Page 193 - 《广西植物》2024年第7期

７ 期 陈东亮等: 药用植物穿心莲离体培养技术及其应用研究进展 １ ３ ９ ３

ａｎｔｉ￣ｃａｎｃｅｒꎬ ａｎｔｉ￣ＨＩＶꎬ ａｎｔｉ￣ｉｎｆｌａｍｍａｔｉｏｎ ａｎｄ ｌｉｖｅｒ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ. Ａｎｄｒｏｇｒａｐｈｏｌｉｄｅ ｉｓ ｄｉｆｆｉｃｕｌｔ ｔｏ ｂｅ ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄ ａｒｔｉｆｉｃｉａｌｌｙꎬ
ｍａｉｎｌｙ ｒｅｌｙｉｎｇ ｏｎ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｆｒｏｍ ｃｕｌｔｉｖａｔｅｄ ｐｌａｎｔ ｍａｔｅｒｉａｌｓ. Ｈｏｗｅｖｅｒꎬ ｔｈｅ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｃｕｌｔｉｖａｔｅｄ ｍｅｄｉｃｉｎａｌ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｉｓ
ａｆｆｅｃｔｅｄ ｂｙ ｖａｒｉｏｕｓ ｆａｃｔｏｒｓ ｓｕｃｈ ａｓ ｓｏｉｌꎬ ｃｌｉｍａｔｅꎬ ｗａｔｅｒ ａｎｄ ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔｓꎬ ａｎｄ Ａ. ｐａｎｉｃｕｌａｔａ ｈａｓ ａ ｌｏｎｇ ｇｒｏｗｔｈ
ｃｙｃｌｅꎬ ｏｃｃｕｐｙｉｎｇ ｌａｎｄ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ. Ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｐｌａｎｔ ｉｎ ｖｉｔｒｏ ｃｕｌｔｕｒｅ ｈａｓ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｉｎ ｒａｐｉｄ ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ
ｏｆ ｓｅｅｄｌｉｎｇ ａｎｄ ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ａｃｔｉｖｅ ｉｎｇｒｅｄｉｅｎｔｓꎬ ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｏｎｅ ｏｆ ｔｈｅ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｗａｙｓ ｔｏ ａｃｈｉｅｖｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ａｃｔｉｖｅ
ｉｎｇｒｅｄｉｅｎｔｓ ｒａｐｉｄｌｙ ａｎｄ ｅｆｆｉｃｉｅｎｔｌｙ ｉｎ Ａ. ｐａｎｉｃｕｌａｔａ. Ｔｈｅ ｉｎ ｖｉｔｒｏ ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ Ａ. ｐａｎｉｃｕｌａｔａ ｉｓ
ｂｅｃｏｍｉｎｇ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｌｙ ｐｅｒｆｅｃｔꎬ ａｎｄ ｔｈｅ ｉｎ ｖｉｔｒｏ ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｆｒｏｍ ｅｘｐｌａｎｔｓ ｔｏ ｃｏｍｐｌｅｔｅ ｐｌａｎｔｓ ｉｓ ｂｅｃｏｍｉｎｇ
ｍｏｒｅ ａｎｄ ｍｏｒｅ ｍａｔｕｒｅꎬ ａｎｄ ｉｔ ｈａｓ ｂｅｅｎ ａｐｐｌｉｅｄ ｉｎ ｓｅｅｄｌｉｎｇ ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ ａｎｄ ｐｌｏｉｄｙ ｂｒｅｅｄｉｎｇ. Ａｔ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｔｉｍｅꎬ ｄｕｒｉｎｇ
ｃａｌｌｕｓ ｃｕｌｔｕｒｅꎬ ｃｅｌｌ ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ ｃｕｌｔｕｒｅꎬ ａｄｖｅｎｔｉｔｉｏｕｓ ｒｏｏｔ ｃｕｌｔｕｒｅ ａｎｄ ｈａｉｒｙ ｒｏｏｔ ｃｕｌｔｕｒｅ ｏｆ Ａ. ｐａｎｉｃｕｌａｔａꎬ ｔｈｅ
ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ａｎｄｒｏｇｒａｐｈｏｌｉｄｅ ａｎｄ ｏｔｈｅｒ ａｃｔｉｖｅ ｉｎｇｒｅｄｉｅｎｔｓ ｉｎ ｔｈｅ ｃｕｌｔｕｒｅ ｃｏｕｌｄ ｂｅ ｇｒｅａｔｌｙ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｂｙ ｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇ ｔｈｅ
ｃｕｌｔｕｒｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｕｓｉｎｇ ａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅ ｉｎｄｕｃｅｒｓ. Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｌｙ ａｎｄ ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃａｌｌｙ ｒｅｖｉｅｗｅｄ ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ
ａｄｖａｎｃｅｓ ｏｎ ｔｈｅ ｉｎ ｖｉｔｒｏ ｃｕｌｔｕｒｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ Ａ. ｐａｎｉｃｕｌａｔａ ａｎｄ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ａｎｄｒｏｇｒａｐｈｏｌｉｄｅ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ａｓｐｅｃｔｓ ｏｆ ｔｉｓｓｕｅꎬ
ｃｅｌｌꎬ ａｄｖｅｎｔｉｔｉｏｕｓ ｒｏｏｔꎬ ａｎｄ ｈａｉｒｙ ｒｏｏｔ ｃｕｌｔｕｒｅｓ. Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ａｉｍｅｄ ｔｏ ｐｒｏｖｉｄｅ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｆｏｒ ｐｒｏｍｏｔｉｎｇ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｎｄ
ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｉｎ ｖｉｔｒｏ ｃｕｌｔｕｒｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ Ａ. ｐａｎｉｃｕｌａｔａꎬ ａｓ ｗｅｌｌ ａｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｓｔｕｄｙ ｏｆ ｉｎ ｖｉｔｒｏ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ
ａｎｄｒｏｇｒａｐｈｏｌｉｄｅ. Ｉｔ ａｌｓｏ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ ｔｈｒｅｅ ａｓｐｅｃｔｓ ｔｈａｔ ｎｅｅｄ ｂｅ ｆｏｃｕｓｅｄ ｏｎ ｉｎ ｆｕｔｕｒｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｉｎ ｖｉｔｒｏ ｃｕｌｔｕｒｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
ｏｆ Ａ. ｐａｎｉｃｕｌａｔａ ａｎｄ ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ａｎｄｒｏｇｒａｐｈｏｌｉｄｅｓ ｂｙ ｔｈｉｓ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ: (１) Ｔｏ ｍａｔｕｒｅ ａｎｄ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｔｉｓｓｕｅｓ ｉｎ
ｖｉｔｒｏ ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ Ａ. ｐａｎｉｃｕｌａｔａꎬ ａｎｄ ｔｏ ｅｓｔａｂｌｉｓｈ ａ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ａｎｄ ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍꎻ
(２) Ｔｏ ｆｕｒｔｈｅｒ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｔｈｅ ｙｉｅｌｄ ｏｆ ａｎｄｒｏｇｒａｐｈｏｌｉｄｅ ａｎｄ ｏｔｈｅｒ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ａｃｔｉｖｅ ｉｎｇｒｅｄｉｅｎｔｓ ｂｙ ｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇ ｔｈｅ ｃｕｌｔｕｒｅ
ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｉｔｓ ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｉｎｄｕｃｅｒｓꎻ (３) Ｔｏ ｃａｒｒｙ ｏｕｔ ｒｅｓｅａｒｃｈｅｓ ｉｎ ｂｉｏｒｅａｃｔｏｒ ｃｕｌｔｕｒｅ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ
ｏｆ ａｎｄｒｏｇｒａｐｈｏｌｉｄｅ ｂｙ ｃｅｌｌ ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ ｃｕｌｔｕｒｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ.
