第九章现代农业技术在药用植物生产上的应用
现代生物技术在农作物生产中的应用
现代生物技术在农作物生产中的应用现代生物技术是指利用生物学、基因工程、细胞工程等相关技术手段来改良生物体性状的技术。
在农作物生产中，现代生物技术被广泛应用，以提高农作物的产量、抗病虫性和适应性。
以下将分别介绍转基因技术、基因编辑技术和组织培养技术在农作物生产中的具体应用。
首先，转基因技术是指通过人工将外源基因导入到农作物的基因组中，从而使农作物获得特定的性状。
转基因技术可以提高农作物的产量、抗病虫性和耐逆性，从而增加粮食产量。
例如，转基因水稻具有抗旱性和抗病虫性，可以在恶劣环境下保持较高的产量，有助于解决粮食短缺问题。
此外，转基因玉米具有抗虫性，可以减少农药使用量，降低环境污染。
其次，基因编辑技术是指利用CRISPR/Cas9等工具直接编辑农作物的基因组，实现精准的基因修饰。
基因编辑技术具有高效性和精准性，可以避免转基因技术中可能存在的外源基因插入和杂交等问题。
通过基因编辑技术，科学家可以对农作物的特定基因进行精确修改，以获得所需的性状。
例如，利用基因编辑技术可以使水稻具有更高的营养价值，如增加铁、锌等微量元素的含量，从而改善人们的营养状况。
最后，组织培养技术是一种利用植物细胞、组织或器官在无菌条件下培养和再生植株的技术。
组织培养技术可以大幅提高植物种子繁殖的效率，缩短繁育周期，有助于快速选育出优良的品种。
通过组织培养技术，科学家可以实现对植物的快速繁殖、改良和清除病毒等病原体，提高植物种子的质量和数量。
此外，组织培养技术还可以用于农作物的无性繁殖和种质保存，为保护品种资源提供了有效手段。
综上所述，现代生物技术在农作物生产中发挥着重要作用，可以提高农作物的产量、质量和抗病虫性，促进农业的可持续发展。
随着生物技术的不断发展和完善，相信其在农作物生产中的应用将会越来越广泛，为保障粮食安全和促进农业现代化发挥更加重要的作用。
现代农业技术在药用植物生产中的应用 PPT课件
无公害栽培技术 现代设施栽培技术 现代生物技术
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药用植物无公害栽培技术
一、几个概念 无公害中药材: 产地环境、生产过程、药材质量 认证机构认证合格 未加工或者初加工 绿色食品： 无污染的安全、优质、营养类 凡是无公害、无污染或在安全范围内的中 药称之为“绿色中药”。 二者的使用期均为3年。
结构简单，容易搭建，具有一定的抗风和
提高小范围内气温、土温的作用。
一、保护地栽培(2) 大棚
利用塑料薄膜或塑料透光板材覆盖的简
易不加温的拱型塑料温室。
结构简单，建造和拆装方便、一次性投
资少、运营费用低，在生产上得到越来越普
遍的应用。
一、保护地栽培(3)
温室
一种比较完善的设施栽培形式，除了充分
利用太阳光能以外，还用人为加温的方法来
提高温室内温度，供冬、春低温寒冷季节栽
培。
家用温室
高效温室
采用“几”字圆拱型钢架，与传统的木架结构温室相比 较，采光设计合理，结构安全牢固，寿命长，使用面积 大，具有良好的采光蓄热、保温、抗寒、抗雪载性和经 济适用性。该结构温室安装简单、方便，造价低廉，属 经济型温室，适合于南方地区的普及使用。
二、无公害中药材产品法规的形成和发展
☆2000年以来，我国其他相关部门还逐步制定和实施 了有关农业无公害栽培的一些新法规、新制度，包括 把一些剧毒、高毒、高残留农药退出种植业领域，实 施农产品无公害生产等多项工作。
二、无公害中药材产品法规的形成和发展
☆ 2002年农业部宣布停止甲拌磷、氧化乐果、甲基 异硫磷、灭多威等11种高毒农药的新增登记，停止批 准高毒农药分装登记，公布了国家明令禁止的农药品 种清单及中草药材上不得使用或限制使用的农药品种 清单(附录5)等
初中生物知识点梳理——生物技术在农业与医药领域的应用
初中生物知识点梳理——生物技术在农业与医药领域的应用生物技术在农业与医药领域的应用是当今科学研究和实践中的一个重要领域。
生物技术的发展使得人们能够通过运用生物学原理和方法来解决农业和医药领域的问题，并对人类社会发展产生深远的影响。
下面将重点介绍生物技术在农业与医药领域的应用。
首先，生物技术在农业领域的应用主要包括转基因作物的培育和重要农产品的改良。
转基因作物是通过将外源基因导入植物细胞中，使得植物拥有抗虫、抗病、耐盐碱、保鲜等特性。
例如，转基因水稻的培育在解决全球水稻种苗病害、提高产量和抗逆能力方面取得了重要进展。
此外，利用生物技术，人们还可以对重要农产品进行改良。
例如，通过选择和杂交繁育，培育出具有丰产、耐旱、耐病等优良特性的新品种。
另外，生物技术还可以应用于农作物的病虫害防治、农田肥料利用和农产品质量检测等方面。
其次，生物技术在医药领域的应用涵盖了药物开发、基因治疗和生物制药等方面。
生物技术提供了一种新的路径来开发新药。
通过研究和了解生物体的基因、蛋白质和细胞等分子组成与功能，人们能够设计和开发更具针对性和效果的药物。
例如，通过对癌症细胞的基因表达特性的研究，人们可以开发出针对癌细胞的靶向治疗药物。
此外，基因治疗是生物技术在医药领域中的重要应用之一，它通过修复、替换或添加细胞的基因来治疗遗传性疾病。
生物制药是利用生物技术生产药物的方法。
通过利用生物体的细胞工程和基因工程的方法，将需要的基因导入细胞中，从而使细胞具备生产所需药物的能力。
生物技术在农业与医药领域的应用对人类社会产生了深远的影响。
