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摘 要：防风主产区为东北地区和华北地区，是常用的中药材之一。由于近些年来对防风药理性质的研究，导致防风资源遭到严重破坏，如何快速繁殖和培育防风，满足当前中药市场的需求成为一大难题。通过归纳整理近年来防风愈伤组织培养及再生体系建立等方面的研究进展，为防风的研究和应用提供理论基础。
关键词：防风;组织培养;再生体系
文章编号：1005-2690（2021）18-0026-02 中国图书分类号：S567.239 文献标志码：B
防风（Saposhnikovia divaricata （Turcz.）Schischk.）为伞形科多年生草本植物，又被称为北防风、关防风等[1]。通常以未开花植株的干燥根入药，未开花的防风根浆足而丰满，药用效果显著。主要含有挥发油、色原酮、香豆素等药用成分，具有解热、镇痛、抗肿瘤的效果[2]。防风的根含防风色酮醇、升麻素苷、珊瑚菜素、花椒毒素和东莨菪素等成分;防风的根、花和叶作为中药用具有祛风解表、胜湿止痛、止痒止痉等功效，能治外感风寒、偏正头疼、风湿痹痛、腹痛泄泻、肠风下血、破伤风、小儿惊风、风疹瘙痒和疮疡等疾病。
近年来，随着对防风药理作用的研究、化学成分的分析，对防风的了解越深入，因此造成了防风的需求量越来越大。同时由于对防风的不合理开采，导致野生防风的生存环境不断遭到破坏，野生防风的产量不能满足市场需求，导致价格持续走高，而人工种植的防风质量、药效达不到要求[3]。随着组织培养技术的兴起，开始利用此技术对一些稀缺植物进行繁殖，在很大程度上加快育种进程，同时可以避免外界不利条件因素的影响。在探究防风愈伤组织活性成分含量的基础上，优化影响愈伤组织培养体系中的多种因素，改善再生体系条件等方面均取得了一定的进展。因此，通过在大量文献调研的基础上，对防风愈伤组织诱导及再生体系建立研究进展进行综述，以期为防风的合理利用和深度研究提供参考。
1 防风愈伤组织诱导
1.1 外植体的选择
不同来源的外植体类型是影响植物愈伤组织诱导及生长发育的重要原因之一。在防风愈伤组织培养过程中，通常选用植物的幼叶、茎、根和芽作为外植体。愈伤组织可以由多种外植体诱导而来，但不同来源的外植体所形成的愈伤组织在长势及分化状态上有明显差异。在培养防风組织时发现，当选用茎段作为外植体时，愈伤组织的诱导率明显高于其他外植体的诱导率，并且愈伤组织的长势也较好，种子的诱导率最低[4]。但也有研究发现，防风幼叶作为外植体愈伤组织的诱导率及长势，要优于茎诱导出的愈伤组织[5]。
不同外植体的内源激素种类和含量有所不同，这也就导致在诱导愈伤组织的过程中诱导率的不同。在一定的生长素浓度范围内，生长素的含量越多，愈伤组织的诱导率越高。所以在诱导愈伤组织形成的过程中，应尽量选取幼嫩时期的防风幼苗，并选取生长素含量较高的部分，来提高愈伤组织诱导率。
1.2 培养基的选择
培养基供给离体外植体重要的营养成分及生长所需的各种外源激素，在愈伤组织诱导过程中，基础培养基要根据试验目的来进行选择。张家菁等在试验中发现，MS培养基的诱导率最高，并且褐化率也相对较低[6]。付航等在进行培养基对防风组织诱导的影响研究中的发现与其相同[7]。所以可以初步认为，MS为防风愈伤组织诱导过程中的最适培养基。
1.3 不同激素浓度对防风愈伤组织诱导的影响
植物组织培养过程中，最重要的一个因素就是植物生长调节剂的类型和浓度。不同的植物生长调节剂对愈伤组织的诱导能力有所不同，在组织培养过程中往往需要多种激素相互配合，才能达到最高的诱导率。前人在对防风进行愈伤组织诱导时发现，2，4-D和NAA同时使用和NAA单独使用时，虽也能够诱导出愈伤组织，但愈伤组织长势差，后期分化困难，当两类激素配合使用时，可以促进愈伤组织的诱导[8]。