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ: Ａｎｄｒｏｇｒａｐｈｉｓ ｐａｎｉｃｕｌａｔａꎬ ｔｉｓｓｕｅ ｃｕｌｔｕｒｅꎬ ｃｅｌｌ ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ ｃｕｌｔｕｒｅꎬ ａｎｄｒｏｇｒａｐｈｏｌｉｄｅꎬ ａｄｖａｎｃｅｓ

穿心莲(Ａｎｄｒｏｇｒａｐｈｉｓ ｐａｎｉｃｕｌａｔａ )又名一见喜、 Ｄａｌａｗａｉ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２１ꎻ 钟楚等ꎬ ２０２１)ꎬ加上穿心莲
印度草、榄核莲ꎬ为爵床科( Ａｃａｎｔｈａｃｅａｅ) 穿心莲属 栽培面积受日益紧缩的土地资源约束ꎬ故仅依靠
(Ａｎｄｒｏｇｒａｐｈｉｓ)一年生草本药用植物ꎬ其干燥地上 从农业生产而来的植物原料中提取穿心莲内酯具
部分入药ꎬ具有清热解毒、凉血消肿之功效( 国家 有一定的局限性ꎮ
药典委员会ꎬ２０２０)ꎮ 穿心莲是国家基本药物妇科 植物组织、器官、细胞等离体培养已经发展成
千金片、消炎利胆片等中成药的主要原料ꎬ也是穿 为最具吸引力的次生代谢物生产替代途径之一
心莲内酯滴丸、金鸡胶囊、穿心莲片、复方穿心莲 (Ｍｕｒｔｈｙ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１４ꎻＥｓｐｉｎｏｓａ￣Ｌｅａｌ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１８)ꎮ
片、清火栀麦片、玉叶清火胶囊等多种中成药的主 植物离体培养技术包括组织培养、细胞悬浮培养、
要组分ꎮ 穿心莲地上部分主要活性成分穿心莲内 不定根培养、毛状根培养及原生质体培养等技术ꎬ
酯是近 ７０ 年来研究最广泛的天然产物之一ꎬ已经 其在保持药用植物种性、药用活性成分积累及遗
大量应用于临床ꎬ在抗癌、抗 ＨＩＶ 病毒、抗炎、保肝 传转化等研究方面都具有显著优势ꎮ 穿心莲组织
等方面效果显著(Ｉｓｌａｍ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１８ꎻ Ｂｕｒｇｏｓ ｅｔ ａｌ.ꎬ 培养技术研究始于 ２０ 世纪 ７０ 年代ꎬ目前技术体系
２０２０ꎻ Ｒｅｎ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２１)ꎮ 随着对穿心莲及其活性 日益完善ꎬ从外植体到完整植株的组织离体再生
成分药用价值的不断开发ꎬ穿心莲内酯等活性成 技术日渐成熟ꎬ已在种苗繁育、倍性育种等方面有
分商业化需求量巨大ꎮ 但是ꎬ因其结构复杂、人工 了一定的应用ꎮ 同时ꎬ在穿心莲愈伤组织培养、细
合成难度较大ꎬ目前主要从人工栽培而来的植物 胞悬浮培养、不定根培养、毛状根培养过程中ꎬ通
原料中提取ꎮ 尽管穿心莲已在印度、巴基斯坦、斯 过优化培养条件和使用适宜的诱导子可大幅增加
里兰卡、泰国、马来西亚、中国和印度尼西亚等国 培养物中穿心莲内酯等活性成分的积累ꎮ
家进行了广泛种植( Ｋａｎｄａｎｕｒ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１９ꎻ陈东亮 本文从穿心莲组织、细胞、不定根及毛状根培
等ꎬ２０２０)ꎬ但由于穿心莲内酯的生物合成和积累 养等方面ꎬ全面系统地综述了近年来穿心莲离体
与栽培种的基因型、栽培模式、气候因子、地理环 培养技术以及通过离体培养技术生产其主要活性
境等有关( Ｔａｊｉｄｉｎ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１９ꎻ Ｒａｆｉ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２０ꎻ 成分的研究进展ꎬ并分析存在的问题ꎬ同时提出了