首先，在农业领域，生物技术的应用提高了农作物的产量、抗病能力和质量，解决了全球食品安全问题，为农业可持续发展做出了重要贡献。
其次，在医药领域，生物技术的应用推动了药物研发的进程，提高了疾病的诊断和治疗水平，为人类的健康保障提供了新的手段。
同时，生物技术的应用也带动了相关产业的发展，促进了经济的增长。
然而，生物技术在农业与医药领域的应用也面临一些挑战和问题。
药用植物栽培学名词解释
药用植物栽培学第一章绪论药用植物:是指含有生物活性成分，用于防病、治病的植物。
药用植物栽培学:是研究药用植物生长发育、产量和品质形成规律及其与环境条件的关系，并在此基础上采取栽培技术措施以达到稳产、优质、高效为目的的一门应用科学。
道地药材：指大家公认的、生长于某特定地区的、质量优良和疗效好的正品药材。
GAP的概念：中药材GAP是《中药材生产质量管理规范(试行)》（Good Agricultural Practice for Chinese Crude Drugs）此过程的简称。
是由国家食品药品监督管理局组织制定并负责组织实施的行业管理法规。
标准操作规程(SOP):各生产基地应根据各自的生产品种、环境特点、技术状态、经济实力和科研实力，制定出切实可行的、达到GAP要求的方法和措施，这就是标准操作规程（standard operating procedure, SOP）。
中药区划的概念:研究中药资源与中药生产地域系统，通过分析中药资源区域分布与中药生产规律，从自然、经济和技术角度，进行生态环境、地理分布、区域特征、历史成因、时空变化、区域变异，以及与中药数量、质量等相关因素的综合研究，按区域相似性和区际差异性，将全国划分成不同级别的中药资源保护和中药生产区域。
第一章药用植物栽培学理论基础生长：是植物植物体积和重量的量变过程。
生长可分为营养生长和生殖生长。
发育：是植物一生中形态、结构、机能的质变过程。
经过一系列的质变以后，产生与其相似个体的现象。
发育的结果，产生新的器官—花、种子、果实。
定根:是由种子的胚根直接发育来的。
不定根:是由茎、叶或其他部位生长出来的，其产生没有一定的位置。
直根系：主根发达，垂直向下生长，侧根小而少。
如：桔梗，党参等。
须根系：主根不发达或早期死亡，侧根发达，根系簇生。
如：龙胆，麦冬等。
根的变态:药用植物的根在长期的演化过程中，为适应外界环境条件，其形态、构造和生理功能等方面产生了许多异常的变化，形成了变态根。
第29学时第九章现代农业技术在药用植物生产上的应用(1)
第29学时第九章现代农业技术在药用植物生产上的应用（1）第一节药用植物无公害栽培技术一、药用植物无公害栽培发展动态(一) 无公害中药材的概念药用植物无公害栽培，目的是采用栽培手段调节药用植物与产地环境关系，生产无公害的优质中药材。
无公害中药材是指产地环境、生产过程和药材质量符合国家有关标准和规范要求，并经有资格的认证机构认证合格获得认证证书的未加工或者初加工的中药材产品。
据中国科学技术信息研究所等有关部门研究表明：2000年我国大陆中药产值493亿元人民币，合60亿美元，占世界草药市场的20%～25%；若论我国中药产值在世界中药(而非植物药)市场的份额，则应在50%以上。
但我国作为植物药生产大国，由于农药、重金属残留等原因的影响，当年中药总出口额仅占世界植物药销售量的3%左右。
由此可见，农药、重金属残留等外源性有害物质的污染已成为中药走向世界的"瓶颈"。
因此，如何有效地克服有害物质污染，开发无公害优质生产技术，保证中药材的质量和安全性，已成为一项十分紧迫的重大课题。
中药材生产和流通过程中外源性有害物质污染的来源和环节主要有：①药用植物生境的污染，包括土壤、地质背景和水源有害重金属、农药残留和放射性物质及大气有害气体污染等；②药用植物栽培和中药材仓储过程中的农药或驱虫剂的残留；③中药材加工炮制过程中辅料的污染；④中药材包装材料的有害物质污染。
因此，为了中药材生产优质、高产、高效和无公害化、绿色化，应从生产基地布局、生产技术等各个环节对可能产生的有害物质污染加以防范和控制。
特别是在栽培过程中，常遭受各种病虫害的危害，目前主要依靠化学农药防治，造成农药残留和环境污染。
研究并实施以生物防治为主的无公害优质药材栽培技术，开发植物性农药，采用基因工程技术和新的育种技术，培育抗病虫害的优良品种，将是无公害药材生产、研究与开发的重要内容。
二、药用植物无公害栽培对生态环境的要求使学生了解无公害的概念。
农业技术在种植生产中的应用
农业技术在种植生产中的应用农业技术的迅猛发展对种植生产产生了深远影响，使得农业生产过程更加高效、环保、可持续。
从土壤改良到种子选育，从病虫害防治到灌溉设施建设，现代农业技术的应用已经成为农业发展的关键驱动力。
本文将从不同的角度探讨农业技术在种植生产中的应用。
一、节水灌溉技术的应用随着人口增长和气候变化，水资源日益紧缺，农业节水已经成为一项紧迫的任务。
现代农业技术为此提供了多种解决方案，如滴灌、喷灌、渗灌等节水灌溉技术的广泛应用。
这些技术通过精确控制水分用量和灌水频次，使得农作物在生长过程中能够充分利用水资源，提高水分利用效率，降低排水量，从而减少水资源浪费，实现节水增产。
二、无人机在农业生产中的应用随着无人机技术的快速发展，农业生产中也逐渐出现了无人机的身影。
无人机可用于农田勘查、播种施肥、植保喷药等多个环节。
