畜牧工程与遗传改良相结合的植物药材生产创新.pdf

综述与专论136 2023.120 引言随着全球人口的不断增长和健康意识的提高，对植物药材的需求也在不断上升。在该背景下，畜牧工程和遗传改良2个领域的整合正在崭露头角，为植物药材生产带来全新的机遇和可能性。畜牧工程涉及畜禽养殖和废弃物管理，而遗传改良则专注于植物基因的选择和改进1。将这2个领域融合在一起，可实现协同作用，改善植物药材的生产过程，提高其质量和产量，减少对环境的不利影响，进一步推动植物药材领域的创新和可持续发展。本文将深入探讨畜牧工程与遗传改良的整合在植物药材生产中的重要性，以及这种整合如何促进质量和安全性的提高、环境保护的实现以及未来发展方向的探索。将详细讨论畜牧工程和遗传改良各自的角色，以及它们如何相互补充，为植物药材产业的持续增长和进步提供关键的支持。收稿日期：2023-10-16基金项目：河南省2021年度高等学校重点科研项目温度诱导脂质运载蛋白TIL1参与菊花插穗不定根原基发育的分子机制研究（22A210024）作者简介：刘宇邈（1983-），男，汉族，河南夏邑人，硕士，讲师，研究方向：微生物学、生物工程。*通信作者简介：刘瑞霞（1981-），女，汉族，河南浚县人，博士，讲师，研究方向：药用植物资源开发利用。刘宇邈，刘瑞霞，罗青畜牧工程与遗传改良相结合的植物药材生产创新J现代畜牧科技，2023，103（12）：136-138doi：10.19369/ki.2095-9737.2023.12.036LIU Yumiao，LIU Ruixia，LUO QingInnovative Production of Plant Medicinal Materials by Combining Animal Husbandry Engineering with Genetic ImprovementJModern Animal Husbandry Science&Technology，2023，103（12）：136-138畜牧工程与遗传改良相结合的植物药材生产创新刘宇邈，刘瑞霞*，罗青（郑州师范学院，河南 郑州 450044）摘要：该文探讨了畜牧工程与遗传改良在植物药材生产中的整合，以应对植物药材生产面临的多重挑战，提出将畜牧工程与遗传改良相结合的新方法，以提高植物药材的可持续性和质量。这种整合方法可以增加有机肥料的可用性，改善土壤质量，减少对化学农药的依赖，提高植物的抗逆性，从而满足不断增长的全球需求。该方法不仅有助于保护环境，还为植物药材产业的创新和发展提供新的途径。提出一种可持续的植物药材生产方法，为植物药材产业的可持续发展和环境保护提供新的思路。关键词：植物药材；畜牧工程；质量控制；生态环境中图分类号：S813文献标识码：Bdoi：10.19369/ki.2095-9737.2023.12.036Innovative Production of Plant Medicinal Materials by Combining Animal Husbandry Engineering with Genetic ImprovementLIU Yumiao，LIU Ruixia*，LUO Qing（Zhengzhou Normal University，Zhengzhou Henan 450044，China）Abstract：This article explores the integration of livestock engineering and genetic improvement in the production of medicinal plants to address the multiple challenges faced in medicinal plant productionIt proposes a novel approach that combines livestock engineering and genetic improvement to enhance the sustainability and quality of medicinal plant productionThis integrated approach can increase the availability of organic fertilizers，improve soil quality，reduce reliance on chemical pesticides，and enhance the plants resistance to stress，thereby meeting the growing global demandThis method not only contributes to environmental preservation but also offers new pathways for innovation and development in the medicinal plant industryIt presents a sustainable approach to medicinal plant production，offering new perspectives for the industrys sustainable growth and environmental protectionKeywords：medicinal plants，livestock engineering，quality control，ecological environment综述与专论1372023.121 畜牧工程角色及应用优势畜牧工程在植物药材生产中发挥至关重要的多重作用，包括土壤改良、环境管理、资源综合利用和可持续性生产。