细胞工程在高效利用药用植物资源方面有什么优势

细胞工程作为一种科学研究手段，已经渗透到生物工程的各个方面，成为必不可少的支撑技术。在农业、林业、园艺和医学领域，细胞工程正在为人类做出巨大贡献。

1，粮食和蔬菜生产

利用细胞工程技术进行作物育种是迄今为止对人类最有益的方面之一。中国在该领域达到世界先进水平，通过花药单倍体育种培育出近百个水稻品种或品系，培育出约30个小麦品种。其中，河南省农科院培育的小麦新品种具有抗倒伏、抗锈病、抗白粉病等优良特性。

在常规杂交育种中，育成一个新品种通常需要8 ~ 10年，而用细胞工程技术离体培养杂交花药，可大大缩短育种周期，一般提前2 ~ 3年，并有利于优良性状的筛选。早期引进的微繁技术也广泛应用于农业生产，技术相对成熟，取得了很大的经济效益。例如，中国解决了马铃薯退化问题，日本麒麟公司已能在1000升容器中培育出大量脱毒微型薯作为种薯，实现了种薯生产的自动化。通过植物体细胞的遗传变异，筛选出各种具有经济意义的突变体，为创造种质资源和培育新品种发挥作用。培育出了优质番茄、耐寒亚麻以及水稻、小麦和玉米等新品种。希望这项技术能够提高农作物的品质，使其更适合人类的营养需求。

蔬菜是人类饮食中不可或缺的成分，提供人体必需的维生素、矿物质等。蔬菜通常采用种子、块茎、块茎、插条或根繁殖，成本较低。但在引种育种、品种提纯复壮、育种过程中的一些中间环节，植物细胞工程技术仍有很大潜力。比如从国外引进蔬菜新品种时，最初通常只有几粒种子或几个块茎和块茎。为了进行大规模种植，首先需要大量繁殖，这可以应用微繁殖技术在短时间内迅速扩大种群。在常规育种过程中，还可以应用原生质体或单倍体培养技术快速繁殖后代，简化制种程序。此外，还可以结合植物基因工程技术，改良蔬菜品种。

2.花园花卉

细胞工程技术在果林生产实践中的应用主要是微繁殖和脱毒技术。几乎所有的果树都患有病毒病，而且大部分是通过无性繁殖代代相传的。脱毒试管苗技术能有效防止病毒病的入侵，恢复物种，加速繁殖。目前，香蕉、柑橘、山楂、葡萄、桃、梨、荔枝、龙眼、核桃等十余种果树的试管苗脱毒技术已基本成熟。香蕉脱毒试管苗的微繁殖技术已成为产业化和商品化的先例之一。因为香蕉是三倍体植物，必须通过无性繁殖进行繁殖。传统方法一般采用芽接繁殖，严重易感病，繁殖率低。采用脱毒微繁技术，不仅提高了品质，而且亩产提高了30% ~ 50%左右，容易被蕉农接受。

近年来，经济树木组织培养技术的研究也受到了极大的关注。这项技术可以比传统方法提前几年用于大规模种植。特别是一些树木的种子休眠期很长，常规育种非常耗时。据不完全统计，已研究成功的森林植物试管苗有100多种，如松树、桉树、杨树中的许多种，还有泡桐、国槐、银杏、茶树、棕榈、咖啡、椰子树等。其中桉树、杨树、花旗松在生产中应用广泛。澳大利亚已实现桉树试管苗造林，利用芽苗培养每年可繁殖40万株。

植物细胞工程技术彻底改变了现代花卉生产。1960年，科学家首次利用微繁殖技术将兰花的愈伤组织培养成植株，并很快形成了以组织培养技术为基础的工业化生产体系——兰花产业。目前，世界兰花市场上有150多种产品，其中大部分是通过快速微繁殖技术获得的试管苗。从此，市场供应摆脱了气候、地理、自然灾害的限制。迄今为止，已有360多种花卉组培苗被报道。其中几十种已经投入商业生产。我国对康乃馨、玫瑰、唐菖蒲、菊花、非洲紫罗兰的研究已经成熟，部分已经商品化，大量产品销往港澳和东南亚地区。

3.临床医学和药物

自从1975英国剑桥大学的科学家利用动物细胞融合技术首次获得单克隆抗体以来，许多人类无可奈何的病毒性疾病都遇到了克星。单克隆抗体可用于检测各种病毒之间非常细微的差异，并鉴定细菌的种类和亚种。这些都是传统的血清法或者动物免疫法做不到的，而且诊断极其准确，误诊率大大降低。如抗HBsAg单克隆抗体的灵敏度比目前最好的抗血清高100倍，可检出抗血清60%的假阴性。

近年来，单克隆抗体的应用可以检测一些无临床表现的微小肿瘤病变，检测心肌梗死的部位和面积，为有效治疗提供了方便。单克隆抗体已成功用于临床治疗，主要针对一些无特效药物的病毒性疾病，尤其是抵抗力差的儿童。人们正在研究“生物导弹”——以单克隆抗体为载体携带药物，使药物准确到达癌细胞，从而避免与化疗或放疗一起杀死正常细胞和癌细胞的副作用。

单克隆抗体能准确检测排卵期。新一代免疫避孕药也正在开发中。基本原理是从精子、透明带或早期胚胎中制备单克隆抗体，注射到女性体内，使人体对精子产生免疫反应，从而起到避孕作用。随着人类体外受精技术的成熟，人类对生殖活动有了更大的选择余地，促进了优生优育，提高了人口素质，给不孕不育患者或不适合生育的人群带来了福音。

生物药物主要包括各种疫苗、疫苗、抗生素、生物活性物质、抗体等。，是生物体新陈代谢的中间产物或分泌物。过去的疫苗是从动物组织中提取的，产量低，耗时长。现在通过细胞工程或者培养、突变等细胞融合，不仅效率大大提高，还可以制备多价疫苗，可以同时抵御两种以上病原体的入侵。同样的手段，也可以培养出在培养条件下能够长时间生长、分裂、分泌某种激素的细胞系。1982年，美国科学家通过突变和细胞杂交的方式，在体外获得了一种可以持续分泌干扰素的细胞系，现在已经应用。

4.培育优良品种

目前，人工受精、胚胎移植等技术已广泛应用于畜牧业生产。精液和胚胎在液氮(-196摄氏度)中冷冻保存技术的综合运用，极大地扩大了优秀雄性畜禽的交配数量和交配范围，突破了动物交配的季节限制。此外，还可以从优秀的雌性或雄性动物体内分离出卵子和精子，进行体外受精，然后将人工控制的新受精卵种植在贫穷雌性动物的子宫内，繁殖出优秀的新个体。综合运用各种技术，如胚胎分割技术、核移植细胞融合技术、显微操作技术等。，在细胞水平上改造卵细胞可能创造出高产奶牛和瘦肉型猪等新品种。特别是干细胞的建立显示了光明的前景。