通过搭载高精度传感器和摄像头，无人机能够实现对农田的实时监测和精准作业，帮助农民及时发现病虫害、缺肥情况，提高农作物生长质量，减少劳动强度，提升农业生产效率。
三、智能农业设备在种植生产中的应用智能农业设备作为现代农业技术的重要组成部分，已经得到了广泛应用。
智能播种机、除草机、自动收割机等设备，通过搭载传感器和控制系统，实现对种子、肥料、药剂等物质的精准投放和管理。
这些设备不仅提高了生产效率，还减少了农药、化肥的使用量，减轻了环境污染压力，符合可持续发展的要求。
四、数据技术在种植生产中的应用随着大数据、云计算、人工智能等技术的不断发展，数据技术在农业生产中的应用愈发广泛。
通过对大量的数据进行采集、分析和处理，农民可以更好地了解土壤养分状况、气象变化趋势、病虫害发生规律等信息，为决策和管理提供科学依据。
数据技术的应用不仅可以提高农业生产效率，还有助于实现智慧农业的目标。
五、生物技术在种植生产中的应用生物技术的进步为种植生产带来了新的机遇和挑战。
转基因作物的推广应用，可以解决作物病虫害防治难题，提高作物产量和品质。
中药与现代农业的融合
中药与现代农业的融合一、药用植物种植药用植物种植是中药产业的重要组成部分，也是现代农业与传统中医学相结合的重要领域。
在药用植物种植过程中，需要注意选择合适的品种和种植环境，采用科学的种植技术和方法，确保药用植物的质量和产量。
同时，药用植物种植还可以与生态农业相结合，形成有机、绿色、循环的农业发展模式。
二、农业残留物利用农业残留物包括农作物秸秆、畜禽粪便等，这些废弃物中含有大量的有机物质和营养元素，可以用于生产有机肥料、生物燃气等，同时还可以通过发酵等方式转化为饲料和食用菌基料。
中药产业可以利用农业残留物进行生产，如利用农作物秸秆制作中药材、利用畜禽粪便制作有机肥料等，既解决了农业残留物的污染问题，又提高了资源的利用率。
三、生态农业发展中药产业与生态农业相结合，可以形成一种新型的农业发展模式。
例如，在生态农业中引入中药材的种植和养殖，可以增加农业生产的多样性，提高土壤肥力，减少化肥和农药的使用量。
同时，中药材的种植和养殖还可以与旅游相结合，发展观光农业和休闲农业，提高农业的综合效益。
四、中药材质量控制中药材的质量控制是中药产业的重要环节之一。
为了确保中药材的质量和安全，需要建立一套完善的中药材质量控制体系，包括中药材的种植、采收、加工、储存、运输等环节。
同时，还需要加强中药材的质量监督和检查，对不符合标准的中药材进行淘汰和整改。
五、中药材采收与加工中药材的采收和加工是中药产业的重要环节之一。
在采收过程中，需要注意选择合适的采收时间和方法，确保中药材的有效成分和品质。
在加工过程中，需要注意保持中药材的天然性和纯度，避免过度加工和添加化学物质。
同时，还需要加强中药材加工过程的卫生和质量监督，确保中药材的安全和有效性。
六、中药饲料添加剂中药饲料添加剂是一种新型的饲料添加剂，利用中药的天然性和功能性，可以提高动物的生产性能和免疫力。
例如，黄芪、板蓝根、大青叶等中草药可以作为饲料添加剂，改善畜禽的肠道健康和免疫力。
现代生物技术在中药现代化中的应用
一、概述现代生物技术作为一种新兴的科技手段，为中药现代化提供了新的可能性和路径。
在过去，中药的生产模式往往依赖传统的采集、炮制和煎煮方法，具有生产周期长、效率低、品质难以控制等问题。
而现代生物技术的应用，则可以通过基因工程、细胞培养等技术手段，实现中药材的可控生产、活性成分的提取和纯化，从而为中药的现代化发展提供了重要支撑。
二、基因工程在中药现代化中的应用基因工程技术是指通过对生物体基因进行改造、调控，以实现对生物特性的控制。
在中药现代化中，基因工程技术可以用于以下方面：1. 遗传改良通过基因编辑技术，对中药材的遗传特性进行改良，提高中药材的产量、抗病虫害能力等，从而提高中药材的可持续生产能力。
2. 新药物研发利用基因工程技术，可以对药用植物中的活性成分进行快速筛选和纯化，加速新药物的研发过程，提高药效和降低副作用。
3. 基因资源库建设通过基因测序和数据挖掘技术，建立中药材的基因资源库，为中医药的科学研究和产业化生产提供坚实的基础支持。
三、细胞培养技术在中药现代化中的应用细胞培养技术是一种利用植物细胞、组织或器官进行体外培养的生物技术手段，可以实现中药材的规模化生产和活性成分的提取。
在中药现代化中，细胞培养技术可以应用于以下方面：1. 无土栽培利用植物细胞和组织进行培养，可以实现对中药材的无土栽培，减少对土地资源的依赖，提高中药材的生产效率。
2. 活性成分提取利用植物细胞培养技术，可以实现对中药材中活性成分的大规模提取和纯化，保证药效的稳定性和可控性。
3. 基于生物反应器的生产利用生物反应器技术，可以实现对中药材的规模化生产，提高生产效率和降低成本，为中药现代化提供可行的生产路径。
四、生物信息学在中药现代化中的应用生物信息学是一门研究生物学数据的收集、整理、分析和应用的交叉学科，可以为中药现代化提供强大的数据支持。
在中药现代化中，生物信息学可以应用于以下方面：1. 基因数据库建设利用生物信息学技术，可以建设起中药材的基因数据库，收集整理中药材的遗传信息和基因序列，为中药材的遗传改良和新药物研发提供重要的数据支持。
植物生物技术在医药中的应用
植物生物技术在医药中的应用植物生物技术，即将植物作为生产工厂进行遗传改造，制造相应产品的生物技术，近年来在医药领域中得到了广泛应用。
植物生物技术制造的生物制品相比传统的生产方式，有着更高的效率和更低的成本，并且能够获得更高的纯度和比较稳定的质量，从而可以达到更好的治疗效果。
