¿Qué es la cría selectiva de plantas medicinales?

El cultivo de plantas medicinales pertenece a la categoría de agricultura. Cuanto más avanzada se vuelve la tecnología de producción, más importante se vuelve la cría. La práctica ha demostrado que, en las mismas condiciones naturales, el rendimiento de las variedades mejoradas generalmente puede aumentar entre un 30 y un 40%, y el rendimiento de los híbridos excelentes puede incluso duplicarse.

Aunque el mejoramiento de plantas medicinales en mi país aún está en su infancia, a juzgar por las variedades que se han obtenido, el efecto de aumento del rendimiento es obvio. Por ejemplo, en el sitio de pruebas de drogas de Hangzhou se desarrolló una nueva variedad de fritillaria, Xinling 1, con un aumento del 11 % en el rendimiento en comparación con la variedad común original. Mediante el mejoramiento de Yuanhu, se obtuvo una nueva variedad de Yuanhu de hoja grande, que aumentó el rendimiento en más de un 10% en comparación con las variedades agrícolas. El Instituto de Desarrollo de Recursos de Plantas Medicinales de la Academia China de Ciencias Médicas cruzó dos variedades de Rehmannia glutinosa, Xinzhuangyuan y Wuzhi 1, para producir Beijing 1 y Beijing 2. 1966 Se realizó un ensayo comparativo de variedades en tierras con fertilidad media. Tomando como control la mejor variedad agrícola de Beijing, Little Black Eagle, Beijing 1 y Beijing 2 aumentaron los rendimientos en un 95% y un 175% respectivamente. El condado de Haimen, provincia de Jiangsu, utilizó dos cepas de menta, 687 y 409, para desarrollar una nueva variedad de menta, Xianghai 1, en 1975 mediante métodos de hibridación sexual y asexual. Tiene las ventajas de un crecimiento vigoroso y una buena calidad parental. El rendimiento de hierba fresca por mu es de 3.000 kilogramos y el contenido de mentol del aceite esencial es superior al 85%. El ginseng purificado de 1973 en el condado de Huinan, provincia de Jilin, tiene un rendimiento promedio de 1,55 kg por metro cuadrado, un 19,2 % más que el del grupo mixto. La excelente variedad de acónito de Sichuan, Sichuan Yao 1, obtenida por el Instituto Provincial de Medicina Tradicional China de Sichuan, ha aumentado el rendimiento de acónito de Sichuan en un 51,6% y el rendimiento de acónito en un 33,2%.

Los ejemplos anteriores muestran que la obtención de variedades excelentes tiene un efecto significativo en la mejora del rendimiento y la calidad.

2. Características del fitomejoramiento de plantas medicinales

(1) Existen grandes diferencias en las variedades y tipos de plantas medicinales.

China tiene un vasto territorio y ricos recursos de plantas medicinales. Mediante un censo a nivel nacional se han identificado más de 5.000 plantas medicinales, de las cuales no menos de 200 son cultivadas. Muchas especies importantes se han cultivado durante un largo período de tiempo para producir variedades y tipos agrícolas. Por ejemplo, el ginseng incluye dientes de caballo grandes, dos dientes de caballo, cuello largo y caña redonda; Rehmannia glutinosa tiene campeón dorado, campeón blanco, Ying negro pequeño, Ying verde grande, Xing Ge, Si Mao, etc. Fritillaria tiene hojas anchas, hojas estrechas, hojas de bambú, hojas pequeñas de tres hojas, etc.; Fuzi tiene hojas de calabaza, hojas de lufa y hojas de mosaico.

