4种红豆杉培养细胞的生长和紫杉醇含量的比较(简报)

南方红豆杉、云南红豆杉、欧洲红豆杉和东北红豆杉细胞生长在45d的培养过程中基本至S型,在30d时生长速率最大,以后逐渐下降。随着细胞进入快速生长期,培养细胞中的紫杉醇含量也达到最大值,其中云南红豆杉含量最高（0.019％）,南方红豆杉含量居中（0.009％）,而欧洲红豆村和东北红豆杉含量最低（0.004％和0．006％）。     

红豆杉细胞培养中紫杉醇高产细胞株的筛选及其稳定性分析

对中国红豆杉〔Taxus chinensis(Pilger)Rehd.〕、云南红豆杉(T. yunnanensis Cheng et L.K.Fu)和东北红豆杉(T. cuspidata Sieb.et Zucc.)不同部位的愈伤组织进行培养及分析比较。结果表明,中国红豆杉愈伤组织生长较快,其叶片诱导的愈伤组织紫杉醇含量较高,且紫杉醇含量与培养物的外观特征有明显相关性,颜色浅、块状或颗粒较明显的细胞团紫杉醇含量较高。运用细胞看护培养技术,从中国红豆杉愈伤组织中筛选出生长速率达0.52g.L-1.d-1、紫杉醇含量超过0.01%的细胞优株,经20次继代培养,其生长和紫杉醇含量均较稳定。     

利用云南红豆杉悬浮细胞生产紫杉醇和紫杉烷类化合物

云南红豆杉(Taxus yunnanensis Cheng et L. K. Fu)的一株紫杉醇高产细胞系经过8年多的继代培养,仍保持较稳定的紫杉烷类化合物的生物合成能力.从此株紫杉醇高产细胞系的悬浮培养物中分离到8个紫杉烷类化合物,经核磁共振光谱和质谱数据分析,它们的化学结构分别是2,5,10-三乙酰氧基-14-丙酰氧基紫杉二烯(1)、 2,5,10-三乙酰氧基-14-(2′-甲基丙酰氧基)紫杉二烯(2)、 2,5,10,14-四乙酰氧基紫杉二烯(3)、 2,5,10-三乙酰氧基-14-(2′-甲基-3′-羟基丁酰氧基)紫杉二烯及其差向异构体(4和5)、巴卡亭Ⅳ(6)、巴卡亭Ⅲ (7)和紫杉醇(8).化合物3、 5-7为首次从云南红豆杉细胞培养物中分离到.定性分析表明,云南红豆杉细胞悬浮培养液中的化学成分与培养细胞中的相似.另外,此株紫杉醇高产细胞系的紫杉醇含量可高达0.3%,可用来进行大规模培养.     

云南红豆杉细胞的悬浮培养

在云南红豆杉细胞悬浮培养中,适宜的培养基为B5,接种量为0．5～0．8g干重细胞／100ml培养基,2,4－D浓度为1．0mg／L;培养细胞的生长周期约30d;培养基中较高浓度的蔗糖（40g／L）可提高紫杉醇含量;添加的椰子汁（CM）、酪蛋白氨基酸（C）和水解乳蛋白（LH）3种有机添加剂均能提高培养细胞中紫杉醇的含量,但只有CM和CA能促进细胞的生长。于B5培养基中添加不同浓度的NH4NO3对培养细胞无明显影响。     

发酵产丁二酸过程中废弃细胞的循环利用

对厌氧发酵产丁二酸后的废弃细胞进行破壁处理,考察了以细胞水解液作为有机氮源重新用于丁二酸发酵的可行性。比较了超声破碎、盐溶、酶解3种方法破碎细胞获得的水解液作为氮源发酵产丁二酸的效果,结果表明酶解制得的细胞水解液效果最佳。以总氮含量为1.11g/L的酶解液(相当于10g/L酵母膏)作为氮源发酵,丁二酸产量可达42.0g/L,继续增大酶解液用量对耗糖、产酸能力没有显著提高。将细胞酶解液与5g/L酵母膏联用发酵36h后,丁二酸产量达75.5g/L,且丁二酸生产强度为2.10g/(L·h),比使用10g/L酵母膏时提高了66.7%。因此,厌氧发酵产丁二酸结束后的废弃细胞酶解液可以替代原培养基中50%的酵母膏用于发酵。     