下面，我们将对植物生物技术在医药中的应用进行一个简要的探讨。
一、植物生物技术在药物生产中的应用1. 植物基因工程药物利用植物转化的方法，以植物细胞为工厂，将人源蛋白质的基因转入植物细胞内，让植物细胞帮我们生产所需的药物。
这种方法可以利用植物的生长周期和生命力，批量生产药物，以及利用植物所具有的分泌蛋白质的特性，将药物直接分泌到外部，很好地解决了蛋白质的提取和纯化困难的问题，并在一定程度上降低了生产成本。
2. 植物药物辅料和载体植物不仅可以生产药物，还可以生产药物辅料和载体。
例如，植物衍生的氢氧化铝可以增强疫苗的免疫效果，植物衍生的糖可作为裸体DNA疫苗的载体，这些辅料和载体的应用可以提高药效和延长药物的作用时间。
二、植物生物技术在疫苗生产中的应用对于许多疾病，预防比治疗更加重要。
传统的疫苗生产方法一般采用培养微生物来制造病毒或细菌等疫苗。
然而，植物生物技术可以利用植物细胞为载体制造病毒样颗粒疫苗，其与传统疫苗的制造方式相比具有更高的安全性，不会带来任何感染的风险。
因此，植物生物技术为疫苗的生产提供了一种全新的方式。
三、植物生物技术在细胞工程中的应用现代医学已经越来越重视对于细胞的研究和治疗。
植物细胞客体是一种新的疗法，这种疗法基于植物细胞扮演的媒介角色，来帮助改变身体内部某些功能失常的细胞。
植物细胞客体可以在身体内发挥生物识别的特性，识别出需要治疗的细胞，再释放出身体需要的治疗物质，可以应用于慢性疾病、恶性肿瘤和积雪病等疾病的治疗。
植物细胞客体丰富的营养组成和增殖特性，也为未来细胞工程带来了新的发展和突破。
结语植物生物技术在医药领域已经得到广泛应用，从药物生产到疫苗临床试验，再到细胞工程治疗，都有着固定的体系和实用性范围。
8生物技术在药用植物育种中的应用
定中起到重要的作用，但许多作物难以
获得这类标记。
生化标记主要是利用基因的表达产物如 同工酶与贮藏蛋白，在一定程度上可反应基 因型的差异，它们在小麦、玉米等作物遗传 育种中有所应用。但是它们受植株发育阶段
与环境条件及温度、电泳条件影响，难以满
足遗传育种工作的需要。
以DNA多态性为基础的分子标记，目前 已在作物遗传图谱构建、重要农艺性状基因 的标记定位、种质资源的遗传多样性分析与
段，进一步分离克隆目的基因。
（2）表模测序所获得的部分cDNA的5‘或3’端序列
（长度一般为100~500bp）。 每条cDNA的5‘端或3’端的序列即可特异性地 代表生物体某种组织某个时期的一个表达基因， 称为 “表达序列标签”。 将得到的EST与GenBank等数据库中的数据 进行相似性分析、核酸或蛋白质序列的同源性比
6．翻译水平的蛋白质Western鉴定
7．目的性状的田间鉴定
(五) 应用成果
1．基因工程工业 胰岛素 生产胰岛素等
1000 磅牛胰 10 克胰岛素 最早应用基因工程生产 人的蛋白质的方法是在细 200 升发酵液 10 克胰岛素 菌中表达人的胰岛素 (1982)。
干扰素 基因工程生产人的胰
岛素的方法如图所示 1200 升人血 1 升发酵液 现已在细菌中生产10多种 2-3 万美元 / 病人 200-300 美元 / 病人 药品，例如表皮生长因子、人 生长激素因子、干扰素、乙型 肝炎工程疫苗等。 细菌中产生胰岛素的方法
外源基因插入到受体后的表达过程受基因转录、转录 后加工、翻译及翻译后加工等一系列步骤影响。因此，修 饰目的基因，构建植物表达载体是植物基因工程不可缺少 的步骤。
（三）遗传转化系统
1．农杆菌介导 转化法 2．基因枪介导 转化法 3．其他 显微注射法 PEG法 电击法
第九章 生物技术在药用植物育种上的应用1
人造血液及其生产
通过基因工程的方式 创造了能合成人干扰素的 大肠杆菌，每1Kg的培养液 可提取4～20mg干扰素，若 从人血中提取干扰素， 300L血才提取1mg！
1983 SCIENCE Cover – Transgenic Mice 1997 TIME Cover - DollyScience Vol来自 222, Nov. 1983
殊环境下的药用植物引种困难等问题，生物技术
在药用植物育种上的应用研究已成为当今中药研 究的热点，如育出了茎尖地黄新品系，已在产区 应用，并将使传统中药进入一个崭新的时代。
什么是生物技术？
生物技术（Biotechnology ）：
Bio Biology Technology Application The application of Biology for the benefit of humans
一、离体培养技术（in vitro culture）
植物细胞的全能性（Cell Totipotency） 一个植物细胞能产生一个完整植株的固 有能力称之为细胞的全能性。 即广义的组织培养，是现代生物技术的一个 重要组成部分，它是指运用无菌操作技术，将 从植物体分离的符合需要的组织、器官或细胞 （包括去壁后的原生质体）等，接种在人工培 养基上，置于人工控制的环境条件下进行培养， 以获得再生的完整植株或生产具有经济价值的 其它生物产品的技术。
S – sensitive plants R – resistant plants
Biotechnology:
A collection of technologies
The Applications of Biotechnology
现代生物技术在中药材生产中的应用
