摘 要:貝母為常用中藥材之一,近年來其用量不斷增大,產(chǎn)量供不應求。本文綜述了國內(nèi)外對貝母的遺傳改良和快繁技術的研究進展,包括貝母的自然變異育種、雜交育種、多倍體育種以及組織培養(yǎng)育種。
　　關鍵詞:貝母遺傳改良組織培養(yǎng)
　　中圖分類號:S513文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)01(c)-0003-02
　　
　　中藥貝母系百合科貝母屬植物的鱗莖,具有清熱潤肺、化痰止咳之功效[1]。全世界貝母屬約有130種,主要分布在北半球南溫帶地區(qū),尤以地中海地區(qū)、亞洲東部至中部和北美洲的種類為多。據(jù)《中國植物志》記載,我國產(chǎn)20種和2個變種,其中四川(8種)和新疆(6種)種類最豐富[2]。李萍等[3]通過廣泛調(diào)查和標本采集鑒定出27種(包括變種)貝母屬植物,并對調(diào)查收集的23種貝母藥材性狀進行了描述。根據(jù)藥材的來源,貝母的原植物有川貝(F.cirrhosa)、浙貝(F.thunbergii)、伊貝(F.pallidiflora)、平貝(F.ussuriensis)、板貝(湖北貝)(F. hupehensis)5個類別[1]。而在中醫(yī)處方上,則多根據(jù)貝母的藥理性質(zhì)、化學成分和功效劃分為川貝和浙貝2大類[1]。
　　但是,因貝母一般是用鱗莖繁殖,除去留種后只有1/2-1/3的鱗莖可供藥用,實際產(chǎn)量低,用種子繁殖的貝母生長年限長,需要4-5年才可收獲用作藥材。與此同時,貝母灰霉病、根腐病發(fā)病嚴重,致使其產(chǎn)量和規(guī)模受到很大的限制。因此,抗病貝母新品種的選育及其快繁體系的建立是產(chǎn)業(yè)開發(fā)之關健。
　　
　　1貝母遺傳改良
　　1.1 遺傳多樣性、品種鑒定與自然變異育種
　　分子技術為植物種屬的驗證與質(zhì)量控制提供了一種快速、高通量的檢測方法,可應用于貝母種的遺傳多態(tài)性研究,從分子水平上鑒別貝母基因型及不同種類。
　　蔡佩欣等[4]最早利用分子技術研究了貝母的遺傳多樣性,此后該項技術被廣泛用于貝母遺傳多樣性的研究之中。Nina等[5]采用ITS、matK、rpll6基因?qū)�來源于地中海和北美洲�?7種貝母進行了系統(tǒng)發(fā)育關系的研究。李玉鋒等利用RPAD技術對8種貝母種質(zhì)資源遺傳多樣性進行了分析,陸含等通過RAPD技術對浙貝母的多子、寬葉、狹葉(浙貝1號)和嶺下4個品種和貝母屬的浙貝、川貝、皖貝、東貝、伊貝5個種的遺傳多樣性進行了分析,研究表明:4個品種之間,多子貝母與其他3個品種間遺傳分化較大;其中東貝與浙貝親緣關系最近,伊貝與其他貝親緣關系最遠;篩選到的分子標記對于浙貝不同品種和貝母不同種的鑒別具有重要的意義。黎開強等利用ISSR分子標記技術對川產(chǎn)10個種1變種共19份材料進行分析,研究表明，ISSR標記適用于川產(chǎn)貝資源的遺傳多樣性研究,但藥典收載的川貝藥材的4種基原植物種間及其與其他川產(chǎn)貝屬各物種間尚不能僅通過采用ISSR標記技術進行分子鑒定。此外,ISSR聚類結果同川產(chǎn)貝母資源的地理分布有一定關系。
　　陳軍勝等收集了9個浙貝地方品種,從形態(tài)、抗病性、生物堿含量和產(chǎn)量等幾方面加以比較,篩選出了綜合性狀較好的多籽品種;他們還從多籽品種中分離出20個自然變異株系,經(jīng)4年的優(yōu)選和純化,形成了1個性狀穩(wěn)定的新品種“梅園1號”。經(jīng)鑒定該品種的生育特性、抗病和產(chǎn)量性狀等明顯優(yōu)于其他品種。
　　1.2 雜交育種