不同类型的激素浓度组合，对防风愈伤组织的诱导也起着主导作用，其中生长素和细胞分裂素是植物组织培养过程中调控细胞生长和分化的两种重要的植物激素。已有研究证实，生长素和细胞分裂素对于细胞生长与分化具有协同作用，它们的量与比值的不同配合对细胞分化起着重要的调节作用。在防风愈伤组织诱导过程中，通过调整培养基中 2，4-D 和 NAA 的浓度，结果发现，低浓度的激素对防风愈伤组织的诱导有促进作用，但激素浓度过高时对愈伤组织的生长有抑制作用。
在愈伤组织诱导的过程中往往需要多种激素共同作用，其中主要分为生长素类和细胞分裂素类两种激素。有研究表明，过高浓度的激素会抑制愈伤组织的诱导过程，相对低浓度的外源激素可以促进愈伤组织诱导。
1.4 愈伤组织的继代培养
在最初形成愈伤组织之后且在细胞老化现象未见明显之前，应该及时将愈伤组织和外植体分离，转移至传代培养基中再次进行替换性培养。因为剩余的外植体在死亡过程中会产生一定的毒物，使愈伤组织发生老化、粘连和异常分化现象。与愈伤组织诱导过程相同，继代培养也离不开植物外源激素。有研究表明，MS+1.0 mg/L 6BA+1.0 mg/L NAA为最适合防风愈伤组织继代培养的培养基[9]。利用响应面分析法预测出最佳继代培养基为MS+0.5 mg/L 6BA+0.5 mg/L 2，4-D+ 0.4 mg/L KT[10]。
2 防风再生体系的建立
2.1 不定芽的诱导
将生长良好的继代愈伤组织进行分化培养，是培养试管苗的第一步。以MS+0.5 mg/L AgNO3为基础培养基的培养条件，发现当6BA浓度为1.0 mg/L、NAA浓度为0.1 mg/L时，愈伤组织形成不定芽的能力最强。当诱导不定芽时，在MS+1.0 mg/L 6-BA+0.5 mg/L NAA培养基下培养时，再生苗的分化率最高，玻璃化率较低[11]。 2.2 不定根的诱导
在研究中发现1/2MS+0.5 mg/L NAA+0.2 mg/L 6BA是防风不定芽适宜的生根的最佳培养基。黑暗条件下MS+1.0 mg/L NAA+0.6 mg/L KT 为最佳不定根诱导培养基[12]。在一定范围内，NAA浓度与生根率呈正相关，但当NAA达到0.6 mg/L 时，生根率开始降低[13]。
根据前人的研究可以看出，在对防风带芽茎段诱导不定根的研究上，还存在一定的差异性，不同的研究者所得出的结论大有不同。在后续的研究中，可以针对不定根诱导做更深一步的探究。
2.3 试管苗移栽
当组培苗长到一定高度时，要对其进行移栽，以保证防风组培苗可以尽快适应外界环境[14]。移栽前需要对组培苗进行炼苗，待组培苗适应自然光后再进行移栽。将组培苗种植于灭菌的田园土中，14 d组培苗的成活率达80%以上。定植30 d 后，平均成活率达到94%以上。对成活的试管苗进行观察，结果发现试管苗前期生长缓慢，但在后期生长迅速，长势良好。更有学者发现在腐殖土和蛭石（5∶2）混合的移栽基质中，移栽后的防风植株生长良好且成活率高达99.5%[15-16]。
3 小结与展望
防风是我国使用广泛、历史悠久的传统中药，是一种具有开发价值的中药材资源。目前开发具有抗肿瘤作用的药物已经成为人们关注的热点。近年来，由于野生防风的开采严重，出现供不应求现象。如何建立长期稳定的防风再生体系，成为科研工作者最重视的问题。虽对防风组织培养技术研究取得一定成果，但如何提高防风试管苗的移栽成活率、获得高质量的防风，仍需开展进一步的研究。
参考文献：
[ 1 ] 毕博，杨世海，徐大衛.防风愈伤组织诱导研究[J].中国现代中药，2011，13（8）：22-24.