Las distintas variedades y tipos de plantas medicinales varían mucho. Según un estudio de campo de ginseng realizado por alguien en la ciudad de Ji'an, provincia de Jilin, el peso promedio de las raíces de las plántulas de ginseng de tres años es 65.438 ± 03,5 gramos, dos ginseng, 8 gramos y el cuello largo, 3,5 gramos. Asimismo, existen grandes diferencias entre plantas o cepas. Se recolectaron 100 cepas de Ermaya en Beijing, se sembraron en las mismas condiciones y se cosecharon según las cepas durante tres años. El peso promedio de las cepas se calculó por separado. El mejor resultado fue 9,5 g, y el peor fue solo 0,8 g. El contenido anual de ingrediente activo digoxina (glucósido C) de la dedalera fue tan alto como 0,3%, y el más bajo fue solo. 0,03% La diferencia fue de 10 veces.

Las plantas medicinales mencionadas anteriormente son de diversos tipos y calidades, proporcionando ricas materias primas y base material para cultivar nuevas variedades.

(2) El mejoramiento genético de plantas medicinales comenzó tarde y requiere mucha investigación básica.

Debido al corto período de cultivo de plantas medicinales, la investigación básica aún es muy débil. En la actualidad, básicamente se mantiene a nivel de variedades agrícolas, y una gran cantidad de trabajo de investigación básica, como la investigación de recursos varietales, Es necesario realizar recolección y comparación, citología y genética. Después de la recolección y comparación, algunas variedades se pueden utilizar directamente en la producción. Por ejemplo, el Huaguilou introducido por el Instituto Provincial de Medicina Tradicional China de Sichuan del condado de Xuwen, provincia de Guangdong, tiene un rendimiento de raíces frescas que es 6,5 veces mayor que el del Huazhou local y 6,5 veces mayor que el del Hualou local.

(3) Existen muchos tipos de plantas medicinales y sus ciclos de crecimiento son largos.

La mayoría de los tipos importantes de plantas medicinales son plantas perennes, que tardan mucho tiempo desde la siembra hasta la cosecha. Por ejemplo, el ginseng y el coptis tardan 6 años, y el cornejo y la eucommia tardan entre 5 y 10 años. trae dificultades a la reproducción. Si se utilizan métodos convencionales, se necesitarán al menos entre 15 y 20 años, o incluso más. Por tanto, cómo acortar el ciclo de reproducción de las plantas medicinales perennes es un problema urgente que hay que resolver. Deben adoptarse lo antes posible nuevas tecnologías y métodos, como el cultivo de tejidos, la propagación rápida, la reproducción haploide y la detección de mutantes, para encontrar nuevas formas de acortar el ciclo de reproducción.

(D) El procedimiento de propagación de las plantas medicinales es complejo.

El mejoramiento de plantas medicinales no sólo debe considerar el rendimiento, sino también la variación y niveles de principios activos.

Por ejemplo, las saponinas totales del ginseng americano y el ginseng no muestran actividad hemolítica (no pueden destruir los glóbulos rojos en la sangre), pero cuando el ginseng se hibrida con el ginseng americano, el contenido total de saponina de las raíces de ginseng se reduce y tiene una fuerte actividad hemolítica. . Por lo tanto, en el mejoramiento no sólo es necesario identificar el rendimiento y las características de los materiales medicinales, sino también analizar el contenido de sus ingredientes activos e incluso realizar pruebas farmacológicas y ensayos clínicos, lo cual es mucho más complicado que el mejoramiento de cultivos ordinario.

3. Base teórica del mejoramiento genético de plantas medicinales

La base teórica del mejoramiento genético de plantas medicinales es la genética. Los obtentores de plantas medicinales deben dominar algunas teorías básicas de la genética.

(1) Base material de la herencia

Al igual que las plantas comunes, la herencia de diversos rasgos de las plantas medicinales es principalmente herencia nuclear, es decir, está compuesta de genes (ADN y ARN). ) control. Por lo tanto, los resultados de la investigación de la citogenética: diversas leyes genéticas (leyes de separación, leyes de combinación libre o distribución independiente, leyes de vinculación e intercambio, etc.) son adecuados para el cultivo de plantas medicinales.

El citoplasma contiene ADN y tiene funciones genéticas. Es la base teórica de la herencia citoplasmática, la esterilidad masculina y la utilización del vigor híbrido.