　　與其他作物相比,中藥材雜交育種的報道較少。王志安等選用3個代表性的農(nóng)家品種進行雜交,獲得了品種間及其與3個近緣種間的雜種后代。研究發(fā)現(xiàn)F1的種子和鱗莖有休眠現(xiàn)象,10℃的低溫、GA和6-BA對休眠的解除均有促進作用,且10℃是加代比較合適的溫度。
　　阮漢利等以利川貝Fritillaria lichuanensis P. Li et. C.P.Yang為父本,湖北貝F. hupehensis Hisiao et K.C.Hsia為母本雜交,進行有性繁殖,具有結實率高、種子飽滿、發(fā)芽率高、病蟲害少、成本低等特點。對其化學成分進行了測定,發(fā)現(xiàn)其成分和母本相似,為貝母的育種提供新的思路。
　　1.3 多倍體育種
　　植物多倍體一般具有根、莖、葉、花、果的巨型性,抗逆性強,藥用成分含量高等特性,這正是中藥材優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)育種所希望達到的目的,因此中藥材的多倍體育種具有較高的應用價值和增產(chǎn)潛力。
　　浙貝母是二倍體植物,王志安等用不同濃度的秋水仙堿處理野生浙貝母×細葉浙貝母的F1種子,研究發(fā)現(xiàn)用0.20%的秋水仙堿處理濕種子F1和干種子的加倍成功率最高,分別為33.62%和10.17%。變異株具有典型的多倍體特性,生長旺盛,葉片增厚,葉色深綠,氣孔增大,根系肥大。細胞學觀察表明,變異株的染色體數(shù)已加倍成2n =48。但因為此種育種引起了植物體染色體數(shù)目,遺傳物質(zhì)的改變而限制了它的應用。
　　
　　2 貝母離體快繁技術
　　植物離體培養(yǎng)具有繁殖率高、生長周期短、遺傳背景一致、成本低與方便管理等優(yōu)點。浙貝母的組織培養(yǎng)培始于1977年[13],這也是貝母屬最早的組織培養(yǎng)工作。其過程是將幼葉、花梗、花被片和子房分別培養(yǎng),形成愈傷組織,由愈傷組織表面形成小鱗莖及根。其后組培技術相繼被應用到平貝、伊貝、川貝等貝母屬中藥的育種之中。
　　2.1 平貝母
　　唐巍等通過對培養(yǎng)條件對平貝母愈傷組織分化的影響的研究表明,MS基本培養(yǎng)基有利于不定芽的誘導,N6培養(yǎng)基有利于體細胞胚的誘導。在MN培養(yǎng)墓上,隨著蔗糖濃度的升高,不定芽發(fā)生能力下降,體細胞胚發(fā)生率升高。繼代時間越長,不定芽及體細胞胚的發(fā)生能力均下降。體細胞胚胎發(fā)生的最佳繼代周期時問是21天,不定芽生的最佳繼代周期時間是28天。且繼代過程中存在著廣泛的染色體變異。隨著繼代培養(yǎng)的進程,二倍體細胞頻率逐漸減少,亞二倍體和超二倍體細胞頻率逐漸增多、同時也出現(xiàn)有單倍體和四倍體細胞。在繼代的愈傷組織中還觀察到了無絲分裂、微核及染色質(zhì)遷移等現(xiàn)象。
　　張美萍等以平貝母鋅莖為外植體,以MS為基本培養(yǎng)基,比較了不同水平外源激紊對愈傷組織生長及生物堿含量的影響。
　　馮穎等以野生平貝母根尖為外植體,采用均勻設計法篩選出其最適合的胚性愈傷組織及胚性細胞復合體誘導、體細胞胚胎發(fā)育及植株再生的培養(yǎng)基,建立了平貝母體細胞胚胎發(fā)生體系。對不同階段培養(yǎng)材料的形態(tài)結構及超微結構的觀察證明了平貝母體細胞胚胎的發(fā)育過程。
　　2.2 伊貝母
