植物资源开发利用的途径和方向

笔者根据近年来和后一阶段对植物资源产品的市场需求及经济发展需要,参考了目前国内一些比较有益的结论,从而提出了今后几年开发利用植物资源的途径和方向,并提出了几点意见,以资参考。 一、市场需求及经济发展需要 对植物资源的认识和开发利用来源于人们的需要以及人类社会的科技进步。其需求密切地反映在其市场价格的波动上以及其产品产量和品类上。由植物资源开发出来的产品品     

“植物工厂”金线莲

正"植物工厂"是现代设施农业发展的高级阶段,集生物技术、工程技术和系统管理于一体,通过设施内高精度环境控制实现农作物周年连续生产的高效农业系统,系统内植物生长的温度、湿度、光照、CO_2浓度以及营养液等环境条件可以智能控制,以满足特定植物生长对环境条件的需求,且其生长发育不受自然条件的制约,使农业生产从自然生态束缚中脱离出来,按计划周年性进行植物产品生产,是植物生长的"皇宫"。金线莲野生于人迹罕至的深山老林,资源稀少,常作为人们茶饮、煮汤的保健食材。近年来,金线莲野生资源遭受过度采挖,日     

转基因技术让水稻成为人血清白蛋白的生产车间

正由于转基因技术打破了物种间的生殖隔离障碍,即可以根据需要,在基因水平上进行任意的遗传操作,来实现不同物种间的基因转移,获得人类所需要的产品。基于这个原理,转基因技术自然可以将人的基因在植物上进行基因转移。下面要谈的就是利用转基因技术在水稻中生产重组人血清白蛋白的例子,来说明转基因技术不仅可以在动物体内合成医药产品,也可以在植物体上合成医药产品。人血清白蛋白是人体血液主要成分,占血浆的40%～50%,在体内主要起维持血浆渗透压,转运各种代谢物质与药物的作用。在临床上广     

植物细胞悬浮培养中次生代谢产物积累的研究进展

我国是植物资源最丰富的国家之一。植物的活性成分主要为其次生代谢产物,并大多依赖于天然植物资源中直接提取获得。但由于自然环境的破坏、植物资源的过度开发及其栽培困难等原因,许多天然植物资源正在以惊人的速度消失。为了既能满足社会对植物次生代谢物的需求,又能合理开发利用自然植物资源和保护生态环境,悬浮细胞培养技术为生产药用植物活性成分提供了一条全新途径。但受目的产物含量低的限制,能用悬浮细胞培养技术生产的天然活性物质种类也十分有限。因此,进一步研究植物悬浮细胞培养合成活性成分的高产调控技术具有重要的意义。本文综述了近年来国内外应用悬浮细胞培养技术生产次生代谢产物及调控因素研究进展。     

鬼臼毒素及其衍生物生物合成研究进展

鬼臼毒素(Podophyllotoxin,PTOX)是来源于中药八角莲、山荷叶和桃儿七等鬼臼属植物的芳基四氢萘类木脂素.其化学半合成衍生物依托泊苷和替尼泊苷被用于多种癌症的临床治疗.作为天然产物来源新药创制的典型代表,鬼臼毒素目前依赖天然提取,供求矛盾日渐突出.生物合成具有不受资源限制、反应条件友好等优势,是鬼臼毒素及...     

景深合成技术在植物光学微形态研究上的应用

介绍了利用电脑景深合成技术在光学显微镜上获得植物标本大景深图片的摄影方法。概述了此方法获取植物光学微形态特征清晰图片的基本步骤和优缺点。该方法制片简单,可利用最普通的生物显微镜、电子目镜结合计算机进行摄影,成本低,观察特征明显,获得的图片具有真色彩,并可拍出植物最鲜活的状态。此方法有可能成为未来植物微形态研究的一个重要手段。     

中国植物资源开发中的三个重大问题

随着对植物资源的深入研究,人类从植物中获得的产品越来越多,产品种类是无穷尽的,其产品主要有食品、药物和工业原料等。近年来我国从野生植物黄花蒿中开发出震惊世界的抗疟新药——青蒿素,从田菁中获得使油田增产石油的田菁胶,从而代替国外进曰的王牌胶——瓜胶。以前认为柑桔的维生素C含量最高,后来发现猕猴桃中含量数倍于柑桔,现又发现,刺梨和某些野蔷薇     