(2) Herencia y variación

La herencia se refiere a la similitud entre hijos y padres. Cualquier organismo puede transmitir rasgos a su descendencia siempre que tenga la capacidad de reproducirse. La herencia es la principal característica de los organismos biológicos.

La variación se refiere a las diferencias entre hijos y padres, es decir, ciertos rasgos entre hijos y padres o hijos de un mismo progenitor no son similares entre sí. La capacidad de un organismo para adaptarse a nuevas condiciones ambientales y cambiar sus propiedades se llama variabilidad. La descendencia de todos los organismos es similar a sus padres, pero no completamente similar, lo que se denomina "cambio constante". Es decir, los atributos de los organismos tienen tanto un aspecto genético como un aspecto mutacional. Sólo los organismos con variabilidad pueden ser nuevos. Las cosas surgen del tipo, que proporciona una base para la selección, permitiendo que los organismos se desarrollen desde un nivel bajo hasta un nivel alto, desde lo simple hasta lo complejo. La variación biológica es inseparable de la herencia. Sólo a través de la herencia pueden transmitirse excelentes variaciones de generación en generación y cultivarse nuevas variedades.

En resumen, la herencia y la variación son contradictorias y unificadas. Los criadores deben aprender a utilizar correctamente la relación contradictoria y unificada entre herencia y variación.

¿Por qué los organismos mutan? No hay más que dos razones. En primer lugar, los cambios en las condiciones ambientales provocan variaciones en los rasgos externos, que generalmente no se heredan. Por ejemplo, la altura de la planta de Fritillaria fritillary en la zona de producción suele ser de unos 70 cm. Después de ser introducidas en Beijing, debido a condiciones ambientales inadecuadas, las plantas se acortaron y el rendimiento disminuyó. Si se planta en el lugar correcto, se restablecerá la altura de la planta y el rendimiento. 2. Mutación genética, el material genético (gen) de la célula ha sufrido cambios fundamentales (incluida la recombinación e interacción de genes, cambios en la estructura y el número de cromosomas, etc.). Puesto que los genes han sufrido cambios esenciales, los rasgos también han sufrido cambios esenciales, por lo que pueden transmitirse a las generaciones futuras.

Los dos tipos de variación anteriores, a saber, la variación genética y la variación no genética, son difíciles de identificar en los tiempos contemporáneos y sólo pueden ser probados por el desempeño de las generaciones futuras, lo que implica el desempeño externo y la esencia interna. de plantas.

El fenotipo es la característica propia de un organismo, que se manifiesta en el entorno externo.

Un genotipo es un conjunto específico de material genético que puede expresar las características de un organismo bajo determinadas condiciones. Por ejemplo, la variedad del agricultor Golden Number One tiene plantas más grandes, un período de crecimiento más largo y mayores rendimientos. La variedad negra británica tiene plantas cortas y una temporada de crecimiento corta, pero es resistente a condiciones estériles. Cuando se plantan en tierra fértil al mismo tiempo, se pueden desarrollar plenamente las características de la Golden Delicious, que se manifiestan en plantas altas, tubérculos grandes y altos rendimientos. Si se planta en tierra árida, los rasgos de Xiaoying pueden desarrollarse completamente, las plántulas se fortalecerán y el rendimiento será mayor, pero la Golden Delicious no tendrá un buen rendimiento. En tierras fértiles, el conjunto de material genético que permite a Jin Zhuangyuan mostrar altura de planta, tubérculos grandes y alto rendimiento es el genotipo Jin Zhuangyuan. Little Black Eagle no tiene el genotipo de campeón de oro y no puede convertirse en campeón de oro bajo ninguna condición. De manera similar, Jin Zhuangyuan no tiene el genotipo de Xiao Heiying y no puede expresar las características de Xiao Heiying bajo ninguna circunstancia. Crecer bien en tierras fértiles y no crecer bien en tierras áridas son los diferentes fenotipos del campeón dorado en diferentes condiciones ambientales. Se puede observar que el fenotipo es el resultado de la interacción entre el genotipo y sus condiciones externas. El genotipo es la posibilidad de la herencia y el fenotipo es la realidad de la herencia. En la reproducción, la selección artificial selecciona el genotipo deseado basándose en el fenotipo.

