。这种繁殖是母体阶段发育的延续,因此能保持母体的优良性状,可提早开花结实。但长期进行无性繁殖,会引起品种退化,如地黄、山药、半夏等。因此,在生产上应采用有性繁殖与无性繁殖交替进行。无性繁殖常用的有如下技术:分离繁殖、压条繁殖、扦插繁殖和嫁接繁殖。
在分离繁殖中,经常会用到药用植物组织培养和快速繁殖技术。药用植物细胞全能性为通过药用植物组织和细胞培养获得药用植物再生植株提供了途径。P.n.White和R.J.Gautheret于1939年在实验室建立药用植物细胞和器官培养技术,经过科学家们的努力,目前这项技术已发展成为一门精细的试验技术。尤其是从20世纪70年代起,人们开始利用培养细胞来研究药用活性成分生物合成途径特别是活性成分生物合成途径中的酶,使得药用植物活性成分的研究深人到了蛋白质分子水平;通过快速繁殖,可以实现工业化生产,以大量生产药用植物中的有效成分;还可以用于脱病毒和育种工作,繁殖和保存去除病原菌的药用植物,从而达到复壮原种、提高品质和产量的效果。药用植物的体细胞胚的研究开始于20世纪80年代,最初人们的研究重点是通过原生质体培养而获得体细胞胚。如龙葵、川芎、石防风、三叶半夏、欧当归、希腊毛地黄、地黄等药用植物的原生质体培养获得体细胞胚均取得了成功。20世纪90年代后,许多研究者开始关注通过愈伤组织培养获得体细胞胚的研究,何首乌、菊叶薯蓣、罗布麻、栗米草、刺果番荔枝等药用植物的体细胞胚分别通过愈伤组织培养获得。目前已经初步进人商品化阶段。我国由于长期以来无计划的采挖,再加上自然环境的破坏以及繁殖和栽培技术未及时跟上等方面的原因,有许多重要药用植物的天然生产极少。于是,利用组织培养手段快速繁殖药用植物种苗,或者利用组织培养或细胞培养手段直接生产药物便日益发展。
在快速繁殖的研究方面,原生质体的培养是一条重要的渠道。1960年,Cocking用
酶法首次分离出有活性的原生质体,1971年Takebe等首次从烟草叶片分离出原生质体,并经培养获得了再生植株。从此,原生质体培养成为一个研究热点。但与农作物相比,药用植物的原生质体培养还很落后,目前主要包括夹竹桃科、五加科、紫草科等以及单子叶药用植物的天南星科和百合科的数十种药用植物。利用原生质体培养不仅能够大量生产药用植物再生植株,而且可以提供大量的基因多态性与多样性的体细胞,有利于提高药用植物生物碱和其他药用植物天然产物的含量。如用电激法可以使农杆菌转化欧白英悬浮细胞原生质体的效率提高10倍;用农杆菌和Physalisminima原生质体共培养获得了胭脂碱的表达。
花药培养是另一个研究热点。进行花药培养,往往是将花粉培育成单倍体植株,再经染色体自然或人工加倍得到纯合二倍体。花药培养育种能够极早稳定分离后代、缩短育种的年限,提高选择的准确性和可靠性。由于花粉植株是由单倍体直接加倍形成的,故隐性性状得以纯合表现,花药培养既可以充分利用药用植物的种质资源,又可以获得性状的多样性。花药培养育种的这些优点,引起了世界各国上作者的浓厚兴趣。花药培养育种已经与常规杂交育种、远缘杂交育。种、诱变育种以及转基因技术相结合,发展形成了一套育种技术体系。
