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藥用植物論文

發布時間:2022-05-24 09:15:54

開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的1篇藥用植物論文,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。

藥用植物論文

藥用植物論文:關于藥用植物的藥用成份分析

摘要:代謝組學研究涉及的技術步驟主要包括植物栽培、樣本制備、衍生化、分離純化和數據分析5個方面。

關鍵詞:藥用;植物;研究;分析

一、代謝組學研究的技術步驟

代謝組學研究涉及的技術步驟主要包括植物栽培、樣本制備、衍生化、分離純化和數據分析5個方面。

(一)植物栽培。對研究對象進行培育的目的是為了對樣本的穩定性進行控制,相對于微生物和動物而言,植物的人工栽培需要考慮更多的問題,如中藥材在不同年齡、不同發育階段、不同部位以及光照、水肥、耕作等環境因素的微小差異都可引起生理狀態的變化,而這些非可控及可控雙重因素的影響很難進行精確的控制,從而影響藥用植物代謝組研究的重復性。為了解決以上問題,推薦使用大容量的培養箱,定時更換培養箱中栽培對象的位置,以及使用無土栽培技術等,Fukusaki E利用無土栽培系統將水和養分直接引入植物根部,并且對供給量進行精確地控制,大大提高了實驗的重復性。

(二)樣本制備。為了獲得穩定的實驗結果,樣本制備需要考慮樣本的生長、取樣的時間和地點、取樣量以及樣本的處理方法等問題,并根據分析對象的分子結構、溶解性、極性等理化性質及其相對含量大小對提取和分離的方法進行選擇,逐一優化試驗方案。Maharjan RP等用6種方法分別對大腸桿菌中代謝產物進行提取,發現用-40℃甲醇進行提取的效果最好。現階段代謝組學的分析對象主要集中在親水性小分子,尤其是初級代謝產物,氣相色譜質譜聯用(GC MS)和毛細管電泳質譜(CE MS)聯用都是分析親水小分子的重要技術。Fiehn O等使用GC MS對擬南芥葉片中的親水小分子進行了分析,發現酒石酸半縮醛、檸蘋酸、別蘇氨酸、羥基乙酸等15種植物代謝物。

(三)衍生化處理。對目標代謝產物的衍生化處理取決于所使用的分析設備,GCMS系統只適合對揮發性成分進行分析,高效液相色譜法(HP LC)一般則使用紫外或熒光標記的方法對樣本進行衍生處理,Blau K對酯化、酰化、烷基化、硅烷化、硼烷化、環化和離子化等衍生方法進行了詳細的說明。然而離子化抑制常使得質譜分析過程中目標代謝產物的離子化效率降低,這主要是由于分離過程中污染物與目標代謝物難以完全分離開所引起的,優化色譜分離時間可有效緩解離子化抑制,然而在實際操作中不可能對上百種代謝產物的分離時間進行優化,利用非放射性同位素稀釋法進行相對定量可以很好的解決該問題。Han DK等應用同位素編碼的親和標記(IC AT),根據經誘導分化的微粒蛋白及其同位素標記物的峰面積比,對該蛋白的相對含量進行分析。Zhang R等發現同位素標記技術也可用于代謝組學的研究,但是卻存在許多困難。活體的同位素標記方法對于同位素的洗脫是一種非常有潛力的技術,目前關于使用34s的研究已有報道。

(四)分離和定量。分離是代謝組學研究中的重要步驟,與質譜聯用的色譜和電泳分析技術都是使用紫外或電化學檢測的方法進行定量,其對代謝組數據的分辨率與定量能力都有一定的影響。Tomita M等總結了各種色譜分離法中經常遇到的技術問題,認為毛細管電泳和氣相色譜法由于具有較高的分辨率,已成為代謝組學研究的常規技術手段之一,液相色譜因其適用范圍廣,應用也相當廣泛。

(五)數據轉換。為闡明代謝物復雜的線性或非線性關系,需要進行多變量分析,將原始的色譜圖數據轉換為數字化的矩陣數據,通過對色譜峰鑒定和整合從而進行多變量分析。由于環境等因素的干擾,光譜數據需要通過適當的數據加工方法進行校正,包括:

1.降低噪聲。

2.校正基線。

3.提高分辨率。

4.數據標準化。Jonsson P等報道了一種關于GC MS色譜圖數據處理的方法,可以對大量代謝產物樣品進行有效的識別。

二、代謝組學中的數據分析方法

(一)主成分分析法(PCA)。將實測的多個指標用少數幾個潛在的相互獨立的主成分指標線性組合來表示,反映原始測量指標的主要信息。使得分析與評價指標變量時能夠找出主導因素,切斷其他相關因素的干擾,做出更為準確的估量與評價。PCA數據矩陣通常來自于GC MS,LC MS或CE MS,因此將目標代謝產物作為自變量,而相應的代謝產物含量作為因變量,定義與最大特征值方向一致的特征向量為第一主成分,依此類推,PCA便能通過對幾個主要成分的分析,從代謝組中識別出有效信息。主成分分析有助于簡化分析和多維數據的可視化,但是該方法可能導致一部分有用信息的丟失。

(二)層次聚類分析法(HCA)。層次聚類分析法也常用于代謝組學的研究中,它是將n個樣品分類,計算兩兩之間的距離,構成距離矩陣,合并距離最近的兩類為一新類,計算新類與當前各類的距離。再合并、計算,直至只有一類為止。該方法雖然精確,但計算機數據密集,對大量數據點進行分析時,更適合選用K均值聚類法(KMC)或批次自組織映射圖法(BLSOM),而HCA適合將數據轉換為主成分后使用。

(三)其他數據采集方法。除PCA、HCA外,很多變量分析方法都可用于植物代謝組學的分析。軟獨立建模分類法(SIMCA)是利用主成分模型對未知樣品進行分類和預測,適合對大量樣本進行分析;近鄰分類法(KNN)和K平均值聚類分析法(KMN)也可用于樣品分類;主成分回歸法(PCR)或偏最小二乘回歸法(PLS)在某些情況下也可使用。然而到目前為止由于還沒有建立一個標準的數據分析方法,代謝組學仍然是一門有待完善的學科。

三、代謝組學在藥用植物中的實踐

植物藥材來源于藥用植物體,而藥用植物體的形態建成是其體內一系列生理、生化代謝活動的結果。植物代謝活動分為初生代謝和次生代謝,初生代謝在植物生命過程中始終都在發生,其通過光合作用、檸檬酸循環等途徑,為次生代謝的發生提供能量和一些小分子化合物原料。次生代謝往往發生在植物生命過程中的某一階段,其主要生物合成途徑有莽草酸途徑、多酮途徑和甲瓦龍酸途徑等。植物藥材含有的生物堿、胺類、萜類、黃酮類、醌類、皂苷、強心苷等活性物質的絕大多數屬于次生代謝產物,因此探討次生代謝產物在藥用植物體內的合成積累機制及其影響因素,對于提高活性物質含量、保證藥材質量、穩定臨床療效等具有重要意義。孫視等通過對銀杏葉中黃酮類成分積累規律的研究,提出了選擇具有一定環境壓力的次適宜生態環境解決藥用植物栽培中生長和次生產物積累的矛盾。王昆等以人參葉組織為材料,總結了構建人參葉cDNA文庫過程中存在的一些關鍵問題和應采取的對策,為今后關于人參有效成分如人參皂苷的生物合成途徑及其調控的基礎研究提供技術參考和理論指導。最近,美國加利福尼亞大學伯克利分校的Keasling等采用一系列的轉基因調控方法,通過基因工程酵母合成了青蒿素的前體物質――青蒿酸,其產量超過100mg/L,為有效降低抗瘧藥物的成本提供了機遇。經過長期的研究積累,人們對代謝途徑的主干部分(為次生代謝提供底物的初生代謝途徑)已經基本了解,例如酚類的莽草酸途徑,萜類的異戊二烯二磷酸(IPP)途徑等。被子植物中一些相對保守的次生代謝途徑也得到了很好的研究,如黃酮類、木質素的生物合成與調控。然而,對次生代謝最豐富最神奇的部分――特定產物合成與積累的過程,還所知甚少。

四、展望

然而依據傳統中醫藥學和系統生物學的指導思想,目前急待解決的是中藥種質資源的代謝組學研究和中藥體內作用的代謝組學研究。同時,代謝組學在分析平臺技術、方法學手段和應用策略等方面相對于其他組學技術還需要進一步發展和完善,還需要其他學科的配合和介入。相信隨著更有力的成分分析設備的使用及代謝組數據庫的建立,藥用植物代謝組學將對中醫藥學產生深遠的影響。

藥用植物論文:瀕危蘭科藥用植物DNA條形碼鑒定

[摘要] 蘭科藥用植物形態分類困難,此研究采用DNA條形碼分子鑒定法從分子水平驗證蘭科藥用植物的傳統形態分類。以matK,psbA-trnH和ITS2序列作為DNA條形碼對已進行了形態鑒定的49屬135種163份蘭科藥用植物樣品進行分子鑒定,經DNA提取,PCR擴增、雙向測序及校對拼接后,將得到的序列在GenBank中進行BLAST比對,然后運用MEGA 7.0軟件中的Neighbor-joining (NJ)法構建物種系統進化樹。結果表明,163份樣品均能成功提取DNA;matK,psbA-trnH和ITS2序列的PCR擴增效率分別為100%,100%,98.77%;共獲得487條序列,其中345條序列在GenBank數據庫中比對到了相應物種的序列,142條為新增序列;運用NJ法構建的蘭科藥用植物系統進化樹中,基于matK序列所構建的物種系統進化樹要優于基于psbA-trnH和ITS2序列所構建的系統進化樹。matK,psbA-trnH和ITS2序列在鑒定蘭科藥用植物過程中互為補充,DNA條形碼分子鑒定法可用于輔助蘭科藥用植物的分類鑒定。

[關鍵詞] 蘭科;DNA條形碼;藥用植物;分子鑒定

蘭科Orchidaceae是世界性大科之一,包括地生、附生、菌類寄生等生活方式[1],在全世界約有800屬20 000~35 000種[2-4],Flora of China中記載中國境內的野生蘭科植物共有194屬(中國特有屬11個) 1 388種(中國特有種491個)[4]。蘭科植物中的許多物種因其形態高度進化,物種之間僅有極細微的差異,從形態上對其進行鑒定較困難。

自雙名法確立以來的250多年里,人類共鑒定和描述了約170萬種生物[5],但這僅僅占到分類學家預計物種數量的15%[6]。DNA條形碼(DNA barcoding)是一種基于DNA序列進行生物物種鑒定的技術,即利用標準化的一個或者幾個DN段進行序列分析,根據核苷酸序列差異,對物種進行快速和準確的鑒定[7-9]。傳統物種分類學主要依據物種形態和解剖特點進行鑒定,受鑒定人員的知識結構、經驗以及物種生長發育狀態等因素的影響[10]。DNA條形碼分子鑒定法因是從分子水平對物種進行鑒定,突破了對經驗的過度依賴,并且不受樣品形態和取樣部位的限制,鑒定穩定性和重復性高,操作單,便于缺少分類學知識的人員進行物種鑒定,能極大緩解當前分類人才短缺的現狀。DNA條形碼分子鑒定法通過構建系統進化樹,可加速隱存種和新物種的發現。通過信息平臺建立物種DNA條形碼數據庫,易于實現數字化,實現資源共享[11-15]。目前,DNA條形碼分子鑒定法已在多種類型的藥用植物鑒定中得到了廣泛應用,表現出較強的鑒定能力[16-22]。

在悠久的中醫藥發展過程中,勞動人民很早就利用一些蘭科植物進行治病,在中國現存最早的藥學專著《神農本草經》中就以赤箭、石斛、白芨之名記載了3種蘭科植物。傳統中醫認為許多蘭科藥用植物具有生津止渴、潤肺化痰、清熱解毒、活血調經、軟堅散結、祛風止痛、止血、定驚、斂瘡等功效。蘭科藥用植物的藥用部位一般為其全草、塊莖或假鱗莖,一些常用物種,如天麻、石斛、白及、山慈菇等,均具有較高藥用價值?由于蘭科藥用植物形態分類較困難,很容易采集到形態相近的偽品而威脅到用藥安全。因此,此研究運用DNA條形碼分子鑒定法對蘭科藥用植物進行鑒定研究,篩選適合蘭科藥用植物分子鑒定的DNA條形碼序列,探討其在鑒定蘭科藥用植物上的可行性,從分子水平驗證蘭科藥用植物的傳統形態分類結果,保障用藥安全。

1 材料

1.1 采集與鑒定

查閱中國數字植物標本館(Chinese Virtual Herbarium,CVH,http://.cn/)和相關文獻,并根據實際情況確定采樣區域和采樣路線。采樣時,依據CVH中的標本信息,在蘭科藥用植物分布較集中的區域進行重點調查采集。采集地主要包括:廣西壯族自治區百色市境內的那坡縣老虎跳自然保護區和樂業-鳳山世界地質公園以及廣東省深圳市梧桐山腳下的“深圳市蘭科植物保護研究中心”。共采集了49屬135種163份蘭科藥用植物,經過“深圳市蘭科植物保護研究中心”饒文輝館長和廣西中醫藥研究院黃云峰副研究員等蘭科專家鑒定。

1.2 采樣區域概況

那坡縣老虎跳自然保護區位于廣西西南部的百色市那坡縣,與云南東南部、越南北部相鄰。該區域地理坐標為東經105°31′―105°53′ E,北緯22°56′―23°15′ N,最高峰海拔1 603 m;多年平均日照1 404 h,年均溫18.8 ℃,≥10 ℃的活動積溫6 026 ℃,無霜期324 d;多年平均降水量1 408 mm,蒸發量1 388 mm;土壤主要為紅壤、黃紅壤、黃壤、石灰土等;氣候溫和、雨熱充沛,植被保存較好,屬北熱帶氣候帶,地帶性植被型以溝谷雨林和石灰巖山地季雨林為主,是中越邊境植物多樣性優秀區域,蘭科植物尤為豐富。廣西樂業-鳳山世界地質公園位于云貴高原向廣西盆地過渡的斜坡地帶,由相鄰的樂業大石圍國家地質公園和鳳山巖溶國家地質公園組成,該區域地理坐標為東經106°18′―107°06′ E,北緯24°18′―24°50′ N,海拔274~1 500 m,屬亞熱帶氣候,熱量充沛,干濕季明顯,每年5―10月為雨季,11月至次年4月為旱季;該區域土壤多為由砂頁巖風化的殘積母質發育而成的紅壤、黃壤和低海拔的褐紅壤,局部有石灰土。廣東省深圳市梧桐山腳下的“深圳市蘭科植物保護研究中心”保存著中國近千種原生蘭科植物資源,被譽為“中國蘭谷”,該中心所在區域屬南亞熱帶氣候。

2 方法

2.1 DNA提取、PCR擴增和測序

2.1.1 DNA提取 用75%乙醇擦拭經50 ℃低溫干燥的葉片樣品,稱取約30 mg,經適當剪切后,將樣品移入已滅菌的2 mL圓底EP管中,并向EP管中加入一顆小鋼珠,再放入高通量組織研磨儀(Sceintz Biotech Co.,China)中,在50 Hz頻率下研磨120 s后,加入核分離液(配方為:Tris-HCl (pH 8.0)終濃度100 mmol?L-1,EDTA (pH 8.0)終濃度20 mmol?L-1,NaCl終濃度0.7 mol?L-1,PVP-40為2%,以上各物質配成溶液后滅菌,使用之前加入0.4%的β-巰基乙醇)[23]清洗1至多次(800 μL/次)至上清液無色后,用移液槍吸去上清液,留沉淀,再向其中加入裂解液,混勻后,使用56 ℃水浴過夜(8~12 h) (對于新鮮樣品或較易提取出DNA的樣品,可置于65 ℃水浴鍋中水浴60~90 min),再采用植物基因組DNA提取試劑盒(Tiangen Biotech Co.,China)提取蘭科藥用植物樣品總基因組DNA。詳細操作步驟參見中藥材DNA條形碼分子鑒定指導原則及試劑盒說明書。

2.1.2 PCR擴增和測序 通過查閱相關文獻[24-31],選擇在蘭科藥用植物中使用較廣泛的葉綠體基因組matK序列和psbA-trnH序列以及核基因組ITS2序列作為DNA條形碼序列。擴增引物及PCR擴增程序詳見相關文獻[23]。采用瓊脂糖凝膠電泳檢測PCR擴增情況,對出現清晰目的條帶的樣品進行純化后,運用ABI 3730XL測序儀(Applied Biosystems Co.,USA)進行雙向測序。

2.2 數據處理

使用CodonCode Aligner V6.0.2 (CodonCode Co.,USA)軟件對測序獲得的序列進行質量分析和校對拼接,去除低|量區和引物區,獲得了ITS2,psbA-trnH,matK這3種DNA條形碼序列。再運用MEGA 7.0 (Molecular Evolutionary Genetics Analysis,USA)軟件對候選條形碼序列進行序列分析,用鄰接法(Neighbor-joining,NJ)構建系統進化樹,并用自舉檢驗法Bootstrap 1 000次檢驗各分支的支持率[32]。

3 結果與分析

3.1 DNA提取及PCR擴增

將163份蘭科藥用植物樣品用核分離液洗后,加入裂解液,用56 ℃水浴過夜(8~12 h),以保證樣品中的DNA能夠充分溶出,提高DNA提取的成功率。之后,嚴格按照DNA提取試劑盒的操作步驟進行操作。163份蘭科藥用植物樣品DNA均成功提取。PCR擴增后,樣品經瓊脂糖凝膠電泳檢測(圖1)。163條matK序列和psbA-trnH序列全擴增成功,ITS2序列擴增出161條(2條未出),擴增成功率98.77% (表1)。擴增成功的樣品均有較明顯的單一目的條帶。經雙向測序和校對拼接后,共得到487條DNA條形碼序列。

3.2 BLAST分析

對得到的487條序列在GenBank數據庫中運用BLAST方法進行序列比對。此研究獲得的序列中,有345條在GenBank數據庫中比對到了相應物種的序列,其中,在matK序列中有61條的BLAST比對率為100%,62條的BLAST比對率為99%,2條的BLAST比對率為98%,1條的BLAST比對率為97%;psbA-trnH序列中有23條的BLAST比對率為100%,46條的BLAST比對率為99%,21條的BLAST比對率小于99%;ITS2序列中有72條的BLAST比對率為100%,34條的BLAST比對率為99%,23條的BLAST比對率小于99%。另外,此研究中共有142條DNA條形碼序列(分別為37條matK序列,73條psbA-trnH序列和32條ITS2序列)在GenBank數據庫中比對不到相應的序列,這些DNA條形碼序列作為新增條形碼,將進一步完善數據庫(表2)。

3.3 NJ樹分析

采用Bootstrap 1 000次重復,僅顯示自展支持率≥50%的數值。

將135種蘭科藥用植物的163條matK、163條psbA-trnH和161條ITS2序列分別運用NJ法構建系統進化樹(圖2)。matK,psbA-trnH,ITS2這3種序列的蘭科藥用植物NJ樹中,各屬物種均分別聚成一支,各物種的多條序列也分別聚成一支,3種序列相互補充,能夠很好地將此研究中所做的蘭科藥用植物各物種區分開。其中matK序列構建的NJ樹中各亞族能夠很清晰地被分開,白及亞族與筍蘭亞族及貝母蘭亞族聚成一支,樹蘭族的香莢蘭亞族沒有和其他樹蘭族的物種聚成一支,柄唇蘭亞族與毛蘭亞族聚成一支,鳥巢蘭族各亞族聚成一支,杓蘭亞科各物種聚成一支。psbA-trnH序列構建的NJ樹中各亞族能夠很清晰地被分開,但杓蘭亞科的物種沒有聚成一支,毛蘭亞族各屬聚成了2支,鳥巢蘭族各亞族聚成一支。ITS2序列構建的NJ樹中各亞族能夠很清晰地被分開,白及亞族與筍蘭亞族及貝母蘭亞族聚成一支,毛蘭亞族與柄唇蘭亞族各聚成一支,但樹蘭族的各亞族被分成了2部分,鳥巢蘭族各亞族聚成一支,杓蘭亞科各物種聚成一支。