(3) Selección

Herencia, variación y selección son los tres elementos principales en el cultivo de nuevas variedades.

El gran biólogo Darwin dijo una vez: "La selección es el bastón del mago, que puede moldear los seres vivos en cualquier tipo y patrón a voluntad. Actualmente hay muchos tipos de plantas cultivadas en la tierra, pero todas son unas pocas especies silvestres primitivas". A través de la variación continua y la selección natural, resultado de la herencia y consolidación de variaciones beneficiosas. Debido a que la mutación crea nuevos individuos biológicos, la selección natural preserva individuos ventajosos que están mejor adaptados a las condiciones ambientales, y la herencia consolida y acumula los resultados de la selección natural. En el futuro, en este nuevo nivel, volveremos a mutar, seleccionar y heredar, permitiendo que los organismos sigan desarrollándose y evolucionando. En la reproducción, la selección artificial es un paso importante para acumular variación y lograr objetivos de acuerdo con la voluntad humana. Sin selección artificial no se pueden obtener nuevas variedades.

La selección artificial y la acumulación de variación se pueden utilizar como ejemplo. Artemisia cina es la planta materia prima de la medicina antihelmíntica. Con el fin de aumentar el contenido anual de pasto de la artemisa, basándose en el experimento de campo de 1963, se seleccionaron 169 plantas de artemisa para el análisis del contenido anual de pasto. Los resultados muestran que el más bajo es 0,45% y el más alto es 3,21%, y todos los contenidos están por encima del 3%. 1964 Se seleccionaron plantas individuales con contenido reproductivo superior al 3% para el análisis de contenido. El mínimo es del 1,1%, el máximo es del 4,5% y la proporción de plantas individuales con un contenido superior al 3% aumenta hasta el 16,32%. La selección continuó en 1965 y las plantas individuales con un contenido superior al 3% aumentaron hasta el 90,1%. Explique que la selección tiene la función creativa de acumular variación.

Cuatro. Objetivos de reproducción de plantas medicinales

Los objetivos de reproducción son como planos arquitectónicos. Sólo con un plano se puede realizar la construcción. Establecer objetivos de mejoramiento es el paso más básico e importante en el trabajo de mejoramiento. Si los objetivos de mejoramiento se establecen incorrectamente, las variedades desarrolladas no pueden satisfacer las necesidades de producción. Las consecuencias serán un desperdicio de mano de obra, recursos materiales y tiempo, o incluso el fracaso en el mejoramiento de las variedades. Por lo tanto, si los objetivos de reproducción son correctos o no es la clave para el éxito o el fracaso de la reproducción.

Los objetivos de mejoramiento de las plantas medicinales no solo deben centrarse en una alta calidad, un alto rendimiento y una fuerte resistencia al estrés, sino también considerar si los ingredientes activos y el contenido son estables, y si la apariencia y el color cumplen con los estándares. . Hay tres principios para establecer objetivos de mejoramiento:

(1) Investigación e investigación para comprender la situación

Antes de formular un objetivo de mejoramiento para una planta medicinal, es necesario profundizar en la principal zona productora de la planta medicinal, comprender su historia de producción y situación actual, sistema de cultivo y nivel de desarrollo de la producción. Comprender los principales problemas que existen en la producción, como el bajo coeficiente de reproducción del caladio, el largo período de crecimiento de los coptis y las graves enfermedades del ginseng, es la base para que podamos formular objetivos de mejoramiento.

(2) Centrarse en captar la contradicción principal

Hay muchos tipos de plantas medicinales. Debido a las limitaciones de mano de obra y recursos materiales, solo podemos seleccionar especies importantes para el trabajo de mejoramiento. captar los puntos clave y concentrar nuestros esfuerzos para resolver la contradicción principal. Para problemas pequeños, se puede adoptar el principio de atención adecuada. Mientras no sea una debilidad fatal, no hay necesidad de hacer exigencias excesivas. De hecho, es imposible abarcarlo todo. Para resolver diversos problemas, se pueden obtener diferentes variedades según diferentes objetivos.

