植物学通报 2004, 21 (1): 19￣25Chinese Bulletin of Botany蒲公英研究进展和用生物技术培育耐盐蒲公英展望①陈 华 李银心②（中国科学院植物研究所光合作用与环境分子生理学重点实验室 北京 １０００９３）摘要 蒲公英属（Ｔａｒａｘａｃｕｍ）植物种类多，分布广，是常见的农业杂草，还是重要的中药材。
目前，蒲公英作为蔬菜食用得到了人们的充分重视，并逐渐成为时尚。
近年来，人们深入研究了蒲公英的化学成分和药理作用，关于蒲公英的组织培养、核型与分子水平的研究也已开展，但蒲公英的生物技术培育工作鲜有报道。
在对蒲公英的开发利用和研究现状作概述的同时，结合我们的工作提出生物技术培育抗盐、耐海水蒲公英的努力方向，以期为进一步开发利用蒲公英打下基础。
关键词 蒲公英属，组织培养，耐盐突变体，核型，遗传转化Biotechnological Breeding for Salt Tolerance of DandelionＣＨＥＮ Ｈｕａ ＬＩ Ｙｉｎ－Ｘｉｎ②（Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｐｈｙｔｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｙ， Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｂｏｔａｎｙ，ｔｈｅ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ， Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００９３）Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｄａｎｄｅｌｉｏｎ ｉｓ ｈｉｓｔｏｒｉｃａｌｌｙ ｒｅｃｏｇｎｉｚｅｄ ａｓ ｗｅｅｄｙ ｐｌａｎｔ ａｎｄ ｉｓ ｆａｍｉｌｉａｒ ｔｏ ｕｓ ａｓ ｍｅｄｉｃｉｎａｌ ｈｅｒｂ．Ｉｔ ｃｏｍｅｓ ｉｎｔｏ ｆａｓｈｉｏｎ ａｓ ａ ｎｅｗ ｔｙｐｅ ｏｆ ｖｅｇｅｔａｂｌｅ ｉｎ ｒｅｃｅｎｔ ｙｅａｒｓ． Ｔｈｏｕｇｈ ｍａｎｙ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｗｏｒｋｓ ｏｎ ｔｈｅｃｈｅｍｉｃａｌ ｃｏｎｓｔｉｔｕｔｅｓ， ｍｅｄｉｃａｌ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ，ｃａｒｙｏｔｙｐｅ，ｃｅｌｌ ｃｕｌｔｕｒｅ ａｎｄ ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｂｉｏｌｏｇｙ ｏｆ ｄａｎｄｅ－ｌｉｏｎ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ，ｒａｒｅ ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｄｏｎｅ． Ｉｎ ｔｈｉｓ ｒｅｖｉｅｗ，ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｗｉｔｈ ｏｕｒ ｗｏｒｋｓ，ｗｅ ｒｅｖｉｅｗｅｄ ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｄａｎｄｅｌｉｏｎ ａｎｄ ｆｏｃｕｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｔｒｅｎｄｏｆ ｔｈｅ ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ ｂｒｅｅｄｉｎｇ ｆｏｒ ｓａｌｔ ｔｏｌｅｒａｎｃｅ，ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｄｅｖｅｌｏｐ ｄａｎｄｅｌｉｏｎ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｆｕｒｔｈｅｒ．Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ Ｔａｒａｘａｃｕｍ，Ｔｉｓｓｕｅ ｃｕｌｔｕｒｅ，Ｓａｌｔ－ｔｏｌｅｒａｎｔ ｍｕｔａｎｔ，Ｃａｒｙｏｔｙｐｅ，Ｇｅｎｅｔｉｃ ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ通常，我们将菊科（Ｃｏｍｐｏｓｉｔａｅ）蒲公英属的植物统称为蒲公英，全属约２ ０００余种，主要产于北半球温带至亚热带地区，少数产于热带南美洲。
我国有７０种、１变种，广泛分布于东北、华北、西北、华中及西南各省区。
蒲公英分布广泛，有较强的环境适应能力，而且种子易于随风飘散，以致农民将其视为恶性杂草（Ｓｃｈｎｉｃｋ ｅｔ ａｌ，２００２）。
蒲公英开花期长，是一种重要的粉源植物。
研究蒲公英生态学地位也是一个重要课题。
蒲公英性寒味苦，具有清热解毒等功效，是一种重要的中药材。
蒲公英的化学成分复杂（Ｗｉｌｌｉａｍｓ ｅｔ ａｌ，１９９６；Ｂｕｄｚｉａｎｏｗｓｋｉ，１９９７），其主要活性成分是蒲公英甾醇。
最新研究①国家“８６３”计划项目（２００３ＡＡ６２７０１０）。
②通讯作者。
Ａｕｔｈｏｒ ｆｏｒ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｅｎｃｅ．作者简介：陈华，男，１９７９年生，中国科学院植物研究所植物学专业硕士研究生。
李银心，中国科学院植物研究所研究员，“８６３”课题负责人。
收稿日期：２００３－０７－２２ 接受日期：２００３－０９－２２ 责任编辑：白羽红２０２１（１）表明，蒲公英甾醇具有抗肿瘤的作用（赵守训和杭秉倩，２００１），而且在蒲公英中含量较高，从而使蒲公英成为开发抗癌新药的又一个努力方向。
与一般野生植物相比，蒲公英中富含抗氧化物质（黄酮、异黄酮、Ｖｃ等）和抗氧化酶（过氧化物酶、过氧化氢酶等）（陆长海等，２００１；陈景耀等，２００１；Ｈｕ ｅｔ ａｌ，２００３），这类物质可有效清除体内自由基，延缓皮肤衰老。
因此蒲公英的提取物可用来加工化妆品。
蒲公英不仅可作药用，还是优质的保健蔬菜。
近年来，美国、法国和日本已陆续兴起“蒲公英热”，蒲公英已成为国内外亟待开发的特种蔬菜（郭文场和徐启国，２００１）。
蒲公英集食用和药用于一身，人们习惯称之为食疗蔬菜；由于蒲公英是多年生草本植物，人们又称之为续根蔬菜。
过去，关于蒲公英的研究工作主要集中在研究其主要化学成分和药理作用。
近几年，蒲公英作为一种特优蔬菜而被广泛关注。
为了更好的开发和利用蒲公英，还应当开展更加深入的研究。
本文结合我们的研究工作概述了蒲公英的食用价值和当前的研究进展，并展望了用生物技术培育抗盐、耐海水蒲公英。
１ 优质的保健蔬菜——蒲公英蒲公英是传统的营养保健蔬菜，可炒食，也可作为蘸酱生菜。
在欧洲，蒲公英用来做可口的三明治和色拉，深受人们的喜爱。
蒲公英作为蔬菜食用，具有丰富的营养价值，其叶片中蛋白质、脂肪、维生素、胡萝卜素等有机营养成分的含量明显高于其他常见蔬菜，而且还含有丰富的微量元素，其中包括钙、铁、硒等人体必需的矿质元素。
据测定，蒲公英中的钙的含量是番石榴的２．２倍、刺梨的３．２倍，铁的含量是刺梨的４倍，山楂的３．５倍，硒含量达到１４．７ µｇ／１００ｇ，是自然界罕见的富硒植物。
人体最容易缺乏的营养元素是钙和铁，而硒具有很强的生理活性，因此蒲公英是具有较高营养价值的绿色食品。
《随息居饮食谱》记载，蒲公英“清肺、利咳化痰、清热消毒”。
蒲公英将食用和药用集于一身，必将成为蔬菜市场的新宠。
“海洋农业”因其巨大的开发前景和生态意义，一直受到人们的关注。
本实验室自承担“国家海洋８６３计划”课题以来，先后通过大量的种质资源筛选以及细胞工程的方法，成功培育出了耐１／３海水的蔬菜（杜立群等，１９９９），如豆瓣菜、叶用甜菜、芹菜等，并已试点种植，在耐海水蔬菜的开发方面迈出坚实的步伐。
与一般蔬菜相比，耐海水蔬菜营养价值更丰富，口感更好，具有远大的开发前景。