畜牧工程通过提供有机肥料，如畜禽粪便和废弃物，显著改善植物药材生长的土壤质量，促进养分吸收和生长发育。此外，它还有助于农田生态环境的有效管理，通过草地养护和害虫控制，减少植物药材生产中的生态风险。畜牧工程还提供废弃物的管理和再利用机会，将畜禽废弃物转化为有机肥料，降低环境污染风险。这种资源综合利用减轻废物处理负担，同时为植物药材提供更多养分。整合畜牧工程可实现植物药材的可持续生产，确保养殖活动对生态系统没有不良影响，同时提高植物药材的品质和安全性。有机栽培方式的应用不仅增强植物的健康，还提高其药用价值和市场竞争力，有助于维护生态平衡。通过减少化学农药的使用、改善土壤质量和水资源保护，畜牧工程有助于减轻对生态系统的不利影响，维持生态平衡。这些角色共同为植物药材生产带来卓越的贡献，提高产量、品质、可持续性和环境保护水平，满足不断增长的植物药材需求。畜牧工程的应用旨在模拟植物野外生长的生态环境，通过合理的土壤改良和有机肥料的应用，改善植物药材的栽培环境。有机肥料富含丰富的养分，能提高土壤的肥力，同时促进土壤中微生物的活动，使土壤生态环境更加多元化和丰富。这种改进的土壤生态环境为植物提供更好的生长条件，进而提高了产量和质量2。2 畜牧工程与遗传改良的整合在选择育种中，畜牧工程的角色是提供合适的生长环境，确保所选植物个体能充分发挥其潜力。将不同植物品种或种群进行杂交，以获得具有多种有益特性的后代。这可增加植物药材的遗传多样性和适应性，使其更能适应不同环境条件。最新的基因编辑技术如CRISPR-Cas9可用于直接修改植物的基因，精确地调整目标性状，如提高药用成分含量、增加抗病虫害基因等。这项技术有望加速新品种的培育过程。畜牧工程可以提供有机肥料和废弃物管理，改善土壤质量和提供养分，为遗传改良的植物提供更好的生长环境。将畜禽废弃物转化为有机肥料，提供植物所需的养分，减轻废物处理负担，降低生产成本。遗传改良可以选择具有抗逆性的品种，畜牧工程提供更稳定的生长环境，共同提高植物对气候变化、病虫害等逆境的适应性3。畜牧工程与遗传改良的整合是一种强大的方法，可在植物药材生产中发挥协同作用，提高产量、品质和可持续性。这种整合结合2个重要领域的优势，为植物药材生产带来许多好处。畜牧工程可以改善植物药材生长的环境条件。通过合理处理畜禽粪便和废弃物，将它们转化为有机肥料，可以提高土壤的肥力和保水性。有机肥料富含养分，有助于为植物提供必需的养分，同时改善土壤质量，提高其通气性和排水性。这种改进的土壤环境为植物提供更好的生长条件，有助于提高产量和品质。畜牧工程提供废弃物的有效管理和再利用机会。畜禽废弃物通常包含大量的有机物质，如粪便和秸秆，可通过堆肥或生物气化等方式转化为有机肥料或生物燃料。这不仅减轻废物处理的负担，还为植物药材提供宝贵的养分来源。这种资源综合利用有助于降低生产成本，提高经济效益，同时减少废物对环境的不利影响。畜牧工程与遗传改良的整合可以增强植物的抗逆性。畜牧工程提供更稳定的生长环境，减少植物面临的环境压力。遗传改良则可以选择具有更强抗逆性的植物品种，使植物更能应对气候变化、干旱、病虫害等逆境。这种整合方法还可用于生态系统的管理，通过生态恢复和植被覆盖措施，减少害虫和疾病的传播风险。通过控制草地和农田的生态平衡，可以降低植物药材面临的病虫害威胁，减少对化学农药的依赖，提高植物药材的安全性。畜牧工程与遗传改良的整合为植物药材生产带来多重益处。它优化了生长环境、提高资源利用效率、增强植物抗逆性、降低病虫害风险、促进可持续性生产，并推动新品种的培育。这种整合方法有助于满足不断增长的植物药材需求，同时确保质量、安全性和可持续性。在遗传改良方面，采用多种技术手段，如杂交育种、倍性育种、诱变育种、组织培养、特异性诱变、转基因育种等。这些技术可以选择植物的遗传性状，改良品种，增强药效，提高抗逆性和稳定性，减少病虫害，并增加产量。在道地产区，结合畜牧工程改善的土壤生态环境，可以增大选育出优良植株的概率，使新植株后期生长更加稳定4。3 植物药材质量和安全性植物药材的质量和安全性是植物药材生产中至关重要的方面。畜牧工程与遗传改良的整合可以对植物药材的质量和安全性产生积极影响，植物药材的质量与其成分的纯度和活性密切相关。遗传改良可通过选择具有高含量活性成分的品种来提高药材的质量。畜牧工程提供有机肥料，改善土壤质量，有助于植物吸收所需的养分，提高活性成分的含量。畜牧工程的整合可以减少对农药的依赖，通过生态系统管理控制害虫和疾病的风险，降低植物药材中农药和化学物质残留的风险，这有助于确保植物药材的安全性。