怀槐细胞悬浮培养的结构化动力学模型

为探明怀槐细胞生长、异黄酮染料木素合成与底物消耗间的关系,建立了怀槐细胞悬浮培养的结构化动力学模型。模型预测分析了胞内外的蔗糖代谢、胞内结构组分变化、胞内中间组分的变化、细胞呼吸损失以及胞内外异黄酮染料木素的合成情况。模型各参数灵敏度的分析表明kb1、kb2和kp是最为灵敏的参数,其调节10%时,目标函数变化的最大比例分别达12.8%、4.61%和2.54%,其它参数对目标函数变化的影响均小于0.5%。该模型预测值与实验值具有较好的吻合性。     

用神经网络和遗传算法优化怀槐悬浮细胞合成异黄酮

为了获得怀槐悬浮细胞合成异黄酮的最适培养条件 ,采用ANNs(人工神经网络 )结合RAGA(实数编码加速遗传算法 )对培养基组成进行全局寻优。培养基中影响异黄酮染料木素产率的主要组成是KNO3、(NH₄)₂SO₄ 、2 ,4 D和 6 BA。在它们的有效作用浓度范围内 ,用随机10组培养基组合及细胞染料木素产率为输入和输出由ANNs对数据建模 ,由RAGA优化模型参数。建立的优化模型准确性高 ,依赖模型由RAGA全局寻优获得的最佳培养基组合是149.68mg L (NH₄)₂SO₄ 、2.936 1.0mg LKNO3、0.01mg L 2 ,4 D和 0.19mg L6-BA ,染料木素产率达14.13mg L ,与模型预测值的误差为 7.38%。结果表明 ,运用神经网络结合遗传算法优化怀槐细胞合成异黄酮的培养条件是可行的 ,优化后的培养基使怀槐细胞异黄酮合成能力比优化前有很大的提高.     

红豆杉细胞悬浮培养结构化数学模型的探讨

用１０Ｌ机械搅拌式生物反应器悬浮培养红豆杉细胞,得到细胞生长、基质消耗和紫杉醇合成动力学曲线。经过代谢动力学分析建立了结构化数学模型。并将模型值与实验值进行比较,结果表明模型预测值与实验值较吻合。     

云南美登木悬浮培养细胞的化学成分

利用组织培养方法以云南美登木（Maytenus hookeri Lose.）未木质化的茎和嫩叶为材料诱导出愈伤组织,经过继代培养建立了悬浮细胞培养系,培养物的乙酸乙酯提取物显示抗橙色青霉（Penicillium avellaneum UC-4376）生长的生物活性。对培养物进行化学成分研究,分离鉴定了9个化合物,2,3-diacetoxyl maytenusone(1)、角鲨烯（squa-lene,2）、β-谷甾醇（β-sitosterol,3)、2′,3′,4′-triacetylsitoindoside I(4)、salaspermic acid(5)、美登酮酸（maytenonic acid,6)、2α-羟基美登酮酸（2α-hydroxy-maytenonic acid,7)、6,11,12-trihydroxy-8,11,13-abietrien-7-one（8）和11,12-dihydroxy-8,11,13-abietrien-7-one（9）,其中化合物1为新化合物,通过2D NMR对化合物5-7的NMR数据进行了全指定,并修正了化合物5和6的部分碳谱数据指定。     

藏红花细胞悬浮培养动力学研究

基于已经建立的藏红花细胞悬浮培养体系,研究了其悬浮培养动力学.结果表明,悬浮培养时细胞的生长周期约为20 d,在20 d时生物量达到最大,为12.3 g DW/L,但是藏红花素的合成周期大约为28 d,在28 d时藏红花素的含量和产量达到最大,分别为95.8 mg/g和0.92 g/L.藏红花素的积累与细胞的生长之间的关系为半生长偶联型,为其生物反应器放大培养提供了参数等理论依据.     