4 結果與討論

此研究選擇在蘭科植物中使用較廣泛的matK,psbA-trnH,ITS2這3種條形碼序列作為蘭科藥用植物分子鑒定的DNA條形碼序列。此研究中163份蘭科藥用植物樣品均在提取DNA前,使用核分離液進行了一至多次洗滌,以加大所提DNA的純度和濃度。PCR反應體系為25 μL,當使用2.5 μmol?L-1的引物各1 μL時擴增效果較好,而引物濃度過高時,比較容易出現非特異性擴增反應,容易產生引物二聚體,降低效率,而引物濃度過低時,會使擴增產物過少而影響后續實驗。PCR循環的次數主要取決于起始模板DNA的濃度,由于循環反應的次數越多,反應中產生非特異性產物的量越大,因此,在滿足產物得率的前提下,應盡量減少循環次數,此研究中設置的PCR循環次數為35~40次,所得到的PCR產量均能滿足后續實驗要求。

中國學者建立了以ITS2序列為主,psbA-trnH序列為輔的藥用植物類中藥材DNA條形碼鑒定體系[33-35]。通過運用matK,ITS2和psbA-trnH這3種DNA條形碼序列對135種163份蘭科藥用植物樣品進行DNA條形碼分子鑒定后發現matK序列較ITS2序列和psbA-trnH序列更適宜用于鑒定此研究中的蘭科藥用植物。Lahaye等[24]分析了以蘭科為主的1 600份植物的DNA序列,發現單獨使用matK序列的鑒定效率可達到90%以上。此研究的研究結果與Lahaye等的研究結果相符,這可能是由于

matK序列為葉綠體基因組序列,比較適宜鑒定蘭科等單子葉植物,而ITS2為核基因組序列,在雙子葉植物中有比較好的鑒定效率。由于蘭科藥用植物樣品采集較困難,此研究所采集的蘭科藥用植物樣品份數較少,上述發現還有待更深入的研究。由于所采集的每個物種僅有1~3份樣品,這會導致對物種內變異的低估,或者沒有分析姊妹類群而高估種間差異,使DNA條形碼分析結果中的DNA條形碼鑒定有效性和準確率偏高,在今后還應進一步擴大物種量和樣品量,繼續進行更深入的研究。

由于亞種、變種等種下等級以及某些屬內物種,其DNA序列的差異較小,即使同時使用多段DNA條形碼序列也很難對其進行有效鑒定,如在此研究中的石斛屬樣品,盡管同時運用了3種DNA條形碼序列對其進行鑒定,仍然有一些物種不能分開。因此,很有必要在今后繼續探索通用DNA條形碼序列,并探索專門用于某些物種的特異DNA條形碼序列,進一步改善相關的DNA提取方法和提取試劑,不斷完善此分子鑒定法,逐步解決對種下居群鑒定困難等問題,并加速對蘭科物種的大規模測序,完善蘭科植物DNA條形碼數據庫,為今后更高效快捷地運用此DNA條形碼分子鑒定法鑒定蘭科植物提供參考序列,積極推進蘭科植物鑒定和系統進化研究。

藥用植物論文:藥用植物DNA標記輔助育種(三)三七新品種

[摘要] 藥用植物DNA標記輔助育種加快新品種選育及推廣的進程,保障中藥材產業健康發展。該研究以首個三七DNA標記輔助選育新品種―“苗鄉抗七1號”為研究對象,系統評價其種子、種苗、塊根對根腐病致病菌Fusarum oxysporum的抗性。結果表明,與常規栽培種相比,接種7 d,抗病品種種子病情指數下降52.0%;接種25 d,抗病品種種苗死苗率及塊根病情指數分別下降72.1%,62.4%;此外,接N后抗病品種種子及種苗生長抑制率下降。“苗鄉抗七1號”種子、種苗、塊根對根腐病表現顯著的抗性,該品種的抗性評價將為新品種的推廣提供依據,保障三七無公害栽培的順利開展。

[關鍵詞] 三七;根腐病;抗病品種;發病率;病情指數

DNA 標記輔助藥用植物新品種的選育,該方法不僅準確性高而且縮短育種周期。研究團隊利用DNA標記輔助育種結合系統選育的方法,培育了首個三七抗病新品種―苗鄉抗七1號(云林園植新登第2016060號);該研究基于簡化基因組測序技術檢測出抗病群體的特異SNP位點,利用與三七抗根腐病相關的SNP位點篩選抗病群體進而輔助系統選育,該方法提高選育效率并縮短了選育周期[1]。此外,研究團隊通過全基因組測序篩選出30個非同變異突變SNP標記作為中研肥蘇1號(京品鑒藥2016054)特異性SNP標記用于紫蘇新品種的材料鑒選[2]。DNA標記輔助育種技術應用于重要農藝性狀的定位,有效篩選出高產、優質、抗逆的藥用植物新品種。

根腐病是三七的主要病害類型,該病害造成損失可達70%以上,甚至導致毀園絕收[3]。研究表明,隨著三七種植年限的增加,根腐病致病菌Fusarum oxysporum豐度顯著增加,三七死苗率逐年升高[4]。根腐病害的有效防治是保障三七產業可持續發展的前提。當前化學防治是三七根腐病的主要防治方法,種植生產中使用的農藥(殺菌劑)成份近70種以上[5]。種植環節頻繁使用農藥導致藥材農藥及重金屬等有害物質污染嚴重,而性狀優良、抗逆性強三七新品種的大面積推廣將減少農藥的使用量,降低農殘對環境及人體健康的危害,促進并保障三七無公害栽培的推廣。本文通過對“苗鄉抗七1號”的種子、種苗、塊根進行系統的抗性評價,進而保障三七抗病品種大面積推廣的順利開展。

1 材料與方法

1.1 三七種子催芽處理 將“苗鄉抗七1號”及三七普通栽培種的種子進行沙培催芽處理用于后續試驗。選取飽滿的三七種子進行脫皮處理,脫皮后的種子采用10% H2O2消毒10 min,與滅菌處理的細沙混勻(2∶1,含水量80%),放置22 ℃恒溫培養箱,每天補充滅菌水以保證其含水量。

1.2 三七種子的抗性評價 挑選露白后大小一致的三七種子進行發芽試驗。將滅菌后的雙層濾紙放置在9 cm玻璃培養皿中,10% H2O2消毒5 min后的種子經滅菌水清洗3~5次并放置在濾紙上,加入4 mL滅菌水后放至25 ℃恒溫培養箱中進行發芽試驗。每皿中放置10粒三七種子,5次重復。7 d后,用滅菌針將三七胚根部位劃傷,進行接種試驗。接種菌株為根腐病的致病菌尖孢鐮刀菌Fusarum oxysporum,該菌株分離于三七根腐病塊根中并具有較高的致病性[4]。處理組為:普通栽培種及抗病品種種子分別接種1 mL F. oxysporum菌液 (1×106cfu?mL-1)至培養皿中;對照組為:普通栽培種及抗病品種種子分別接種1 mL滅菌后的菌液。接種后,每24 h記錄發病情況并統計發病率及發病指數;7 d之后,統計三七種子的根長,評價普通栽培種及抗病品種種子對根腐病的抗病性。

1.3 三七種苗的抗性評價 將催芽后的三七種子播種于滅菌后的營養土中,接種病原菌評價三七種苗的抗病性。選取大小一致的種子播種育種穴盤,待種苗生長30 d之后,進行接種試驗。處理組為:普通三七及抗病品種的種苗根際接種500 μL 的F. oxysporum菌液(1×106cfu?mL-1);對照組為:普通三七及抗病品種種苗根際接種滅菌后菌液(500 μL),接種后每5 d統計三七死苗率,25 d之后,記錄三七種苗的株高,葉面積及鮮重,分析普通栽培種及抗病品種的生長指標。其中,葉面積=中葉長×中葉寬,每種處理50株,3次重復。

1.4 三七塊根的抗性評價 通過盆栽接種試驗,評價三七塊根的抗病性。參照王瑞等[6]方法稍作調整,將健壯的兩年生普通三七栽培種及抗病品種塊根切傷,處理組三七塊根浸泡于F. oxysporum孢子懸浮液(1×106cfu?mL-1),對照組塊根浸泡于滅活的菌液,過夜處理后將三七塊根栽種于滅菌后的營養土中,每5 d隨機取10株記錄塊根的發病率及病情指數。每組處理50株,3次重復。

1.5 病害分析 三七根腐病發病率=(染病株數/調查總株數)×100%。三七死苗率=(死苗株數/調查總株數)×100%。三七病情指數=[(各級病株數×相應級數)/調查總株樹×最高級別值] ×100%,三七病情根據Vakalounakis 等[7]報道進行分級,分為0級,1級,2級,3級,0級=根部無發病癥狀;1級=根部輕微或中度變褐;3級=根部嚴重變褐;4級=根部腐爛或死苗。

1.6 數據分析 采用SPSS 16.0軟件,在0.05水平進行顯著性方差分析。

2 結果

2.1 三七種子抗性評價 苗鄉抗七1號的種子對根腐病致病菌F. oxysporum表現顯著抗性(圖1)。傷根接種致病菌F. oxysporum 1 d,普通栽培種發病率為85.0%,接種2 d發病率達100%;而接種1 d抗病品種發病率為55.0%,接種2 d發病率達85%,接種4 d發病率達100%,接種滅活菌液的三七種子未出現根腐病的病害癥狀(圖1a)。結果表明,與普通栽培種相比,抗病品種延緩根腐病發病時間。隨著接種時間的延長,三七種子根腐病的病情指數增加,接種1~7 d,普通栽培種根腐病的病情指數為31.7%~83.3%,抗病品種根腐病的病情指數為18.3%~40.0%,與普通栽培種相比,抗病品種病情指數下降42.3%~52.0%(圖1b)。

根腐病致病菌導致三七根尖變褐,須根及主根生長受到抑制(圖2a),接種失活菌液的普通栽培種及抗病品種根長分別為2.50,2.30 cm,接種活性致病菌的普通栽培種及抗病品種根長分別為1.51 cm,1.72 cm(圖 2b);與對照組相比,普通栽培種及抗病品種相比,其根長分別下降39.8%,25.4%。結果表明,與普通栽培種相比,接種后抗病品種種子生長抑制率下降。

2.2 三七種苗抗性評價 苗鄉抗七1號種苗對根腐病致病菌F. oxysporum表現顯著抗性(圖3)。接種致病菌的三七種苗根部變褐,嚴重者根部腐爛,地上部倒伏枯萎,接種滅活菌液的三七種苗均為出現根腐病癥狀(圖3a)。接種10 d以內,普通栽培種死苗率為5.0%~15.2%,而抗病品種未出現死苗現象;接種10~25 d以內,普通栽培種死苗率35.0%~65.0%,而抗病品種死苗率為10.0%~26.7%;與普通栽培種相比,抗病品種死苗率下降58.9%~72.1%(圖3b)。未接菌的普通栽培種及抗病品種均未出現根腐病癥狀。

接種25 d之后,與普通栽培種相比,抗病品種種苗生長抑制率下降(圖4)。未接種活性菌的普通栽培種(對照組)株高、葉面積、鮮重分別為6.39 cm,3.62 cm2,0.46 g/株;接種活性菌的普通栽培種(處理組)株高、葉面積和鮮重分別為5.98 cm,3.01 cm-2,0.36 g/株。未接種活性菌的抗病品種(對照組)株高、葉面積和鮮重分別為5.77 cm,2.86 cm2,0.40 g/株;接種活性菌的抗病品種(處理組)株高、葉面積和鮮重分別為5.52 cm,2.52 cm2,0.35 g/株。與對照組相比,普通栽培種株高、葉面積和鮮重分別下降6.4%,16.9%,21.7%;抗病品種株高、葉面積和鮮重分別下降4.3%,11.9%,12.5%。

2.3 三七塊根抗病性評價 “苗鄉抗七1號”的兩年生幼苗對根腐病致病菌F. oxysporum表現顯著抗性(圖5)。根腐病致病菌導致三七須根脫落,根部變褐色甚至腐爛,接種滅活菌的三七塊根未出現根腐病癥狀(圖5a,b)。接種活性菌15天以內,抗病品種根腐病的發病率為12.0%~62.7%,而普通栽培種根腐病發病率為26.0%~100%,與普通栽培種相比,抗病品種根腐病發病率顯著下降37.3%~53.8%(圖5c)。隨著接種活性菌時間的增加,三七塊根的病情指數增加,抗病品種根腐病病情指數為6.3%~38.3%,普通栽培種的病情指數為16.8%~65.0%,與普通栽培種相比,抗病品種根腐病的病情指數顯著下降35.8%~62.4%(圖5d)。

3 討論

本研究對首個DNA標記輔助培育的三七新品種――“苗鄉抗七1號”的抗病性進行系統性評價,該品種種子、種苗及塊根對根腐病致病菌F. oxysporum表F顯著抗性。與普通栽培種相比,接種活性菌7 d抗病品種種子病情指數下降52.0%;接種25 d,抗病品種種苗死苗率下降72.1%,抗病品種塊根病情指數下降62.4%。三七無公害栽培的目的為栽培出健康無害的三七植物,同時滿足自然環境正常有序發展要求的栽培模式,進而達到無公害品質。前期工作中,規定25項農藥種類、4項重金屬的限量指標作為無公害品質三七藥材及飲片的判定依據[5]。因此,“苗鄉抗七1號”對根腐病表現顯著的抗性,將為三七無公害栽培的推廣提供基礎。

與普通栽培種相比,接種試驗中“苗鄉抗七1號”種子及種苗生長抑制率下降,種子及塊根發病時間延緩。三七單株根重、株高等農藝性狀與種苗質量相關,而三七產量與種苗等級呈正相關[8]。“苗鄉抗七1號”種子種苗的抗病性是實現三七產量的保障。根腐病是藥用植物生產中的一種毀滅性病害,該病發生后,容易傳染、發病率高、防治困難,具有“植物癌癥”之稱,一般藥用植物根腐病的發病率為10%~30%,嚴重時可達70%~80%,有時甚至100%,導致中藥材絕產絕收[9]。三七根腐病的病原菌具有多樣性,但以真菌為主,F.solani,F. oxysporum,F. monilliforme均能造成三七根腐病的發生[10-12]。研究團隊前期工作中,分離到三七根腐病的高毒致病菌F. oxysporum[4]。本文以F. oxysporum作為抗病品種病原菌進行檢驗,其結果具有代表性。

三七抗病新品種的推廣將促進中藥產業的可持續發展。三七是血塞通、云南白藥、片仔癀等藥品的主要原料,每年三七的社會需求量為 1.5萬t左右,截止至 2015 年,云南省三七藥材及其飲片制品的市場規模已經達到每年 150億元人民幣的產值[5]。為滿足日益增長的需求,三七人工栽培已形成較為成熟的技術體系,然而三七為典型的生態脆弱性植物,其分布區域較窄,存在連作障礙嚴重等問題[13-15]。三七栽培過程中,頻繁使用農藥,導致藥材中農藥和重金屬污染現象嚴重,中藥材質量每況愈下,危害人類健康及環境安全。為保證三七藥材質量,保護人類健康及生態環境安全,陳士林等[16]提出發展o公害中藥材生產,建立標準化、規范化技術體系,已成為中藥材生產發展和促進中藥產業健康發展的必然方向和迫切需要;并指出從生產基地選址、基地環境、野生撫育等栽培管理技術、采收、產地加工技術、病蟲害綜合防治及質量控制技術等方面實施標準化、規范化,確保生產無污染、高品質、安全的中藥材,保證消費者生命安全和身體健康。此外,研究團隊也指出土壤改良、新品種選育、安全和低毒的病蟲害防治是三七無公害栽培的主要環節[17]。苗鄉抗七1號的推廣將有效的克服三七物種存在的主要障礙并將促進綠色中藥農業的科學化和規模化發展。

藥用植物論文:不同條件下藥用植物梅片樹生長差異分析

摘要 本文對梅片樹不同造林方式和不同坡位的成活和生長差異進行分析。結果表明,藥用植物梅片樹裸根移植和帶土移植2種移植方式在不同坡位的成活率(P

關鍵詞 梅片樹;帶土移植;裸根移植;坡位

梅片樹(Dryobalanops aromatica)是樟科(Lauraceae)樟屬(Cinnamomum)常綠喬木,富含右旋龍腦。中國科學院華南植物園在廣東境內發現梅片樹含有天然右旋龍腦,為我國生產天然右旋龍腦奠定了基礎。其樹皮光滑,葉離基三出脈,圓錐花序;子房1室且雄蕊9枚,其核果卵球形。梅片涫且恢指嘸斷懔希是珍稀藥材,目前已被廣泛用在多個行業,并可有效預防多種疾病[1-3]。

廣東省梅州市氣候條件適合藥用植物梅片樹的種植。本研究在試驗基地內開展裸根苗移植和帶土苗移植2種不同造林方式及其分別在不同坡位成活率的研究,同時開展了帶土移植造林方式在不同坡位之間平均生長量差異的分析,以期為藥用植物梅片樹的高效栽培提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2015年10月至2016年11月在梅州市梅江區白宮鎮林科所試驗基地開展。

1.2 試驗材料

供試苗為林科所實驗育苗中心提供,分為裸根苗和帶土苗。

1.3 試驗方法

1.3.1 裸根苗與帶土移植成活率。在試驗基地內分別對裸根苗和帶土苗用同樣的方法造林,整地后按1.5 m×1.5 m的株行距種植,密度4 500株/hm2。3次重復,每個重復面積為6 670 m2,分別對不同坡位的成活率進行調查、記錄。

1.3.2 不同坡位的平均年生長量。在帶土苗移植造林的試驗地,分別在造林時測量其不同坡位的基礎平均高度,造林后1年時調查不同坡位上的平均高度,并記錄。3次重復,每個重復面積為6 670 m2。

1.3.3 數據處理。選用SPSS 20.0和 Excel 2007進行數據統計分析。

成活率(%)=成活株數/種植總株數×100;

生長量=處理1年時苗的高度-造林時苗的高度。

2 結果與分析

2.1 不同條件梅片樹成活率分析

由圖1可知,經方差分析、多重比較,藥用植物梅片樹帶土移植方式造林在不同坡位之間的成活率(P

2種移植方式均表現為下坡位種植的成活率最高,中坡位居中,上坡位最低,2種移植方式造林梅片樹的成活率都隨著坡位的上升而下降。下坡位帶土移植和裸根移植的梅片樹成活率分別為89.82%和79.92%,分別比中坡位高5.46個百分點和6.54個百分點;中坡位帶土移植和裸根移植的梅片樹成活率分別為84.36%和73.38%,分別比上坡位高8.91個百分點和6.84個百分點;上坡位帶土移植和裸根移植的梅片樹成活率分別為75.45%和66.54%。下坡位的土壤肥力比較好,水分條件充足,利于梅片樹的存活。

2.2 不同坡位梅片樹年平均生長量分析

由圖2可知,經方差分析、多重比較,藥用植物梅片樹帶土移植方式造林在不同坡位之間的年均生長量(P

3 結論與討論

2種移植方式在不同坡位的成活率均存在顯著差異,均表現為下坡位種植的成活率最高,中坡位居中,上坡位最低。藥用植物梅片樹帶土移植方式造林在不同坡位之間的年均生長量也存在顯著差異,年均生長量表現為下坡位最大,中坡位居中,上坡位最小。此試驗結果與劉帥成等[4]、黃欽忠等[5]關于閩楠[Phoebe bournei(Hemsl.)Yang]和厚樸(Magnolia officinalis Rehd.et Wils.)在不同坡位上的生長差分析結果一致,下坡位水分較充足,土壤養分積累好、較肥沃,利于藥用植物梅片樹的成活及生長。

今后應該開展更多因素對藥用植物梅片樹造林成活及生長影響的試驗,探索梅片樹最佳造林方式并且逐步推廣,促進藥用梅片樹產業有序發展,推動林業發展地區的經濟快速發展,促進農民創收,使藥用植物生產取得自主創新發展[6]。