[ 2 ] Ray A，Bhattacharya S.Storage and plant regeneration from encapsulated shoot tips of Rauvolfia serpentina——An effective way of conservation and mass propagation[J].South African Journal of Botany，2008，74（4）：776-779.
[ 3 ] 张家菁.防风的组织培养及其生化分析[D].泰安：山东农业大学，2012.
[ 4 ] 马晓菲.防风愈伤组织超低温保存及其玻璃化现象研究[D].泰安：山东农业大学， 2014.
[ 5 ] 毕博.防风多倍体种质资源创新技术研究[D].长春：吉林农业大学，2011.
[ 6 ] 张家菁，于元杰. 防风组织培养研究[J].北方园艺，2011（2）：183-185.
[ 7 ] 付航，黄寒签，王妍，等.防风愈伤组织诱导及植株再生体系的建立[J].中草药，2018，49（13）：3127-3133.
[ 8 ] 姜宁，王丽婷，张冬艳，等.防风幼茎无性系建立的研究[J].辽宁农业科学，2012（4）：8-11.
[ 9 ] 乔琦，肖娅苹，薛娴.防风胚状体发生发育中多糖的组织化学定位和提取[J].天然产物研究与开发，2007（3）：12-15.
[ 10 ] 付航. 防风植株再生体系的建立及有效成分含量测定[D].长春：吉林农业大学，2018.
[ 11 ] 陈祥梅. 防风组织培养及其发根体系建立方法的研究[D].大庆：八一农垦大学，2007.
[ 12 ] 乔琦.防风体细胞胚发生发育的研究[D].西安：陕西师范大学，2005.
[ 13 ] 付丽，张东向，刘安奇，等.防风愈伤组织诱导及其分化研究[J].生物技术，2020，30（6）：569-578.
[ 14 ] 张家菁，张美珍，于元杰. 防风愈伤组织诱导及植株再生体系研究[J].山东农业科学，2012，44（8）：13-16.
[ 15 ] 韩珊珊. 防风组培苗的增殖及最佳移栽条件的研究[D].大庆：八一农垦大学，2010.
[ 16 ] 辛国，李鑫，黄晓巍.防风化学成分及药理作用[J].吉林中医药，2018，38（11）：1323-1325.
关键词：防风;组织培养;再生体系
文章编号：1005-2690（2021）18-0026-02 中国图书分类号：S567.239 文献标志码：B
防风（Saposhnikovia divaricata （Turcz.）Schischk.）为伞形科多年生草本植物，又被称为北防风、关防风等[1]。通常以未开花植株的干燥根入药，未开花的防风根浆足而丰满，药用效果显著。主要含有挥发油、色原酮、香豆素等药用成分，具有解热、镇痛、抗肿瘤的效果[2]。防风的根含防风色酮醇、升麻素苷、珊瑚菜素、花椒毒素和东莨菪素等成分;防风的根、花和叶作为中药用具有祛风解表、胜湿止痛、止痒止痉等功效，能治外感风寒、偏正头疼、风湿痹痛、腹痛泄泻、肠风下血、破伤风、小儿惊风、风疹瘙痒和疮疡等疾病。
近年来，随着对防风药理作用的研究、化学成分的分析，对防风的了解越深入，因此造成了防风的需求量越来越大。同时由于对防风的不合理开采，导致野生防风的生存环境不断遭到破坏，野生防风的产量不能满足市场需求，导致价格持续走高，而人工种植的防风质量、药效达不到要求[3]。随着组织培养技术的兴起，开始利用此技术对一些稀缺植物进行繁殖，在很大程度上加快育种进程，同时可以避免外界不利条件因素的影响。在探究防风愈伤组织活性成分含量的基础上，优化影响愈伤组织培养体系中的多种因素，改善再生体系条件等方面均取得了一定的进展。因此，通过在大量文献调研的基础上，对防风愈伤组织诱导及再生体系建立研究进展进行综述，以期为防风的合理利用和深度研究提供参考。