(3) Combinar lo actual y lo largo plazo

Al formular objetivos de mejoramiento, debemos considerar tanto las necesidades actuales como los posibles cambios en el futuro, porque la selección de una variedad requiere varios años No se pueden considerar únicamente los niveles de producción actuales e ignorar las necesidades futuras, incluso durante un período de varias décadas.

Recopilación de verbos (abreviatura de verbo) e investigación de datos originales

Las materias primas son la base material para cultivar variedades excelentes. Ya sea que se trate de mejoramiento convencional o de nuevas tecnologías (haploide, alta eficiencia lumínica, utilización del vigor híbrido, hibridación de células somáticas o incluso ingeniería genética, etc.), es inseparable de los recursos variados, es decir, las materias primas pueden usarse ampliamente. que es una de las características de la cría moderna. Una selección razonable de las materias primas juega un papel decisivo en el éxito de la cría. La práctica ha demostrado que cuanto más ricos sean los recursos variados, más profunda será la investigación sobre ellos y más específicas y predecibles serán las aplicaciones. Para lograr avances en la reproducción, debemos confiar en el descubrimiento y la utilización de recursos de especies clave.

(1) Tipos de materias primas

Para facilitar la investigación y la utilización, las materias primas generalmente se dividen en cuatro categorías:

1.

Es una variedad y tipo formado por cultivo local de larga duración. Tiene una gran adaptabilidad a las condiciones naturales de la región y es el material básico para la cría.

2. Materiales originales de otros lugares

Importados de otras regiones o del exterior, con buen desempeño, pueden ser utilizados directamente en producción. En general, esta materia prima es menos adaptable a las áreas introducidas, pero puede tener propiedades valiosas necesarias para mejorar las deficiencias de las variedades locales.

3. Plantas silvestres relacionadas

Como caladium silvestre, Corydalis silvestre, ginseng silvestre (ginseng silvestre), etc.

4. Materias primas artificiales

se refiere a variedades sin forma o materiales intermedios seleccionados durante el proceso de mejoramiento. Estos materiales tienen muchas variaciones y buenas propiedades generales, pero tienen deficiencias en algunos aspectos y se consideran materias primas para el mejoramiento.

(2) Recopilación e identificación de datos originales

1. Recopilación de datos originales

Esta es una tarea ardua que debe depender de las masas y de una cooperación vigorosa. , recolectada intensivamente según las necesidades de los objetivos de cría.

Las materias primas recolectadas deben ser seleccionadas oportunamente, clasificadas según características como morfología, fenología, rendimiento, resistencia, etc., para evitar duplicaciones de nombres o una misma denominación, y registradas en la tarjeta de materia prima, que incluye: número, nombre de la planta (traducción unificada de materiales en idiomas extranjeros), nombre de la variedad, entorno ecológico, período de floración, período de fruto, período de madurez del fruto, ciclo de crecimiento y desarrollo, puntos clave de cultivo, selección y recolección de semillas locales. .

2. Identificación de materiales originales

La correcta identificación es una base importante para la toma de decisiones. De acuerdo con los requisitos de los objetivos de mejoramiento, las materias primas de diferentes épocas se identifican de manera objetiva, precisa y completa. Estos métodos son los siguientes:

(1) Identificación de campo

Observar y registrar en campo durante el período de crecimiento.

(2) Identificación en interior

Probar las semillas en interior o analizarlas con instrumentos.

(3) Identificación indirecta

Cuando hay menos material, para evitar destruir materiales raros o cuando no se dispone del instrumental necesario, se puede realizar una identificación indirecta, como por ejemplo basada El peso de materia seca por unidad de longitud se utiliza para identificar la resistencia al acame y el alto rendimiento se estima con base en el índice de cosecha de una sola planta. Sin embargo, la identificación indirecta no puede representar completamente la verdad y es sólo como referencia.

