内生真菌培养液对东北红豆杉细胞生长及紫杉醇合成的影响

产紫杉醇的内生真菌(Fusarium mairei)先培养在B5液体培养基中, 然后制备成内生真菌培养液。在东北红豆杉(Taxus cuspidata)细胞悬浮培养的不同阶段(5、10和15天), 用不同剂量的内生真菌培养液(2、4和6 mL)分别进行处理。结果表明,在用4 mL内生真菌培养液处理的植物细胞中可获得最高的紫杉醇产量(5.88 mg.L-1)与释放率(67%), 分别是对照的1.9 倍与5.6 倍。添加时间方面, 在植物细胞培养周期的第5天添加4 mL内生真菌培养液, 可获得最佳效果, 紫杉醇产量与释放率分别为6.1 mg.L-1与75%, 分别是对照的2倍与6.8倍。与其它诱导子相比, 4 mL内生真菌培养液不仅可提高紫杉醇的释放率, 而且不会引起东北红豆杉细胞膜的明显伤害, 说明内生真菌发酵液激活了紫杉醇主动运输过程中的相关酶类。     

美丽镰刀菌培养液对东北红豆杉悬浮细胞防御反应及紫杉醇合成的影响

美丽镰刀(Fusarium mairei)是一分离自南方红豆杉(Taxus chinensis var.mairei)的产紫杉醇内生真菌,用B5培养基培养6 d,去菌尘幺后制得美丽镰刀菌培养液,并从中提取其胞外多糖.研究了4%(V/V)美丽镰刀菌培养液及4%(W/V)胞外多糖两种处理,对东北红豆杉(T.cuspidata)悬浮细胞防御反应及紫杉醇合成的影响.结果表明:两种处理均能诱导东北红豆杉细胞的防御反应.但美丽镰刀菌培养液的影响明显大于胞外多特(P<0.05).另外,两种处理均可促进东北红豆杉细胞紫杉醇的合成与释放.美丽镰刀菌培养液处理得到的紫杉醇与其释放率分别是对照的2.5倍8.8倍,而胞外多糖处理得到的紫杉醇与其释放率则分别是对照的1.5倍与3倍.     

红豆杉细胞培养产物提取策略及其对紫杉醇的影响

研究了硫酸铈铵及原位提取对红豆杉细胞悬浮培养过程中细胞生长、紫杉醇合成及释放的影响。红豆杉细胞悬浮培养过程中培养第12d添加2mg/L硫酸铈铵能获得最大紫杉醇产量8．3mg/L,其中2．4mg/L释放到细胞外,分别为对照组的4倍及12倍。同时添加2mg/L硫酸铈铵、5％油酸(v/v)时胞外紫杉醇产量达到9mg/L,为对照组的45倍。将硫酸铈铵及原位提取与补料培养相结合,最高紫杉醇产量可达24．5mg/L,其中60％释放到胞外。     

红豆杉内生真菌产紫杉醇相关基因BAPT的鉴定及初步研究

从几种红豆杉中先后分离了30余种内生真菌,深入研究了三种能够产紫杉醇的内生真菌。形态学观察及18srDNA鉴定它们分属于Fusarium(属)和Pestalotiopsis(属),三个菌株均可以在离体培养的条件下产生紫杉醇,经两周培养产量可分别达到8.5,31.5,31.1μg/L。(其中Pestalotiopsis1分离于南方红豆杉,Fusarium1分离于东北红豆杉,Pestalotiopsis2分离于中国红豆杉)。对这些内生真菌产紫杉醇的初步机理作了研究。BAPT(C-13phenylpropanoidsidechain-CoAacyltransferase)是红豆杉中紫杉醇合成途径里支链合成的关键酶之一,我们根据其保守区序列设计了引物,首次在能产生紫杉醇的上述三种红豆杉内生真菌中克隆得到了BAPT基因片段,而分离的其它真菌并没有得到扩增。序列分析表明,来自内生真菌的BAPT基因片段序列与红豆杉BAPT基因片段序列具有非常高的相似性(98.9%)。推测红豆杉内生真菌之所以能够合成紫杉醇,相关基因可能直接源于其宿主植物,即其遗传学起源是基因转移而不是共进化。这同时也建立了一种快速经济的鉴定产紫杉醇真菌的辅助方法。内生真菌的遗传稳定性及改良在进一步研究中。     

