隨著人們對化妝品安全的追求，天然來源的化妝品新原料越來越受到人們的青睞，但由于生長條件嚴苛、難以馴化和資源稀缺等原因，許多具有良好功效的天然植物無法大量生產(chǎn)和走入人們的生活中，而植物組織培養(yǎng)技術(shù)則可以很大程度上解決這一難題。
1.何為植物組織培養(yǎng)技術(shù)
植物組織培養(yǎng)技術(shù)，是指在無菌的情況之下，將已經(jīng)離體的植物構(gòu)成部分，例如花莖、枝干、葉子等等，以及植物的組織，包括胚乳、表皮、木栓層等，還有植物細胞，包含細胞質(zhì)、細胞壁、細胞膜等，加上成熟或者還沒有成熟的胚胎、原生質(zhì)體等，經(jīng)過人工操作將其培養(yǎng)在培養(yǎng)基上，并實現(xiàn)其適合的培養(yǎng)環(huán)境，從而讓植物組織生成愈傷組織或者潛伏芽，又或者直接讓其生長為植株，整個工序的工藝技術(shù)就是植物組織培養(yǎng)技術(shù)[1]。
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2.歷史發(fā)展
1902年，德國著名植物學(xué)家Haberlandt提出細胞具有全能性，即植物體的每個細胞都具有個體發(fā)育的全部遺傳信息，在適宜的外界條件下，能夠發(fā)育成為新個體。這是最早研究植物組織培養(yǎng)的雛形，這也拉開植物組織培養(yǎng)研究的序幕，為現(xiàn)代植物組織培養(yǎng)奠定了理論基礎(chǔ)。1937年，White認為植物細胞的全能性通常處于被抑制的狀態(tài)，只有打破這樣的環(huán)境，才能激發(fā)細胞脫分化和再分化，重新表現(xiàn)出細胞全能性。植物組織培養(yǎng)需要細胞脫分化和再分化，這也是植物組織細胞培養(yǎng)成功的關(guān)鍵因素。此后，植物學(xué)家開始探索激發(fā)植物細胞全能性的條件，直到1948年，Skoog和Tsui兩位科學(xué)家利用煙草莖段首次成功培養(yǎng)再生植株。這對植物組織細胞培養(yǎng)的突破奠定了理論基礎(chǔ)和實踐探索，為現(xiàn)代植物組織培養(yǎng)大規(guī)模生產(chǎn)提供了可能。目前，利用組織培養(yǎng)技術(shù)已成功培養(yǎng)1000多種植物，并廣泛應(yīng)用于科學(xué)理論研究和工業(yè)化生產(chǎn)[2]。
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3.影響因素
(1)外植體的選擇
植物不同器官所含物質(zhì)的量與種類不盡相同，往往選擇生長快速且具有較高次生代謝物合成能力的外植體[3]。
(2)培養(yǎng)基
一般可以分為含鹽量高的 (MS) 、高硝酸鉀的 (B5) 、中等無機鹽的 (NT, H, 1/2MS, 6, 7-V) 和低鹽的 (White) 4種類型，主要影響因素包括碳源、氮源、磷源及生長調(diào)節(jié)物質(zhì)，選擇適宜配比的培養(yǎng)基能夠有效提高愈傷組織中藥效成分的產(chǎn)量[3][4]。
(3)培養(yǎng)條件
不同的光照強度、光質(zhì)、光照周期、溫度、pH值能夠極大地影響愈傷組織的生長及藥效成分的積累[3]。
4.在化妝品中的應(yīng)用
《已使用化妝品原料目錄（2021年版）》中含有包括人參（PANAX GINSENG）組織培養(yǎng)物在內(nèi)的六種植物組培物化妝品原料（詳見表1）。
表1《已使用化妝品原料名稱目錄（ 2021年版）》中利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)得到的原料
中國藥科大學(xué)丁家宜教授在上世紀(jì)80、90年代潛心研究人參組織培養(yǎng)技術(shù)以提高其在美白等方面的功效，通過對人參的組織培養(yǎng)，建立了人參細胞培養(yǎng)體系和人參毛狀根培養(yǎng)體系，對外源底物氫醌進行生物轉(zhuǎn)化，成功地將氫醌糖基化生物合成熊果苷[5]，其成果被利用在“丁家宜”品牌的護膚品中，為中國女性帶來新的護膚享受。
隨著植物組培技術(shù)的發(fā)展，2021年8月13日，雪蓮培養(yǎng)物（Tissue Culture of Saussurea Involucrata）進行了化妝品原料備案。由于雪蓮資源的稀缺，其一度被禁用于化妝品等領(lǐng)域，雪蓮培養(yǎng)物則利用植物組培技術(shù)打破資源的限制，實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，年產(chǎn)量可達5000公斤[3]。
5 展望
植物組培有明顯的優(yōu)勢，例如培養(yǎng)周期短，子代一致保持了親本原有的優(yōu)良品質(zhì)，防止優(yōu)良品系的退化，優(yōu)質(zhì)品種快速選育、快速應(yīng)用，可以獲得無病毒苗，節(jié)約經(jīng)濟成本、節(jié)約耕地，提高商品出品率等[6]。隨著天然植物來源化妝品原料的研究與開發(fā)，植物組培技術(shù)將在化妝品原料領(lǐng)域大展拳腳，提高原料的安全性與產(chǎn)量，使更多稀缺的、昂貴的、功效優(yōu)異的天然植物成分加入到呵護人們皮膚健康的行列當(dāng)中。
參考文獻
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