悬浮培养玫瑰茄细胞的生长行为及动力学方程的建立

以培养多年的玫瑰茄（Hibiscus sabdariffaL.)白色细胞株为材料,在以3％蔗糖为碳源,植物生长调节剂为4．5μmol/L2,4-D（2,4－二氯苯氧乙酸）,2．3μmol/L Kt（Kinetin,细胞激动素）的悬浮培养条件下,研究了玫瑰茄细胞的生长及泛醌积累动态、培养液PH值的变化以及培养过程中玫瑰茄细胞对碳源、氮源、磷源的消耗动态,并以此数据建立了悬浮培养玫瑰茄细胞的生长、蔗糖消耗、泛醌形成的非结构动力学模型,经验证表明,模型与实际情况有较高的拟合度。     

肉苁蓉细胞悬浮培养的代谢动力学研究

通过研究肉苁蓉细胞悬浮培养过程中碳源、氮源、磷源的消耗,pH、电导率的变化,以及细胞的生长、胞内外蛋白质含量和次生代谢产物苯乙醇苷、总黄酮和多糖合成的情况,掌握了细胞生长、营养消耗与次生代谢产物积累的基本规律,为建立结构化动力学模型奠定了基础。     

新疆紫草细胞悬浮培养过程研究

新疆紫草细胞生长和紫草素合成之间属非生长偶联型,所以采用二步培养法研究悬浮培养过程。新疆紫草细胞悬浮培养的生长周期约为21 d,紫草素合成周期约为16 d。新疆紫草细胞生长阶段培养液的电导率与生物量呈线性负相关,随着生物量的增加,培养液的电导率降低。因此,可以通过测量电导率来预测培养体系中生物量的变化情况。细胞生长过程中硝酸盐、铵盐和可溶性糖的消耗与生物量的变化具有很好的线性相关性,基于硝酸盐、铵盐和可溶性糖的细胞收率系数分别为8.64、104.3和0.68 g/g。     

云南红豆杉细胞的悬浮培养

在云南经豆杉细胞悬浮培养中,适宜的增减基为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;增减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（ＣＡ）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培养基中添国不同浓度的ＮＨ４ＮＯ３对培     

低温诱导唐古特红景天细胞分泌抗冻蛋白

选择青海高原海拔4000m高山上生长的唐古特红景天为实验材料,以叶片为外植体,在MS+BA₂+NAA_0.2固体培养基上诱导出黄绿色、松脆愈伤组织.愈伤组织细胞在同样成分的液体培养基中培养获得成功.在悬浮培养液中可检测到分泌蛋白的存在.经SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳分析表明,低温锻炼或脱落酸（ABA）诱导后,细胞分泌蛋白的多肽谱带数增加.与此相对应的是,细胞的抗冻能力也明显提高.PAS染色揭示多肽中均含有糖基.通过测定热滞值,确信细胞分泌蛋白是具有抗冻活性的糖蛋白.     

Vitex glabrata R.Br.悬浮培养细胞的生长条件优化及20-羟基蜕皮激素的生产

研究了培养基、植物生长调节素以及接种量对Vitex glabrata R.Br.悬浮培养细胞的生长情况以及对20-羟基蜕皮激素形成的作用。当细胞在添加有2.0mg/L BAP (6-苯甲酸嘌呤)和1.0mg/L 2,4-D的Gamborg's B5培养基中培养时细胞生长和20-羟基蜕皮激素的形成达到了最高水平。当接种量为20％PCV（积压细胞体积）时观察到了20-羟基蜕皮激素的最高产量,大约是1.1mg/(L·d)。实验数据也表明当接种量增加到20％PCV时,产量提高了7倍。     

Vitex glabrata R.Br.悬浮培养细胞的生长条件优化及20-羟基蜕皮激素的生产

研究了培养基、植物生长调节素以及接种量对Vitex glabrata R.Br.悬浮培养细胞的生长情况以及对20-羟基蜕皮激素形成的作用。当细胞在添加有2.0mg/L BAP (6-苯甲酸嘌呤)和1.0mg/L 2,4-D的Gamborg's B5培养基中培养时细胞生长和20-羟基蜕皮激素的形成达到了最高水平。当接种量为20％PCV（积压细胞体积）时观察到了20-羟基蜕皮激素的最高产量,大约是1.1mg/(L·d)。实验数据也表明当接种量增加到20％PCV时,产量提高了7倍。     

精胺对霍山石斛类原球茎悬浮培养细胞生长和多糖合成的影响

研究了在添加外源精胺时,霍山石斛类原球茎细胞生长、多糖积累、主要营养物质消耗以及细胞内多胺含量的变化。结果表明,0.6mmol/L的精胺明显促进霍山石斛类原球茎细胞的生长和多糖的合成。细胞的比生长速率从0.046d^-1提高到0.054d^-1。培养30d时,类原球茎干重达32.4g DW/L,多糖总产量为2.46g/L ,分别是对照的1.32和1.31倍。添加外源精胺能够提高内源多胺的含量,同时,蔗糖酶和硝酸还原酶等相关代谢酶的活性增强,促进了碳、氮的吸收和利用。     