藥用植物論文:藥用植物丹參主要病害及防治

摘要:丹參是遼寧省廣泛栽培的藥用植物,本文對丹參的主要病害根腐病、根結線蟲病、疫病、葉枯病和白絹病進行總結,以期為基層生產單位提供參考。

關鍵詞:丹參病害;根腐病;根結線蟲病;疫病;葉枯病;白絹病

丹參(Salvia miltiorrhiza)為唇形科,多年生草本,以根入藥,在遼寧省廣泛栽培,當前林下經濟成為生態林業的主要發展方向之一,隨著丹參人工栽培面積擴大,病害發生嚴重。丹參主要病害包括斑枯病、白絹病、根腐病、紫紋羽病、菌核病以及根結線蟲病,其中以土傳病害發生最為嚴重。本文總結了丹參主要病害的癥狀識別、發生規律和防治,以備基層生產單位參考。

1丹參根腐病

丹參根腐病主要為害根部,引起根部褐色干腐,后期根部腐爛,地上部逐漸枯萎死亡。丹參根部病害在栽培區普遍發生。丹參根腐病病原菌為木賊鐮刀菌(Fusarium equiseti),病原菌以菌絲體在土壤、病株殘體中越冬,成為根腐病的初次侵染源。初次侵染主要從細根根毛的傷口侵入根系,開始侵染循環,病原菌形成的分生孢子借雨水沖刷等途徑擴散傳播,栽培地區雨水多、土壤粘重以及栽培密度過大等均有利于病原菌的侵染傳播,形成大面積的發病區。病害潛伏期15天左右,栽培區地下害蟲的為害可造成根系傷口,可為病原菌的侵染創造有利條件。對于丹參根腐病的防治,應該實行輪作模式,避免連作導致的病原菌在土壤中過量積累,化學防治應在栽培前首先做好土壤消毒工作,用敵克松、阿維菌素等拌土,殺滅病原菌跟地下害蟲。生長季應噴施惡霉靈、百菌清等低毒農藥,同時做好藥物輪用,避免形成抗藥性。

2丹參根結線蟲病

主要危害丹參根部,線蟲侵入后,在根系各個部位產生大小不規則瘤狀根結,根結最終破碎腐爛,使根系功能受到破壞,最后植株地上部分萎蔫枯死。丹參根結線蟲病的病原菌為北方根結線蟲(Meloidogyne hapla)和花生根結線蟲(M.arenaria),屬于根結科,根結線蟲屬。兩種根結線蟲寄主廣泛,抑制北方根結線蟲可侵染550余種植物,花生根結線蟲可侵染330種植物。丹參病原根結線蟲主要以卵和2齡幼蟲隨病殘體在土壤中越冬。越冬線蟲借助雨水、灌溉水、耕作等方式傳播,從丹參新長出的幼嫩根系侵入寄主組織,定居后吸收養分。根結線蟲一般一年可發生多代,危害嚴重。丹參病原根結線蟲的發生受土壤環境因子影響較大,疏松、干燥的土壤環境均有利于線蟲的發生和傳播。由于線蟲屬于土傳病害,因此連作也是根結線蟲發生的重要影響因素。線蟲的防治較難,首先丹參收獲后要及時徹底清除栽培區的病殘體,并集中燒毀處理,減輕翌年土壤中線蟲基數,降低病害發生幾率;與禾本科植物輪作可減少土壤中病原線蟲數量;丹參采收后在7~8月份深耕后覆蓋塑料薄膜保持15天,從而利用高溫殺滅線蟲;化學防治中在種植前每畝用米樂爾顆粒劑5公斤,拌土50公斤撒施,發病初期用阿維菌素灌根處理,也可有效控制線蟲病的發生。

3丹參疫病

發病初期地上部分植株下部葉片變黃,后期整株葉片萎蔫下垂,從植株基部開始腐爛,挖出地下部,可見植株的主根表皮水漬狀,丹參疫病的擴散速度較快,1~2周可造成植株死亡。土壤潮濕時,移栽后不久便可發生,根部可斷續產生白色霉狀物,即病原菌的菌絲體或子實體。丹參疫病的病原菌為惡疫霉(Phytophthora cactorum),屬于卵菌綱,霜霉目,疫霉屬。病菌以菌絲體或卵孢子隨病殘體在土中越冬。翌年菌絲體或卵孢子雨水開始生長,通過灌溉水和雨水傳播到丹參上開始侵染。該病發生的輕重與當年雨季到來遲早、氣溫高低、雨水量大小有關,一般進入雨季開始發病,遇到大暴雨迅速擴展蔓延造成流行病害。對于丹參疫病的防治,首先應保持輪作模式,實行3年以上輪作;改進栽培方式,實行高畦栽培,并用地膜覆蓋;加強栽培管理,遇到大雨及時排水降溫,發現病株及時拔除,并用生石灰消毒;丹參疫病發病后要及時進行化學防治,甲霜胺、克霜氰、霜脲錳鋅等藥劑均可有效控制疫病的發生。

4丹參白絹病

主要為害根部,發病初期基部至表層的主根附近出現白色絹絲狀菌核,根部濕腐,易從土中拔起;后期植株地上部枝葉萎蔫而枯死。天氣潮濕時,病株莖基部常有白色菌絲及菌核,最后植株死亡。丹參白絹病的病原菌為羅氏小核菌(Sclerotium rolfsii),屬于半知菌亞門,絲孢綱,小菌核屬真菌。病原菌主要以菌核在土壤中越冬,翌年春天在溫濕度適宜的條件下,菌絲萌發從寄主的根部傷口處侵入。白絹病的病原菌菌核抗逆性很強,在土壤中可存活5~6年以上。在高溫高濕的環境條件下,易誘發白絹病,一般6~8月份發生嚴重。白絹病的防治難度較大,生產上應該以農業措施和生物防治為主,田間發現病株要及時拔除,并用生石灰消毒處理病株周圍的土壤,丹參收獲后要及r清理干凈病殘體,集中銷毀;加強栽培管理,與禾本科作物輪作;在育苗階段以及發病初期施用木霉菌劑,可收到較好的防治效果。

5 丹參葉枯病

主要為害葉片,植株下部葉片先發病,逐漸向上蔓延。初期葉片產生褐色、圓形小斑點,后期病斑逐漸擴大,病害嚴重是葉片焦枯,可導致植株死亡。丹參葉枯病的病原菌為殼針孢屬真菌(Septoria sp.)。病原菌主要以菌絲體和分生孢子器在病殘體組織中越冬。翌年春天分生孢子萌發,借風雨傳播,經植株的傷口或孔口侵入,完成侵染。丹參葉枯病潛育期5~12天,在整個生長季節,病部產生的分生孢子可不斷造成多次侵染,繼續擴大為害。對于丹參葉枯病的防治,應在加強栽培管理的同時結合藥劑防治,發病初期選用代森鋅、多菌靈等廣譜性殺菌劑進行防治處理。

作者簡介:李曉飛,本科學歷,林業工程師,研究方向:林業稽查。

藥用植物論文:藥用植物研究中的分子標記技術應用進展

摘要:通過對近年來常用分子標記技術的原理、技術特點及其在藥用植物研究領域中應用現狀的總結,以期為藥用植物資源開發與評價提供參考,也進一步為藥用植物功能基因的篩選和驗證提供思路。

關鍵詞:分子標記;藥用植物;簡單序列重復(SSR);擴增片段長度多態性(AFLP);單核苷酸多態性分析技術(SNPs)

中是野生中藥材資源最為豐富的國家,目前已識別有11 000多種,無論其種類或數量均列世界之首[1],為中國中藥文化產業的國際化創造了豐富的資源條件。但近年來,隨著人們對養生、保健等意識的不斷提高,導致中藥材的市場需求極度擴增,一些以野生種質消耗為主的名貴中藥材正面臨瀕危甚至滅絕。傳統的研究利用方法在藥用植物識別、開發、利用以及保護等方面都相對落后。然而近些年,以RFLP[2]為代表的DNA分子標記技術的興起,為實現當代藥用植物研究的現代化提供了現實手段與條件。分子標記技術(亦或分子鑒別技術或DNA分子標記技術)[3,4],是一種基于遺傳物質的研究方式,這使其具備了不受生長環境的影響、檢驗精度高及重現性好等優點。隨著DNA分子標記技術的不斷運用與革新,以分子雜交為基礎的第一代標記技術,由于操作過程復雜、周期長等原因,正逐漸退出分子研究領域。而圍繞PCR技術為優秀的新型分子標記技術正廣為使用,并日臻成熟。

1 常用分子標記技術的原理及特點

1.1 簡單序列重復(Simple sequence repeat,SSR)

SSR亦稱為微衛星DNA,它由2-5個堿基組成,如(GA)n、(TG)n、(GAC)n等,其中最常見為二核苷酸重復形式。SSR序列的長度在不同基因組間由于重復次數以及程度的不同具有高度的變異性,而展現出較高的多態性。SSR標記原理是根據其兩端的保守序列設計特異性引物,經過PCR擴增后,再利用變性或者非變性聚丙烯酰胺凝膠電泳對擴增產物進行分離,繼而體現不同樣本基因組DNA的多態性。

簡單重復序列具有較多優點,其共顯性可區分純合型與雜合型,以及還有靈敏度高、穩定性好以及操作簡便等優點。但目前SSR獲得的方式參差不齊,前提都是要提前知道目的基因的序列信息。

1.1.1 簡單重復區間序列(Inter-simple sequence repeat,ISSR) ISSR是Zietkiewicz等[5]于1994年發展起來的一種加錨SSR技術。它的原理是在SSR引物的5′或3′端錨定2個或以上的SSR堿基,引起特定位點退火,從而提高擴增專一性,得到的特異性片段再通過變性或非變性聚丙烯酰胺凝膠進行分離,最后根據不同的多態性條帶分析多態性。

其優點在于無需提前知道樣品基因序列,ISSR可為研究者快速高效地提供基因組信息;引物序列相對較長,通過提高退火溫度進而保證了結果的可靠性;樣本DNA質量要求不高,且所需量少;引物的通用性廣,不具種屬特異性。但在實際應用中也存在一定缺陷,如:穩定的實驗體系條件需要探索構建,且顯性標記亦不能區分純合型和雜合型。

1.1.2 表達序列標簽(Expressed sequence tags,ESTs) 表達序列標簽是基于EST數據庫或cDNA文庫的一種標記技術,是一種能快速、高效地揭示基因容量的標記方法,由1989年Venter首次提出。它能特異地展示出基因某一位點的表達情況,能夠直接反映出功能基因的生物信息[6],同時也為地道藥用植物的鑒別、開發利用提供了新的候選基因。因此,基于ESTs開發的SSR技術(即EST-SSR)是一種穩定、可靠的分子標記技術[7],可直接用于基因作圖[8],從而指導功能基因的預測。

EST-SSR與傳統SSR技術相比較,無需構建DNA文庫而節約了實驗成本。而且,在功能基因研究方面,EST-SSR更接近功能基因組;表達序列標簽直接來源于編碼序列,從而為基因組比較學以及同源基因的研究提供更可靠的途徑。但也有不足之處:與SSR相比,多態性較低;同時,ESTs只代表了基因組DNA的一部分,所包含的信息不夠全面,且現行的一些序列拼接軟件也存在一定的局限性,分析過程中也可能丟失一些重要的基因組信息。

1.2 擴增片段長度多態性(Amplified fragment length polymorphisms,AFLP)

AFLP是1992年荷蘭科學家Zabeau和Vos發明的一項新專利[9]。其原理是植物基因組DNA經過限制性內切酶酶切后(通常采用雙酶切),與特定的接頭相結合而得到帶有特定接頭的特異性片段,這些片段再與PCR引物的3′端識別后進行特異性擴增,最后再將擴增產物通過聚丙烯酰氨凝z電泳篩選,進而分析其多態性。

AFLP是RFLP技術與PCR技術的結合,其具備了高多態性、操作簡易、可以同時處理大量樣品等優點。近年來,AFLP已廣泛應用于藥用植物遺傳圖譜的繪制、物種遺傳多樣性分析及分類研究、輔助育種、功能基因定位等多方向的研究[10,11],且AFLP目前已被公認為構建DNA指紋圖譜最可靠的分子標記。其缺點主要是對樣品DNA的質量要求較高,實驗成本也較昂貴,擴增所得結果的分析也相對困難。

1.3 DNA條形碼技術

2003年Guelph大學的Hebert等首次提出DNA條形碼的概念。它是以足夠變異且相對較短的DNA序列為標準,建立的一種新的生物身份鑒別系統,從而實現對物種快速、精準地識別和鑒定,其類似于超市使用條形碼鑒別不同商品。通過特異DNA的比對,對于新種和隱種的發現也具有現實性的幫助[12]。Lahaye等[13]通過單獨使用matK基因對1 000多種蘭科植物進行系統分析,結果證明單獨使用matK基因能夠發現蘭科隱種并證明了DNA條形碼分析的可行性;Newmaster等[14]運用DNA條形碼技術發現了感應草屬的3個隱種以及草沙蠶屬的1個新種。在2008年召開的植物無國界會議上提出了“超級條形碼”技術[15],決定將葉綠體全基因組序列作為條形碼序列應用在植物物種的鑒別上。Shinozaki等[16]第一次完成了單一物種葉綠體全基因組的測序;2008年Diekmann等[17]又提出了一套較為標準的葉綠體DNA提取方法。Parks等[18]通過對松屬37個樣本進行葉綠體全基因組測序分析,驗證了葉綠體基因組可以作為植物物種水平上的條形碼。近年來,DNA條形碼技術在藥用植物研究中的報道也逐漸增多,對于加快中國生物進化研究的步伐具有重要意義[19,20]。

1.4 基因芯片技術

基因芯片又稱DNA芯片或寡核苷酸陣列,它是將大量已知的探針固定在支持物上[21,22],通過核酸雜交,再利用激光掃描及分析,來實現對目的基因表達水平或多態性的分析。其高通量、自動化的優勢使其廣泛用于基因的定位、藥物的靶向分析及新藥研發中。Schena于1995年第一次在論文中發表了DNA chip相關研究,Fodor又于第二年年底研制出了第一塊DNA芯片[23]。

基因芯片技術目前主要應用于一些新藥的研發[24,25]、藥物靶向研究以及疾病的診斷等方面。Watanabe等[26]采用高密度基因芯片技術,對經 Egb761處理的小鼠的皮層和海馬細胞的基因表達進行了研究,分析得出其具有拮抗神經病變的藥理作用。李美德[27]應用全基因組表達芯片來檢測從黃芩根中分離出的漢黃芩素作用于肝癌細胞后的基因表達情況,結果發現406個差異明顯的表達基因,通過差異基因的篩選和分析,從而確定了漢黃芩素抗肝癌的分子機制,對藥物靶向基因的確定,以及抗癌藥物的開發提供了新的依據。郭旭東[28]通過基因芯片技術對急性心肌梗死(AMI)患者和健康者外周血的RNA進行差異分析,發現其中的差異基因CYP4F3和USP25可能為AMI診斷的基因標記。張玉金等[29]通過利用從中國2010年版藥典中篩選出的基原植物以及從NCBI數據庫中下載的相應序列進行分析,得到13 814條特異性探針,為中國藥典中基原植物檢測芯片的建立做出了重要貢獻。近年來,不同領域的實用芯片陸續都有報道,且基因芯片技術目前已是高通量藥物篩選的主要途徑,同時也是中藥活性成分篩選的重要手段。

1.5 單核苷酸多態性分析技術(Single nucleotide polymorphisms,SNPs)

SNPs是等位基因之間的單個核苷酸差異,如單個核苷酸的缺失、插入或者是突變等[30]。SNPs標記技術相比微衛星技術而言,SNPs描述的是一種雙等位基因的多態性,而SSR則是多位點等位基因之間的多態性,故SNPs在數量上遠遠超過SSR,因此具有更高的多態性。在人的基因組中,大概1 000 bp就會出現一個SNP,因此可以其作為DNA的一種特異性標記[31]。Xu等[32]通過對水稻親本9 311的SNP檢測,得到了768萬個多態位點,從而繪制了1張高密度的Bin圖譜并成功定位了1個QTL。目前,由于SNP技術主要依靠于基因組DNA的大量測序或者是基因芯片技術,且技術要求高以及實驗成本大等原因,導致在藥用植物方面的研究也相對匱乏。

2 DNA分子標記技術在藥用植物中的研究應用

2.1 中藥材種質資源的鑒定、評價及道地性研究

種質資源是指親本遺傳給子代的遺傳物質,其包括“道地性”種質資源、新種及重要培育品系等。徐蕾等[33]通過運用SSR標記技術在鐵皮石斛種群遺傳多樣性的研究,證實了鐵皮石斛具有較高的遺傳多態性,并順利將36份鐵皮石斛材料分成了3個類別。Shen等[34]利用篩選出的ISSR引物準確地鑒別出了8個野生種石斛藥品。李永清等[35]利用ISSR技術成功將36份鐵皮石斛材料劃分為6個類群。趙香妍等[36]通過ISSR標記技術在北京地區野生柴胡種質資源中的研究,得出北京地區野生柴胡具有一定的地域性分布特征,應加以保護及推廣種植。

2.2 中藥材真偽的鑒別及品種鑒定

隨著中藥材市場需求的不斷擴大,中藥材市場魚目混珠的情況時有發生,同類藥材由于道地性等導致藥效也相差甚遠,而常規的檢測方式卻很難區別。但現行的DNA分子鑒別技術基于高穩定性、不受環境因素及個體發育影響等優點,可以保證鑒定結果的準確性。馬曉沖等[37]通過研究證明基于SNP的分子標記技術能夠穩定地鑒別中藥材澤瀉。滕艷芬等[38]利用matK基因已成功將正品與混淆產品鑒別開來。

2.3 遺傳多樣性及種屬親緣關系的研究

藥用植物遺傳多樣性及親緣關系的研究,對于認識物種的進化歷程、遺傳育種及物種改良等均具有重要意義。傳統的研究方法均是基于對表達產物的研究探索,但藥用植物的化學成分及其含量、外部形態等均會由于生長環境及其他因素影響而有所差別。因此,從傳統研究的角度探索藥用植物的遺傳多樣性就存在很大的局限性,而從分子角度出發的分子標記技術能有效地揭示物N進化演變過程中遺傳物質流動的真實本質,從而使得分子標記技術能夠闡明物種進化、遺傳背景以及種內或種間遺傳關系,為中國珍貴及瀕危中藥材的開發、利用和資源保護提供真實依據。

近年來,隨著分子標記技術的不斷應用與發展,已有多種DNA標記技術成功運用于中藥材遺傳多樣性研究及親緣性分析中。YANG等[39]運用SSR分子標記技術對吉林省5個不同產地的人參材料進行分析,得出不同產地的人參在遺傳物質上呈現出較高的多態性。Li等[40]于2013年利用SSR標記法對洋玉蘭葉綠體全基因組進行近緣物種比對分析,結果顯示洋玉蘭葉綠體基因組的重復序列保守性相對較高。2014年,Galina等[41]又運用SSR標記技術對俄羅斯瀕臨滅絕的人參進行了種群遺傳性狀的分析。朱田田等[42]利用ISSR對甘肅不同產地中麻黃的遺傳關系進行了分析,得出中麻黃遺傳距離跟地理距離有一定的關系。黃穎楨等[43]通過使用ISS標記技術對金線蓮遺傳多樣性進行分析,得出在野生種質資源間金線蓮具有豐富的遺傳多樣性。葉煒等[44]通過利用ISSR對金線蘭及其近緣物種的遺傳多樣性進行研究,得出種群間可能存在基因的交流。唐曉清等[45]利用AFLP技術對不同農家栽培類型的丹參進行分析,結果表明AFLP技術可以作為識別丹參不同栽培類型間遺傳差異的手段。李勇等[46]利用AFLP技術通過對金蓮花遺傳多樣性的研究,得出地理位置較近的種質遺傳相似度較高。唐美瓊等[47]利用AFLP技術對廣西草珊瑚遺傳性狀進行研究分析,結果顯示廣西草珊瑚遺傳多樣性偏低,須盡快采取相應措施。沈亮等[48]通過AFLP技術分析梭梭遺傳多態性得知該物種種內豐度較高,各地區之間的分化較小。李永清等[49]通過ISSR在37份藥用石斛親緣關系研究中的應用,得出ISSR分子標記技術完全可以應用于石斛物種親緣關系的分析。朱田田等[50]通過對不同黃芪和黨參栽培品種遺傳關系的ISSR分析,得出不同品種的黃芪和黨參擁有較高的遺傳多樣性,而且種間差異較大。蔣雨晗等[51]利用ISSR分子技術對14份不同來源的白芍進行研究分析,證明了4個栽培種跟野生種之間有一定的遺傳差異性,而且可以從基因水平把外型相似的白芍栽培品種區別開來。

