以日本九州来说，市面上的中药约有300种，而在中国药典中收载的中药则有5000多种。再扩大之，据说现在世界各国的中药数，总数有1万多种。这些中药大多数是从植物中来的，有的是直接采集野生植物，大多数则是使用栽培的野生种。而说到育种，则仅毛地黄、罂粟等极少数，实则几乎等于没有。
药用植物的用途极广，不仅中医处方时必用，而且可以从鸦片中提取吗啡，从莨菪根中提取阿托品，从墨西哥产的山薯中提取有毒生物碱，并把这些生物碱作为原料来合成性激素、副肾皮质激素等多种医药。由于近年来对中医作用的重视，中药的需要量急骤增加，因此生产质量优良的中药成为当务之急。
过去，在医药学方面有关组织培养的研究和应用，主要是以生产药物为目的，目前越来越多地要求加强利用组织培养进行育种或大量育苗的研究。在药用植物的繁殖中，通过愈伤组织育成变异株，对于缩短育种时间，培育无毒苗，维持遗传性状和大量育苗等意义都很大。这与组织培养在农业上的作用相近。但由于以药用植物为对象，是供医疗上使用的，因此对育成的新植株需以化学的或药理学方法进行鉴定。另外，由组织培养得到的无毒苗，可因未受病毒感染产生异常代谢而促进有效成分的生产。因此无毒苗的药物产量明显提高。这又是药用植物组织培养与别种植物不同的独到之处，通过检验药物的有效成分可以初步鉴定培养是否成功、因此，进行药用植物育种的研究，不仅要有组织培养的知识，而且要有有机化学方面的知识。
过去有些作者曾育成药用植物再生植株并作过报道。但很少有人对其进行化学的或药理学方面的探讨，而我们的研究工作则不仅进行了药用植物的无性快速繁殖并且进行了质量鉴定，如地黄、半夏等，现分述于后。
地黄
地黄是玄参科多年生草本植物，其根作为中药“地黄”。有滋阴养血、清热止血、利尿强身的功用，诸如十全大补汤、四物汤、七物降下汤、温清饮等中医处方的15%左右都要用地黄配制，是一味很重要的中药。
地黄从开花到结果一般都是用营养繁殖法来栽培的。先将根头除掉，以后再将直径约5毫米，长为5厘米的地黄根栽种在土中。这样的栽培方法发病率高，病株多，因此必须进行病毒鉴定。对地黄植株进行调查结果发现有棒状和钮状两种病毒。这些病毒通过电子显微镜观察确定是属烟草花叶病毒和痘病毒。而通过顶芽培养得到的去病毒苗来进行快速繁殖则可避免发病而得到高产优质的地黄。有关地黄顶芽培养的无性快速繁殖可见图1。其程序是从顶芽开始，以后形成芽，再由此繁育出更多的芽，生根后移植于土中。
1.苗的形成。
将顶芽切段在含各种浓度的吲哚乙酸（IAA）和细胞分裂素（BAP）的MS培养基上进行培养。从苗的形成和生长状况看，最适培养基含IAA 1.0毫克/升和BAP 0.5 ~ 1.0毫克/升。
2.大量苗的形成。
—般在有IAA和BAP的条件下。一个顶芽可得到一株苗。而大量苗的形成则需要长期培养，同时需要使用各种激素的组合。从结果看，含BAP和赤霉素（GA）的MS培养基是令人满意的。图2是培养五周后的结果。它说明BAP-GA的用量以1.0 ~ 0.5毫克/升为最好，这个浓度中，多数苗的形成率为100%，从一个苗可形成平均22.5个1厘米以上的苗及不少的小苗。且其生长状况也比别的浓度为好。
将长到1—2厘米的苗切除，再将剩下的小苗的基础部分分成10块，在同样的培养基上培养，使其形成大量苗。这样即使继代培养20次以上，其形成能力也不降低。反复使用这样的方法则可以育成大量供发根用的苗。
3.发根。
上面得到的苗再进行培养时，以使用不含激素的MS培养基为最好，在这样的培养基上培养一个月，所有的苗都可生根，得到小植株，推算起来，使用上述方法，一个顶芽，一年可以培养1010株苗。
4.移植土中。
将幼苗根用水洗净后，移植到已灭过菌的疏松的人工培养土中。移植后在培养室内用塑料薄膜覆盖10天，以后去掉薄膜再放置20天，使其完全驯化后，移入土壤之中，或者为了保护幼苗，在成活后控制灌水，使土壤干燥。一直维持到第二年春天。放置在培养室内使其发芽后再移植，无论那种方法、其在土壤中成活率都几乎可达100%。