耦合培养对紫杉醇产量的影响

以美丽镰刀菌和东北红豆杉细胞为实验材料,通过耦合式生物反应器进行耦合培养,以紫杉醇作为研究指标,-研究内共生真菌与宿主植物细胞的的关系。经耦合培养,两种细胞的紫杉醇产量均有不同程度的提高,美丽镰刀菌达29倍,相应的东北红豆杉悬浮细胞增加了3．5倍。     

不同施肥处理对曼地亚红豆杉‘Hicksii’生长和紫杉醇含量的影响

采用L9（3^4）正交实验设计,研究了温室盆栽和田间栽培条件下,不同氮、磷、钾施用水平对曼地亚红豆杉‘Hicksii’（Taxus media‘Hicksii’）生长及紫杉醇含量的影响。结果表明,不同的氮、磷、钾施用水平对曼地亚红豆杉‘Hicksii’盆栽苗和田间栽培苗的生长量、枝叶产量和紫杉醇含量有显著影响,影响效应从大至小依次为氮、磷、钾。根据生长综合指标确定最有利于曼地亚红豆杉幼苗生长的氮、磷、钾施用量分别为400、66和200mg·L^-1;最有利于紫杉醇积累的氮、磷、钾施用量分别为200、66和133mg·L^-1。此外,曼地亚红豆杉‘Hicksii’田间栽培苗的生长量、枝叶产量和紫杉醇含量显著高于盆栽苗。     

红豆杉中产紫杉醇内生真菌分离部位的比较研究

目的 探讨红豆杉不同部位在内生真菌分离效率以及产紫杉醇菌株筛选率方面的规律性,为红豆杉产紫杉醇内生菌菌株的分离与筛选提供一定的理论依据.方法 从根、茎、叶3个器官取大小和表面积相同的太行山野生红豆杉(Taxous chinensis)材料,用组织块法分离红豆杉内生真菌,计算各部位内生真菌的分离效率;用高效液相法时分离到的内生真菌发酵液提取物进行紫杉醇含量分析,计算各部位产紫杉醇内生真菌的筛选率.结果 共分离到109株红豆杉内生真菌,根部、茎部和叶部分离效率指数分别为0.90、0.63和0.28;其中有28株产紫杉醇,紫杉醇菌株筛选率分别为31.48%、21.05%和17.65%.结论 在内生真菌的分离效率及其产紫杉醇内生真菌的筛选率上,均为根部>茎部>叶部,即根部在内生真菌分离效率和筛选产紫杉醇内生真菌效率上均具有明显的优势.     

红豆杉细胞稳定生产紫杉醇中的同步化协同诱导作用

同步化协同诱导可以稳定提高曼地亚红豆杉细胞培养物中紫杉醇含量。细胞培养周期第8d的低温同步化处理可促使细胞达到最高同步化率（20.4%）,而茉莉酸甲酯（MJ）的协同诱导可提高紫杉醇产量,使紫杉醇产量最高值达到54.7mg·L^-1。在细胞生长周期第8d,未经低温同步化的红豆杉细胞中的关键酶基因DXR、HMGR、GGPPS和DBAT的表达量在MJ诱导24h后均迅速下降,但在低温同步化的细胞中紫杉醇表达量下降缓慢,60h后仍维持较高的水平。低温同步化和MJ协同诱导的红豆杉细胞中,紫杉醇合成关键酶基因高效稳定的表达可能是引起紫杉醇产量稳定提高的原因之一。     

产紫杉醇内生真菌Z58的分离和鉴定

本研究从曼地亚红豆杉（Taxus x media）树皮内表皮分离得到一株产紫杉醇的内生真菌Z58,通过高效液相色谱法、质谱法和核磁共振波谱法对其紫杉醇提取物进行了分析. 结果表明,内生真菌Z58的紫杉醇提取物具有和紫杉醇标准品相近的色谱特征峰,其保留时间为10.2 min;也与紫杉醇标准品具有相同的质谱特征峰（（M+Na）+=876）和1H-NMR谱带.并通过形态学特征分析和18S rDNA序列分析,将内生真菌Z58初步鉴定为肉座菌属（Hypocrea sp.）真菌.肉座菌Z58的紫杉醇产量约为2.5～3.0 μg/g（紫杉醇/菌丝干重）,是一株具有潜在应用价值的产紫杉醇内生真菌.     