2.4 DNA遺傳圖譜的構建及數量控制基因定位

DNA遺傳圖譜也稱基因遺傳圖譜或連鎖圖譜,系指基因在染色體上相對應的位置。自從第一張遺傳圖譜的構建以來,越來越多關于藥用植物DNA圖譜的構建也相繼報道。周志勇等[52]首次用AFLP技術構建了人參和西洋參的DNA指紋圖譜,這對人參的鑒別提供了非常有效的工具。虞泓等[53]利用AFLP對石斛4個內種和1個外群種進行DNA多態性分析,用篩選得到的引物構建了5個種的DNA圖譜,并應用bootstrap進行了檢驗,該研究證明了AFLP標記技術可用于構建石斛基因組指紋圖譜。趙紅燕[54]則利用EST-SSR、ISSR、RAPD、SRAP等4種分子標記技術成功構建了浙江鐵皮石斛563個遺傳連鎖。鄭偉耀等[55]運用SSR標記天麻基因組DNA,分析得出擴增位點與天麻素含量有關。巫桂芬等[56]通過黃麻基因DNA分子指紋圖譜的構建,得出每一種被識別出的物種均有其特有的分子“身份證”。

3 展望

中國藥用植物種質資源非常豐富,但是近年來由于氣候的變化以及過度的開采,使得一些稀少的野生藥材資源更是急劇減少,市場也相對混亂,因此從生物本質出發的DNA分子標記技術對于中國藥用植物的鑒定、保護、開采、利用及改造就顯得格外重要。目前,分子標記技術在藥用植物中的研究主要體現在遺傳多樣性研究、種質鑒別及評價、DNA指紋圖譜構建以及基因定位幾個方面。

目前在藥用植物研究應用中的DNA分子標記技術尚存在以下幾個問題:DNA標記技術在中藥材研究中的應用較少,而且存在方向聚集現象,近年關于藥用植物親緣性的研究越來越多,然而在其他一些領域,如藥材活性成分分離與提取以及相關成分控制基因定位等方面的研究卻少有報道,研究范圍不夠全面和深入。另外,每一種分子標記技術都有其各自的優缺點,實驗結果具有一定片面性,而標記技術的聯合應用也處于相對空白狀態;技術要求高,技術培訓相對缺乏。因此,需要加大分子標記技術的研究應用,以便增加其在藥用植物研究中的實用性和可靠性,通過以不同分子技術的研究為基礎,可達到明確中藥材有效藥用成分的基因構成,以及各種藥用植物基因的調控原理及產物的靶向作用原理,以便對中國中藥品種的保護利用及產業化做出更大的貢獻,以此實現中國中藥文化的規范化、產業化以及國際化。

藥用植物論文:四種大黃屬高山藥用植物蒽醌類成分含量的測定

摘要:為比較掌葉大黃、喜馬拉雅大黃、菱葉大黃、頭序大黃4種高山藥用大黃中蒽醌類成分含量的差異,采用紫外分光光度法,以大黃素為對照品,0.5%醋酸鎂-甲醇溶液為顯色劑,測定了樣品溶液在510 nm處的吸光度。結果表明,4種大黃中總蒽醌和結合蒽醌的含量為喜馬拉雅大黃>掌葉大黃>菱葉大黃>頭序大黃,游離蒽醌的含量為喜馬拉雅大黃>掌葉大黃>頭序大黃>菱葉大黃,與藏藥用大黃的等級劃分基本一致。

關鍵詞:掌葉大黃;喜馬拉雅大黃;菱葉大黃;頭序大黃;蒽醌;測定

大黃為中國傳統的藥材,在藏藥中也有廣泛的應用,具有瀉熱通腸,涼血解毒,行瘀化積,活血的功效[1]。青藏高原為大黃屬(Rheum)的分布中心[2],有26種大黃屬植物[3]。藏藥用大黃根據藥性的強烈、溫和、遜次分為上(君姆扎)、中(曲什扎)、下(曲瑪孜)三品[3]。大黃的化學成分復雜,主要活性成分為蒽醌類衍生物[4],其中大黃素等游離蒽醌有明顯的抗菌、抗腫瘤的功效[5],結合蒽醌是大黃的主要致瀉成分[6]。為了比較上品、中品和下品大黃有效成分含量間的差異,選取了具有代表性的4種藏藥用大黃:掌葉大黃(Rheum palmatum L.),上品大黃[7],也為正品大黃[8],生于海拔1 500~4 400 m山坡或山谷濕地[9],根及根莖可入藥,具有清熱瀉火等功效[8];喜馬拉雅大黃(Rheum webbianum Royle),上品大黃[10],生長于海拔3 500~4 660 m的山坡地帶[9],藏語名為君姆扎,主治培根病引起的熱性病[11];菱葉大黃(Rheum rhomboideum A. Los.),中品大黃[7],生長于海拔4 700~5 400 m的山坡草地、草甸、沙礫地生境[9],藏語名為曲什扎,有治療赤巴病的功效[11];頭序大黃(Rheum globulosum Gage),下品大黃[12],生于海拔4 500~5 000 m山坡沙礫地或河灘草地[9];藏藥名為曲瑪孜,其全草有主治黃水病的功效[13]。

本試驗通過研究其根部中蒽醌類成分的含量,以期從有效成分含量的角度探討藏藥用大黃等級劃分的合理性。

1 材料c方法

1.1 材料

1.1.1 儀器 T6型紫外可見分光光度儀(北京普析通用儀器有限責任公司),XPE電子分析天平(METTLER TOLEDO公司MS205DU型),回流提取裝置(德國behr Labor-Technik),PHS-3C型酸度計(江蘇電分析儀器廠)。

1.1.2 試劑 醋酸鎂、甲醇、乙醇、硫酸、三氯甲烷均為國產分析純試劑。大黃素對照品(批號MUST-13022716,中國藥品生物制品研究所)。

1.1.3 測試樣品 大黃藥材樣品(表1)均由西藏大學生命科學系拉瓊教授鑒定。樣品陰干,粉碎至中粉,避光冷藏備用。

1.2 方法

1.2.1 對照品溶液的制備 精密稱量大黃素對照品1.61 mg,加0.5%醋酸鎂-甲醇溶液溶解,轉移并定容至25 mL容量瓶中,得到含大黃素0.064 4 mg/mL的對照品溶液,備用。

1.2.2 樣品溶液的制備

1)游離蒽醌供試溶液的制備。分別精密稱量0.5 g樣品(過40目)粉末,置于500 mLA底燒瓶中,加適量氯仿加熱回流提取至無色,冷卻后,將提取液過濾定容至50 mL容量瓶中。分別精密吸取掌葉大黃提取液、喜馬拉雅大黃提取液、頭序大黃和菱葉大黃提取液1 mL,加熱揮去氯仿,用0.5%醋酸鎂-甲醇溶液溶解并定容至10 mL容量瓶中,搖勻備用。

2)總蒽醌供試溶液的制備。分別精密稱量0.5 g樣品(過40目)粉末,置于500 mL圓底燒瓶中,加乙醇回流提取2 h,冷卻后,將提取液過濾定容至100 mL容量瓶中。精密吸取上述溶液10 mL置500 mL圓底燒瓶中,加熱去乙醇,加入20 mL硫酸溶液(2.5 moL/L)加熱回流1.5 h,待冷卻后加氯仿20 mL,加熱回流2 h,冷卻后轉移至分液漏斗中,用氯仿清洗圓底燒瓶,并入分液漏斗,分離油層和水層,水層繼續用少量氯仿洗滌4次并入油層,并用少量去離子水洗滌數次至油層為中性為止,然后置于50 mL容量瓶中,加氯仿稀釋至刻度,搖勻。分別精密吸取掌葉大黃、喜馬拉雅大黃、頭序大黃和菱葉大黃提取液2 mL,加熱揮去氯仿,用0.5%醋酸鎂-甲醇溶液溶解并定容至10 mL容量瓶中,搖勻備用。

1.2.3 最大吸收波長選擇 取大黃素對照品溶液適量,在400~600 nm波長掃描。結果顯示,大黃素對照品溶液在510 nm處有最大吸收,選510 nm為檢測波長。

1.2.4 樣品測定 分別取供試品溶液適量,用紫外可見分光光度計以0.5%醋酸鎂-甲醇為空白,在510 nm處測定吸光度。分別計算各個樣品中游離蒽醌與總蒽醌的含量,結合蒽醌含量=總蒽醌含量-游離蒽醌含量。

2 結果與分析

2.1 方法學考察

2.1.1 標準曲線的繪制及線性關系考察 精密吸取大黃素對照品溶液0.5、1.0、2.0、4.0、6.0、8.0、10.0 mL,分別置于10 mL容量瓶中,加0.5%醋酸鎂-甲醇溶液至刻度。以0.5%醋酸鎂-甲醇溶液為空白,分別測定各溶液在510 nm處的吸光度(A)。以濃度(C)為橫坐標,吸光度(A)為縱坐標,繪制標準曲線。得到回歸方程:A=0.059 92C+0.000 41(r=0.999 7),線性范圍為3.22~64.40 μg/mL。標準曲線見圖1。

2.1.2 精密度試驗 取大黃素對照品溶液,在510 nm處測定吸光度,RSD為0.19%(n=6),表明該方法精密度良好。

2.1.3 穩定性試驗 取大黃素對照品溶液,每隔2 h在510 nm處測定吸光度,共測5次,RSD為0.16%,表明吸光度在10 h內穩定,該方法穩定性較好。

2.1.4 回收率測定 精密稱取3份喜馬拉雅大黃,每份0.01 g,分別加入大黃素對照品0.95、1.19、1.44 mg,供試液并在510 nm處測定吸光度,平均加樣回收率為97.6%,RSD為0.23%。

2.2 樣品含量測定

分別取供試品溶液適量,用紫外可見分光光度計以0.5%醋酸鎂-甲醇為空白,在510 nm處測定吸光度。分別計算各個樣品中游離蒽醌與總蒽醌的含量,測定結果見表2。4種大黃中總蒽醌和結合蒽醌的含量為喜馬拉雅大黃>掌葉大黃>菱葉大黃>頭序大黃,游離蒽醌的含量為喜馬拉雅大黃>掌葉大黃>頭序大黃>菱葉大黃,與藏藥用大黃的等級劃分基本一致。

3 小結

4種大黃中總蒽醌和結合蒽醌的含量測定結果與藏藥用大黃的等級劃分基本一致。其中,喜馬拉雅大黃中總蒽醌和游離蒽醌的含量尤其高,其總蒽醌含量為掌葉大黃的1.80倍,游離蒽醌含量高達掌葉大黃的2.36倍。喜馬拉雅大黃中蒽醌類成分的含量均優于正品掌葉大黃,但由于其生長于高海拔地區,采集困難,產量不如掌葉大黃,不能大范圍推廣和應用。因此,傳統上可能不被重視,下一步應進一步重視喜馬拉雅大黃的應用研究和開發價值。相比之下,掌葉大黃分布范圍廣,產量高、易栽培、有效成分含量高,所以掌葉大黃作為正品大黃沿用至今是有道理的。菱葉大黃和頭緒大黃中蒽醌類成分的含量要明顯低于掌葉大黃,頭序大黃中結合蒽醌的含量還不足掌葉大黃的1/10,所以其瀉下作用較弱,藥性平溫。

藥用植物論文:淺談藥用植物學野外實習的開展及教學方法的應用

摘要:藥用植物學野外實習的開展中,存在安排不夠合理、教學手段單調的情況,以致于不能很好地達到預期的實習效果和教學目標。本文針對上述現象,結合我院實際情況,對藥用植物野外實習的開展模式及教學方法的應用進行探討。

關鍵詞:藥用植物;野外實習;教學

藥用植物學的野外實習是學生從教室走到自然界去觀察、辨別豐富多彩的植物世界,親自采集藥用植物標本,記錄藥用植物特征和生長環境,進行藥用植物種類和資源等調查研究工作的過程[1]。野外實習的開展不僅有利于加深對藥用植物學理論知識本身的理解,也是提升學生將所學的理論知識轉化為實踐應用能力的一種手段,同時還能培養學生對該課程本身的濃厚興趣。通過早幾年我系三年制大專藥學專業的藥用植物學野外實習情況調查問卷得知,絕大多數學生對藥用植物學野外實習有學習的動機,想通過野外實習提高自己的實踐能力。而學院在實習的組織安排和實踐教學方面沒有完全達到學生的期望,從而不能有效激發學生的興趣,影響了學生的積極性。因此筆者根據不足,積極探索適合本院學生的藥用植物學野外實習的模式和教學方法,在最近的幾次野外實習中,學生的滿意度有大幅提高,本文總結經驗以供交流探討。

一、實習前的準備和動員也是必不可少的環節

野外實習是一項系統工程,與校內教學相比的最大特點是外出時間長,還面臨許多不確定的因素。因此必須做好各項準備工作,其中包括實習計劃的制定、實習工具的發放、實習動員會的召開。要讓學生在思想上認識到實習的重要性,進一步了解實習內容,明確實習目標。特別要強調實習紀律,遵從安全第一的原則,不到危險的地方去,不隨便采食野果,還有必要介紹一些必要的意外傷害或突發事件的應急處理辦法等。

二、路線的選擇

實習路線的制定不宜把采集線路制定得過長,否則將導致往返時間過長,師生疲憊不堪,甚至部分身體素質較差的學生會因體力不支而掉隊。當然路線的安排既要保證在有限的時間內完成規定的實習教學任務,避免因為時間緊迫而走馬觀花式地開展實習,同時還要保證野外實習的質量。在路線選擇上既要考察路線的安全性,其沿線的自然環境條件又要體現出植物分布的特點(垂直分布、水平分布、物種的多樣性,藥用植物的代表性種類)。總之避免“滿山跑,到處采”的情況。

三、野外實習的教學策略

教學方法貫穿在教學過程的所有環節中,所有的教學目的和任務,只有通過它才能有效地完成。野外教學手段與方法需要根據實施教學活動的場景、對象、內容等因素靈活采用[2]。

(一)教學要體現實用性和趣味性

老師對植物的講解不能一味地圍繞形態、分類、識別等內容,否則久之學生會精神渙散、提不起興趣。應該多發掘一些學生感興趣的話題,以增強學生的識別興趣。如愛美之心人皆有之,鳳仙花,花瓣或葉子能染指甲;白芷,可以做成面膜具美白、祛斑、防曬、防紫外線的作用;玉蘭花可以提煉精油,制成高檔香水和護膚用品。圍繞這些話題開展教學很受女孩子的歡迎。民以食為天,也可突出與吃相關的話題,比如馬齒莧、魚腥草、野茼蒿,不僅具有較高的醫療和保健價值,也是可口的野菜;薜荔,它的果實能制作涼粉;忽布也叫啤酒花,一聽名字就知道可以釀造啤酒。再比如說,青蒿(黃花蒿)不僅可以提取抗瘧疾藥物青蒿素,還可以熏蚊子、防止農田蟲害,是一種環保的生物農藥。這方面的話題比比皆是,需要熱愛生活的老師來拾遺。

(二)將植物的識別特征形象化

有些植物的形B特征比較特別,可以采用擬人或擬物的類比,學生更容易記住其特征。如鵝掌楸與其他樹木最明顯的識別特征就是其樹葉,每片樹葉恰似一件件穿在枝頭的馬褂,所以其植物也得名叫馬褂木;馬鞭草的識別特征是它的穗狀花序,細長花序宛如一條趕馬鞭;而牛膝莖節膨大如牛的膝蓋;地不容的葉片像一個個烏龜的殼被一根繩子吊穿起來。

(三)任務驅動式的教學

通過任務的布置使學生成為學習的主體。在衡山的實習,我們就布置了尋找“絨毛皂莢”的任務,首先尋找到“絨毛皂莢”的小組將給予獎勵。當學生知道“絨毛皂莢”非常珍惜而世界上僅有的兩株野生品種就在實習地范圍內時,個個斗志昂揚,信心十足地要找到它們。有關“絨毛皂莢”長在哪里、什么樣兒,事先并不告訴學生,而是讓其自己上網查閱收集有關資料。在查閱資料的過程中,自然就會了解豆科植物的特點、皂莢的藥用價值、分布地點,還會進一步加深理解變種的概念。現場再由老師總結介紹相關知識,教學效果自然比直接講解更有效。

(四)比較鑒別易混淆植物

有比較才有區別,月季和玫瑰是大多數學生都分不太清的兩種薔薇科植物,介紹時要抓住葉、刺,特別是花托形態的區別:玫瑰的花托半球型,月季的花托為長圓錐形;菊科是常用中藥最多的一個科,野外開小黃花的菊科植物隨處可見,不要說學生難區別,有時連植物分類學家都會焦頭爛額。那么比較鑒別的效果就更明顯,比如幾種菊科植物就可以啟發式地引導學生觀察區別:旋覆花,花序中間是圓盤狀,同時具有分舌狀花和管狀花兩種;抱莖小苦荬,有抱莖著生的葉片;黃鵪菜的葉片全長在莖基部,葉片比較圓胖;中華小苦荬,與黃鵪菜的最大區別是葉片長而細瘦。

(五)講解植物要突出藥用兩字,并與中藥相聯系

藥用植物野外教學不能只停留在只是認植物而教植物的層面上,要突出植物的藥用價值,緊密聯系中藥,否則就是在教植物學。這種聯系不只是單純地講植物形態和分類,還包括分布、資源情況、生長發育、形態特征、用藥部位、采集加工、及功效應用等,使學生多角度來認識植物,為中藥的深入探索和研究鋪平道路。

(六)科的識別教學多歸納、多分析

某些科的植物在外形上具有直觀而特別的識別特征,極易與其他科進行區分,因此教師要善于抓住其識別要點,就可以把一些復雜的問題更容易地幫學生梳理清楚。如嗅到葉有香味的植物,可能為樟科、蕓香科、姜科、唇形科等植物;看到莖葉肉質的可能為景天科、鳳仙花科、苦苣苔科、仙人掌科、鴨跖草科等;折斷莖葉如果植物有乳汁流出,很可能就是大戟科、桔梗科、桑科、大戟科、夾竹桃科、旋花科、蘿摩科、菊科、罌粟科的植物。進一步觀察,杯狀聚傘花序,子房三室為大戟科;聚傘花序聚具副花冠或附屬物為夾竹桃科特征;莖纏繞或匍匐,花冠漏斗型為旋花科;頭狀花序,具舌狀花或管狀花,瘦果具冠毛的為菊科。

四、實習的考核要體現對學生綜合能力的評價

以往對學生實習效果的評價主要以常見藥用植物的識別為主,由老師指定采集的藥用植物標本對學生進行識別考試,認識的植物越多成績越高,實習結束后再提交一篇實習報告,兩者即為實習成績。此種考評方式對老師而言比較省事,但是難以體現對學生綜合素質的考查。因此,為較全面評價學生實習期間的所見所學以及平時對知識的積累情況,在后續的實習考評內容上我們又增加以下幾項:一是增加指點品種采集的內容,對學生而言實習過程不僅就是老師講、學生聽就完事了,這需要學生提前查閱資料,了解采集品種的形態和分布區域。有利于鍛煉學生信息收集和文獻查閱的能力,同時提高了學生實習過程的參與度和熱情度。二是增加使用用植物分類檢索表或植物志鑒定未知植物的考核內容,有利于鍛煉學生解決問題和知識的應用能力;三是增加藥用植物標本采集和制作蠟葉標本的內容,有利于鍛煉學生的動手能力和審美能力。

野外實習的開展需要教師足夠的重視,不能把實習等實踐性教學看作一項任務,完成即可。指導老師要多思考和檢查學生在實習中到底學得了什么、獲得了什么。從而有效地組織實習和開展教學,切不可應付了事,把野外實習開展變成了一次師生集體外出觀光游玩的活動。