几种促进剂的添加时间对中国红豆杉细胞悬浮培养紫杉醇合成的影响

采用正交实验检测中国红豆杉[Taxus chinensis(Pilger)Rehd.]细胞悬浮培养中水杨酸、硝酸银、氨基酸前体、D-果糖和硫酸镧的添加时间对细胞生长和紫杉醇(taxol)积累的影响.这些促进剂的添加时间对中国红豆杉细胞悬浮培养的生长没有明显的影响,但能明显促进紫杉醇的合成,当在细胞培养的第14 d添加1.67 mg/L硝酸银,第18 d添加0.1 mg/L水杨酸,第21 d添加氨基酸前体,第21 d添加10 g/L D-果糖和2 mg/L硫酸镧时对紫杉醇的促进作用最明显,在此最优组合处理时紫杉醇含量达到10.05 mg/L,相对于最差组合处理时紫杉醇含量仅有1.77 mg/L,紫杉醇含量提高5.7倍,这些因素的添加时间对紫杉醇合成的相互作用达不到显著水平.     

化学改性甘蔗渣对固定化细胞发酵产丁醇的影响

旨在研究化学改性的甘蔗渣作为固定化载体对丙酮丁醇梭菌Clostridium acetobutylicum XY16发酵制备生物丁醇的影响。首先利用不同浓度的聚乙烯亚胺(PEI)和1 g/L戊二醛(GA)对甘蔗渣表面进行化学改性,增强甘蔗渣对Clostridium acetobutylicum XY16的附载能力。经4 g/L聚乙烯亚胺和1 g/L戊二醛改性的甘蔗渣(添加量10 g/L)应用到固定化批次发酵中,发酵36 h后丁醇和总溶剂浓度最高,分别达到了12.24 g/L和21.67 g/L,同时溶剂的生产速率达到0.60 g/(L·h),生产速率比游离细胞和未改性甘蔗渣固定化细胞分批发酵分别提高了130.8%和66.7%。在此基础上对改性甘蔗渣固定化的细胞进行6次重复批次发酵,丁醇和总溶剂的产量稳定,溶剂生产速率逐渐提高至0.83 g/(L·h),同时转化率也提高至0.42 g/g。     

一株产苝醌类光敏剂丝状真菌AL18的液体发酵工艺研究

为研究一株丝状真菌AL18产艹北醌类光敏剂的液体发酵工艺。以马铃薯综合培养基为发酵培养基,采用单次单因素实验法,研究了液体摇瓶培养条件对艹北醌类光敏剂产量的影响。实验结果表明:液体摇瓶最适培养条件为250ml三角瓶装液量40ml,接种量7.5%,接种种龄40h,初始pH5.75,摇床转数180r/min,30℃振荡培养48h。在此培养条件下,采用单因素法筛选了发酵培养基中的碳源、氮源和无机离子,选用L9(34)对筛选到的绵白糖(A)、蛋白胨(B)、蚕蛹粉(C)、CuSO4.5H2O(D)进行了正交试验。经优化后的发酵培养基配方为:马铃薯200g/L,绵白糖30g/L,蛋白胨3g/L,蚕蛹粉12.5g/L,磷酸二氢钾1g/L,硫酸镁0.5g/L,硫酸铜0.05g/L,VB1100mg/L。对此发酵培养基配方进行了5次验证实验,艹北醌类光敏剂的平均产量为1.21g/L。     

曼地亚红豆杉细胞系的建立与评价

红豆杉(Taxus)细胞内紫杉醇的含量低且不稳定,限制了利用细胞培养大规模生产紫杉醇的产业化进程。以紫杉醇含量较高的曼地亚红豆杉(Taxus m edia)为试材,诱导得到了曼地亚红豆杉愈伤组织,在添加抗坏血酸(VC)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、活性炭(activated carbon)的改良B5培养基上,15次反复继代培养后获得了高产紫杉醇的细胞系。对新建立的曼地亚红豆杉细胞系(MC)与同期诱导的东北红豆杉细胞系(NC)及实验室继代多年的中国红豆杉细胞系(SC)在细胞生长周期、紫杉醇含量和细胞死亡率等方面进行了分析比较。结果表明,SC的生长量达5.9倍,高于MC和NC的3.6和4.2倍。在初始接种量相近的情况下,MC的悬浮培养细胞在一个周期内紫杉醇产量可达9.5 mg/L,经过茉莉酸甲酯(M J)诱导后可达到41 mg/L。     