发酵的主体设备
发酵工程生产产品的流程图
（三）细胞工程
细胞工程又称细胞融合技术，是指人为促使两种不 同的生物细胞在同一培养基中，通过无性的方法进行 人工的直接融合，形成能够同时表达两个亲本细胞有 益性状的杂交细胞的技术。由于该技术是在细胞水平 上进行操作，也称为细胞融合技术，为细胞水平的生 物工程。
第三节现代生物技术在中药材生产中的作用
进人21世纪以来，随着各学科和技术的相互交叉与 融合，占据了现代科技制高点的现代生物技术，也
对我国传统中药材的生产起了重要的影响，其作用
主要表现在以下几方面。
一、药用植物种苗的脱毒和快速繁殖 （一）药用植物的脱毒和快速繁殖 病毒病是影响药用植物生产的重要因素之一，由于 病毒病的危害，通常可造成药材减产达30％以上， 也会严重影响药材的外观性状和内在质量。而在植 物的幼嫩组织中往往不会有病毒的出现，据此，我 们可以通过对茎尖组织的培养获得脱毒苗，并以此 克隆获得大量脱毒优良种苗满足生产的需要。 （二）濒危、稀缺植物或急需药用植物良种的快速 繁殖
一、转基因工程 起步相对较晚，在药用植物中的应用主要体 现为利用毛状根培养能在较短的时间内得到 大量的活性成分。
目前国内外已在银杏、红豆杉、长春花、烟草、何 首乌、紫草、人参、曼陀罗、颠茄、毛地黄、绞股 蓝、半边莲、罂粟、露水草、桔梗、丹参、黄芪、 决明、大黄、黄连、甘草、茜草和青蒿等26科100 多种药用植物建立了毛状根培养系统。应用毛状根 培养生产的许多重要药物次生代谢产物有生物碱类 (如吲哚类生物碱、喹啉生物碱、莨菪烷生物碱、托 品烷生物碱、喹嗪生物碱等)、苷类(如人参皂苷、 甜菜苷等)、黄酮类、酪类(如紫草宁等)、噻吩、蒽 醌以及蛋白质(如天花粉蛋白)等。（冀玉良等， 2008）
第九章.中药材规范化生产
中药产业中，中药农业是第一产业，是为中药工业和 中药商业提供原料的基础产业。在家栽中药材产业中，严 格按照GAP生产中药原料，在源头堵住或防止有毒、有 害物质污染，是提升中药材产品质量的关键，也是后续产 业—中成药品生产的前期保证。
(2)种质和繁殖材料。
应准确鉴定和审核中药材的物种，包括亚种、 变种或品种。对种子和动物的运输检验和检疫均 作了明确规定。并鼓励进行种质资源的保存、引 进和选育工作，特别是“道地药材”的种质资源。 杜绝药农自繁自育、南种北移、北种南引，造成 混乱的现象，确保种质的道地性、区域性。
(3)栽培和饲养管理。 药用植物的栽培管理要求依种类制定生产技术标准操
3、丰富了祖国及世界医药学宝库 不仅13的政
府和人民都不约而同地把希望的目光投向中国的传统医药，由此可见， 中医药大步走向世界，并成为医疗主流体系，已经是不可逆转的趋势。
三、药用植物的种植历史
2600年前，《诗经》即记载有枣、桃、梅的栽培。 2000年前的汉武帝时期，药材生产已初具规模，在长安建立了引种园。张骞出使
二、药用植物种植的意义
1、满足人民医疗保健的需要 2、有益于发展经济参与国际竞争
目前出口已达120多个国家，这是实现我国中草药现代化的一大 机会，同时也面临巨大挑战和激烈竞争。主要表现在制药企业所拥有 的经济实力和国际市场占有份额的较量。必须探索一条符合国情、以 弱胜强的战略方针，发挥优势，从中草药开发新药，参与国际竞争。
（3）药用部位与种植技术
由于药用植物的药用部位不同，栽培技术也不一样。
植物生物技术在药用植物开发中的应用
植物生物技术在药用植物开发中的应用植物是地球上最为丰富的资源之一，拥有庞大的植物种类和植物化学成分。
药用植物作为传统药源的重要组成部分，被广泛应用于药物开发与制备过程中。
然而，由于种植环境的限制、资源稀缺以及自然生长周期的长短等问题，在药用植物的研究和开发中面临一些挑战。
随着植物生物技术的发展，越来越多的科学家开始利用基因工程、组织培养和代谢工程等技术手段，来提高药用植物的生产效率和药物质量。
一、基因工程在药用植物开发中的应用基因工程作为一种重要的植物生物技术手段，已经在药用植物开发中得到广泛应用。
通过在植物基因组中引入外源基因或调控内源基因的表达水平，可以改变植物的生物学性状和代谢途径，从而提高药用物质的产量和质量。
例如，在黄连中发现了一条与青黄素合成相关的基因途径，通过基因工程技术的引入，使得黄连中青黄素的含量大幅度提高。
此外，基因工程还可以用于改良传统药材中的毒性成分，提高药物的安全性。
因此，基因工程技术在药用植物开发中具有重要的应用前景。
二、组织培养在药用植物开发中的应用组织培养是一种通过体外培养植物组织和细胞，以快速繁殖和筛选出高效药物的技术手段。
通过组织培养技术可以实现在较短时间内大量繁殖具有药物活性的植物组织，例如愈伤组织、植株和细胞悬浮培养等。
同时，通过组织培养可以调节培养条件，如培养基成分、激素浓度等，从而改变药用成份的含量和比例。
这种技术可以大规模地产生具有药物活性的物质，为药物的研发和生产提供了更为便捷和经济的方法。
三、代谢工程在药用植物开发中的应用代谢工程是一种通过调节植物代谢通路和相关酶的表达水平，以提高目标产品产量和质量的生物技术手段。
通过代谢工程可以改变植物生物合成途径中的关键限速步骤，增强对特定成分的合成能力。
例如，通过调控黄连中黄连素的合成途径，可以大幅度提高黄连素产量。
此外，代谢工程还可以利用基因靶向编辑技术，对植物端粒化酶的相关基因进行修饰，从而调节植物的生长周期和代谢类型。
现代生物技术在中药材生产中应用共38页PPT