藥用植物論文:析藥用植物在山區農業可持續發展中的作用

【摘要】:我國山區面積廣大,而大面積的山區給我國的經濟發展帶來了一定的障礙。山區交通不便利,導致許多先進的技術以及設施沒有辦法發揮本身的功能,而遵照我國可持續發展的原理,如何在利用山區資源促進山區的經濟發展成為政府非常值得研究的課題。近幾年人們將目光移至山區的農業發展,合理的利用山區的土地資源,能夠給國家的經濟帶來一定的推動力。而本文就將簡單淺析一下藥用植物在山區農業可持續發展中的作用。

【關鍵詞】:山區、農業發展、可持續、藥用植物

在山區開展農業種植,是開發山區的一個明確之舉,既不會破壞到生態平衡,又可以促進山區的經濟發展。山區的特點就是資源較為豐富,但產業鏈的形成較為困難,由于地形、氣候等原因會限制到農產品的運輸以及深加工等,在山區開展農業還有一定的問題需要解決,但是隨著農業的開展,我國的山區的水土流失情況也在逐漸增多,與我國可持續發展的戰略有一定的沖突,需要進一步的研究。

1可持續發展的定義

可持續發展,顧名思義就是一項產業可以不被時間和發展趨勢所淘汰,具有一定的持久性。我國將可持續發展作楣家的基本發展戰略,不僅是因為遵從可持續發展戰略可以收獲持續性的效益,而且重點是可持續發展對大自然的破壞應該是最少的[1]。我們生活在地球上,地球為我們提供了生存的環境,想要發展應該是建立在不破壞環境的基礎上的,只有這樣才能夠給我們的子孫后代提供繼續繁衍生息的地方,進而將可持續發展變為永久發展。可持續發展應該包括保護環境、提升國民素質、資源永久性利用等,通過這幾方面實現我國的山區農業可持續發展。

2山區農業的基本特點

2.1土地面積廣袤,資源豐富

山區的首要特點就是土地面積廣袤,并且大多數為未開發的土地資源,與已經開發過的土地資源相比,土壤會更加肥沃,化肥、農藥等化學要素在土壤中的存在較少,而且通過風蝕和雨蝕土壤中的有害物質相對較少且難以集中存在,更加適合農作物的生長。山區的地形地貌較為復雜,光、水、溫度以及濕度等自然條件各不相同,能夠促進山區形成各具特色的土特產品,并漸漸讓山區形成具有自己特色的農業發展[2]。由于山區的溫度較低,農作物的生長周期較短,也就導致病蟲害的幾率較小,減輕了農藥的污染,因此山區農作物的質量總體來說是優于平原地區的。

2.2山區地形復雜,不易耕種

山區地形復雜是山區農業發展的一個優勢,但同樣也是制約農業發展的一個因素。因為地形復雜導致農作物的種植存在一定的難度,首先山地的開墾就帶給農民很大的障礙,山地地形復雜,水平高度不一,而且現在比較發達的種植工具大都是用于平原的,適合于山地種植的種植工具目前比較缺乏;其次,山地的灌溉也成了一個很難解決的問題,水源不好找是其一,將水源引至農田進行灌溉也比較難。總之,在山地進行農作物的種植會消耗大量的人力以及物力,相比較而言,投資較大、收獲較少、發展較難。

2.3山路交通不便,發展較難

還有關鍵的一點就是山區的交通十分不便利,農作物販賣不及時就會導致農作物腐爛,嚴重影響農民的收入,大大打擊了山區農民發展農業的信心。現在的農業發展模式大多為生產一體化,也就是農產品的種植、加工以及運輸、販賣為一體。農民形成了相應的產業鏈,可以降低農作物在這一過程中的損失,并且將農作物的價值發揮到最好。但是山區農業發展的一體化受到了地形、農業技術以及交通運輸等許多因素的限制,導致山區的農業發展一直沒有辦法趕超平原地區,而且強硬式的進行開發,會嚴重破壞山區的生態平衡,不利于山區農業進行可持續的發展。

3種植藥用植物的原因

3.1山區中藥用植物為主要的農業產物

首先我國的中藥材大多生長在四川、云貴高原、廣西等的境內山區[3],因此山區的農作物發展,應該首先考慮這些已經在山區存活下來的植物,因為他們本身已經熟悉了山區的環境,也就是說在山區種植藥用植物會相應減少探究的時間,不用考慮山區的環境以及氣候是否適合農作物的生長。而且隨著世界經濟全球化,文化以及技術相對融合,我國的中醫療法漸漸得到世界的認可,越來越多的人也意識到中藥對于醫療的不一樣的意義。我國每年銷往國外的中藥材交易高達300億美元,并且每年的交易額都呈上升的趨勢,因此中藥材給我國帶來的經濟效益不可小覷。而我國山區中草藥的種類較為繁多、資源豐富,在我國甚至國際上都有較好的市場。而且中藥作為我國醫藥行業中唯一具有知識產權的行業,作為我國傳統產物進行出口,也比較具有競爭優勢,能夠在世界的醫藥發展中占據一席之地。因此,中藥這項特色產業應該帶動中國山區的特色地方產業。

3.2能夠降低山區水土流失的情況

我國每年都會發生一些水土流失的事件,給山區的居民帶來不小的傷害,而植被可以有效控制山區水土流失的情況。植樹造林也一直是近幾年國家為改善環境推出的舉措,與山區水土流失相對應的可持續發展措施就是種植植被,能夠有效的防止土堤侵蝕和控制水土流失。而藥用植物,因為既屬于植物范圍,又具有特殊的藥用特性,深受山區農業發展的青睞。如果能有兼具藥用以及防風固沙的藥用植物,對于山區農業的可持續發展,其貢獻就會更大。比如連翹,連翹素有“野生植物油”的稱號[4],經過提煉后還可以作為一種有效的防腐劑。連翹的生存能力較強,在有機質量較低的石骨山坡以及砂石地域都能夠正常生長,而且作為一種落葉灌木,可以在2年左右將地面徹底覆蓋,有效地降低了雨水對于地面的沖擊,減少了侵蝕;而且連翹的根成網狀發散,可以起到固土的作用。除了連翹外,還有許多的藥用植物有一定的防風固沙的作用,比如:山蒼子、紫蘇、刺梨、金銀花以及木槿等,將其種植在生態環境較差的山區,對于山區的防風固沙有很明顯的積極作用。

4遵從可持續發展戰略的基本措施

4.1發掘更多的藥用植物

我國有大面積的山區,其中山區中的藥用植物也是數不勝數,但真正用于山區農業發展中的藥材并不多,因此應該加大對我國山區藥材的研究以及開發,確定更多的有利于山區防風固沙的植物,既保護了生態環境,又能夠給山區的居民帶去相應的經濟效益。挑選適合山區的藥材,首先對當地的環境進行詳細的研究,確定藥材的適應性,并進一步研究藥材的抗寒性、抗旱性以及抗酸堿性等,對藥材進行充分的了解并將其馴服,使其適應山區的大批量種植,能夠有效的促進當地山區的農業發展。

4.2建立符合山區的農業發展模式

山區的農業發展應該是經濟與環境雙向發展。結合藥材的生長環境要素,制定出相應的與山區環境相匹配的種植方案,并且考慮藥材的生長期長短進行合理的種植分配,使其經濟效益發揮到最大[5]。藥材都有不同的生長時期,可以利用這個特性,將藥材進行“一二一二”式的種植方式,充分利用山區的土地資源,并且使山區盡可能的一直被植物覆蓋,這對于山區的水土流失問題也有一定的好處。也就是將保護環境始終和經濟發展聯系在一起,這樣才能夠保證山區農業的可持續發展。

4.3研究適合山區的農業工具

山區的農業發展還是會受到勞動力的限制,當代的農業工作大多已經實現了機械化,通過利用機械取代人力,一方面減輕了農民的工作量,另一方面也大大提高了農業的工作效率。但因為現在的農業工具大多適用于平原地帶,因此應該致力于開發適合山區的農業工具。有了方便的工具能夠充分調動山區農民的生產熱情,也能夠有效促進山區農業的發展。

結語

我國作為農業大國,農業一直是我國發展的主要要素,而山區由于地域的限制,一直沒有將其功效發揮出來,而山區的面積又很大,充分利用起我國的山區資源,對于我國的經濟發展有一定的推動作用,而在山區中發展藥用植物的種植,不僅是為創造更多的經濟價值,對于環境也有一定的保護作用,符合我國可持續發展的戰略,并且可以將我的中醫療法以及中草藥材推向國際。

作者簡介:黃名塤(1980.09-),男,壯族,廣西隆安人,大學本科,主要從事藥用植物種苗的生產培育與藥材基地種植管理工作。

藥用植物論文:以貴陽護理職業學院為例探討職業院校藥用植物栽培技術教學改革

摘要:藥用植物栽培技術是一門實踐性和應用性特別強的學科,本文針對我院教學中出現的問題,從專業基礎課設置、課程內容選擇和序化、教學方法的改革、校外實訓基地、實驗室建設及藥用植物栽培園建設等方面的改革進行探討,為職業院校藥用植物栽培技術的教學和實踐提供參考。

關鍵詞:藥用植物栽培技術;職業院校;改革

藥用植物栽培技術是運用現代科學技術研究藥用植物生長發育規律及其藥用部位的質量、產量的構成因子及其與環境條件之間的相互關系,從而研究制定優質高產、高效低耗之栽培技術的一門綜合性學科[1]。如何提高課程教學效果,培育一批工匠,大力研究地道藥材,帶動地方經濟發展,是一線教師值得思考的問題。

1.藥用植物栽培技術的重要性

中藥作為我們國家優秀文化與傳統醫學的寶貴遺產,而且已經為中華民族的繁榮昌盛做出了不可估量的貢獻,在世界醫學發展史上都有重大的影響。特別是在當今“回歸大自然”的潮流下,世界各國都將目光轉向了中藥,研究中和使用中藥的人群越來越多,而且中藥材在保健食品領域也在廣泛應用,促使野生中藥資源目前嚴重短缺,中藥材原料供不應求,故藥用植物的栽培顯得越來越重要。作為高職院校,注重的是培養技能型人才,而本門學科的實踐性特別強,需要學生自己動手,經歷整個實踐過程才能真正理解、吃透這門學科,在基于培育工匠精神的背景下,對藥用植物栽培技術的教學提出了更高的要求。同時貴州省是中國四大地道藥材產區之一,藥材資源十分豐富,中藥材種植在貴州歷史悠久,為大力發展中藥材生產,省內一批制藥龍頭企業開展了多種藥材規范化種植研究與規范化基地建設,藥用植物栽培技術型人才更加緊缺。

2.我院藥用植物栽培技術的教學現狀

2.1未開設專業基礎課程

藥用植物栽培技術是一門多學科緊密聯系、相互滲透的綜合性科學技術,涉及的課程有植物生理學、土壤肥料學、植物生態學、養護學、氣象學、遺傳學、田間試驗與統計等。我院沒有藥用植物栽培技術專業,而藥用植物栽培技術課程僅僅作為中藥專業的一門專業優秀課,所以相關專業基礎課程沒有開設,造成學生對基本的基礎知識、專業術語,交叉學科知識不能理解,很簡單的大田作業問題解決不了,學習困難,久而久之,就會失去學習興趣。

2.2 課程內容不能體現職業特點

職業院校課程建設必須圍繞職業能力這個優秀,以崗位工作技能為主線,對課程進行優化銜接、定向選擇、有機整合和合理排序。而我院教師選用的教學材料基本是以高職院校專用的教材為主,參考本科教材為輔進行備課,而這些教材內容廣泛,對崗位需求的知識點不夠詳細,學習抓不住重點,學生在學習之后,依然無法進行實踐操作。

2.3教學方法單一

在整個教學計劃中,教師在課堂上大量給學生灌輸知識,完成教學任務,沿襲傳統的教學模式,以教材、教師、課堂為中心,只注重傳授課本知識,采取單一的“灌注式”的教學模式。而這種教學模式早已不能滿足當前崗位需求,也不適應職業教育人才培養質量的要求。

2.4 學生缺乏實踐

目前我們學校中藥專業的藥用植物栽培技術教學計劃中,因為實踐條件有限,不能充分滿足學生的實踐學習,導致了學生理論知識掌握和實踐能力之間相脫節。

3.教學改革的措施

3.1合理設置專業基礎課

開設本門課程之前,其一,必須有相應的課程奠定基礎。比如在藥用植物栽培技術中,病蟲害的防治非常重要,如何控制病害、蟲害和草害,是提高中藥材的產量、保證中藥材質量的關鍵,學生需要先學習《養護學》,在了解到病蟲害發生與生長發育的規律,認識到昆蟲的種類及病害的種類等知識后,才能更好的掌握本節內容。其二,必須根據職業崗位要求,簡化基礎課程內容并合并相似課程,達到彌補學生基礎知識差的短板,也解決職業院校課時少內容多的問題。通過改革,可增加學生學習興趣、理解課程內容、掌握專業技能。

3.2選擇和序化課程內容

課程內容的選擇和序化是職業教育課程改革成敗與否的關鍵,按照職業教育的培養目標,選取課程內容,再將課程內容重構進行序化,形成以工作過程順序為主開發課程,是職業教育課程開發的特點。一般的授課方式是將理論知識與實踐知識分開,學生學習完理論知識后再集中時間進行實踐練習。而按照工作過程序化知識內容,就是依工作崗位操作過程為標準,將理論知識與實踐知識整合,形成過程性知識體系,這樣不但可以減少課程學時,也讓學生學習達到事半功倍的效果。如在給學生傳授中藥材生產基地的選擇、栽培制度、土壤耕作技術、藥用植物繁殖技術、田間管理等知識技能時,必須先了解工作崗位,序化羅列知識點,再結合相關參考資料,選取內容并整理形成課程內容。

3.3 豐富教學方法

一是結合信息技術,虛實融合教學。近年來,職業教育信息化在基礎設施和資源建設取得很大進展的支撐下,各學校大力推進信息技術走進課堂,通過開發APP軟件或借助相關課程資源平臺、慕課平臺等方式,獲取教材數字化資源,方便學生課外觀看視頻學習,課堂通過與老師、同學的交流消化、鞏固知識并融會貫通。達到課內課外,虛實融合的教學效果,實現了不受時間、地點的限制即可學習的目的。

二是解決問題教學。解決學習問題學習方法是以學生為優秀的教育方法,通常包括教師提出問題,學生解決問題,其中最關鍵的是教師提出問題[2]。教師可以在講授藥用植物栽培技術的知識時, 尤其對于部分理論知識比較強的內容,盡量與實際生活相聯系。比如在藥用植物栽培學中,種植的當歸如果抽薹開花,為什么質量下降,不能藥用?此時教師可用學生最熟悉的蘿卜為例,提出蘿卜抽薹開花以后為什么不能吃的問題,學生會積極思考,給出不同的答案,通過老師的引導,解決該問題后,舉一反三當歸的問題也就解決了,這樣可以發揮學生的主動性,積極的投入到學習中去。

三是學生分組講授法。新教育理念主張學生自主學習,主動發展,要讓學生成為課堂的主角,教師要甘當“配角”,從旁指導。在教學過程中不僅要注重教師如何教,更要注重學生如何學,強調培養學生獨立學習的能力和方法。因此采取學生分組,自制幻燈片,每個小組派代表上臺講授,這是一種有效的教學方法[3]。通過調查分析,學生普遍認為開展大學生上臺講課有意義,認為能培養學生獨立思考能力和相互協作能力。內容以各論藥材為主,還可讓學生通過查找文獻資料、實地調研了解當地中藥材市場的行情并進行分析,每個學生都有一次上講臺的機會來介紹他所講述的中藥材新的研究進展或栽培新技術,教師作為最后的點評。這種教學方式不但讓學生學到知識,培養學生自主學習的能力,還可以鍛煉學生的膽量,語言組織能力及提高思維能力。

3.4開拓校外實訓基地

藥用植物栽培技術課程對實踐條件要求比較高,不能在實驗室完成所有實訓,必須要有生產情景的載體來完成實訓項目,如繁殖技術、土壤耕作技術等內容都需要在生產基地完成,又如藥用植物栽培產地的環境質量控制,包括大氣的檢測、土壤的檢測、水的檢測等內容,而學校在設備等方面也不具備開設這些實驗的條件。故校外實訓基地對學生掌握栽培技術的技能顯得尤為重要。俗語說“黔地無閑草 藥香滿貴州”,說明貴州非常適宜草藥的生長和中藥材的種植,近幾年在政府的支持和以中藥企業帶頭下,中藥材的種植基地迅速增長,如貴州黔東南信邦中藥飲片有限公司的何首烏、太子參、貴州威門藥業股份有限公司的頭花蓼、貴州百靈制藥有限公司的太子參等多家制藥企業的藥材種植基地。這為學校培養學生提供了非常優質的實習實訓資源。學生可自行設計試驗,在這些校外種植基地實驗和觀察,記錄相關試驗結果,總結,分析和討論一些栽培管理措施對于藥用植物的a量和質量的影響。通過實踐教學,增強了學生的實踐技能,提高創新能力,分析和解決問題的能力,也加深學生對《藥用植物栽培技術》的理論理解和感性認識。

3.5單獨建立實驗室,完善實訓設備

單獨建立藥用植物栽培實驗室,不僅為學生提供了實訓場所,也更加體現出學校領導對本門學科技能型人才培養的重視。實驗室設備的完善也決定了實訓項目的開設能否齊全,比如購置解剖鏡、千分尺、分析天平、恒溫培養箱、培養皿等實驗器具以及相關試劑,可便于學生能進行藥用植物種子形態觀察、種子凈度、種子水分、種子活力的測定,種子催芽實驗以及藥用植物形態觀察等基礎實驗[4]。

3.6建立藥用植物栽培園

藥用植物栽培園為教學服務,可以滿足藥用植物學、藥用植物栽培技術及生藥學等多種學科的實踐,安排學生在藥用植物栽培園進行一周的見習[4],讓每位學生親手種下一株藥材,掌握種植技術,然后觀察藥材的生長情況,進行田間管理與質量控制,病蟲害的發生及防治等情況,并做相應的記錄,同時可以研究每種藥用植物的形態,生長發育的特性,等到采收季節,學生對藥材進行采收,學習采收加工及貯藏知識。采收的藥材可作為標本,為中藥鑒定學及中藥學課程的教學提供實踐材料。學期結束后可在園內組織現場種植、識別植物等實訓考試,并將其作為實訓考試成績的一部分。因為藥材的種植、生長也凝聚了學生的心血,更能促進和激發學生的學習興趣和熱情,由被動學習轉化為主動學習。

總之,藥用植物栽培技術是一門實踐性、實用性很強的學科,是中草藥栽培與鑒定、中藥專業學生必修的課程之一。因此,在教學中要按照強化學生職業技能,培養工匠精神及大國工匠,緊貼需求,大力大膽的對其教學進行改革,真正培養出企業用得上的應用型人才,為地方經濟發展服務。

藥用植物論文:幾種除草劑對不同藥用植物種子萌發的影響

前言

除草劑(herbicide)是指可使雜草徹底地或選擇地發生枯死的藥劑。而除草劑對于作物是否有危害,亦或者說對作物的萌發與生長是否有抑制作用,已成為眾多人關注的熱點問題。近年來,在理論研究方面,學界關于除草劑的研究越來越受到關注、研究成果越來越多;同時,在實踐應用方面,隨著我國除草劑在農藥使用中的比例呈上升態勢,除草劑的作用也在實踐中得到了進一步的確證。通過前人的研究成果以及除草劑本身作用機制的特殊性,決定了其對作物的低毒性的特征。但是以往對除草劑的安全性管理方面,重點集中于其對藥用植物的藥害情況。

由于現在藥用植物種植面積很大,人工除草越來越困難,因此使用化學除草劑對藥用植物進行除草越來越廣泛,但是除草劑對藥材的質量影響很大,本文希望能夠通過試驗結果來闡釋:供試的不同濃度的除草劑對5種藥用植物的發芽率表現出不同的抑制作用,同時也表現出不同的藥害作用。這樣,便可在使用這些除草劑時加強安全性的管理,減輕或避免其對藥用植物的發芽造成的影響,做到高效、低毒、低殘留,以及確保中藥材的品質和質量。同時,為了能夠合理、最大限度的利用優良化學除草劑,本次試驗選用了幾種大田常用化學除草劑,在5種藥用植物種子發芽試驗上做了一系列的測定試驗。旨在進一步研究幾種除草劑對藥用植物的發芽率是否有影響是及藥害,擴大在其他藥用植物田應用范圍,為以后田間小區試驗提供可參考依據。