真菌诱导子对中国红豆杉生产紫杉醇优化模型研究

采用均匀设计,研究了真菌诱导子F5质量浓度,添加阶段与处理时间等对中国红豆杉细胞生产紫杉醇（Taxol）的综合效应,建立了以紫杉醇产量为目标函数的数学模型,借助模型,研究了各因子及其交互作用对紫杉醇含量的影响,获得了第15d加入质量浓度为0.64mg/L的真菌诱导子F5,处理29d为最佳的工艺组合。     

Interactions of Taxol-producing endophytic fungus with its host (Taxus spp.) during Taxol accumulation

Endophytic fungi (Fusarium mairei) culture broth (EFCB) was added to cell suspension cultures of Taxus cuspidata. After 5 days, cultures of T. cuspidata given 4 ml of EFCB produced a maximal yield of 6.11 mg/l paclitaxel, with a release ratio of 75%, 2- and 6.8-fold, respectively, greater than the controls. The active element in EFCB is an exopolysaccharide of ∼79 kD. Endophytic fungi produced 0.19 mg/l of paclitaxel in its producing medium. However, when the supernatant of Taxus cell suspension cultures from day 20 was added to the paclitaxel-producing medium, the biomass of fungi decreased by 24% and the yield of paclitaxel by 45%. In a co-culture system of plant and fungus, the yield of paclitaxel (12.8 mg/l) was >2-fold higher than that in the EFCB-treatment system.     

亚麻胚性细胞悬浮培养体系的建立和影响因素

亚麻品种‘双亚五号’的胚性愈伤组织诱导最佳培养基为MB（MS无机盐加B5维生素）＋1.0mg·L^-12,4-D;细胞初始悬浮培养的最佳培养基为MB＋0.2mg·L-16-BA;细胞继代悬浮培养的最佳培养基为改良的MB（NH4NO3减半,KNO3加倍）＋0.02mg·L^-12,4-D＋0.2mg·L^-16-BA;适宜的蔗糖量为50g·L^-1;适宜的继代接种量为1.0～1.5g·（25mL）^-1;继代间隔为5～7d。     

油樟悬浮培养及次生代谢产物的诱导

以油樟（Cinnamomum longepaniculatum）叶片为外植体在附加6-BA和NAA不同激素浓度组合的MS培养基上筛选质地疏松、生长旺盛的愈伤组织,分别接种在MS、B5、WPM三种液体培养基中进行细胞悬浮培养,并检测诱导产生的次生代谢产物。结果表明：2mg·L^-16-BA＋0.5mg·L^-1NAA能诱导质地疏松、生长旺盛的愈伤组织,B5基本培养基中细胞长势最好;愈伤组织在B5＋2mg·L^-16-BA＋0.5mg·L^-1NAA中悬浮培养,继代2次后形成均一的单细胞;从油樟悬浮培养物中检测出50%以上的成分是苯甲醇。     

雷竹体细胞胚诱导的初步研究

以雷竹（Phyllostachys violascens）种胚为外植体, 脱分化产生愈伤组织, 愈伤组织诱导产生体细胞胚, 并发育成苗。实验结果表明： 愈伤组织诱导体细胞胚基本培养基为MS无机盐＋20 g·L^-1葡萄糖（glucose）＋10 mg·L^-1腺嘌呤（adenine sulfate）＋ 0.5 g·L^-1麦芽抽提物（malt extract）＋0.1 mg·L^-1 6-BA＋0.01 mg·L^-1氨氯吡啶酸（picloram）＋10 g·L^-1type A agar; 将基本培养基中的氨氯吡啶酸浓度升高至0.1 mg·L^-1即为愈伤组织诱导的最佳培养基, 早期子叶胚是愈伤组织诱导的最佳胚体; 愈伤组织在添加0.001 mg·L^-1TDZ和0.3 mg·L^-1ABA的愈伤组织最佳培养基上光照培养4周后, 去除其中的ABA, 并添加0.1 mg·L^-1NAA继续培养1个月, 体细胞胚数量最多可达87.43%, 该培养基是体细胞胚发生的最佳培养基; 将上述体细胞胚发生培养基中的6-BA浓度升高至1 mg·L^-1, 继代培养2个月后有小苗出现。组织学观察显示, 体细胞胚细胞核大、质浓且多数呈球形原胚状。     