25、学习是劳动，是充满思想的劳动。——乌申斯基
谢谢！
现代生物技术在中药材生产中应用
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26、我们像鹰一样，生来就是自由的 ，但是 为了生 存，我 们不得 不为自 己编织 一个笼 子，然 后把自 己关在 里面。 ——博 莱索
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27、法律如果不讲道理，即使延续时 间再长 ，也还 是没有 制约力 的。— —爱·科 克
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28、好法律是由坏风俗创造出来的。 ——马 克罗维 乌斯
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29、在一切能够接受法律支配的人类 的状态 中，哪 里没有 法律， 那里就 没有自 除 法律。 ——塞·约翰逊
21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
药用植物栽培技术
药用植物栽培技术药用植物经济价值逐渐被人们所重视，从而引起了对药用植物栽培技术的研究和应用。
药用植物栽培技术是指通过人工调控种植环境和管理方法，以提高药用植物产量和药用成分含量的技术手段。
这些技术涉及到育种、土壤改良、灌溉管理、病虫害防治以及收获和加工等方面。
首先，药用植物的育种是药用植物栽培的基础。
传统的育种方法主要是依靠自然交配或人工授粉，通过选择优良的个体进行后代的繁殖，逐步选育出具有理想特性的药用植物品种。
然而，随着遗传学和分子生物学的发展，现代育种技术也在逐渐应用于药用植物的培育中。
例如，通过基因工程技术可以将某些植物具有抗病虫害或提高药用成分含量的基因导入到其他植物中，从而培育出更具经济价值的新品种。
其次，土壤改良是提高药用植物生长质量和产量的重要手段。
药用植物对土壤的适应性和对养分的要求较高，因此，合理调整土壤结构和改良土壤肥力是栽培药用植物的关键。
通常采用的方法包括翻耕、施加有机肥料和调节土壤pH值等。
此外，还可以通过添加生物有机肥料和微生物肥料来改善土壤微生态环境，提高土壤抗病虫害的能力，从而减少植物病害的发生。
灌溉管理也是药用植物栽培技术中的重要环节。
合理的灌溉能够满足药用植物对水分的需求，提供充足的水源保障，从而促进植物的生长和养分吸收。
不同药用植物对水分的需求不同，因此需要根据具体情况进行合理的灌溉管理。
其中，测土配方施肥技术和土壤水分传感器的应用可以帮助农民更好地掌握土壤水分状况，实现精准灌溉，提高植物水分利用效率。
病虫害防治是保障药用植物健康生长的重要措施。
药用植物由于其特殊的药用成分，往往成为病虫害的主要攻击目标。
因此，药用植物的病虫害防治显得尤为重要。
传统的病虫害防治方法主要是采用化学农药进行喷洒，以杀灭病虫害。
然而，长期大量使用化学农药会产生许多负面影响，如对环境的污染和人体健康的危害。
因此，绿色防控技术成为了药用植物病虫害防治的发展方向。
该技术主要包括生物防治、生物肥料、轮作和合理间隔栽培等措施。
现代生物技术在中药领域的应用
现代生物技术在中药领域的应用李维榕现代生物技术也称生物工程。
在分子生物学基础上建立的创建新的生物类型或新生物机能的实用技术，是现代生物科学和工程技术相结合的产物。
生物技术生产的中药，经过十几年的I临床验证，安全、无毒、高效，有时少量的药物即能收到一定的疗效，解决许多中西医均感棘手的难题。
发酵中药是中西医结合的典范，将先进的生物技术与传统的中药配方相结合，生产出高科技中药产品，不仅使中药的分子结构发生变化(使大分子的蛋白质变成氨基酸，多肽类活性蛋白；使大分子的碳水化合物变成单糖)，而且质也发生了根本性改变，如同时产生大量的亚麻酸、20多种维他命和微量元素，使本来是废物的中药渣被充分利用。
随着现代生物技术的发展，中药鉴定由传统的眼观、鼻闻、口尝、手摸及升华、水火试等经验鉴别，发展到了涉及分子水平或基因水平的DNA分矛遗传标记技术，以及新方法如电脑图像分析法、聚类分析法、化学模式识别法、差热分析法等。
这些新技术新方法对于完善中药鉴定的标准化和科学性有重要意义和发展前景。
其中DNA分子遗传标记技术及细胞生物学技术由于鉴别结果不受环境因素、样品形态和材料来源的影响，因此可为中药品种鉴别提供更加准确可靠的手段。
但应强调的是：引入新技术新方法并不能废弃传统方法。
只有在正确合理地使用传统方法与现代新方法的基础上，才能使中药鉴定学继续合理地发展和提高。
运用现代生命科学知识，阐述中药有效成分、研究其药效作用机理，结合生物统计分析，运用现代生物技术的方法与手段使各项技术指标更科学化、生产规模化、中药现代化目标的实验。
指出，植物药方面：药材生产、地道药材培育选种鉴定，利用基因工程和细胞培养技术高效表达和生产天然活性成分、新剂型的研究等，动物药材方面：多数为一些大分子物质，因而利用生物技术对其进行开发利用有着广阔的空间。
参考文献：(1) 陈辉生物技术在制药领域中的应用[期刊论文]-科技信息(学术版)2008(27)(2) 陈月娥1，姚小华2中药鉴定新技术的发展概况．广州中医药大学中药学院，广州510405(3) 姜海英，生物技术在中药研究中的优势与开发前景专业范本可能没有涵盖全面，最好找专业人士审核后使用，感谢您的下载！。