1 試驗材料

1.1 供試藥劑

48%異惡草酮EC(clomazone)(商品名:廣滅靈,美國富實美公司生產); 33%二甲戊樂靈EC(商品名:施田補,德國巴斯夫股份有限公司);960g/L精異丙甲草胺(Metolachlor-p)EC(商品名:金都爾,完正達中國投資有限公司生產)

1.2 供試品種

板藍根(AIsatis tinctori L.)、曼陀羅(Datura stramonium)、薏苡(Coix lachryma-jobi L.)、黃芩(Scutellaria baicalensis Georgi)、桔梗(Campanula latifolia),以上5種藥用植物種子均由吉林農業科技學院藥種植。

1.3 儀器設備

培養皿、小噴壺、試管、培養箱、剪刀、直尺、100mL容量瓶,100ml燒杯,250mL三角瓶,5mL移液管,濾紙等。

2 試驗方法

2.1 除草劑的配制

試驗設48%廣滅靈EC,施用量分別為750ml/公頃、900ml/公頃、1050ml/公頃;33%施田補EC,施用量分別為1500ml公頃、2175ml/公頃、2775ml/公頃;960g/L都爾EC,施用量1350ml/公頃、1800ml/公頃、2250 ml/公頃;兌水量均為750L/ml/公頃。每個培養皿面積是6.36×10-3 m2。噴施量為5ml。

2.2 種子的處理

以上5種藥用植物種子種子用溫水浸泡24小時備用。

2.3 調查及計算方法

試驗于2010年9月7日在吉林農業科技學院植保實驗室進行,分別精選以上5種藥用植物的種子30~50粒,置于直徑為9cm的培養皿中,培養皿墊雙層濾紙作為發芽床,濾紙用蒸餾水保持充分濕潤,在每個培養皿中分別噴至配置好的不同濃度的除草劑各5毫升,除草劑均勻的分布在培養皿中,以加無菌水為空白對照CK,3次重復,將樣品置于(18~25)℃,恒溫無光照的培養箱中發芽。自發芽之日起,每天定時觀察、記錄種子發芽情況,觀察時間為15d,最后,計算種子的發芽率(胚根與種子等長,胚芽為種長的一半為發芽)。

發芽率(%)=( n/N) × 100% ( n 為正常發芽種子數,N 為供試種子數) (15d) 3 結果與分析

3.1 不同除草劑對5種藥用植物種子發芽率的影響

由表3-1可見,板藍根在3種除草劑的處理下,廣滅靈與施田補對其發芽率影響較大,發芽率分別為42.6%、45.8%,與對照表現差異顯著,都爾對板藍根的發芽率與對照差異不顯著;3種除草劑對曼陀羅的發芽率均有影響,其中廣滅靈的抑制作用較大,發芽率僅為32.5%,與對照有顯著性差異,與施田補和均有顯著差異;都爾廣滅靈對黃芩的萌發率抑制效果顯著,發芽率僅為30.5%,施田補和都爾對黃芩的發芽率與對照有顯著性差異;同樣廣滅靈對薏苡的發芽率也有一定的抑制作用,發芽率為70.8%,與對照達到極顯著水平,其它2種除草劑對薏苡的發芽率沒有抑制作用,與對照沒有顯著差異;廣滅靈對桔梗發芽率有影響,與對照差異顯著,發芽率為85.4%,施田補與都爾對桔梗的發芽率沒有影響,與對照差異不顯著。

3.2 不同藥用植物種子對3種除草劑間發芽率的差異

由表3-2可見,廣滅靈對5種藥用植物的發芽率都有不同程度的影響,其中對黃芩和曼陀羅的發芽率影響比較大,發芽率分別為為30.5%、32.5%,其次對板藍根的發芽率也有一定的影響,其發芽率為42.6%,均與對照有顯著差異,對薏苡和桔梗的發芽率無顯著差異;施田補對薏苡和桔梗的發芽率影響較小,與對照差異不顯著,對板藍根和曼陀羅的的發芽率抑制作用較大,發芽率分別為45.8%、51.6%,與對照表現差異顯著,對黃芩的發芽率也有不同程度的影響,與其他4種植物種子的發芽率都有顯著差異;都爾對曼陀羅的發芽率影響較為嚴重,發芽率僅為58.2%,與對照具有顯著差異,其次是對板藍根和曼陀羅的發芽率抑制作用較大,發芽率分別為76.7%、83.9%,與對照差異顯著,對薏苡和桔梗的發芽率均沒有明顯的抑制作用,與對照差異不顯著。

從除草劑對試驗藥用植物安全性可得出如下結果:3種除草劑中,施田補和都爾對薏苡和桔梗,際應用相符。廣滅靈對5種藥用植物的發芽率均由一定的抑制作用;施田補只對薏苡和桔梗發芽率沒有影響。

3.3 不同濃度的除草劑對5種藥用植物發芽率的影響

3.3.1 不同濃度的廣滅靈對5種藥用植物發芽率的影響

4種濃度廣滅靈處理下的5種藥用植物種子的發芽率隨著濃度的不同,發芽率亦不同。從圖3.1中可以看出,隨著廣滅靈濃度的增加,5種藥用植物種子的發芽率逐漸降低,在4種濃度廣滅靈對桔梗種子的發芽率影響較小,對其他4種種子的發芽率均與對照有顯著性差異;對廣滅靈對這5種藥用植物種子的發芽率都有一定程度的抑制作用。在濃度為750ml/公頃時,對曼陀羅和黃芩的發芽率影響幅度較大。

由于廣滅靈的特殊作用機理,對這5種藥用植物的幼芽均產生了不同濃度的藥害作用。其中對桔梗的藥害最明顯,幼芽幾乎全部為白化苗;對板藍根的藥害較小,藥害主要體現在植物的莖和葉,與對照相比,葉片黃綠色,莖顯紫白色;對曼陀羅的藥害使莖白化;對薏苡的藥害不明顯;對黃芩的藥害只要在葉片上,葉片白化,同時葉片有萎蔫現象。

3.3.2 不同濃度的施田補對5種藥用植物發芽率的影響

從圖3.2中可以看出,不同濃度的施田補對5種藥用植物種子進行處理,5種藥用植物種子的發芽率均低于對照,且隨著濃度的增加而呈現下降趨勢。對桔梗的發芽率影響較小,與對照差異不顯著,對板藍根的發芽率影響最大,其次為曼陀羅,且都與對照形成顯著性差異。同時在3種濃度下施田補對板藍根和曼陀羅的發芽率影響幅度較大, 在高濃度時,對薏苡和桔梗的發芽率影響也比較大一些。

由于施田補的作用機制是抑制分生組織細胞分裂,所以施田補對這5種藥用植物的藥害主要在根莖上,使板藍根的根細莖粗,葉片厚,有畸形現象;由于看不到曼陀羅的葉,只有莖上有斷根跡象;對薏苡的的藥害最明顯,薏苡的幼芽呈短粗狀,對黃芩的藥害表現在根部上,幾乎看不到黃芩的根,嚴重的葉片為黃白色。

3.3.3 不同濃度的都爾對5種藥用植物發芽率的影響

從圖3.3中可以看出,不同濃度的都爾對5種藥用植物種子進行處理,4種濃度處理對桔梗和薏苡種子的發芽率影響較小。而對另外3種藥用植物種子的發芽率都存在抑制作用,影響其發芽率。同時隨著濃度的增加,對5種藥用植物種子的發芽率影響幅度都比較小。

都爾對板藍根的藥害主要是使板藍根的嫩莖細弱并且萎蔫;使曼陀羅的嫩莖萎蔫并且有腐爛的斑點;對薏苡的藥害主要是抑制其幼芽的生長;對黃芩的主要藥害體現在抑制芽長的生長和葉片的失綠現象;使桔梗的根部出現褐色的斑點,并且整個桔梗幼苗顯黃綠色。

結論

本試驗采用3種化學除草劑對5種藥用植物種子的萌發和生長進行了試驗,從發芽率和芽長生長狀況看3種除草劑在5種藥用植物種子的萌發和生長均有抑制作用。

廣滅靈對5種藥用植物種子的發芽率均有不同程度的影響,對黃芩和曼陀種子的發芽率影響顯著,發芽率分別為30.5%、32.5%,效果與對照差異顯著,其次對板藍根的發芽率也有抑制作用,施田補對板藍根的發芽率影響較大,發芽率僅為45.8%,對曼陀羅的發芽率也有不同程度的影響,發芽率為51.6%,對薏苡和桔梗的發芽率與對照無顯著差異。都爾對薏苡和桔梗的發芽率與對照表現無顯著差異,對曼陀羅的發芽率影響較大,其發芽率為58.2%,與對照具有顯著差異。其次對板藍根和黃芩的發芽率也有不同程度的影響,發芽率分別為76.7%和83.9%,與對照表現差異顯著。

由于本試驗是在室內對5種藥用植物種子進行不同濃度下的不同除草劑萌發和生長試驗得出以上結論,雖然在發芽率和生長情況上存在不同的抑制作用,但是進行田間小區試驗時,藥害會減輕一些,因為在田間試驗時會有土壤和其他雜草的吸附作用,而在室內進行試驗時,是藥用植物種子直接接觸除草劑,所以選擇除草劑對以上5種藥用植物除草時,是可以選擇對藥用植物種子藥害小的除草劑的。總之,要在對作物安全的基礎上,根據除草劑對藥用植物藥害效果不同,各地區可以根據情況選擇適宜的除草劑進行化學除草,也可以通過除草劑合理混用進一步提高除草效果。

同時我們也不能忽略藥用植物成長受影響的其他因素,因為它包括了藥用植物的選地、整地、播種、育苗、移栽、管理、采收、產地加工等整個生產過程。具有不同于糧、油、棉作物的特點。如藥用植物栽培分布有很強的地域性,不同地區栽植將對品質有很大影響。形成這種地區性強的原因是多方面的,主要是不同的藥用植物對生態環境有不同要求。還有,藥用植物的栽培技術性強。它的種植管理和加工技術,常常是獨特的,繁殖方法幾乎包括了植物界全部繁殖方法。藥用植物的繁殖種子(有性繁殖)、營養繁殖和單性和繁殖(孢子繁殖)等。因此,本文的不足是僅在實驗室情況下進行了關于除草劑對于藥用植物種子的萌發和生長的影響研究,并沒有考慮到其他因素對其的影響。此外,各類藥用植物對自然環境條件,如光照、溫度、水分、土壤等主要因子的要求,往往有所差異,就是說不能排除藥用植物生長的實際情況而做純實驗室的研究分析。我們可以看出,基于社會生態環境視域下的研究亟待加強。

從對藥用植物安全性來看,廣滅靈主要用于防除1年生禾本科雜草和闊葉雜草,隨蒸騰作用由根部向上運輸到植物各部分,阻礙植物光合作用,使敏感植物短期內死亡[1] [2] 。

一般而言,廣滅靈是通過抑制敏感植物葉綠素和類胡蘿卜素的生物合成,導致植物變白、變黃或失綠,且能選擇性地抑制雜草中雙萜的合成[3];廣滅靈對眼睛有刺激,對皮膚有輕微刺激,對試驗動物無三致作用[4],屬低毒除草劑[1,2,4]。廣滅靈在發達國家的施用已相當普遍,先后被用于大豆、花生、馬鈴薯、棉花、木薯、玉米、油菜、甘蔗目前將其試用于西紅柿、小白菜、花菜、椰菜、甜菜、罌粟和水稻等作物田的研究也獲得突破性進展[5]。

施田補主要抑制分生組織細胞分裂,不影響雜草種子的的萌發,而是在雜草種子萌發過程中幼芽、莖和根吸收藥劑后而起作用,屬于二硝基苯胺類除草劑。適用于蔬菜、玉米、花生、棉花、果樹等旱田作物,可有效防除多種一年生單子葉雜草和一年生闊葉雜草,被譽為是除草劑中的“全能好手”[6]。在國內外主要用于以下各種作物:大田作物:大麥、小麥、黑麥、黑小麥、玉米、水稻、高粱、棉花等。油料作物:大豆、花生、向日葵等對十字花科植物(甘藍、大白菜、板藍根)。施田補在國內外主要用于蔬菜田、棉花、煙草、花生除草及作為煙草抑芽劑使用[7]。

96%金都爾主要成分為異丙甲草胺,該藥劑對玉米、番茄、白菜等作物的雜草均有良好的放出效果[8,9,10]。屬于選擇性芽前除草劑。主要通過萌發雜草的芽鞘、幼芽吸收而發揮殺草作用。對多種單子葉雜草、一年生莎草及部分一年生雙子葉雜草都有高度防效。金都爾已在夏玉米、棉花、大豆、移栽甘藍、水稻(移栽田)上獲得登記[11],花生、移栽油菜、西瓜、甜瓜、芝麻、甜菜、移栽黃瓜和煙草等作物的登記正在進行中[12]。

3種除草劑都可以用于桔梗除草,與實際應用情r相符。廣滅靈禁用于曼陀羅、黃芩。施田補只禁用于曼陀羅。只有都爾對5種藥用植物物安全,因而均可應用[13,14]。

藥用植物論文:祁連山地區藥用植物根際產功能酶放線菌的篩選

摘 要 本研究旨在探討祁連山地區8種藥用植物根際放線菌的產酶特性,以篩選功能酶產生菌,為后續研究提供參考菌種。采用含有75ug|/mL重鉻酸鉀和2ug/mL青霉素的甘油精氨酸瓊脂培養基,并對土樣做了120℃x 1h的加熱預處理,利用稀釋平板涂布法對8種藥用植物根系土壤樣品進行分離。之后利用7種篩選培養基對所得菌株定性檢測,從祁連山地區所得的8種藥用植物根際土壤樣品中獲得18株放線菌,功能酶篩選結果表明:10株放線菌產淀粉酶,14株產蛋白酶,14株產脲酶,18株產過氧化氫酶,4株產聚氧乙烯山梨酸醇單月桂酸酯酶,8株產聚氧乙烯山梨酸醇單油酸酯酶,15株產聚氧乙烯山梨酸醇脂肪酸酯酶,0株產色氨酸酶,0株產纖維素酶。有兩株菌產H2S,18株放線菌在糖代謝過程中均無有機酸產生。

關鍵詞 祁連山 植物根際 放線菌 功能酶

0前言

胞外水解酶諸如淀粉酶、蛋白酶、脂酶等在食品業、飼料添加劑、生物醫學科學及化工工業等行業具有潛在的應用價值。工業生產一般是在特殊的物理化學條件下進行的,而在這個過程中起重要作用的酶制劑需要合適的反應條件才能達到最佳酶活,然而通常情況下這種最佳反應條件很難達到。因此尋找能夠適應特殊環境條件的酶制劑是關鍵。放線菌是一類能夠產生多N生物活性物質的微生物資源,如酶、抗生素、氨基酸、維生素、有機酸、生物堿等均由其產生。

植物根際是指生物和物理特性受到植物根系影響的緊密環繞根部的區域。在植物根際區域內生長的微生物稱為根際微生物。因此,植物根際微生物是一類值得深入研究與開發的微生物資源,從根際微生物的代謝產物中尋找各種生物活性物質是改善工業生產條件的又一重要途徑。

目前,還沒有針對我國祁連山地區藥用植物根際放線菌資源的研究報道,本文采用了稀有放線菌資源選擇性分離方法,對采自祁連山地區不同海拔梯度、不通植被類型的不同藥用植物根系土壤放線菌進行分離,并對所得菌株做了部分生理活性測定,對功能酶產生菌做了篩選。

1 材料與方法

1.1土樣來源及處理

2010年7月下旬從祁連山地區選取7個不同植被類型、不同海拔梯度的樣區,采集到29份代表性植物的根際土,各約100g,分裝于自封袋中,貼上標簽后帶回實驗室,以供分離放線菌之用。土樣概況及藥用植物的藥理功能見表1。

1.2 菌種分離

1.2.1 分離培養基

培養基采用甘油精氨酸瓊脂:精氨酸2.0g;NaCl 50g;甘油 12.5g; FeSO4 7H2O 0.01g;MgSO4 7H2O 0.5g;K2HPO4 1g;CuSO4 5H2O 0.0001g;ZnSO4 7 H2O 0.0001g;MnSO4 H2O 0.0001g蒸餾水1000mL;瓊脂20g;調節pH至8.0以上。

1.2.2 分離方法

稱取3g土樣于120℃干熱處理1h,用27mL6%的酵母提取物溶液和270ul5%的SDS溶液的混合液作為土樣提取液。采用稀釋涂布平板法進行分離。

1.3 代謝產物測定

1.3.1 MR實驗

培養基:蛋白胨5g,葡萄糖5g,K2HPO4 5g,蒸餾水1000ml。

1.3.2 硫化氫的產生

柴斯納培養基:蛋白胨10g,檸檬酸鐵0.5g,蒸餾水1000ml,pH7.2,121℃滅菌20min。

1.4 功能酶產生菌的篩選

1.4.1 色氨酸酶

培養基:1%胰胨水溶液,調pH7.2~7.6,分裝1/4~1/3試管;115℃滅菌30min。

試劑:對二甲基氨基苯甲醛8g,乙醇(95%)760ml,濃HCl160ml。

1.4.2 過氧化氫酶

試劑:配3%~10%過氧化氫溶液

1.4.3 脲酶

培養基:蛋白胨1g,NaCl5g,葡萄糖1g,KH2PO4 2g,酚紅0.012g,瓊脂15g,蒸餾水1000ml,pH6.8~6.9(微黃)。121℃滅菌20min。

試劑:30%的尿素,用乙醚消毒。待培養基冷至55℃時將無菌尿素加入,使尿素終濃度為2%。

1.4.4 脂酶

培養基:蛋白胨1g,NaCl 5g,CaCl2 ?7H2O 0.1g,瓊脂9g,蒸餾水1000ml,pH7.4,于121℃滅菌20min。

底物:吐溫-20、吐溫-40、吐溫-80分別于121℃滅菌20min。

1.4.5 蛋白酶

培養基:蛋白胨5g,葡萄糖20g,明膠200g,蒸餾水1000ml。

1.4.6 淀粉酶

淀粉水解培養基:可溶性淀粉10g,K2HPO4 0.3g,MgCO3 1g,NaCl 0.5g,KNO3 1g瓊脂粉20g;蒸餾水1000ml;pH7.2~7.4。

1.4.7 纖維素酶

纖維素水解培養基(pH7.2):MgSO4 0.5g,NaCl 0.5g, K2HPO4 0.5g, KNO3 1g;蒸餾水1000ml,濾紙條。

2 結果

2.1 代謝產物測定結果

01、16 兩株菌產生硫化氫,所有菌株MR實驗皆為陰性。

2.2 功能酶產生菌篩選結果

3 結論

本研究對祁連山地區8種藥用植物根際土壤中分離到的18株形態各異的放線菌做了代謝產物測定和功能酶菌株篩選,檢測結果發現18株放線菌中有10株放線菌產淀粉酶,14株產蛋白酶,14株產脲酶,18株產過氧化氫酶,4株產聚氧乙烯山梨酸醇單月桂酸酯酶,8株產聚氧乙烯山梨酸醇單油酸酯酶,15株產聚氧乙烯山梨酸醇脂肪酸酯酶,0株產色氨酸酶,0株產纖維素酶。其中菌株QL15除不產纖維素酶和色氨酸酶外,同時產其他7種酶。有兩株菌產H2S,18株放線菌在糖代謝過程中均無有機酸產生。

藥用植物論文:莊浪縣蓼科藥用植物資源調查及區系分析

(甘肅醫學院,甘肅 平涼 744000)

摘 要:通過全面采樣方法對莊浪全境蓼科藥用植物資源進行了調查,結合查閱資料和標本鑒定,共發現莊浪縣蓼科藥用植物5屬19種1變種。對比發現莊浪的蓼科藥用植物資源種類豐富,主要以一年生為主;區系分析表明該縣蓼科植物屬于溫帶性質;莊浪縣蓼科藥用植物主要具有清熱解毒、瀉下、涼血止血等功效。結合蓼科藥用植物在莊浪的分布特征,提出當地適合開發蓼科藥用植物的發展思路。