(4) Inducir la identificación

Inocular las plantas con patógenos para enfermarlas y así identificar su resistencia a las enfermedades.

(5) Identificación fuera del sitio

Envíe materiales de identificación a áreas propensas a enfermedades para su identificación espontánea o realice una inspección estricta de los materiales originales en áreas con condiciones naturales adversas.

6. Métodos básicos de selección

La selección es muy importante. Este es un método de cría antiguo, pero no ha perdido su importancia. Ya sea que se trate de cría convencional o de nueva tecnología, este método debe utilizarse y pasar por un vínculo de selección importante. Por lo tanto, la adopción de métodos de selección correctos juega un papel muy importante en la mejora de la eficiencia reproductiva.

(1) Método de selección de una sola planta

Seleccione plantas individuales de la población original, plántelas en hileras o parcelas, observe y compare con las hileras o parcelas, y seleccione cepas superiores para cultivar variedades.

(2) Método de selección mixta

Las excelentes plantas individuales seleccionadas se mezclan y se comparan con las variedades originales. Si realmente es mejor que la variedad original, se puede utilizar para la producción.

La selección de una sola planta puede identificar la descendencia de una sola planta y eliminar la descendencia mala de una sola planta, pero la selección mixta es inconveniente para eliminar la descendencia pobre de una sola planta. Por lo tanto, desde la perspectiva de la eficiencia de la selección, la selección de una sola planta es mayor que la selección mixta. Desde la perspectiva de la complejidad del trabajo, la selección de híbridos es más fácil que la selección de una sola planta. Desde la perspectiva del alcance de la aplicación, la selección de una sola planta se usa principalmente para cultivos autógamos y de polinización cruzada, y la selección mixta se usa principalmente para cultivos de polinización cruzada.

(3) Método de selección mixta mejorado

Después de la selección de una sola planta, algunas plantas o parcelas tienen básicamente los mismos rasgos, y estas plantas o parcelas se pueden mezclar y cosechar para obtener más semillas. o semillas, luego realice comparaciones de rendimiento y ensayos en múltiples sitios.

(4) Método de selección de grupo

En la selección mixta, si el grupo es demasiado complejo y es imposible determinar qué tipo es mejor, se pueden fusionar diferentes tipos en varios grupos. Luego, mediante la observación y comparación de grupos, se seleccionan grupos excelentes para la producción.

(5) Otros métodos de selección

Además de los cuatro métodos de selección anteriores, también existen el método de selección por reencarnación, el método de selección de una semilla, el método de selección de reproducción evolutiva, etc. , que puede adoptarse adecuadamente según las necesidades del trabajo.

La característica del método de selección recurrente es la autopolinización, realizándose una hibridación una vez durante cada periodo de selección. El objeto de selección es un grupo de individuos, no un individuo. La autopolinización durante la selección de plantas puede reducir la interferencia de genes desfavorables. El cruzamiento con posibles combinaciones entre cepas puede evitar los efectos adversos de la endogamia y aumentar la probabilidad de una recombinación genética favorable.

El método de selección de un grano se basa en el hecho de que los rasgos económicos de las plantas autopolinizadas son en su mayoría rasgos cuantitativos. Las variables entre hileras aumentan a medida que avanzan las generaciones, mientras que las variables dentro de las hileras disminuyen a medida que avanzan las generaciones. Para mantener la rica variabilidad de la descendencia híbrida, sólo los individuos particularmente pobres o susceptibles son eliminados antes de la generación F4, de modo que los genotipos ventajosos se retengan tanto como sea posible, mientras que aquellos individuos con alto rendimiento o buena calidad pero débiles en la competencia grupal no se perderán.

Las características del método de selección genética evolutiva son seleccionar plantas individuales, realizar posibles cruces simples entre plantas individuales, sembrar semillas cruzadas simples juntas y, después de muchos años de selección natural, a través de la selección artificial, una enorme Los deportes de grupo híbridos se convierten en nuevas variedades.