Ri质粒介导的毛状根体系建立及其在植物次生代谢产物合成中的研究进展

发根农杆菌Ri质粒可诱导植物产生毛状根体系,该体系具有遗传性状稳定且增殖速度快的特点,可用于药用植物次生代谢产物的生产研究,为利用生物反应器技术进行药用植物有效成分工业化水平的发酵培养开辟了新途径。本文主要综述了发根农杆菌Ri质粒介导的植物毛状根体系遗传转化机理,并对毛状根体系在药用植物次生代谢产物生产中的研究现状进行了深入分析,为从基因水平上调控植物次生代谢产物的合成提供新思路。     

利用蚕豆根观察植物有丝分裂

洋葱因取材方便、发根条件简单、染色体数目少（2n=16）,因此常作为有丝分裂实验的首选材料^[1]。但由于菜农在采收洋葱后会喷洒一种植物保鲜剂—青鲜素（MH）,这就阻碍了洋葱发根。根据笔者的发现,春季（3、4月）洋葱发根根多,其他时间发根根非常少^[2],因此对开展此实验,取材在时间上受到限制,但若采用蚕豆根尖,可避免此问题,     

用农杆菌Ri诱导蒙古黄芪发根培养的研究

用蒙古黄芪(Astragalus membranaceus Bunge var mongolicus (Bunge) Hsiao) 无菌籽苗的不同部位作为外植体, 用发根农杆菌(Agrobacterium rhizogenes) R1601进行感染, 该品系对不同外植体诱导毛状根的能力是不同的。由下胚轴成功的诱导出毛状根。在附加100μmol/L乙酰丁香酮(acetosyringone)、0 3 mg/L IBA的条件下, 诱导率达42 2%。用硅胶薄层层析法检测到毛状根中含有冠瘿碱, 用硅胶薄层扫描法(TLCS) 测定了蒙古黄芪野生根、栽培根及毛状根中的黄芪甲甙( astragaloside IV) 含量, (用黄芪甲甙标准品作对照), 它们分别为0 2654% (DW), 0 2071% (DW) 和0 2535% (DW)。     

少花龙葵毛状根的诱导和次生代谢物的产生

研究了发根农杆菌（Agrobacterium rhizogenes)对少花龙葵（Solanum photeinocarpum)的转化和毛状根的诱导,分析了影响转化的因素,并初步检测了毛状根的生长和次生代谢物的产生。发根农杆菌菌株R1000、R1601分别感染少花龙葵的叶片、茎段,约7d后得到毛状根。菌株R1000感染的外植体的生根率分别为90．2％和50．0％,根诱导频率分别为6．2和4．6;菌体R1601感染的外植体的生根率分别为92．1％和49．2％,根诱导频率分别为6和5．5;对照两周内不出根。冠瘿碱检测证实所得毛状根为转化根。感染在MS＋PP333培养基上生长的矮壮苗叶片,毛状根诱导频率显著提高;用MS液体培养基稀释1倍的菌液感染叶片,转化效率也得到提高。毛状根生长速度快,培养4周后干重增加420倍,总糖苷生物碱和皂甙含量分别为原植株根的31和107倍。     

发根农杆菌Ri质粒及其在植物科学中的应用

阐述了发根农杆菌的性质及Ri质粒的结构和功能,介绍了毛状根的诱导及其鉴定方法,并对Ri质粒在植物基因工程、植物次生代谢产物生产、植物品种改良和植物栽培等方面的应用进行了综述。     

香石竹毛状根诱导、离体培养及其植株再生

为了探讨利用发根农杆菌遗传转化所产生的毛状根来创新香石竹种质的可能性,本文采用叶盘法,建立了发根农杆菌Agrobacterium rhizogenes对香石竹Dianthus caryophyllus L.叶片外植体的遗传转化及其植株再生体系。结果表明,发根农杆菌ATCC15834感染香石竹幼嫩叶片外植体12 d后,从叶片外植体切口中脉处产生白色毛状根,21 d后约90%的叶片外植体产生毛状根。所获得的无菌毛状根能在无外源激素的MS固体和液体培养基中快速自主生长。PCR扩增和硅胶薄层层析结果显示发根农杆菌Ri质粒的rol B和rol C基因以及冠瘿碱合成酶基因已在香石竹毛状根基因组中整合并得到表达。将毛状根置于MS+6-BA 1.0-3.0 mg/L+NAA 0.1-0.2 mg/L中培养15 d后产生淡黄绿色的疏松愈伤组织。愈伤组织不定芽分化的最适培养基为MS+6-BA 2.0 mg/L+NAA 0.02 mg/L,培养6周后不定芽分化率为100%;平均每个愈伤组织产生30-40个不定芽;将不定芽转至1/2 MS或1/2 MS+0.5 mg/L NAA的培养基中10 d后产生不定根,发育成再生植株。再生植株移植于栽培基质中20 d后,成活率达95%以上。     

发根土壤杆菌在植物次生代谢物生产中的应用与进展

发根土壤杆菌 (Agrobacteriumrhizogenes)是一类极具应用前景的微生物资源 ,就发根土壤杆菌Ri质粒结构、功能、侵染和致病过程及其宿主、转化体特性进行了概述 ,并详细讨论了发根土壤杆菌在生产植物次级代谢产物方面的应用与进展及相关影响因素 ,同时还简单介绍了工业化生产的培养方法、生物反应器种类及存在的问题与困难。     

发根农杆菌Ri质粒研究进展

就发根农杆菌Ri质粒的研究进展进行了综述和展望。包括Ri质粒的特性,转化机制及转化方法,影响农杆菌转化成功的因素以及发根农杆菌的应用。     

三裂叶野葛毛状根的诱导及其固体培养和液体培养

发根农杆菌（Agrobacterium rhizogenes）ATCC15834感染三裂叶野葛(Pueraria phaseoloides)叶片外植体20 d后产生毛状根,毛状根可直接从叶片外植体叶脉处或从叶脉处产生的愈伤组织上产生。感染35d后,约85%的叶片外植体产生毛状根。毛状根能在无外源生长调节剂的 MS固体和液体培养基上自主生长。PCR扩增结果表明,发根农杆菌Ri质粒的rolB和rolC基因已在三裂叶野葛毛状根基因组中整合并得到表达。与固体培养的毛状根相比,在液体培养基中培养的毛状根不仅生长迅速,也不会形成愈伤组织。在无外源生长调节剂的液体MS培养基中培养15d的三裂叶野葛毛状根的鲜重、干重、可溶性总糖含量及细胞内活性氧(ROS)含量分别为固体培养毛状根的1.59倍、1.18倍、5.25倍和1.16倍。