现代生物技术在中药材生产中应用共38页
11、用道德的示范来造就一个人，显然比用法律来约束他更有价值。—— 希腊
12、法律是无私的，对谁都一视同仁。在每件事上，她都不徇私情。—— 托马斯
13、公正的法律限制不了好的自由，因为好人不会去做法律不允许的事 情。——弗劳德
14、法律是为了保护无辜而制定的。——爱略特 15、像房子一样，法律和法律都是相互依存的。——伯克
1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运Байду номын сангаас才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根
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(四)体细胞突变育种 在药用植物细胞培养中，筛选或诱发次生代谢产物高的体细胞突变系，进而培养成高 产细胞系是提高细胞培养产物产量的有效途径。 (五)转基因抗病育种 通过分子生物学技术可以使自身获得抗病毒的能力以提高药用植物产量，并获得高质 量的药源，避免了从以往使用农药而带来的不良后果。 (六)利用原生质体融合进行细胞杂交育种 由于裸露的原生质体彼此可以融合，从而使原来不能杂交的药用植物(如自交不亲和 或远缘杂交不亲和)的杂交变为可能。通过原生质体培养能得到由单细胞衍生出来的体细 胞克隆细胞系，这是药用植物筛选高产、稳定细胞系的较好途径。还可利用原生质体培养 和细胞融合将产生药用植物的活性成分的基因导入到其他作物中。
三、 无公害栽培管理技术 (一) 无公害中药材生产的施肥技术 1.无公害中药材生产的施肥原则是：以有机肥为主，辅以其他肥料；以多元复合肥为主，单元素肥料 为辅；以施基肥为主，追肥为辅。 2.无公害中药材生产的施肥技术主要包括以下几个方面： (1)注重施肥方式 (2) 注重肥料种类的选择 (3) 开展进行平衡配方施肥
三、DNA分子标记在药用植物分类和药材鉴定上的应用 (一)分子水平上的药用植物分类 药用植物资源的研究采用经典的形态学划分物种是建立在个体性状描述的宏观观测水平基础上， 易引起争议。现代的分子生物学表明，药用植物的遗传多样性是由于基因多态性所致，而DNA分子标 记技术就是一种在DNA分子水平上检测基因多态性的技术。 (二)药材的分子鉴定
发酵罐中进行发酵培养成为可能，并大量生产了微生物所不能合成的药用成分。通过筛选高产细胞系，
(三)利用发根农杆菌遗传转化获得毛状根生产次生代谢产物 发根农杆菌(Agrobacterium rhizogenes)含有诱导生根的质粒-Ri质粒，用它来侵染药用 植物可建立起"毛状根"培养系统。与传统的细胞培养技术相比，毛状根培养具有生长速度 快，激素自养，分化程度高以及遗传性状相对稳定等优点。我国近1/3的传统药材的药用 部位为根，通过毛状根大规模培养，从中提取有价值的次生代谢产物具有应用前景。目前 各国正竞相开发诸如紫杉醇、长春新碱、小檗碱等一批具有重要药用价值的植物次生代谢 产物。已经在长春花、烟草、紫草、人参、曼陀罗、颠茄、丹参、黄花、甘草和青蒿等四 十多种植物中建立了毛状根培养系统。
传统的中药鉴别方法主要依据药材的颜色、形状、气味、味道和质地等感性特征，这些特征的把
握因人而异。DNA分子作为遗传信息的直接载体，每一个体的任一体细胞均含有相同的遗传信息，多 态性几乎遍及整个基因组。药用植物就是运用DNA分子标记技术对生药和含有生药的中成药及其基源 进行真伪的鉴定，特别适合于近缘品种、易混淆品种、珍稀品种、破碎药材、陈旧药材的鉴定。地道 药材除了与栽培方法、生态环境有关外，还与物种居群的遗传特异性有关，利用RAPD技术可以在DNA 水平上鉴定两者的差异。
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二、药用植物现代设施栽培的发展趋势 封闭式的强化快繁通风育苗系统和自动监测大规模培养系统是近年来农业设施的新发展，在国外 已应用于花卉及农作物的生产，该系统可用于21世纪药用植物的栽培。这一栽培系统还可以和大田栽 培系统结合起来，以封闭式的强化快繁通风育苗系统大量、快繁优质种苗，然后移至基地去生产。 随着保护地栽培和无土栽培技术的进一步发展，名贵中草药的栽培可以逐渐摆脱自然条件的限制 而得到迅速发展。
(二) 空气 国家环保局1996年10月1日实施了环境空气质量标准GB3095-1996，环境空气质量标准分为三级。 2000年12月1日实施了农区环境空气质量监测技术规范NY/T397-2000，农区环境空气质量评价一般以 单项污染指数为主，可直接采用《GB9137-1988》和《GB3095-1996》中的污染物浓度限值划分为三级； 但当区域内环境空气质量作为一个整体与其他区域空气质量比较，或同一个区域内空气质量在不同a 历史时段内比较时，应采用综合污染指数评价，划分为五级。《中药材生产质量管理规范(试行)》要 求中药材产地的空气应符合大气环境质量二级标准。
四、应用生物技术加快次生代谢物的生产 (一)对次生物质代谢途径的研究 由于植物组织和细胞培养技术的发展，以及单细胞的培养成功，使植物像微生物那样在大容积的 改进培养条件和技术，以及设计适合植物细胞培养的发酵罐来提高次生代谢物的含量。 (二)对次生代谢物的生物合成途径的研究 在次生代谢物生物合成途径的研究中，通过改变次生代谢关键酶基因来调控次生代谢物的产生是 比较理想的方法，还可以加入所需次生代谢物生物合成的前体物质，或者加入诱导子、抑制剂及激活 生物合成途径的关键酶或抑制支路产物的形成，从而对次生代谢物进行调控。先搞清次生代谢物的生 物合成途径，找出形成活性成分的关键酶，确定其基因结构，再进行克隆、表达或基因重组以提高活 性成分的含量。