5.病毒鉴定。
使用电子显微镜检测新株的病毒，结果表明，亲本病毒不易查出，一般都被看作无毒苗。
6.栽培试验。
栽培试验结果如表1所示。表中所记普通株，就是取其顶芽培养新株的亲本。在培养新株中（1）是将1982年培养新株的根切下，用通常方法在露天栽培的；（2）是1983年培养新株培养出来后移植的；（3）是将1982年的培养新株在室内人工培养土中保存后再行移植的。比较的结果表明，培养新株成活率比普通株明显提高，这主要是因为新株为无病毒苗，抗病性显著增强造成的。
另外，从每株根的重量来看，普通株仅为100多克，而培养的新株则为150 ~ 210克，这是由于无病毒影响而造成新陈代谢旺盛的结果，所以产量甚高，通常收获量可相当于普通株的3 ~ 4倍。
7.成分研究。
曾有人报道地黄的成分包括糖类、氨基酸类和地黄碱，其中有地黄特征的成分是地黄碱，可把它作为衡量地黄质量优劣的指标。其含量测定可使用快速液相色谱法。地黄碱类的主要成分是梓醇，另外还有地黄素糖苷A、B、C、D、益母草碱、蜂蜜苷、珊瑚木苷等。对于这些地黄碱类，除地黄素和蜂蜜苷外，均可利用快速液相色谱法进行测定。图3所示为无病毒株，病毒感染株和菌类病株的快速液相色谱法测定结果。通过光谱分离曲线的比较，其中无病株和感染株的梓醇几乎相同，看不出什么质的变化，而菌类病株则不同，说明有二次代谢的变化。
各地黄碱的含量如表2所示，所有培养新株都比普通株为高，且株间差异少，由于地黄碱的量高质优，充分表明组织培养得到的植株作为中药物具有很大的优越性。
8.病株的防御。
将菌类病株、无病毒株及病毒感染株的鲜根分别浸入甲醇溶液中，用薄层层析法进行成分比较，发现菌类病株根有酚的成分，其他二者则没有。再对这些痕点的成分进行检测，查明它含有半乳糖一类物质，这些化合物对青绿色杂菌、大肠杆菌等革兰氏阴性菌具有一定的抗菌性而对杆菌、葡萄球菌等革兰氏阳性菌和酵母菌、镰刀菌等真菌类则无抵抗力。从上述物质的分析中就可判断地黄原株有无带菌生病的现象。
半夏
半夏是天南星科的宿根草本植物，其干燥的块茎就是中药“半夏”。著名的中医成方半夏泻心汤、半夏厚朴汤、柴胡桂枝汤、钩藤散、柴朴汤、参苏饮、小青龙汤、麦门冬汤等都少不了半夏。
半夏资源缺少，价格很高，用组织培养大量育苗已势在必行。半夏的大量育苗是将块茎或叶片切片直接培养育成的，前者更为优越。如图4所示，块茎切片在含2.4-D0.25毫克/升的Ms培养基中，经四周振荡培养即可繁殖块状组织约200倍。把这些块再切细又可大量增殖，并不因继代培养而降低其繁殖能力。各代繁殖均可达190 ~ 250倍。
接着，将块状组织片放在有2.4-D-K（0.5 ~ 1.0毫克/升）的Ms固体培养基上，经三个月的培养也可得到约15株幼株。其分化能力，对各继代块也都大致相同，从不降低。由于块状组织的繁殖一个月可达200倍，依此推算，一个块茎就可获得5×1023的幼株。育成的幼株，再移到地上直接栽培，成活率也几乎可达100%，看来此法是生产半夏的有效方法。
此外，用上法育成的培养新株进行染色体数的调查，发现半夏的染色体数是以2n=104为中心在2n=90 ~ 120的范围内有多种变异。但因亲本的染色体数和培养新株的染色体数都是以2n=104为中心，所以不认为染色体数有变异，因此由块状组织繁殖育成的幼株可以视为极少变异株。半夏的质量鉴定因其有效成分不明确，仅以辣味作为特征，所以一般进行味觉试验，结果表明亲本株和培养新株间也无明显差异，加之染色体未发现变异，因之利用组织培养法培养的新株是可实用为中药的。
总之，关于中药的组织培养繁殖方法的研究极有实际意义，目前除地黄、半夏外，对莨菪（天仙子）等也进行了尝试。看来，用组织培养法进行大量育苗和质量均一化的工作是可行的，不过从医药实用看，对培养新株进行化学的和生物学的质量鉴定是必不可少的重要工作。
[《组织培养》，11（9）1985年]