穿龙薯蓣中薯蓣皂苷元含量的动态分析

目的：对穿龙薯蓣中薯蓣皂苷元的含量进行动态分析。方法：超临界CO2萃取技术提取,高效液相色谱法测定含量。结果：穿龙薯蓣根茎中花期薯蓣皂苷元含量最高为1．35％,枯萎期含量最低为1．03％。穿龙薯蓣地上部分不同生长时期均不合薯蓣皂苷元。结论：穿龙薯蓣根茎中花期薯蓣皂苷元含量最高,枯萎期含量最低。穿龙薯蓣地上部分不同生长时期均不合薯蓣皂苷元。     

超声波辅助薯蓣总皂苷苷键裂解工艺研究

研究了超声波辅助穿山龙薯蓣总皂苷苷键裂解的工艺条件。以薯蓣总皂苷的降解率和皂苷元的收率为考察指标,探讨了超声波影响薯蓣总皂苷苷键裂解的因素,并与常规的酸解法进行比较。得出超声波辅助薯蓣总皂苷苷键裂解的单因素优化条件:当薯蓣总皂苷的浓度固定时(1×10-2g/mL),乙醇溶液作为溶剂优于水,其最佳浓度为75%,用功率为800W超声波处理总皂苷的乙醇溶液120min效果较好。实验结果表明,与常规的酸解法相比,超声波辅助降解法具有时间短、能耗低、无污染等优点。     

中国薯蓣属植物中的甾体皂苷及甾体皂苷元

中国薯蓣属(Dioscorea L.)植物含有约21种甾体皂苷元,其中大部分种类含有3β-羟基皂苷元,少数种类含有3α-羟基皂苷元。从薯蓣属13种植物中共分离出59个甾体皂苷成分,按化学结构可将这些甾体皂苷分为4种类型。约有17种薯蓣属植物含有甾体皂苷元(主要为薯蓣皂苷元),均为根茎组(Sect.Stenophora)种类。在查阅大量资料的基础上,对各种类所含的甾体皂苷元和甾体皂苷成分及各成分的化学结构进行了归纳和综述。     

药源植物盾叶薯蓣甾体皂苷及皂苷元的研究进展

盾叶薯蓣是重要的甾体激素类药源植物,其根茎中薯蓣皂苷元含量居薯蓣属植物之冠,为我国的特有种。为了寻找高含量的资源、筛选新的生理活性成分,多年来我国学者做了大量的研究工作。主要概括了盾叶薯蓣的资源分布、薯蓣皂苷元的提取工艺、化学成分、药理、含量测定等方面的研究。     

内生Bacillus svelezensis HBB5菌株发酵盾叶薯蓣产薯蓣皂苷元的研究

目的探讨内生Bacillus svelezensis HBB5菌株发酵宿主植物盾叶薯蓣产薯蓣皂苷元的能力。方法接种内生B.svelezensis HBB5及B.subtilis ATCC 6633菌株(0.35×10~8 CFU/mL)至含盾叶薯蓣地下茎组织的液体培养基,32℃、165~185 r/min连续发酵108 h,检测发酵液细菌、pH、淀粉、麦芽糖、葡萄糖、淀粉酶(α-amylase)及薯蓣皂苷元溶出率等指标。结果内生B.svelezensis HBB5菌株有较强的酸、碱耐受力[pH(4.8±0.2)~(8.4±0.2)],相比B.subtilis ATCC 6633[pH(5.2±0.2)~(8.7±0.2)]差异不明显;前者达峰值生长量(60×10~(8±2) CFU/mL)明显高于后者(32×10~(8±2) CFU/mL)。发酵36~60 h时,B.svelezensis HBB5、B.subtilis ATCC 6633菌株发酵液的淀粉、麦芽糖、葡萄糖浓度达峰值,分别为(37.41±3.12)、(27.83±2.14)ng/mL,(21.06±1.25)、(16.54±1.08)ng/mL,(54.33±3.12)、(36.65±2.10)ng/mL,前者均高于后者。同时,B.svelezensis HBB5菌株维持高的α-amylase酶活性及薯蓣皂苷元溶出率。结论内生B.svelezensis HBB5菌株拥有较强的耐酸碱、降解淀粉、提高薯蓣皂苷元溶出的能力,为工业生产薯蓣皂苷元提供了一个新的方法。     