进行药用植物无公害栽培，栽培地的自然环境条件首先要符合要求，其中影响较大的因素主要是
土壤、空气和农田灌水等。
(一) 土壤 国家环保局1995年5月1日实施土壤环境质量标准分为三级。 2001年1月1日实施了农田土 壤环境质量监测技术规范GB/T18202-2000，规定了农田土壤环境监测的布点采样、分析 方法、质控措施、数理统计、成果表达与资料整编等技术内容。 《中药材生产质量管理 规范(试行)》，要求中药材产地的环境应符合国家相应标准，土壤应符合土壤质量二级标 准。 《中药材生产质量管理规范研究与实践指南》，其中"中药材规范化种植研究的部分 参考指标"，可以作为药用植物无公害栽培时对环境指标要求的参考。
第三节现代生物技术在药用植物生产上的应用 一、应用生物技术开展药用植物快速繁殖、资源保护 (一)采用组织培养方法进行药用植物的脱病毒、快繁、保存和纯化 1.稀缺或急需药用植物良种的快速繁殖 2.杂种一代及基因工程植株的快速繁殖 3.濒危植株的快速繁殖 4.带病药用植株的脱毒 (二)建立药用植物种质基因库 将离体培养的药用植物器官、组织和细胞在常温下或超低温下保存，建立集约化的细胞 库，可作为种质保存的一种形式并在需要时可以随时取出利用。在分子水平上可以建立 DNA库，在低温条件下保存药用植物的基因组总DNA、克隆的基因、组装好的质粒和 RFLP探针，即使在某种药用植物灭绝的情况下，其基因也可得以保存并加以利用。
二、 应用生物技术进行药用植物育种 (一)花药培养为主的单倍体育种 通过单倍体育种途径选育新品种，由于其来自父母本的显隐性状均可以当代表现出来，经染色体 加倍后就可获得纯合的二倍体，这比常规的育种方法缩短了育种年限。 (二)利用组织培养技术诱导多倍体
利用组织培养技术诱导多倍体操作简便，实验条件容易控制，重复性好，诱导效率高，嵌合体少，
易于大批量处理和筛选，筛选出的优质株系可以应用组织培养技术在短期内大量繁殖，大大地缩短了
育种周期。 (三)胚乳培养产生三倍体植株 胚乳是由精细胞和两个极核融合而产生的，因此是三倍体细胞。胚乳培养是产生三倍体植株的主 要方法。植株经自然加倍或秋水仙碱处理加倍可以产生六倍体，是产生多倍体植株的有效途径。
(三) 农田灌水 国家环保局1992年10月1日实施了农田灌溉水质标准GB5084-92，2000年12月1日实施 了农田水源环境质量监测技术规范NY/T396-2000，在农田灌溉过程中评价水质，一般以 单项污染指数为主，以区域内灌溉水质作为一个整体与外区域比较或与不同历史时段比较 时应用综合污染指数评价。《中药材生产质量管理规范(试行)》要求中药材产地的灌溉应 符合农田灌溉水质量标准。《中药材规范化种植研究的部分参考指标》指出：中药材GAP 生产基地水质，可酌情选取3～5个点，定点取样监测。对于附近存在化工企业、垃圾场、 生活污水排放口等情形的灌溉水源，应根据污染的特点，适当增加监测指标或增加取样点。
2003年9月19日制定并颁布了《中药材生产质量管理规范认证管理办法(试行)》和《中药材GAP认 证检查评定标准(试行)》，对中药材生产过程有关的种植基地的土壤、空气、水等环境条件及采收加 工和贮藏运输等都有了较为明确的要求。规范中药材种植和加工技术是保证中药材质量的关键环节， 减少农药残毒和重金属等外源性有害物质污染是保证中药材安全性的重要条件，这些构成了药用植物 无公害栽培的核心内容。 二、 药用植物无公害栽培对生态环境的要求 中药材是祖国药学的宝贵遗产，其栽培地的环境质量比一般食品的质量更为重要。但国内外尚未 见有绿色药用植物栽培及其环境评价的报道，暂可借鉴绿色食品的有关评价方法和体系进行。
3.充分提高无机氮肥的有效利用率 (二)无公害中药材生产病虫害防治技术 无公害中药材生产病虫害防治应本着预防为主的指导思想和安全、有效、经济、简便的原则，采 取综合防治的策略。即运用农业的、生物的、化学的、物理的方法及其他有效的生态手段，把病虫害 的危害控制在经济阈值以下。 第二节药用植物现代设施栽培技术 设施农业是指具有一定的设施条件，能在局部范围内改善或创造出适宜的气象环境因素，为动植 物的生长发育提供良好的环境条件而进行有效生产的农业。保护地栽培和无土栽培是现代设施栽培技 术的集中体现。 一、 现代设施栽培在药用植物上的应用 (一)保护地栽培 (二)无土栽培 1.栽培基质栽培基质既有无机基质、有机基质，又有人工合成基质。其中包括砂、石砾、珍珠岩、 蛭石、岩棉、泥炭、锯木削、稻壳、多孔陶粒、泡沫塑料、有机废弃物合成基质等。总的说来，栽培 基质的基本要求是通气又保湿。 2.营养液营养液是无土栽培的核心部分，它是将含有各种植物必需营养元素的化合物溶解于水中所 配置而成的溶液
第九章现代农业技术在药用植物生产上的应用 第一节药用植物无公害栽培技术 一、 药用植物无公害栽培发展动态 (一) 无公害中药材的概念 无公害中药材是指产地环境、生产过程和药材质量符合国家有关标准和规范要求，并经有资格的认证 机构认证合格获得认证证书的未加工或者初加工的中药材产品。
(二) 无公害中药材产品法规的形成和发展