關鍵詞:莊浪縣;蓼科;藥用植物;植物區系

蓼科植物約30屬,1200種,我國有11屬180種37變種,該科藥用植物較多,約有72種[1],且多為一年生或多年生草本,稀為灌木或小喬木。莊浪縣隸屬甘肅省平涼市,位于六盤山西麓,境內海拔1405~2857m,屬大陸性季風氣候。縣內海拔變化較大,藥用植物資源豐富,遍布不同生態環境。浪莊縣藥材品種分布主要以關山林區為中心,野生資源豐富[2]。2016年3月,政府《平涼市中醫藥產業發展先行先試實施方案》,提到莊浪要以道地優勢地產中藥材品種的提純復壯為重點,蓼科作為藥用植物的大科,有必要對莊浪縣蓼科藥用植物資源在調查的基礎上進行區系分析探討,以期為中藥產業的發展建言獻策。

1 莊浪縣蓼科藥用植物的總體情況概括

筆者從2012年開始,依據全國第四次中藥資源普查莊浪縣調查的要求,通過樣方法,對莊浪縣全縣域進行了調查。整理鑒定標本及其查閱相關資料,確定莊浪縣蓼科植物共有5 屬 19種1變種。

1.1 掌葉大黃

生田邊,路旁及溝邊濕地。根及根莖入藥,泄熱通便、涼血解毒、逐瘀通經。

1.2 唐古特大黃

生山地林緣或草坡。藥用同掌葉大黃

1.3 藥用大黃

生山地林緣,灌叢或山溝地帶。藥用同掌葉大黃。

1.4 巴天酸模

生水邊,路邊,田邊以及荒地濕處。根及根莖入藥,涼血止血、清熱通便、解毒殺蟲。

1.5 蕎麥

生田邊,路邊,村邊荒地。莖葉和種子入藥,清熱降壓、止血、收斂。

1.6 苦蕎麥

生田邊,路旁,山坡,河谷等潮濕地帶。種子、莖入藥,理氣止痛、健脾利濕。

1.7 卷莖蓼

生山谷,田邊,路旁,草叢或溝邊濕地。全草入藥,清熱解毒、消腫。

1.8 齒翅蓼

生山坡草叢,山谷濕地,水邊,田邊地帶。全草入藥,清熱解毒。

1.9 木藤蓼

生田邊,水邊及溝邊濕地。莖入藥,清熱解毒、調經止血、行氣消積。

1.10 q蓄

生田邊地,路旁以及潮濕陽光充足之處。全草入藥,通利膀胱、苦燥殺蟲、除濕止癢。

1.11 火炭母

生水溝邊,田邊地或濕地上。根莖入藥,清熱利濕、涼血解毒、明目退翳。

1.12 d毛酸模葉蓼

生路旁,河谷濕地及水邊濕地。全草入藥,解毒、健脾、化濕、活血、截瘧。

1.13 尼泊爾蓼

生山坡草地,水邊,田邊,路邊濕地或林下。全草入藥,清熱解毒、除濕通絡。

1.14 珠芽蓼

生山地,林緣及草甸。根莖入藥,清熱解毒、散瘀止痛、調經、止瀉。

1.15 支柱蓼

生山坡路旁,林下濕地及溝邊。根狀莖入藥,收斂止血、止痛生肌。

1.16 紅蓼

生溝邊濕地,村邊路旁。全草入藥,活血止痛、消積利尿、祛風除濕、清熱解毒、活血。

1.17 草血竭

生田邊,水邊,路邊以及溝邊濕地。根狀莖入藥,散血止血、收斂止瀉。

1.18 水蓼

生田邊,水邊及溝邊濕地。全草入藥,化濕、行氣、祛風、消腫。

1.19 酸模葉蓼

生田邊,水邊及溝邊濕地。全草入藥,利濕解毒、散瘀消腫、止癢。

1.20 翼蓼

生山谷,溝邊濕地,路旁或灌草叢中。塊根入藥,清熱解毒、涼血止血。

2 莊浪縣蓼科藥用植物區系分析

莊浪縣蓼科藥用植物分布不均衡,主要集中在關山林區,這與藥用植物的區系成分息息相關。

2.1 屬的分布型分析

分布區類型實質上是植物區系的地理分類[3],根據吳征鎰的中國種子植物屬的分布區類型可將莊浪縣屬的分布區類型分為世界分布、北溫帶、舊世界溫帶、溫帶亞洲4個分布型。其中世界分布型最多,有蓼屬、酸模屬2個屬,占本縣總屬數的40%;其余3個分布型分別分布有何首烏屬、蕎麥屬、大黃屬各1屬,各占本縣總屬數的20%。從分布區類型來看,莊浪縣蓼科藥用植物區系的地理成分具有一定的多樣性,但以溫帶分布型占絕對優勢(60%),說明莊浪縣蓼科藥用植物區系與青藏高原東緣蓼科藏藥植物的植物區系特征相一致,為溫帶性質[4]。

2.2 生活型分析

莊浪縣蓼科藥用植物的生活型為:1a生11種;多年生8種;半灌木1種。一年生為主的生活型,體現了莊浪縣蓼科藥用植物區系的溫帶性質。

2.3 莊浪縣蓼科藥用植物屬的組成

甘肅省蓼科藥用植物分布為:崆峒山4屬、17種;祁連山[5]和安西極旱區[6]都為4屬、18種。莊浪縣蓼科藥用植物在種上占甘肅省總種數的比例最大,5屬,其中酸模屬1種,蕎麥屬有2種,大黃屬和何首烏屬各有3種,而蓼屬最多,共有11種,蓼科藥用資源較豐富,占甘肅省總屬的一半,種類也較多,占甘肅省的22.62%。祁連山光照充足、四季分明、雨量適中,安西極旱區的生態環境脆弱,崆峒山是我國的名山之一、氣候高寒潮濕、植被茂盛,蓼科藥用植物的分布都沒有莊浪縣的豐富。因此在當地引種栽培發展本地中藥資源的時候,可以考慮本地的蓼科藥用植物的開發。

3 討論與建議

3.1 莊浪縣大黃的基源種

國家藥典規定的大黃基源植物為蓼科多年生草本植物掌葉大黃、藥用大黃和唐古特大黃。這3種在莊浪縣均有分布,莊浪縣的鄰縣華亭盛產掌葉大黃,是華亭縣的特色藥材。因此,莊浪縣可以人工馴化大黃的基源種,引進華亭大黃,與華亭大黃共同打造特色道地藥材。

3.2 實施開發和保護,采掘和再生并重的策略

形成資源再生與開發利用的良性循環,對一些尚未開發的藥用植物,要加大力度進行開發,如莊浪縣分布的紅蓼,可以引種馴化,進行規模化種植。采取科學的采收方式,做到有計劃、合理地開發利用,如大黃的采收和開發利用,根據資源貯量和市場需求情況,有目的、有計劃、有組織地開采,禁止掠奪性挖掘,做到開發與保護相結合,最大限度的利用其有用價值。

3.3 人工培育,引進新品種

莊浪縣林區的面積有限,不能無限開采,在開發利用過程中也要做到資源的可持續利用,可以在人工栽培基地進行栽培、推廣,用以擴大藥源,保證藥材的品質。

作者簡介:樊敏(1981-),男,陜西渭南,生藥學碩士,講師,從事天然藥物資源與質量教學研究;呂小旭(1987-),男,甘肅平涼,講師,植物學碩士,從事植物學教學與研究。

藥用植物論文:藥用植物在園林綠化中的應用

摘 要:隨著城市化進程的不斷加快和生活質量的提高,對園林的建水平提出了較高的要求,因此需采取有效的措施提高園林建設的水平,滿足人們對園林綠化的高要求。藥用植物在園林綠化中得到了廣泛的應用,豐富了園林綠化的內容,極大的提高了園林綠化的水平,因此需要加強對藥用植物的重視。現本文就藥用植物在園林綠化中的作用進行探究,僅供交流借鑒。

關鍵詞:藥用植物;園林綠化;作用;應用

在園林綠化中,藥用植物具有豐富的資源優勢,同時還具有獨特的觀賞價值和實用功能,因此極大的提高了園林綠化的建設水平,受到了人們的廣泛關注,在園林綠化中得到了廣泛的關注,但是藥用植物的應用需要立足于園林綠化的實際情況,合理的選擇藥用植物的種類,讓藥用植物進入人們的視野,有利于藥用植物科普知識的普及,還有利于植物多樣性和穩定性的保護,提高了我國園林的觀賞價值。

1 藥用植物在園林景觀綠化中的作用

1.1 觀賞價值

首先,一些藥用植物不僅具有較好藥用價值,其所具有的奇花異果等形態,具有較高的觀賞價值,人們可以對藥用植物的花、果、葉和姿態等進行觀賞,例如野菊花、曼陀羅和桔梗等藥物植物;其次,有的藥用植物可以被用作園林的地被植物,具有極高的觀賞價值。通常情況下,藥用植物的生長狀態是呈現蔭生或半蔭生,偏僻的林緣地帶和稀松的樹叢下等是藥用植物主要的生長場所,其在較高郁閉度的森林之中也可以進行良好的生長。因此,在對園林進行綠化的過程中,對藥用植物的應用需要進行精心的設計和布局,為其營造良好的生長環境,有利于提升園林景觀的觀賞價值,同時還對人們的身體健康具有較大的益處。

1.2 保健作用

園林綠化中應用的藥用植物在生長過程中,會釋放不同程度的化學物質,可以作為醫用,有利于保障人們的身體健康,具有較強的保健作用,可以作為一種自然療法。首先,嗅覺感受,藥用植物在生長過程中釋放出的氣味較為特殊,會為人們的嗅覺營造不同的感受,這樣的話,對人們的身體健康會產生不同功效。其次外療作用。主要是指藥物植物中的木本植物會有揮發物質從植物的干、莖和葉部分泌和產生出來,具有較強的殺菌作用,從而使人體器官的升生化功能得到有效的增強。再次,內療作用,主要是指將園林綠化中的藥用植物的根莖葉等通過口服和外用的形式進行疾病的防護和治療,會獲取到較好的效果。例如桔梗、野菊花和曼陀羅等藥用植物。最后,多功能保健作用,主要說的是園林綠化中存在一些藥用植物不僅能夠釋放香味,起到較好的嗅覺感受和外療功效,其也可以進行口服,起到良好的內療效果,也就是說這種藥物植物的功能具有很多。例如山楂、無花果和桂花等藥物植物。

1.3 環保作用

一是凈化空氣。隨著工業生產的發展,“三廢”日益增加,農業大量施用化肥、農藥,使周邊的生態環境受到不同程度的污染,危害動植物的生長,也危害人類的生活和安全。因此,如何控制環境污染、保護生態環境已成為全世界各國人民日益關心與擔優的問題。而有些藥用植物除給人們提供氧氣外,還能吸收某些對人體有害的氣體。能吸收二氧化硫的藥用植物有桂花、山楂、接骨木、石榴、無患子、鳶尾、金銀花、無花果、紫珠、梔子、絡石、風仙花、木槿、玉簪、仙人掌類等。能吸收氯化氫的藥用植物有蒲葵、喜樹、泡桐、槐樹、木槿、夾竹桃、臭椿、桑、美人蕉、菊花、香樟、一串紅等。能吸收氟化氫的藥用植物有丁香、連翹、地錦、杜仲、凌霄等。具有殺菌作用的植物有紅豆杉、馬尾松、紫薇、楓香、茉莉、薜荔等。具有滯塵作用的植物有鹽膚木、木莢蓉、烏桕、楝樹、棕櫚、核桃等。有些藥用植物對多種有毒有害氣體均具有抗性,如銀杏、女貞、石榴等樹種,能吸收二氧化硫、氟化氫、氯氣等。二是固土護坡。有些藥用植物根系發達,攀援性強,適應性廣,在河岸、路坡、池塘等處栽植可較好地發揮出固土護坡的作用;如金雞菊、黑心菊等,若栽植于高速公路等邊坡或城市的高架橋下,可降低養護成本。最后,藥物科普知識的普及和推廣作用,通過園林綠化隊藥用植物的應用,有利于人們健康知識的增長,主要的表現是將園林種植的藥用植物所具有的功效通過說明牌展示出來,使更多的人了解我國的傳統中藥,達到科普宣傳、寓教于樂的作用。

2 藥用植物在園林景觀中的應用

2.1 行道綠化

利用銀杏、香樟、桂花、小葉垂柳、核桃等藥用植物作為行道樹,為過往車輛及行人庇蔭,減少路面及反射光輻射,降溫、防風、滯塵、減弱噪音等,裝飾并美化街景;或在鐵路、公路以及工廠道路兩旁種植夾竹桃等抗污能力強的植物。

2.2 園林景觀

利用桂花、臘梅、紫薇、楓香、垂柳、丁香、構樹、夾竹桃等觀賞價值高的藥用植物在園林綠地中構成美麗景觀。

2.3 庭蔭綠化

利用銀杏、香樟、皂莢、臭椿、柿樹、黑棗等藥用植物作為庭蔭樹,在園林居住區或其他風景區中起庇蔭和裝點空間的作用。

2.4 垂直綠化與棚架綠化

利用木香、紫藤、爬山虎、忍冬、凌霄等藥用植物作為垂直綠化與棚架綠化,不僅可以提升觀賞效果,還能提高生態效益。

2.5 保健型園林藥用植物園綠化

利用一些能散發氣體殺菌、抗菌、抗病毒等功能的藥用植物構建保健型的生態小區、森林公園。為了獲得較好的保健效果,大多此類植物需要大規模或成片地進行栽植。按照園林設計的要求,建設一個園林景觀化藥用植物園時完全選擇藥用植物是完全可能的。

3 園林藥用植物應用前景展望

現階段,社會市場經濟的發展和繁榮,不僅提高了人們的生活質量,還對生物多樣性造成了較大的破壞,促使生態環境逐漸的惡化,增加了各種流行疾病的發生,因而,傳統醫藥的作用和地位顯得尤為突出。因此,在園林景觀的營造過程中,廣泛的應用藥用植物已經成為可能,由于具有顯著的效果,因此其具有良好的發展前景,會逐漸的被普及和推廣。如果能夠積極的探索和歸納藥用植物的保健作用和藥用價值,并有意識的將其應用在城市園林景觀中,這樣的話,將科學、保健和藝術文化有效的結合在一起,營造一種新型的生態藥用植物園林成為可能。這樣一來,為研究藥物植物的生物多樣性特點提供有利的條件,同時還為藥用植物資源的合理開發和有效利用提高良好的環境,有利于藥用植物科普教育的普及。

結束語

在園林規劃中廣泛的應用藥物植物,體現了園林藝術與傳統中醫藥緊密的結合在一起,而園林綠化中應用藥物植物是其的產物,其已經成為我國園林藝術的一個顯著的特點,對世界其他國家的園林綠化規劃提供了較好的借鑒,并產生了積極的影響。在應用藥物植物規劃園林景觀的過程中,需要綜合考慮園林綠化的實際情況,并結合藥物植物的自身特點,從而保證園林綠化呈現較高的水平和觀賞價值。

藥用植物論文:藥用植物絞股藍的研究進展

【摘 要】 絞股藍為葫蘆科絞股藍屬植物絞股藍的干燥全草,為我國常用傳統中藥,其含有皂苷、黃酮類、糖類、萜類等多種化學成分,具有降血脂、抗腫瘤、保護肝臟、預防衰老、提高免疫力等藥理作用。筆者對近幾年來絞股藍的研究成果進行了整理,并從化學成分、藥理作用和質量控制三方面進行了綜述,為進一步研究和開發利用絞股藍提供參考。

【關鍵詞】 絞股藍;化學成分;藥理作用;質量控制

絞股藍為葫蘆科絞股藍屬植物絞股藍Gynostemma pentaphyllum (Thunb.) Makino 的干燥全草,多年生攀緣草本,為我國常用中藥,又名天堂草、福音草、七膽草、小苦藥、遍地生根、五葉參和七葉參等。味苦、微甘,性涼,無毒,歸肺、脾、腎經。具有清熱解毒、止咳化痰、補氣生津、健脾安神之功效。主要分布于中國、日本、朝鮮等國,始載于明代的《救荒本草》作野菜使用,《本草綱目》中開始將其以“烏蘞莓”之名入藥。生長在南方的絞股藍民間稱其為神奇的“不老長壽藥草”。1972年,《中草藥通訊》發表了云南曲靖地區中西藥結合小組等撰寫的《草藥七葉治療老年慢性支氣管炎537例臨床觀察》[1]發現它對老年慢性氣管炎治愈率達79%,此文引起了國內外醫學界的極大關注。從此絞股藍又開始再次受醫學家的重視[2]。1986年,國家科委在“星火計劃”中,把絞股藍列為待開發的“名貴中藥材”之首位,2002年3月5日國家衛生部將其列入保健品名單。

1 化學成分研究

1.1 皂苷類 絞股藍皂苷,分布于植物營養器官包括同化組織及韌皮部薄壁細胞,目前從絞股藍中共分離得到140多種絞股藍皂苷,其中分離出83種與人參皂甙有類似骨架的達瑪烷型絞股藍皂甙(GPS),均為四環三萜達瑪烷型,主要是20(S)-原人參醇(Ia)和2α-羥基20(S)-原人參二醇(Va),79種命名為GPSⅠ-LXXⅨ,其中絞股藍皂甙Ⅲ、Ⅳ、Ⅷ、Ⅻ分別與人參皂甙Rbl、Rb3、Rd和F2完全相同,為同物異名,同一結構[1]。不同絞股藍皂苷的水解產物也不同,如絞股藍皂苷1和絞股藍皂苷3水解產物分別為人參皂苷K、人參皂苷Rg3[2]。絞股藍皂甙其含量因植物的部位不同而有所差別,一般情況下絞股藍葉中含量最高[3]。不同產地的絞股藍皂苷含量差別也很大,這種情況可能與其生長環境等有關。

1.2 黃酮類 絞股藍中黃酮成分含量為2%~5%,黃酮作為植物體內次生代謝產物之一,其主要功能為調節植物生長素的運輸。曾報道從絞股藍中獲得一些黃酮及其苷類化合物:槲皮素(quercetin),蕓香苷(rutin),商陸苷(ombuoside)及商陸黃素(ombuin)[4]等。目前關于絞股藍中黃酮類化合物的研究報道較少,主要是針對其含量測定和制備工藝的研究。王臨潤等[5]對我國東南4部種絞股藍中黃酮成分的含量進行測定,結果表明小果絞股藍中總黃酮量最高,以喙果絞股藍中總黃酮含量最低。絞股藍中黃酮成分可能隨產地、氣候等差異含量亦各有不同,且對其藥效影響顯著。

1.3 多糖類化合物 多糖類化合物是絞股藍中含量比較多的成分,并且近年來受到人們日益的關注。王峰等[6]對絞股藍多糖進行分離和分析,絞股藍多糖組分由甘露糖、鼠李糖、半乳糖醛酸、葡萄糖、半乳糖、木糖、阿拉伯糖種單糖組成;通過紅外光譜和核磁共振檢測結果表明絞股藍多糖存在呋喃結構。宋淑亮等[7]從絞股藍中精制得到種絞股藍多糖GPS-2、GPS-3和GPS-4,初步推測GPS-2的分子量為10700Dal,單糖組成與摩爾比為鼠李糖∶木糖=1∶12.25;GPS-3的分子量為9100Dal,單糖組成與摩爾比為鼠李糖∶木糖∶阿拉伯糖∶半乳糖∶果糖葡萄糖=1.75∶1∶8.70∶3.07∶5.90。王紹晶等[8]對堿提絞股藍水溶性多糖進行了研究,得到一種粗多糖AGM,并檢測其糖分布情況可能由兩種多糖組成,其中一種含有結合蛋白。經HPLC法確定的單糖組成為鼠李糖:木糖M巖藻糖(至少含有木糖或巖藻糖中的一種)阿拉伯糖:葡萄糖:半乳糖=2.43∶100∶3.02∶2.59∶3.46。