侧金盏胚和胚乳发育的细胞胚胎学研究

利用石蜡切片技术对毛茛科植物侧金盏胚及胚乳发育进行了研究,以明确其胚胎发育的特征,为毛茛科植物的系统研究提供资料。结果表明:(1)侧金盏胚的发育属于柳叶菜型,胚乳发育为核型;初生胚乳核的分裂早于合子的第一次分裂。(2)种子成熟时,种胚尚未分化完全,尚处于球形胚后期或心形胚早期阶段,整个胚发育大约需要50~60d。(3)侧金盏种子存在明显的形态生理休眠现象,经后熟作用逐渐完成种胚的分化与生长,形成子叶形胚;侧金盏种子在相同处理条件下胚分化和发育的速度存在差异。     

GFP-FABD2和GFP-MBD标记蛋白对拟南芥悬浮细胞培养及应激响应能力的影响

以转GFP-FABD2和GFP-MBD基因的拟南芥为材料,研究了GFP-FABD2和GFP-MBD这两种细胞骨架标记蛋白对拟南芥愈伤组织诱导、悬浮细胞培养及应激响应能力的影响.结果表明:(1)GFP-MBD标记蛋白延长愈伤的出愈时间,改变愈伤形态,使转基因拟南芥种子的出愈量减少为野生型的59%、悬浮细胞的长短轴比缩小为1.20±0.21、第7天细胞活力下降为0.66±0.09,影响细胞的生长曲线.(2)GFP-FABD标记蛋白虽对愈伤生长影响不大,但却使悬浮细胞的长短轴比显著增加为2.49±1.18、第7天细胞的活力下降为0.87±0.06,造成悬浮细胞生长曲线的改变.(3)通过调整培养条件的激素水平,以上两种细胞骨架标记蛋白对悬浮细胞生长的影响可以得到修复.(4)检测优化条件下培养的GFP-FABD2或GFP-MBD悬浮细胞对温度、渗透压、机械应力等环境改变的应激响应能力,结果未发现与野生型有明显区别.     

灵芝胞外多糖分批发酵动力学模型

利用分批发酵研究了灵芝（Ganoderma lucidum）胞外多糖的合成特性,结果表明Ganoderma lucidum多糖合成和菌体生长呈部分生长关联型。菌体干重、胞外多糖分别达到15.56g·L^-1<、3.02g·L^-1<,胞外多糖对细胞干重得率系数(Y_p/x）为0.19。根据分批发酵试验结果采用Logistic方程、Luedeking-Piret方程和类似Luedeking-Piret方程,得到了描述灵芝生长、胞外多糖以及葡萄糖底物消耗分批发酵动力学模型。同时在初始葡萄糖变化较大范围内,试验数据与模型预测值进行了比较拟合,平均相对误差小于5％,表现出很好的适用性。表明该动力学模型对指导灵芝胞外多糖的发酵生产具有实际意义。     

盐碱胁迫对山葡萄光合特性及生长发育的影响

以棚内盆栽山葡萄品种‘双优’(抗逆性弱)和‘左山一’(抗逆性强)扦插苗为材料,利用气体交换分析和叶绿素荧光诱导动力学分析手段,研究了轻度、中度和重度盐碱胁迫对不同抗逆性山葡萄品种的光合特性及PSⅡ活性以及生长发育的影响,为山葡萄耐盐碱品种的评价提供理论依据。结果显示:(1)‘双优’各胁迫程度下的净光合速率(P_n)、气孔导度(Gs)和重度胁迫下的蒸腾速率(T_r)显著低于对照,而‘左山一’重度胁迫下的Pn和T_r、中重度胁迫下的Gs、各胁迫程度下的胞间二氧化碳浓度(Ci)显著低于对照,净光合速率下降主要归因于气孔限制和非气孔限制。(2)轻度、中度盐碱胁迫‘双优’叶片单位反应中心吸收的光能(ABS/RS)、单位面积内有活性反应中心数目(RS/CS)和吸收光能为基础的性能指数(PIABS),以及重度盐碱胁迫下‘左山一’的ABS/RS、RS/CS、用于电子传递的光能(ETo/CS)均显著低于相应对照,其余均无显著变化。(3)2品种山葡萄植株茎流率及株高、叶片数和根系生物量等生长指标在不同盐碱胁迫水平下均比对照显著降低,并以‘双优’品种降低幅度更大。研究表明,盐碱胁对山葡萄‘左山一’的叶片净光合速率、PSⅡ光能吸收和传递效率以及生长的抑制作用均小于‘双优’,‘左山一’的耐盐碱性更强。