聚乙二醇对东北红豆杉培养细胞的生长及紫杉醇生产的影响

在改良的B5培养基中加入不同浓度的聚乙二醇对东北红豆杉培养细胞进行摇瓶培养,通过不同时期取样并测定细胞鲜,干重及用HPLC测定紫杉醇的含量,发现聚乙二醇对东北红豆杉培养细胞的生长及紫杉醇生产均有明显的促进作用,聚乙二醇为10g/L时,对细胞生长最为有利,细胞培养16d可达到最大生物量,其平均鲜重为28．73g/瓶,增重3．8倍,平均干重为2．14g/瓶,增重3．1倍,聚乙二醇为20g/L,对紫杉醇的生产最有利;细胞培养25d时,培养基中紫杉醇的含量达到最高水平,其含量为2350ug/L,是不加聚乙二醇的11倍。     

Studies on Cell Suspension Culture and Fermentation Culture in Arnebia euchroma

This paper reports some characteristics of cell suspension and fermentation culture in Arnebia euchroma (Royle) Johnst. The yield of suspension culture reached 22.0g dry wt/L per month when inoculum quantity was 2.50 g dry wt/L. Time-course study showed that cell growith lagged in 0–3 days and enhanced greatly in 3–12 days, and almost ceased after 12 days of culture, pH value changed during the culture period and peaked on the 12th day after inoculation. When cells were cultured in liquid production medium, the contents of shikonin derivatives increased quickly and reached to the maximum about the 25th day. The cell yield of 9.47 and 9.34 g dry wt/L per month was obtained in fermentation culture. Timecourse of cell growth in fermentation culture was similar to that in suspension culture. The total content of shikonin derivatives in fermentation culture was 14.26% dry weight from 10 L bioreactor. The yield of shikonin derivatives was 1.93 g/L.     

红豆杉细胞培养的研究

从红豆杉（Ｔａｘｕｓｃｈｉｎｅｎｓｉｓ（Ｐｉｌｇ）Ｒｅｈｄ）的嫩茎及针叶诱导的出愈伤组织,对愈伤组织培养及细胞悬浮培养进行了研究,利用ＨＰＬＣ方法测定它们合成紫杉醇的能力,发现了能够提高培养细胞生长速率及紫杉醇含量的一些因子,红豆杉愈伤组织及悬浮培养细胞的生长速率已分别达到０．２５ｇ／Ｌ．ｄ和０．２８ｇ／Ｌ．ｄ。而他们的紫杉醇含量分别是０．００２６％和０．０１２％。     

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。     

稀土元素对红豆杉细胞悬浮培养及紫杉醇合成的影响

研究了在250mL摇瓶中,不同浓度的硝酸镧、硫酸铈铵、硝酸亚铈3种稀土化合物对细胞生长及紫杉醇分泌和释放的影响。结果表明,在培养初期加入稀土元素。3种不同稀土化合物对细胞生长影响强弱不同,但趋势相似,均使细胞的延迟期缩短。1ppm的Ce^4 促进细胞生长的效果最明显。细胞干重第17d达到10.9g/L。在指数期加入稀土元素。10ppmCe^3 刺激细胞生长的效果最明显,细胞干重最高值达到11.5g/dL,比对照高1.5g/L,而10ppm的La^3 抑制细胞的生长。经稀土元素处理后,细胞胞内和胞外紫杉醇含量都有大幅度的提高,其中以10ppmCe^3 处理,胞外紫杉醇释放率最大,达37.7%。     

果糖和前体物质对紫杉醇生物合成的影响

研究了果糖和几种前体物质对东北红豆杉生产紫杉醇的影响,结果表明,在第12d加入6g/L果糖可以使紫杉醇产量增加63.89％,在糖协同的作用下,加入前体（0.05mmol/L乙酸钠,0.05mmol/L苯丙氨酸,0.1mmol/L苯甲酸钠）可显著提高紫杉醇的合成,同对照相比,含量分别增加49.36%、13.18%和64.26%,在第15d向培养基中加入0.05 mmol/L乙酸钠、0.1mmol/L苯甲酸钠、1mmol/L苯丙氨酸和6g/L果糖则使紫杉醇含量提高181.89％。     