1 防风愈伤组织诱导
1.1 外植体的选择
不同来源的外植体类型是影响植物愈伤组织诱导及生长发育的重要原因之一。在防风愈伤组织培养过程中，通常选用植物的幼叶、茎、根和芽作为外植体。愈伤组织可以由多种外植体诱导而来，但不同来源的外植体所形成的愈伤组织在长势及分化状态上有明显差异。在培养防风組织时发现，当选用茎段作为外植体时，愈伤组织的诱导率明显高于其他外植体的诱导率，并且愈伤组织的长势也较好，种子的诱导率最低[4]。但也有研究发现，防风幼叶作为外植体愈伤组织的诱导率及长势，要优于茎诱导出的愈伤组织[5]。
不同外植体的内源激素种类和含量有所不同，这也就导致在诱导愈伤组织的过程中诱导率的不同。在一定的生长素浓度范围内，生长素的含量越多，愈伤组织的诱导率越高。所以在诱导愈伤组织形成的过程中，应尽量选取幼嫩时期的防风幼苗，并选取生长素含量较高的部分，来提高愈伤组织诱导率。
1.2 培养基的选择
培养基供给离体外植体重要的营养成分及生长所需的各种外源激素，在愈伤组织诱导过程中，基础培养基要根据试验目的来进行选择。张家菁等在试验中发现，MS培养基的诱导率最高，并且褐化率也相对较低[6]。付航等在进行培养基对防风组织诱导的影响研究中的发现与其相同[7]。所以可以初步认为，MS为防风愈伤组织诱导过程中的最适培养基。
1.3 不同激素浓度对防风愈伤组织诱导的影响
植物组织培养过程中，最重要的一个因素就是植物生长调节剂的类型和浓度。不同的植物生长调节剂对愈伤组织的诱导能力有所不同，在组织培养过程中往往需要多种激素相互配合，才能达到最高的诱导率。前人在对防风进行愈伤组织诱导时发现，2，4-D和NAA同时使用和NAA单独使用时，虽也能够诱导出愈伤组织，但愈伤组织长势差，后期分化困难，当两类激素配合使用时，可以促进愈伤组织的诱导[8]。
不同类型的激素浓度组合，对防风愈伤组织的诱导也起着主导作用，其中生长素和细胞分裂素是植物组织培养过程中调控细胞生长和分化的两种重要的植物激素。已有研究证实，生长素和细胞分裂素对于细胞生长与分化具有协同作用，它们的量与比值的不同配合对细胞分化起着重要的调节作用。在防风愈伤组织诱导过程中，通过调整培养基中 2，4-D 和 NAA 的浓度，结果发现，低浓度的激素对防风愈伤组织的诱导有促进作用，但激素浓度过高时对愈伤组织的生长有抑制作用。
在愈伤组织诱导的过程中往往需要多种激素共同作用，其中主要分为生长素类和细胞分裂素类两种激素。有研究表明，过高浓度的激素会抑制愈伤组织的诱导过程，相对低浓度的外源激素可以促进愈伤组织诱导。
1.4 愈伤组织的继代培养
在最初形成愈伤组织之后且在细胞老化现象未见明显之前，应该及时将愈伤组织和外植体分离，转移至传代培养基中再次进行替换性培养。因为剩余的外植体在死亡过程中会产生一定的毒物，使愈伤组织发生老化、粘连和异常分化现象。与愈伤组织诱导过程相同，继代培养也离不开植物外源激素。有研究表明，MS+1.0 mg/L 6BA+1.0 mg/L NAA为最适合防风愈伤组织继代培养的培养基[9]。利用响应面分析法预测出最佳继代培养基为MS+0.5 mg/L 6BA+0.5 mg/L 2，4-D+ 0.4 mg/L KT[10]。
2 防风再生体系的建立
2.1 不定芽的诱导