　　王侖山等(1989)在伊貝母體細胞胚誘導研究中認為,體細胞胚的發(fā)生方式,大多數(shù)是由愈傷組織的表面細胞產(chǎn)生的,即外起源,但也有處于愈傷組織內(nèi)部的,即內(nèi)起源。由體細胞胚發(fā)育而來的再生植株染色體數(shù)目較為穩(wěn)定,而不像愈傷組織分化而來的的再生植株染色體數(shù)目存在著廣泛的變異,從而進一步證明了體細胞胚是由類胚的方式發(fā)育而來的,類似于一個細胞代替了一粒種子的繁殖。以上研究結果克服了組織培養(yǎng)中再生植株遺傳嵌合體的問題,為細胞水平上進行遺傳選擇及突變育種等開辟了一條理想途徑。
　　樊君等研究了伊貝母細胞懸浮培養(yǎng)過程中接種量、培養(yǎng)方式和激素濃度對細胞生長的影響,測得細胞生長周期為19-24d;懸浮培養(yǎng)細胞中總生物堿和西貝素含量均高于栽培鱗莖。
　　徐元紅等對伊貝母和平貝母的胚狀體的誘導條件進行對比性研究,在胚狀體的早期分化中,可概括地劃分為兩個基本階段:(1)誘導細胞具有胚胎發(fā)生的能力;(2)去除誘導因子,以保證胚狀體的充分發(fā)育。結果發(fā)現(xiàn):平貝母胚狀體誘導較伊貝母容易,但伊貝母更容易分化鱗莖。
　　翟西峰等采用酸性染料比色法和薄層掃描法,分別測定伊貝母外植體培養(yǎng)獲得愈傷組織和芽中的總生物堿和貝母堿的含量,研究發(fā)現(xiàn)在MS、N6、ER培養(yǎng)基中生長22d,芽中兩者含量明顯高于愈傷組織,其中ER培養(yǎng)基中兩者含量最高。
　　2.3 其他貝母
　　羅偉人研究發(fā)現(xiàn),BA2-4mg/L、2.4-D l-2mg/L、NAA0.5-1mg/L、KT1-3mg/L的配合使用對湘貝母、浙貝母磷莖的愈傷組織誘導以及促進芽的形成有明顯的作用。張浩等以中華貝母初萌發(fā)幼莖為外植體,在MS培養(yǎng)基上用NAA、2,4-D、6BA、KT等四種植物激素不同組合對其進行誘導,并以MS+NAA lmg/L +6BA 0.5mg/L為繼代培養(yǎng)基,進行再生小鱗莖、器官分化以及體細胞胚形成的研究。結果表明,在組織培養(yǎng)中,中華貝母再生鱗莖可通過三種方式產(chǎn)生。
　　趙玉宏等為提高湖北貝母的組織培養(yǎng)的快繁系數(shù),研究了外植體來源和取材時間對湖北貝母愈傷組織誘導的影響,結果表明,湖北貝母愈傷組織的誘導以出苗期誘導效果最好,鱗莖的誘導率最高。
　　綜上所述,國內(nèi)外學者在貝母遺傳改良方面已做了許多研究,特別是近年來隨著貝母用量的增多,研究逐步深入,研究材料和范圍進一步擴大,但仍然以平貝母和伊貝母以及浙貝母為主;育種技術由比較單一向豐富多彩轉(zhuǎn)變。另外,胚狀體和器官誘導一般能夠?qū)崿F(xiàn),但其形成過程的尚缺乏進一步的深入研究,對形態(tài)建成過程中的生理生化變化研究較少,僅在過氧化物同工酶等方面有初步探索,仍尚未得出明確結論。因此,十分必要將現(xiàn)代生物技術和傳統(tǒng)育種技術有機結合,將成熟的育種經(jīng)驗引入到貝母屬植物育種之中。對誘導獲得的優(yōu)良品系,利用現(xiàn)代儀器分析技術測定功效成分,并針對性進行產(chǎn)量、抗病蟲、耐逆性的試驗,加快優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、多抗貝母良種的選育。
　　
　　參考文獻
　　[1]中國藥典.一部[S].2005.
　　[2]中國科學院中國植物志編輯委員會.中國植物志.V14[M].北京:科學出版社,1980.
　　[3]李萍,徐國鈞,徐珞珊,等.中藥貝母類的研究[J].藥學學報.
　　[4]李玉鋒,唐琳,陳放.8種貝母RAPD分析[J].中成藥,2006.
　　[5]陳軍勝,王志安.浙貝母“梅園1號”的選育.中藥材,1993.
　　

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