人肝细胞生长因子(hdHGF)基因在毕赤酵母中的分泌表达

研究了hdHGF基因在毕赤酵母中的表达 .以人胎盘mRNA为模板 ,经逆转录、重叠PCR获得hdHGF全长和成熟基因片段 .将该基因片段克隆到pPIC9载体上 ,将重组表达质粒转化巴斯德毕赤酵母 (Pichiapastoris)GS115,筛选mut+ 表型 ,经甲醇诱导可实现rhdHGF的分泌表达 .经摇瓶培养筛选出 4株表达水平较高的酵母工程菌株 ,SDS PAGE分析和Western印迹试验表明 ,产物分子量约为80kD ,5L发酵罐高密度培养已使生物量达 13 5g L(干重 ) ,发酵液上清总蛋白量为 8 0g L ,电泳结果表明rhdHGF表达水平为总蛋白的 12 3 % .     

种子培养基成分对裂殖壶菌发酵产DHA的影响

考察种子培养基中谷氨酸钠质量浓度和NaCl质量浓度（盐度）对Schizochytrium sp. HX-308菌种质量及发酵性能的影响。结果表明：40 g/L谷氨酸钠条件下培养菌种,发酵后DHA质量分数达到（53.25±0.48）%,而其油产量、油脂质量分数和DHA产量分别为（24.9±0.4）g/L、（45.2±0.6）%、（8.6±0.35）g/L; 利用不含谷氨酸钠的种子培养基发酵,其油产量、油脂质量分数和DHA产量分别为（30.1±0.8）g/L、（54.3±0.5）%、（12.1±0.5）g/L,比含40 g/L谷氨酸钠时分别提高了20.88%、20.13%和40.70%,为菌种驯化提供了新的思路和方向。此外,低盐度培养条件有利于菌种生产性能的发挥,6.25 g/L NaCl条件下发酵后油质量分数、DHA产量及DHA质量分数最高,分别为（62.1±0.8）%、（10.0±0.3）g/L、（48.97±0.42）%。     

Lipid production by Lipomyces starkeyi cells in glucose solution without auxiliary nutrients

Two-stage fermentation process was used for lipid production by Lipomyces starkeyi AS 2.1560 in glucose solution without auxiliary nutrients. In the first stage, cells were cultivated in a nutrient-rich medium for propagation. In the second stage, cells were resuspended in glucose solution to achieve high cellular lipid contents. The effects of the inocula age, cell density and initial glucose concentration on lipid production were briefly studied. When high cell density fermentation was performed in a 7-L stirred-tank bioreactor for 40 h using non-sterile glucose solution as carbon source, the biomass, lipid and lipid content reached 104.6 g/L, 67.9 g/L and 64.9%, respectively. More significantly, lipid productivity reached 2.0 g/L h during the initial 16 h-period and 1.6 g/L h for the entire culture. Our results demonstrated that cell propagation and lipid accumulation processes can be spatially separated, allowing further optimization to improve both processes. The two-stage fermentation method should have a great potential to develop more efficient processes to convert renewable materials into biofuel and related products.     

一株高产脯氨酸的嗜醋酸棒杆菌的选育及发酵条件优化

以嗜醋酸棒杆菌为出发菌株,经过片段化全基因组体外诱变、重组和连续的磺胺胍抗性筛选,获得一株L-脯氨酸的高产菌株。摇瓶发酵优化结果表明,葡萄糖、生物素和硫胺素的最适用量分别为16%、300μg/L、400μg/L,最适pH为6.8~7.0,装液量为25ml/500ml摇瓶,发酵培养72h后L-脯氨酸产率高达到75.6g/L,与对照相比提高了5%。考察了50L发酵罐中细胞生长对L-脯氨酸产量的影响,补料分批发酵结果表明(比生长速率分别为0.06/h、0.08/h和0.1/h),比生长速率在0.08/h左右时L-脯氨酸的产率最高,L-脯氨酸的比生产速率Q_P达到0.091 g/(g.h),产率高达82.1 g/L,比优化前提高了14%。