蒲公英是一种亟待开发的特优蔬菜，选择蒲公英作为开发耐海水蔬菜的另一个种质资源，可以集蒲公英的营养保健价值和耐海水蔬菜的食用价值于一身，必将为蒲公英的开发利用带来更广阔的前景。
２ 蒲公英的研究进展２．１ 蒲公英的组织培养蒲公英的组织培养工作已有报道，但真正系统的研究并不多见。
Ｓｏｎｇ等（１９９１）以ＭＳ＋０．２ ｍｇ／Ｌ ＩＡＡ＋１ ｍｇ／Ｌ ＴＤＺ为培养基，以叶柄为外植体对蒲公英（Ｔａｒａｘａｃｕｍ ｍｏｎｇｏｌｉｃｕｍＨａｎｄ－Ｍａｚｚ）进行组织培养，建立了快速高效的再生系统。
我们将药用蒲公英（Ｔａｒａｘａｃｕｍ２１２００４陈 华 等：蒲公英研究进展和用生物技术培育耐盐蒲公英展望ｏｆｆｉｃｉｎａｌｅ Ｆ．Ｈ．Ｗｉｇｇ）叶片接种于上述培养基上，也取得了十分理想的结果。
Ｈｏｏｋ等（１９９１）分别用两种培养基对药用蒲公英进行了悬浮培养，并且比较在两种培养基中蒲公英的生长状况。
结果表明，在改良的Ｂ５培养基中（Ｂ５＋ＮＡＡ １．８６ ｍｇ．Ｌ－１＋酪蛋白水解物２ ｇ．Ｌ－１）接种８ ｄ后细胞便处于对数生长期；而在改良的ＭＳ培养基（ＭＳ＋２，４－Ｄ ０．２２ ｍｇ．Ｌ－１＋ＮＡＡ ０．１８６ ｍｇ．Ｌ－１）中，接种后１３ ｄ细胞才处于对数生长期，说明细胞在改良的Ｂ５培养基中能更好地生长。
光照对蒲公英愈伤组织的生理活动有较大的影响。
Ａｋａｓｈｉ等（１９９７）研究发现，一定的光照下，在富含细胞分裂素的培养基上，蒲公英愈伤组织呈现紫红色，表明有花色素的产生；而在黑暗条件下，愈伤组织呈现灰色。
并且，在紫红色愈伤组织提取物中，检测到了查儿酮合酶活性，后者的提取物中则不具备查儿酮合酶活性。
２．２ 关于蒲公英无融合生殖的研究无融合生殖现象在蒲公英属十分显著，也是一个研究热点。
对蒲公英的核型研究表明，蒲公英的染色体数有２ｎ＝１８，２４，３２的变化，染色体基数为ｘ＝８，而其无融合生殖体通常是（Ｒｉｃｈａｒｄｓ ｅｔ ａｌ，１９７３）。
对戟片蒲公英（Ｔａｒａｘａｃｕｍ ａｓｉａｔｉｃｕｍ Ｄａｈｌｓｔ）三倍体（２ｎ＝３ｘ＝２４）的核型进行研究表明，戟片蒲公英的体细胞染色体数目为２ｎ＝４ｘ＝３２（王艳等，１９９８）。
近年来，关于药用蒲公英无融合生殖的研究取得了新的进展。
１９９９年７月召开的国际植物学大会上，Ｐｅｔｅｒ ｖａｎ Ｂａａｒｌｅｎ等指出，正常的二倍体植株（２ｎ＝２ｘ）能与无融合生殖体（２ｎ＝３ｘ）进行杂交，但产生的后代座果率或种子萌发率低下。
２００２年举行的植物、动物和微生物基因组学会议上，Ｐｅｔｅｒ Ｊ．Ｖａｎ Ｄｉｊｋ指出，药用蒲公英的无融合生殖有３个元素构成：１）大孢子母细胞减数分裂受阻，通过有丝分裂形成胚囊（二倍体孢子生殖）；２）孤雌生殖（ｐａｒｔｈｅｎｏｇｅｎｅｓｉｓ）；３）自主胚乳发育，这３种因素分别由不同的基因控制，而只有二倍体孢子生殖是显性单基因性状，该基因定位于核仁组织区（ＮＯＲ）的染色体上。
最近，生物学家深入分析了药用蒲公英胚胎发育过程中激素尤其是细胞分裂素水平的变化（Ｇｕｓｓａｋｏｖｓｋａｙａａｎｄ Ｂｌｉｎｔｓｏｖ，２００３），为探讨药用蒲公英的无融合生殖机理提供了新的依据。
２．３ 分子水平的研究目前，已经从蒲公英中分离纯化了根部过敏原蛋白（ｒｏｏｔ ａｌｌｅｒｇｅｎ ｐｒｏｔｅｉｎ）、ＮＡＤＨ脱氢酶、查儿酮合酶、氧化鲨烯环化酶（ｏｘｉｄｏｓｑｕａｌｅｎｅ ｃｙｃｌａｓｅ）、羽扇豆醇合成酶，以及蔗糖－果糖合成酶。
最近，在药用蒲公英根部乳汁中分离了一种新的蛋白酶，命名为ｔａｒａｘａｌｉｓｉｎ（Ｒｕｄｅｎｓｋａｙａ ｅｔ ａｌ，１９９８）。
这种蛋白酶的分子量为６７ ｋＤａ，在ｐＨ ８．０时活性最高，是枯草芽孢杆菌蛋白酶家族的一个成员（Ｂｏｇａｃｈｅｖａ ｅｔ ａｌ，１９９８）。
果聚糖是以果糖为单体形成的寡糖或多糖，其聚合度具有种特异性甚至组织特异性，它不仅是一种贮藏物质，还是一种重要的渗透调节物质。
果糖的合成过程需要两个重要的酶参与：蔗糖－果糖基转移酶（１－ＳＳＴ）和果糖－果糖基转移酶（１－ＦＦＴ），其中１－ＳＳＴ是关键酶。