畜牧工程可以改善土壤质量，减少土壤中的重金属污染。废弃物的处理和有机肥料的使用有助于减少微生物污染的风险。这对于植物药材的安全性至关重要，特别是在生产有机植物药材时。畜牧工程可以提供合理的管理方法，确保植物药材在采摘和加工过程中的卫生和安全性。合适的采摘时间和加工方式对于保持植物药材的质量和纯度非常重要。遗传综述与专论138 2023.12改良可以培育出更具药用价值的植物品种，这些品种通常具有更好的药材质量。选择适应性强、产量高、品质优越的品种可以提高植物药材的质量。畜牧工程可以通过土壤改良、水资源管理和病虫害控制等措施优化植物药材的生长环境。这有助于减少外部环境对植物药材的负面影响，提高其品质和安全性5。4 可持续性与环境保护在植物药材生产中，可持续性和环境保护是至关重要的因素。畜牧工程与遗传改良的整合可促进可持续的植物药材生产，有助于减少对环境的不利影响。畜牧工程可以有效地将废弃物转化为有机肥料，减少环境中有机废物的积聚。这种资源综合利用有助于降低废物处理的负担，同时提供有机肥料，改善土壤质量。通过生态系统管理和选择抗病虫害的遗传改良品种，可以减少对化学农药的依赖。这有助于降低化学农药对环境的污染，保护土壤和水资源。畜牧工程可包括生态系统管理措施，如草地和农田的生态平衡维护，以减少害虫和疾病的风险。这有助于降低农业对生态系统的不利影响。畜牧工程的合理实施可以降低水资源的浪费。通过有效的灌溉管理和水资源保护，可以减轻对水资源的竞争压力，维护水资源的可持续性。畜牧工程提供有机肥料，改善土壤质量，有助于减少土壤侵蚀和退化。这有助于保护土壤资源，维护土壤的可持续性。畜牧工程的整合可以维护农田和周边生态系统的多样性。通过减少对生态系统的负面影响，可以保护野生植物和动物的栖息地。遗传改良可培育出适应不同气候条件的植物品种，提高了植物药材的生产稳定性6。5 案例研究：畜牧工程在植物药材生产中的应用2017年，位于焦作温县赵堡镇的农户马师傅采用畜牧工程的方法，在自家的土地上种植一季间隔10年的铁棍山药。选择使用畜牧肥料，而不是传统的化肥，来滋养土壤。结果该季的产量出人意料地达到5 500 kg，比之前采用化肥的方式略有增加。这批怀山药的高产量和优质品质引起同仁堂等中药制造企业的兴趣，它们纷纷回收这些怀山药用来制作中药。后续批次的怀山药效果甚至更加出色。首先，它证明采用畜牧工程所提供的有机肥料可显著提高土壤的肥沃度，使植物药材的生长产量更高，品质更好。畜牧工程可能会增加劳动力成本，因为需要更多的工作来管理动物和粪便。可考虑采用畜牧种植的间歇交替方法，以降低施肥和管理的劳动力成本。畜牧工程还为粪便处理提供可行的解决方案。它将畜禽粪便有效地转化成有机肥料，不仅提供土壤所需的养分，还减少对化学肥料的依赖，从而降低对环境的不利影响。这个案例展示畜牧工程如何在实际中提高植物药材的生产效率和质量，同时解决一些传统农业方法所面临的问题。它为畜牧工程与遗传改良的整合提供实际的应用范例，为植物药材产业的未来发展提供新的思路和方向。6 持续研究与未来发展方向植物药材生产领域不断发展，畜牧工程与遗传改良整合带来新机遇与挑战。研究与创新是确保生产可持续性和质量的关键。最新基因编辑技术可精确修改植物基因，提高药用价值，加速品种培育，提高药材质量产量。气候变化需培育适应气候多变的品种，如抗旱、抗热、抗病虫害。可持续农业实践如有机农业、精准农业、水资源管理可减少环境负担。严格制定质量和安全标准确保患者健康与市场信誉，需要更新监管与检测方法。结合科学研究与传统知识，利用当地草药传统指导生产。提高从业者教育培训，了解新技术以提高生产效率。国际合作促进知识分享、技术交流、市场扩展，共同解决问题。可持续采购与市场推动生产者更关注可持续性。未来发展方向包括基因编辑、气候适应、可持续农业、提高质量与安全标准、融合科学与传统知识、教育与培训、国际合作、市场推广与可持续采购。研究与创新实现可持续性、质量与安全性。7 小结畜牧工程与遗传改良的整合为植物药材生产带来显著的创新。不仅改善植物药材的栽培环境，提高产量和质量，还有助于保护生态环境。通过合理的畜牧工程和遗传改良技术的整合，可满足不断增长的植物药材市场需求，保护自然资源，提高生产效率，并推动植物药材产业的可持续发展。该领域仍需要持续的研究和创新，以确保植物药材的可持续性。参考文献12017年中国药学大会暨第十七届中国药师周、庆祝中国药学会成立110周年活动在陕西省西安市隆重召开J中国药学杂志，2017，52（22）：2 0062戚江涛，张纪元，蒙贺伟，等基于过程性考核的畜牧工程及装备课程改革与探索J创新创业理论研究与实践，2023，6（4）：49-523杨铁林，郭燕，朱东丽，等生物工程专业遗传学实验教学改革与创新J高校生物学教学研究（电子版），2019，9（5）：36-404林群峰我国畜牧工程科学技术体系存在的问题与创新J当代畜牧，2012（11）：64-655杨富祥夏河县中藏药用植物资源调查与分析D兰州：甘肃农业大学，20186创新工程设计未来，以畜牧工程赋能畜牧业高质量发展J畜牧产业，2020（4）：4-5编辑：韩若