1.4 氨基酸 不同產地的絞股藍中所含氨基酸的種類數量也不完全相同,最多的含有18種氨基酸,其中包括8種含量較高的人體所必需的氨基酸,如亮氨酸、賴氨酸、蛋氨酸、異亮氨酸、苯丙氨酸等都具有較高的營養價值。鄧世林等[9]研究發現絞服藍中賴氨酸、亮氨酸、纈氨酸的含量都遠高于多種果蔬,故而絞股藍可作為食療藥源。

1.5 微量元素 絞股藍含有23 種以上微量元素,其中Fe、Zn、Cu、Mn、Cr、Mo、Co、Se、Ni、V、Si、B 等13 種為人體必需的微量元素; Ca、P、K、Na、Mg 等5 種為人體必需的宏量元素。其中所含的B、Mg、Mn、Mo、Se、Zn、Cu 等元素具有明顯抗癌活性,各元素在絞股藍中的含量因產地不同而有所區別[10]。

1.6 維生素 維生素包括水溶性和脂溶性兩類,絞股藍中含有的水溶性維生素有B1、B2、B6、C,脂溶性維生素有D3、E,其中脂溶性維生素E的含量最高[11]。H.L.Liu[12]等測定了6種栽培品種絞股藍中的類胡蘿卜素,共檢測到25種類胡蘿卜素,其中反式葉黃素含量最高。

1.7 其他 牛俊峰等[13]從5個不同地區的絞股藍中分離測試出多種揮發性成分。研究表明,不同地區之間的絞股藍含有的揮發性成分,在組成和含量上存在一定的差異。周寶珍[14]研究表明不同葉片數絞股藍的揮發性成分差異也較大。此外還有報道曾分離得到丙二酸、甜味成分--甜味素(phyllodulein) 、和苯甲醇葡萄糖甙[15]等。

2 藥理作用研究

2.1 抗腫瘤 絞股藍的主要成分絞股藍皂苷(gypenoside,Gyp)有明顯的體內外抗腫瘤作用,其直接的細胞毒作用可抑制腫瘤細胞生長繁殖。Gyp Ⅲ、Ⅹ以及其他一些在C20、C21 上有游離羥基的多種皂苷,對體外培養的黑色素腫瘤細胞(B16)、子宮頸癌細胞(HeLaS3)、肺癌細胞(3LL)以及肝癌細胞(MH1C1)具有明顯的抑制作用,同時對正常細胞增殖無不良影響。此外Gyp 還能直接殺傷S180 肉瘤細胞[16];抑制小鼠白血病L1210 細胞以及人腎上腺皮質癌SW-13細胞的增殖[17-18],促進肝癌細胞Bel-7402、人肝細胞瘤細胞(Huj-7) [19]凋亡。此外絞股藍提取物可抑制人食道癌、白血病等多種疾病的癌細胞以及腹水癌細胞、對人胃癌、宮頸癌、舌癌等培養癌細胞也有明顯的殺滅作用[20-22]。

2.2 對心腦血管的保護作用 絞股藍總皂苷對大鼠心肌缺血、心臟收縮功能具有保護作用[23],絞股藍總黃酮(TFG)改善心肌的收縮功能,對損傷的心肌有保護作用[24]。Gyp對缺血性腦損傷可呈現較好的防治作用[25],還可明顯抑制谷氨酸引起的Wistar 大鼠胚胎大腦皮層神經細胞內NO 和H2O2 水平的升高,減少大腦皮層神經元的損傷[26]。此外Gyp還具有抑制血小板聚集黏附功能,抗血栓形成作用[27]。

2.3 降血糖 林臻楨等[28]給予實驗性糖尿病小鼠絞股藍皂苷治療,小鼠血糖含量降低。Xu等[29]從絞股藍中分離得到皂苷及其衍生物,發現絞股藍可通過降低蛋白酪氨酸磷脂酶活性,促進胰島素的分泌,從而降低血糖。也有研究發現絞股藍的乙醇提取液可改變葡萄糖代謝酶活性,降低血糖濃度[30]。由此可以看出,絞股藍不同成分降糖的機理各有不同。

2.4 增強免疫力 絞股藍對免疫系統的活性主要體現在:增強非特異性免疫[31]、特異性免疫[32]、體液免疫、細胞免疫[33];影響淋巴細胞轉化和白細胞介素2分泌;增強自然殺傷細胞(NK)的功能。Yu等[34]對絞股藍脂質體(GPSL)體外免疫活性的研究結果表明,GPSL可顯著提高淋巴細胞增殖,增加抗體濃度,并促進細胞因子在體內外的分泌;與單獨脂質體相比,GPSL可進一步增強對ND疫苗的免疫應答。

2.5 保肝作用 絞股藍治療肝臟疾病效果良好,應用廣泛。絞股藍總皂苷可保護大鼠肝功能,抑制大鼠肝纖維化形成。馮琴等[35]以二甲基亞硝胺(DMN)誘導的肝纖維化大鼠為模型,發現絞股藍總皂苷能顯著減輕肝纖維化程度,同時可改善各項肝功能指標。絞股藍總皂苷還可顯著減少白蛋白攻擊所致的膠原纖維生成,并改善大鼠肝纖維化病理損傷。陶建武等[36]觀察了絞股藍對CCl4 所致Wistar 大鼠肝臟過氧化的干預作用,結果顯示絞股藍對CCl4 引起的肝損傷有一定的保護作用。程大偉[37]研究發現絞股藍總苷對酒精所致的肝損傷具有一定的保護作用,其保護作用可能與抑制NF-KB、TNF-ct的表達、抑制氧化應激,減少炎癥因子的釋放有關。

2.6 抗氧化、抗衰老作用 絞股藍總皂苷能通過提高SOD 活性增強老齡大鼠機體的抗氧化能力[38];同時,絞股藍多糖同樣具有很好的抗氧化作用[39]。張猛猛等[40]對絞股藍皂苷進行了清除DPPH自由基、羥自由基、抑制脂質過氧化等功能檢測,結果表明絞股藍皂苷A的抗氧化能力最強。絞股藍皂苷也可提高衰老成纖維細胞增殖能力,且增殖效應呈時間和濃度依賴性,延緩細胞衰老[41]。蘇秋香等[42]研究發現絞股藍皂苷可減輕衰老小鼠皮膚的氧化損傷,具有延緩小鼠皮膚衰老的作用。此項研究為絞股藍在美容界的應用奠定了基礎。

3 絞股藍質量控制研究

3.1 鑒別研究 近年來,隨著分子生物學的發展, 各種分子標記技術和DNA 序列分析技術等在植物種源鑒定、藥材真偽鑒別等方面發揮了重要作用,蔣玲艷[43]等采用PCR克隆測序技術, 測定了13 個來自中國不同地區的絞股藍的ITS 序列, 并對序列進行了分析,為我國不同地區絞股藍的鑒別提供分子依據。龐敏等[44]以不同類型的絞股藍DNA為模板, 進行了RAPD反應條件的優化及RAPD結果分析。從66個隨機引物種篩選出了5條多態性好的引物作為絞股藍RAPD分子標記,為構建絞股藍DNA指紋圖譜提供了數據。在絞股藍復方制劑中,關于絞股藍的鑒別方法的研究并不多見,熊野娟[45]建立了復方絞股藍膠囊中絞股藍皂苷的鑒別方法。實驗采用了薄層色譜鑒別法,樣品經適當處理后,同適當濃度的對照品溶液分別點于同一硅膠G薄層板上,以三氯甲烷-乙酸乙酯-甲醇-水(15∶40∶20∶10)10℃以下放置分層的下層溶液為展開劑展開,取出晾干,噴以10%硫酸乙醇溶液,105℃加熱置斑點顯色清晰。

3.2 含量測定研究 李浩飛[46]采用RP-HPLC-ELSD法同時測定絞股藍中人參皂苷Rb1、絞股藍皂苷A、絞股藍皂苷XLIX、七葉膽苷XVII的含量。方法采用Phenomenex C18 (250mm×4.6mm,5μm) 色譜柱,流動相為乙腈(A)-0.5%醋酸(B),梯度洗脫(0~5min,10%A;5~27min,10%~40% A,27.1min,10% A; 27.1~30min, 10% A)柱溫30℃,流速1.0ml/min,載氣為N2,體積流量2.0 L/min,霧化溫度42℃,漂移管溫度65℃,增益5。史美榮等[47]建立了同時測定絞股藍中人參皂苷Rb1、Rb3、Rd、絞股藍皂苷XLIX、XVII含量的HPLC方法。方法采用Shim-pack C18(4.6mm×250mm,5μm)色譜柱;柱溫:25℃;流速:0.8ml/min;流動相:A為水,B為乙腈;洗脫條件:0min,35%B;0~20min,35%~40%B;檢測波長:203nm;進樣量:20μl。按照上述色譜條件進行HPLC測定,作峰面積對濃度的標準曲線,求出直線回歸方程。樂圓[48]建立了HPLC-ELSD法測定絞股藍中絞股藍皂苷A的含量,此方法用HibarC18(250mm×4.6mm,5μm) 色譜柱,流動相為乙睛(A)-水(B);采用梯度洗脫: 0min30%A, 30min50%A;流速0.5ml/min;柱溫20℃;進樣量20μl;ELSD霧化溫度:40℃;氮氣氣壓0.35MPa。用外標法計算出供試品中絞股藍皂昔A的含量。林森等[49]用HPLC法測定野生及人工種植絞股藍中槲皮素的含量。該方法采用Kromasil C18(250mm×4.6mm,5m) 色譜柱,以甲醇:0.3%醋酸=6∶4為流動相,流速:1.0ml/min。檢測波長為365am,柱溫為35℃.王峰等[50]采用高效液相色譜法確定了絞股藍多糖中單糖組成的質量比此方法采用水提醇沉提取絞股藍多糖,用Sephadex G-200凝膠柱分離純化,采用Agilent TCC18(4.6mm×250 mm,d=5μm)色譜柱;流動相:乙腈-0.02mol/L的乙酸銨溶液(v∶v=20∶80);檢測波長:250nm;溫度:室溫。根據面積的比較可以確定單糖組分的比例,以此計算各單糖的質量比。牛俊峰[51],周寶珍等[52]用SPME-GC-MS法分別分析了不同產地不同葉片數絞股藍中的揮發性成分。該方法的氣相色譜條件為:色譜柱:RTX-5MS 型彈性石英毛細管色譜柱(30m× 0.25mm×0.25μm);升溫程序: 從60℃開始保持3min,以7.5℃/min 升溫至140℃,保持3min,再以4℃/min升溫至180℃,保持2min,最后以10℃/min升溫至220℃;柱溫60℃,進樣口溫度230℃,柱內載氣流量1.30ml/min,載氣為高純度氦氣(99.999%);進樣量分流比為20∶1。質譜條件為:電子轟擊離子源為EI;離子源溫度230℃;接口溫度280℃;電子能量70eV;倍增器電壓0.9kV;溶劑延時5min;掃描范圍35~600m/z。彭亮等[53]采用紫外-可見分光光度法對絞股藍中總皂苷、總多糖含量進行測定,用來比較不同產地、不同品種絞股藍中總皂苷、總多糖含量差異,此方法以人身皂苷Re為對照品,于550nm波長處對絞股藍總皂苷吸光度進行測定;以D-無水葡萄糖為對照品,于490nm波長處對絞股藍總多糖吸光度進行測定。梁曉慶[54]采用不同方法對絞股藍中的總蛋白和水溶性蛋白進行測定,這兩種測量方法均需先將絞股藍粉與正己烷料液比1∶5(質量體積比)放入水浴鍋中,室溫浸提12h,進行脫脂,同法脫脂三次后室溫下自然干燥,備用。用全自動凱氏定氮儀測定絞股藍總蛋白的含量。總蛋白含量=測定的含氮值×6.25/1000(g/g)。采用考馬斯亮藍法對絞股藍水溶性蛋白的含量進行測定。水溶性蛋白含量百分比(%)=絞股藍水溶性蛋白的含量M絞股藍總蛋白含量×100。梁曉慶[54]用氨基酸自動分析儀測定了絞股藍中總氨基酸和水溶性蛋白氨基酸的含量,在測量總氨基酸和水溶性氨基酸過程中,對供試品的處理方法是不同的。測量總氨基酸時,供試品為絞股藍粉。經適當處理后,用氨基酸自動分析儀測定各氨基酸的含量。測量水溶性蛋白氨基酸時,供試品為脫脂后的絞股藍粉。適當處理后,用氨基酸自動分析儀測定各氨基酸的含量。因此實驗采用酸解法,所以測得樣品中17種氨基酸,未測色氨酸。陳劍平等[55]以ICP-MS/ICP-AES法聯合測定絞股藍中的19個無機元素,該實驗中ICP-AES的入射功率為1150W;輔助氣3.4475kPa;霧化器流量179.27kPa;樣品提升1.2mlMmin。ICP-MS的檢測條件入射功率1140W;冷卻氣流量13L/min;霧化器流量0.85LMmin。閻博[56]等建立以HPLC-ELSD法測定葛蘭心寧軟膠囊中絞股藍皂苷XLIX含量的方法。該方法色譜柱為Kromasil C18(250mm×4.6 mm,5μm),流動相為乙腈-水(35∶65),檢測器為蒸發光散射檢測器,流速2.8 L/min,漂移管溫度105℃,以外標兩點法對數方程計算。綜上所述,近年來對于含量測定的研究不僅集中在人參皂苷Rb1、Rb3、Rd、絞股藍皂苷A、絞股藍皂苷XLIX、XVII、七葉膽苷XVII、絞股藍皂苷A、槲皮素等藥用成分的檢測上,還對其揮發性成分,氨基酸以及總蛋白和總氨基酸等成分對絞股藍進行測量和分析。這對絞股藍作為藥物以及保健食品的研究奠定了科學的基礎。每種檢測方法檢測的組分數量有限,能用同種方法檢測出更多的組分是學者們努力的目標。

4 小結

絞股藍作為五加科以外的,含有與人參皂苷相似皂苷結構的植物,在我國有著豐富的資源。作為一種藥食兩用的植物,絞股藍具有化學成分豐富、藥理活性廣、藥效良好、作用溫和、毒副作用小等特點。民間充分肯定了它的藥用價值。2015年版《中國藥典》在2010年版的基礎上再次增加了多個中藥品種,但是,絞股藍仍未被錄入。這可能是由于絞股藍化學成分還不能十分明確的同藥理作用相對應。所以,化學成分以及相對應的藥理作用的研究,仍然是學者們今后努力的方向。對于絞股藍藥用品種的鑒別、區分以及質量評價方面的研究,學者們在近年來研究較多。雖然我國已經建立了絞股藍種質資源圃和GAP絞股藍示范園,但仍未能建立起完整的藥典標準來判斷藥材的真偽優劣。因此,要使絞股藍作為單種制劑的藥物,用于人類重大疾病的治療,還有待醫藥科技工作者們進一步的研究和探討。

藥用植物論文:生物工程技術對藥用植物資源保護應用研究

摘 要:由于國內中醫藥產業的迅速發展和世界藥物資源不斷的增多,國內以及其他國家對中醫藥資源的量需求變得很大,導致我國中藥資源出現傷害性的過量損耗,危及到了大量瀕危藥用植物的生存。生物工程技術在解決這個問題上可以發揮優勢作用,為了得到優質種苗,采用快速繁殖技術,這項技術對瀕危藥用植物的保護尤其對盛產中草藥的我國有著不同尋常的意義。

關鍵詞:生物工程技術,藥用植物資源,瀕危植物

引言

生物工程是以生物學的理論和技術為基礎,聯合化工、機器、電子計算機等現代工程技術,充分運用分子生物學的最新成就,以生產大量有效代謝產品或施展它們獨特生理功能的一門新興技術。中國的中醫藥資源非常的豐富,但是國內外的需求量過大,導致中醫藥資源短缺問題日趨嚴重。

1 當前我國藥用植物資源現狀

1.1 中國藥用資源種類豐富

中國是醫藥資源非常豐富的國家。從古代開始,便對中醫藥的培養栽培有著重大的發現,而且歷史悠久,曾有“伏羲嘗百藥”、“神農嘗百草”等記載。雖都屬于傳說,但由此可見中醫藥的利用是在人們日常生活中逐漸積累出來的。我國地域遼闊,跨越了多個季節帶,對中醫藥的種植栽培有著很好的環境條件。全國已知種子植物約有25700種,很多植物都具備了藥用價值,藥用植物約11800種,20世紀80年代,經過調查發現我國的藥用植物大多數都是野生資源。比如人參、杜仲、銀杏等為我國所特有的野生藥用資源。

1.2 我國藥用資源的分布

由于地域的自然條件、氣候類型、植物區系和自然資源的差異,我國的藥用資源分布也有很大的差異性。藥用資源地區分布從多至少依次為西南和中南地區(50~60%)、華東和西北地區(30%左右)、東北和華北地區(10%左右)。中醫藥資源的地形分布最多的為高原和山地,其次是丘陵區,之后是中原區。

2 我國生物工程發展現狀

2.1我國生物技術產業發展現狀

我國生物技術產業總體水遙遙領先于其他發展中國家。目前在我國生物技術活躍于我國的各個中醫藥資源領域,例如農業、醫藥、環保、輕化工等。在提高農牧業、提高人類健康水平和工業產量與質量改善環境的過程中起到了巨大的作用,我國生物技術產業經過近20年的發展取得了快速發展,為我國的社會發展和經濟發展作出了重要貢獻。目前約500家企業的技術研究涉及了現代生物技術、從業人員超過5萬人,其中60%的企業涉及醫藥生物技術。

2.2 生物工程技術對藥用資源所帶來的幫助

生物工程技術對中醫藥資源栽培和保護,可以從兩個方面進行,一方面通過工業化組織和器官培養的方法直接生產出植物具有活性的部分來解決工也用藥所用植物的資源問題達到節約資源的目的,另一方面通過生物工程方法快速培育優質的種苗 ,與野生撫育和大田栽培相結合,使中醫藥的種群數量增加。在當前情況下,這兩方面的工作是藥用植物生 物技術最需要開展的工作。隨著工作的不斷深入,應該在對基因工程育種和活性成分相關的部分進行更加徹底的研究。產品那個人使該項技術更加的完善。

3 通過生物工程技術來獲得藥用植物的優質種苗

我們可以采用兩種生物技術中的快速繁殖的方法,來快速的獲取優質的種苗。第一種方法:通過體細胞胚的途徑。第二種方法:利用藥用植物的外植體誘導出愈傷組織途徑。前者先培育出愈傷組織,然后通過愈傷組織來獲得大量的體細胞胚,再由體細胞胚發育成大量的小植株。后者直接用藥用植物來培育出愈傷組織,然后用愈傷組織培養出藥用植物的根和其他部分。在培育愈傷組織和轉移種苗的過程中要特別注意以下幾點:

一是選擇適合的環境條件來種植所需要的根,在適宜的條件下對植物進行誘導,在這些條件包括培養基、碳源、氮源、植物生長調節劑以及培養的溫度和光照等要知道這些具體數據,需要經過很大的摸索。

二是外植體的選擇。要選擇則生長旺盛,有效成分高的外植體來培養愈傷組織,這樣有利于愈傷組織的更好發育。

三是整個生物工程技術生產種苗最為關鍵的部分就是把培育出來的種苗如何更好地向田間轉移,并且轉移后能更好的生長。這個過程常在溫室內進行 ,需要選擇適宜的培育基質和煉苗時間,還有就是適當的施肥和澆水。選好這些條件,對煉苗的過程十分重要。

結語

全世界對藥用植物的需求量非常的大,而中國則是最大的藥用植物輸出國。不僅如此而且藥用資源是中國中醫藥發展的根本,所以說,對于中國來說應用生物工程技術對瀕危植物進行保護更加顯得十分重要。生物工程技術在藥用植物資源上的應用前景主要反映為兩個方面,一方面通過生物工程方法快速培育優質的種苗,與野生撫育和大田栽培相結合,達到增加種群數量的目的;另一方面通過工業化組織和器官培養的方法,直接生產藥用植物的活性成分,用來解決工業用藥用植物的原料問題,達到節約資源的目的。

作者簡介:

徐棟銘(1996.12― )男,浙江杭州,本科,中國計量學院現代科技學院學生,研究方向:生物工程。

潘文彬(1988.08― )男,浙江杭州,碩士,中國計量學院現代科技學院教師,職稱:助教,研究方向:生物化學與分子生物學。

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