新型分裂素PBU对尾巨桉胚性愈伤组织诱导及植株再生的影响

以尾巨桉优良无性系无菌苗茎段为外植体,通过对噻唑基脲类新型分裂素（N-phenyl-N′-[6-（2-chlorobenzothiazol）-yl]urea,PBU）等多种不同浓度生长调节剂组合的优化,进行胚性愈伤组织诱导及植株再生研究。结果表明,在添加了2mg·L^-1PBU和0.05mg·L^-1IAA的改良MS培养基上,茎段外植体培养5d后愈伤组织诱导率达96%以上。将愈伤组织接种在添加1mg·L^-16-BA和0.05mg·L^-1NAA的MS培养基上,诱芽率达90.8%。随后在添加了0.8mg·L^-1PBU与0.05mg·L^-1IAA的1/2MS培养基上诱导芽伸长,用1/2MS培养基附加0.5mg·L^-1IBA诱导生根,移栽后得到完整再生植株。     

盐度和温度对北美海蓬子在厦门海区引种以及生长特性的影响

研究了厦门海区盐度和温度对北美海蓬子（Salicornia bigelovii）种子萌发和幼苗生长的影响。结果显示,海蓬子种子对温度变化反应非常敏感,在15°C时发芽率最高（94%）,但萌发指数最低,而在20°C时萌发指数最大;在盐度5g·L^-1时种子具有最高的发芽率和萌发指数,在盐度50g·L^-1时仍有13.3%的发芽率,并且各种盐度处理下逐日萌发指数均能在2天内达到最大。盐度10-20g·L^-1最适宜幼苗生长,高盐（〉30g·L^-1）具有一定的抑制作用,主要表现为生长缓慢,含水量和根系活力下降,并且根的盐敏感程度大于茎。在不同盐度处理下,北美海蓬子适应一种新的耐盐机制,在无盐（0g·L^-1）和高盐（40g·L^-1）胁迫下,过氧化氢酶（catalase,CAT）和过氧化物酶（peroxide,POD）这2种酶蛋白对盐离子效应敏感,起主要的抗氧化作用;相反,生长在适宜盐度范围（10-30g·L^-1）内,超氧化物歧化酶（superoxide dismutase,SOD）维持较高活性。研究结果表明,北美海蓬子适宜在沿海滩涂环境条件下生长,有望作为一种抗盐耐海水蔬菜加以开发和利用,并进一步在污染海水净化修复中发挥可能的生态功能。     

长期喷施ABA对云杉幼苗生长和生理特性的影响

采用单因素盆栽实验,通过叶面喷施5、10、15和20mg·L^-1 4个浓度的ABA溶液,研究了长期外源ABA处理对云杉（Piceaasperata）幼苗生长及生理特性的影响。5年的研究结果表明：长期不同浓度ABA处理显著影响了云杉幼苗的多种生长及生理生化指标。当ABA浓度为5、10和15mg·L^-1叫时有利于云杉幼苗根重、茎重和总生物量的积累,并且提高了叶片中可溶性蛋白和脯氨酸的含量,降低了MDA含量：20mg·L^-1 ABA处理使幼苗的叶重、总生物量、脯氨酸及可溶性糖含量显著下降,明显增加了叶片中MDA含量。此外,各浓度ABA处理均显著降低了云杉幼苗的株高、叶绿素含量以及SOD和APX活性。本研究结果显示,长期ABA处理对云杉幼苗生长和生理特性的影响与所喷施的ABA浓度有关,长期高浓度ABA（20mg·L^-1）处理不利于云杉幼苗生长。