从盾叶薯蓣组培苗中高压酸解制备薯蓣皂苷元

采用正交试验法对盾叶薯蓣(Dioscorea zingiberensis)组培苗中薯蓣皂苷元的高压酸解制备工艺进行了研究。以薯蓣皂苷元的含量作为评价指标,选用正交表L16(45),以样品用量、硫酸浓度、提取时间为因素,设计了3因素4水平的正交试验。结果表明:高压酸解提取薯蓣皂苷元的最佳工艺条件为:样品用量25 mg、硫酸浓度0.5 mol/L、提取时间2 h,在此条件下提取物中薯蓣皂苷元的平均含量为9.12 mg/g。     

盾叶薯蓣悬浮培养细胞生长及薯蓣皂苷元合成

研究了盾叶薯蓣细胞悬浮培养过程中细胞生长、薯蓣皂苷元合成、蔗糖和磷酸盐的吸收利用以及酸性磷酸酶活性与薯蓣皂苷元合成的关系。结果表明,对数生长期细胞最大比生长速率μm为0.19 d-1;倍增时间为3.68 d;薯蓣皂苷元的形成与细胞的生长相关,培养6 d时薯蓣皂苷元质量分数和产量分别为0.20%和25.93 mg/L;蔗糖利用率达到95.65%,磷酸盐吸收率达到最大,为90.36%。盾叶薯蓣细胞悬浮培养过程中酸性磷酸酶活性动态变化规律与薯蓣皂苷元的动态合成规律基本一致。此外,研究还发现在相同供磷水平下,酸性磷酸酶活性高低与薯蓣皂苷元合成能力呈正相关;而在不同供磷水平下,酸性磷酸酶活性高低与薯蓣皂苷元合成能力没有相关性。     

用盾叶薯蓣生产薯蓣皂苷元预发酵与水解条件优化

采用RP-HPLC法检测薯蓣皂苷元,对薯蓣皂苷元提取过程中影响产率的多种因素,分预发酵、水解2部分分别用单因素和正交设计的方法进行优化.结果表明:40℃预发酵16 h,加6%浓H2SO4,料液比为1∶6,温度为121～126℃,水解5 h,产率高达3.62%,说明预发酵与水解条件优化可以提高盾叶薯蓣(Dioscorea zingiberensis C. H. Wright)生产薯蓣皂苷元的产率.     

ELISA方法测定滇重楼内生真菌中薯蓣皂苷元的含量

采用间接竞争性酶联免疫吸附法(ELISA)测定滇重楼内生真菌中薯蓣皂苷元的含量。该方法快速、灵敏、操作简便,可以同时检测多个样品,其检测结果与薄层层析方法的检测结果一致,这为高效筛选产薯蓣皂苷元类化合物的内生真菌创造了条件。     

高效转化黄姜皂苷为薯蓣皂苷元菌株的筛选及转化条件优化

薯蓣皂苷元是甾体激素类药物重要的生产原料,在制药工业中有广泛应用。传统的生产方法是黄姜酸解法,污染严重。为寻找更清洁高效的生产方式,从本实验室保藏的菌株中筛选出一株赤霉菌Gibberellaintermedia WX12(层出镰孢菌Fusarium proliferatum的有性阶段),能将黄姜中的皂苷转化为薯蓣皂苷元。采用统计学实验设计方法对其转化培养基进行研究,优化的转化培养基配方为(g/L):葡萄糖20.6;酵母膏5.0;氯化钠1;磷酸二氢钾3;硫酸锌1.5;黄姜酶解物3。采用以上优化参数,薯蓣皂苷元的得率提高到(31±0.3)mg/g干黄姜,较优化前提高了3倍。这是目前关于赤霉菌转化黄姜中皂苷的首次报道。     

Direct Biotransformation of Dioscin into Diosgenin in Rhizome of Dioscorea zingiberensis by Penicillium dioscin