人工种子的概念首次由Murashige于1978年学术讨论会上提出,在本质上属于无性繁殖。人工种子是将药用植物离体培养中产生的体细胞胚或能发育成完整植株的分生组织包埋在含有营养物质和具有保护功能的外壳内形成的在适宜条件下能够发芽出苗的颗粒。完整的人工种子包括胚、人工胚乳和人工种皮。与天然种子相比,具有很多优点:可对一些自然条件下不结实的或种子很昂贵的药用植物进行繁殖;固定杂种优势,大大缩短育种年限;在人工种子的包裹材料里加人各种药用植物生长调节物质、菌肥、农药等,可人为地影响控制药用植物的生长发育和抗性;可以保存及快速繁殖脱病毒苗,克服某些药用植物由于长期营养繁殖积累的病毒病等;与试管苗相比成本低,运输方便,可直接播种和机械化操作。人工种子在快速繁殖无性系、固定杂种优势以及与基因工程相结合等方面有着广阔的应用前景。但总体看来,人工种子技术在药用植物上的应用还不多。在实用化的过程中,尚有许多技术难点,如包埋剂的选择及制作工艺方面尚待改进,适宜于大田播种的机械化操作等的配套技术的研究等。但相信它在药用植物上将有很好的应用前景,特别是对濒危名贵药用植物来说,其意义就更加重大。
3.3 药用植物种植管理技术措施
“三分种,七分管”。药用植物从种子播种到采收加工的整个生长发育期间,在田间必须进行一系列的管理措施。如栽芍药、附子要修根;白术、桔梗、地黄,要摘花;菊花,玄参、牛膝,要打顶;人参、西洋参、黄连,要搭棚遮荫;栝楼、罗汉果、金银花、木鳖子要设立支架等,才能获得优质高产。其整个管理措施主要包括:整地、育苗、中耕除草、施肥、灌溉、整形与修剪、搭棚支架,防寒越冬等各个重要环节。
4 药用植物病虫害防治
4.1 药用植物病害的发生特点
① 地道药材长期生长在特定的地区,病原菌与寄主药用植物已经建立起了稳定的寄生关系,并且菌量逐年积累,具备造成初次侵染的菌原量,环境条件一旦有利于病原菌的繁殖,药材植物发病就严重,难以控制。所以地道中草药材发病严重,如东北人参锈腐,是长期困扰人参种植的病害。
② 中草药地下部分病害重于地上部分。中草药的药用部位很多是根、块根和鳞茎等地下部分,而且许多种类是多年生,地下部分很容易受土传病原真菌、细菌或线虫危害,发生多种根部病害。因此根部病害是中草药病害防治的重点。如白术根腐病、附子白绢病等发生很普遍。
③ 不少中草药是用根、根茎、鳞茎、芽或枝条等无性繁殖材料进行繁殖的。这些无性繁殖材料常常受到病害侵染而成为病害初次侵染来源。因此,灭菌处理无性繁殖材料、建立无病苗种田、精选无病种苗等是十分重要的防病措施。
4.2 药用植物虫害的发生特点
① 中草药包括草本、木本、藤本等各类植物,生长周期长短各异。害虫种类复杂,不少中草药各自有特殊的化学物质,致使某些害虫喜食或趋向于这些植物上产卵,因此,中草药上单食性和寡食性害虫相对较多。如射干钻心虫、红花指管蚜、黄芪籽蜂等,它们只食害一种或几种近缘中草药。
② 地道药材由于在产区长时期栽种,已经和某些害虫建立了寄生性关系,而且多年大面积栽培,虫源积累较多,致使某些害虫发生严重,如地道药材河南地黄棉红蜘蛛、宁夏枸杞实蝇。所以地道药材主要害虫发生一般情况下都很重。
4.3 药用植物病虫害防治
综合防治的原则我国植物病虫害防治的总体方针是“预防为主,综合防治”。药用植物也应遵循这一方针。综合防治的原则是以农业防治为基础,科学协调地利用植物检疫、生物防治、物理防治和化学防治措施,形成一个有机整体,创造一个有利于植物生长而不利于病虫害生存的环境,控制病虫害为害,把其危害造成的损失降到经济阈值以内。
5 药用植物采收加工及销售
药用植物的采收主要是根据药用植物入药部位的不同划分的,包括根及根茎类入药、花入药、果实及种子类入药、叶入药和全草入药等五种。它们因此也就有不同的采
收期和采收方法。又因各类药用植物的使用方式不同,而对其进行相应的产地初加工和再加工。进而得到人们所需要的成品药材。对于中药材的销售自然是要以药材的品质来断定了。同时也要选择适当的市场,这就要求在种植药用植物之前要对市场有一定得了解。因此,在种植药用植物之前做好准备工作是非常关键的。
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