将生长良好的继代愈伤组织进行分化培养，是培养试管苗的第一步。以MS+0.5 mg/L AgNO3为基础培养基的培养条件，发现当6BA浓度为1.0 mg/L、NAA浓度为0.1 mg/L时，愈伤组织形成不定芽的能力最强。当诱导不定芽时，在MS+1.0 mg/L 6-BA+0.5 mg/L NAA培养基下培养时，再生苗的分化率最高，玻璃化率较低[11]。 2.2 不定根的诱导
在研究中发现1/2MS+0.5 mg/L NAA+0.2 mg/L 6BA是防风不定芽适宜的生根的最佳培养基。黑暗条件下MS+1.0 mg/L NAA+0.6 mg/L KT 为最佳不定根诱导培养基[12]。在一定范围内，NAA浓度与生根率呈正相关，但当NAA达到0.6 mg/L 时，生根率开始降低[13]。
根据前人的研究可以看出，在对防风带芽茎段诱导不定根的研究上，还存在一定的差异性，不同的研究者所得出的结论大有不同。在后续的研究中，可以针对不定根诱导做更深一步的探究。
2.3 试管苗移栽
当组培苗长到一定高度时，要对其进行移栽，以保证防风组培苗可以尽快适应外界环境[14]。移栽前需要对组培苗进行炼苗，待组培苗适应自然光后再进行移栽。将组培苗种植于灭菌的田园土中，14 d组培苗的成活率达80%以上。定植30 d 后，平均成活率达到94%以上。对成活的试管苗进行观察，结果发现试管苗前期生长缓慢，但在后期生长迅速，长势良好。更有学者发现在腐殖土和蛭石（5∶2）混合的移栽基质中，移栽后的防风植株生长良好且成活率高达99.5%[15-16]。
3 小结与展望
防风是我国使用广泛、历史悠久的传统中药，是一种具有开发价值的中药材资源。目前开发具有抗肿瘤作用的药物已经成为人们关注的热点。近年来，由于野生防风的开采严重，出现供不应求现象。如何建立长期稳定的防风再生体系，成为科研工作者最重视的问题。虽对防风组织培养技术研究取得一定成果，但如何提高防风试管苗的移栽成活率、获得高质量的防风，仍需开展进一步的研究。
参考文献：
[ 1 ] 毕博，杨世海，徐大衛.防风愈伤组织诱导研究[J].中国现代中药，2011，13（8）：22-24.
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[ 5 ] 毕博.防风多倍体种质资源创新技术研究[D].长春：吉林农业大学，2011.
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[ 7 ] 付航，黄寒签，王妍，等.防风愈伤组织诱导及植株再生体系的建立[J].中草药，2018，49（13）：3127-3133.
[ 8 ] 姜宁，王丽婷，张冬艳，等.防风幼茎无性系建立的研究[J].辽宁农业科学，2012（4）：8-11.
[ 9 ] 乔琦，肖娅苹，薛娴.防风胚状体发生发育中多糖的组织化学定位和提取[J].天然产物研究与开发，2007（3）：12-15.
[ 10 ] 付航. 防风植株再生体系的建立及有效成分含量测定[D].长春：吉林农业大学，2018.
[ 11 ] 陈祥梅. 防风组织培养及其发根体系建立方法的研究[D].大庆：八一农垦大学，2007.
[ 12 ] 乔琦.防风体细胞胚发生发育的研究[D].西安：陕西师范大学，2005.
[ 13 ] 付丽，张东向，刘安奇，等.防风愈伤组织诱导及其分化研究[J].生物技术，2020，30（6）：569-578.
[ 14 ] 张家菁，张美珍，于元杰. 防风愈伤组织诱导及植株再生体系研究[J].山东农业科学，2012，44（8）：13-16.
[ 15 ] 韩珊珊. 防风组培苗的增殖及最佳移栽条件的研究[D].大庆：八一农垦大学，2010.
[ 16 ] 辛国，李鑫，黄晓巍.防风化学成分及药理作用[J].吉林中医药，2018，38（11）：1323-1325.