Diosgenin is an important precursor for synthesis of more than 200 steroidal hormone medicines. Rhizome of Dioscorea zingiberensis C. H. Wright (RDZ) contained the highest content of diosgenin in Dioscorea plant species. Diosgenin is traditionally extracted by acid hydrolysis from RDZ. However, the acid hydrolysis process produces massive wastewater which caused serious environment pollution. In this study, diosgenin extraction by direct biotransformation with Penicillium dioscin was investigated. The spawn cultivation conditions were optimized as: Czapeks liquid culture medium without sugar and agar (1,000 ml) + 6.0 g dioscin/6.0 g DL, 30 °C, 36 h; solid fermentation of RDZ: mycelia/RDZ of 0.05 g/kg, 30 °C, 50 h; the yield of diosgenin was over 90 %. Spawn cultivation was crucial for the direct biotransformation. In the spawn cultivation, amount and ratio of dioscin/DL were the key factors to promote biotransformation activity of P. dioscin. This biotransformation method was environment-friendly, simple and energy saving, and might be a potential substitute for acid hydrolysis in diosgenin extraction industry.     

水杨酸对菊叶薯蓣中薯蓣皂素生物合成的影响

薯蓣皂素为甾体激素药物合成起始原料,主要来源于菊叶薯蓣等薯蓣属植物的块茎或根状茎,因而关于提高菊叶薯蓣中薯蓣皂素含量的研究有重要意义。利用水杨酸处理菊叶薯蓣的离体植株,研究其对薯蓣皂素生物合成的影响及作用机制。100μmol·L－1的水杨酸处理使薯蓣皂素积累量最大,且提高了叶绿素含量和可溶性糖含量,降低可溶性蛋白含量。半定量 RT-PCR 检测基因表达发现,除了法尼基二磷酸（FPP）基因,水杨酸增强菊叶薯蓣角鲨烯合酶（SQS）基因、甲基戊二酰辅酶 A 还原酶（HMGR）基因、环阿屯醇合成酶（CAS）基因的表达。研究结果为提高菊叶薯蓣中薯蓣皂苷的含量、揭示水杨酸促进薯蓣皂素生物合成的机制等研究提供了基础。     

植物维生素E合成及其生物技术改良

维生素E是一种抗氧化剂 ,对植物、动物和人类自身都具有十分重要的作用 ,而植物则是人类维生素E的主要来源 ,因此克隆植物中维生素E合成的相关酶基因 ,对维生素E含量进行改良 ,具有重要意义。对植物中维生素E的合成途径 ,相关酶基因的克隆以及用生物技术的方法对维生素E含量进行遗传改良进行了综述。     

海藻糖代谢途径相关基因及生物工程

海藻糖(Trehalose)是一种由两个葡萄糖分子通过α,α-1,l糖苷键连接的非还原性双糖。最早的记录是在19世纪初期作为黑麦的麦角菌的一种成分而被描述,后来发现海藻糖广泛存在于微生物、动物和植物体内,特别是在那些能抗脱水作用的生物中起着重要作用。这些特殊生物具有在脱水条件下存活多年的性质,包括所谓的“复苏植物”(Selaginella lepidophylla)、某些咸水虾、线虫及面包酵母等。当它们体内99％的水分被去掉之后,仍保持着能在获水后迅速复活的能力^[1]。研究表明,海藻糖对于生物抗逆具有重要的保护作用。海藻糖的应用研究因此得到了人们的广泛关注和重视,目前海藻糖已被用作酶、其它蛋白、生物制品甚至移植器官的保护剂。海藻糖作为生物体对抗环境胁迫的重要应激保护物质,在不同生物中存在多种合成和分解代谢途径,相关基因已相继被克隆和分析。海藻糖合成、分解及其调控是生物抗逆的重要机制,其相关基因的研究也是海藻糖生物工程的重要基础。     

聚羟基脂肪酸酯纳米微球：结构特征、生物合成及其在生物技术和生物医药领域的应用

聚羟基脂肪酸酯（polyhydroxyalkanoate）PHA 纳米微球是很多微生物在营养失衡的情况下,在体内合成的一种可生物降解的细胞内聚酯,主要作为微生物的碳源及能量储备。天然 PHA 微球的内部是由疏水的聚酯链构成的疏水核心,其外层是由磷脂界膜及膜上嵌入或附着的包括 PHA合酶 PhaC 和 PHA 颗粒相关蛋白 PhaP 等蛋白构成的边界层。PhaC 通过共价键连接在PHA微球表面,而 PhaP 通过疏水相互作用吸附在 PHA 微球表面。通过将外源性功能蛋白与 PhaC 或 PhaP 进行融合表达,在重组微生物体内就能直接合成表面带有功能蛋白的纳米微球复合体。由于该纳米微球在微生物细胞内是以独立的包涵体形式存在,因此通过细胞破碎及离心等方法就能简便、有效地使其从细胞中分离并得以纯化。鉴于 PHA 微球这种表面易被修饰改造的特性,越来越多的功能蛋白通过与 PHA 微球表面蛋白（PhaC 或 PhaP）的融合表达,呈递在了 PHA 微球表面,使其成为一种廉价、高效的蛋白固定化及呈递的新技术。本文在介绍了 PHA 微球的结构特性及生物合成的基础上,着重综述了目前关于功能化 PHA 微球在蛋白纯化、固定化酶、生物分离、靶向递药、疾病诊断、成像技术及新型疫苗开发方面的研究现状及其未来在生物医药等领域的广泛应用前景。     

生物技术领域中超声波的应用

超声波具有穿透力强、方向性好的特点,在很多领域有着广泛的应用前景。超声波应用于生物技术领域,具有成本低、操作简单、生物效应明显、污染小或无污染等优点。本文概述了超声波生物学效应的产生机制,及其在植物无基质培养、生物活性物质的提取、固定化酶活性的提高及基因转导等生物技术领域中的应用及前景。     

Recombination in the Plant Genome and its Application in Biotechnology

Genetic variation within and between species is based on recombination of DNA molecules. Recombination also plays a very important role in the repair of damaged DNA. Clarity about the mechanism by which recombination occurs is of profound interest not only to understand how this process assures the maintenance of genome integrity and at the same time is the driving force of evolution, but also for its application in biotechnology. The isolation of genes involved in recombination and the elucidation of the role of many of the corresponding gene products in Escherichia coli and Saccharomyces cerevisiae has formed the basis for comparative analysis in other, more complex eukaryotic systems. The identification of homologous genes from different organisms, including plants, suggests a conservation of the general mechanisms of recombination. Transgenes introduced in an organism may be incorporated in the genome by either homologous or nonhomologous recombination (end joining). The preferred pathway differs strongly between organisms. In plants there is a preference for random integration of the introduced DNA by nonhomologous recombination, which might lead to the accidental inactivation of important genes and to variable and unpredictable expression of the transgene itself. Therefore, there is an urgent need for the development and improvement of techniques for the directed integration of transgenes at specific locations in the genome. The integration of transgenes by homologous recombination would allow specific modification or disruption of endogenous genes, providing a tool for more detailed analysis of gene function. In combination with the recent introduction of site-specific recombination systems from E. coli or yeast into plants, this may lead to the development of versatile systems for modification of the plant genome.     

生物技术在食品工业中的应用

生物技术是一门新兴的高新技术 ,对解决人类面临的食物、资源、健康、环境等重大问题发挥着越来越大的作用。根据国内外食品工业领域中生物技术的研究应用状况 ,主要阐述生物技术在功能食品开发、食品疫苗、海洋食物资源开发利用和啤酒工业中等方面的研究进展。     

生物技术在黄瓜研究中的应用

从组织培养、相关基因分子标记、遗传图谱构建、种质资源亲缘关系、品种纯度鉴定和基因工程等方面,综述了黄瓜生物技术应用研究进展,并对存在的问题和应用前景进行了讨论。     

超声波在生物工程中的应用

研究发现在酶和细胞催化的生物反应过程中,较低强度的超声作用可提高酶的催化活性或加速细胞的代谢过程。本文主要简述超声波作用的物理机制并对其在生物工程中的应用前景进行讨论。