丁酸乙酯

丁酸乙酯是一种芳香化学物质,是在自然界主要发现于植物果实中的脂族酯。近百年来人们通过合成方法来生产,主要用于调味工业,只有少量用于香料工业。近来,人们开始通过生物技术生产丁酸乙酯,因此许多人对它的兴趣大大增加了。现在,一些主要生产厂家生产的丁酸乙酯的特性是非常近似的,但市场上出售的天然产品特性差异较大,使许多这类产品成了不可替代的物质。这种感观特性差异在合成丁酸乙酯     

来自西双版纳3种有毒植物的免培养与纯培养放线菌多样性及生物活性

【背景】由于土壤放线菌中获得新化合物日益困难,抗生素滥用使致病菌耐药性不断增加,人们转向研究植物内生放线菌以期发现新化合物。【目的】探究西双版纳热带雨林有毒植物内生放线菌的多样性,为开发新药提供具有潜在生物活性的菌株。【方法】通过Illumina Hi Seq高通量测序和纯培养方法分析箭毒木、八角枫、马缨丹3种有毒植物的内生放线菌群落结构组成,利用纸片扩散法筛选抑菌活性,通过PCR扩增检测7类化合物合成基因。【结果】高通量测序的多样性分析和群落结构分析得出:3种有毒植物在门分类水平检测出古菌域的2个门、细菌域的18个门和暂定的Rsa HF231、WD272门;在属分类水平检测出30个属的放线菌,八角枫和马缨丹的微生物群落结构比箭毒木更丰富。纯培养分离获得11个属34株菌,分离自箭毒木的菌株比八角枫和马缨丹的菌株更多,而且大多数高通量检测出的菌种不能通过纯培养获得。抑菌活性检测结果显示:抗菌活性作用明显的菌株以链霉菌属为主。链霉菌属的NRPS和PKS基因的检出率明显高于其他化合物合成基因。【结论】有毒植物内生放线菌多样性非常丰富。有毒植物内生放线菌具有合成次生代谢产物的潜力,可以为生物农药及抗生素开发提供丰富的菌种资源。     

代谢工程改造解脂耶氏酵母合成植物萜类化合物的研究进展

萜类化合物是一类广泛存在于植物中的天然产物,其在食品、药品和化工等多个领域中均有广泛的用途,市场潜力巨大。因此,开发生产萜类化合物等植物天然产物可再生的微生物资源来补充甚至代替原有稀少和珍贵的植物资源,具有重要的理论意义和潜在的应用价值。解脂耶氏酵母是目前使用最广泛的非常规酵母底盘细胞之一。近年来,利用代谢工程及合成生物学技术在解脂耶氏酵母底盘细胞中重构与优化萜类化合物的合成途径以实现目标代谢产物的高效合成,已经成为一项研究热点。本文系统总结了有关利用解脂耶氏酵母作为底盘细胞异源生产植物萜类化合物的具体实例和最新进展,包括所涉及的宿主菌株、关键酶、代谢途径及改造策略等,并在最后对该领域的未来发展方向进行了展望。     

嗜麦芽假单胞茵生产L-DOPA发酵条件的研究

<正> 前言左旋多巴(L-dopa)是一种在医药卫生,保健美容等诸多方面有着显著功效的氨基酸,它的生产很早就引起了人们的重视,人们通过化学合成和生物合成两条途径来获得 L-DOPA,二者相比,后者更加简单、方便。国内有人从植物中提取L-DOPA,但由于受到原料来源限制,产量小。与从植物中提取多巴相比,利用微生物来发酵生产 L-DOPA 有着生产周期短、易培养、占地面积小等诸多优点,利用微生物生产多巴是一种经济且有前途的方法。     

黄瓜苦味物质的代谢调控与合成生物学

苦味是影响蔬菜品质的不良性状。然而,苦味物质对植物是"天然农药",可用以抵御虫害侵入;对人类是消炎、保肝药,同时还具有抗癌药物开发潜力。通过整合黄瓜基因组大数据及传统生物学研究手段,共发现11个基因控制着黄瓜苦味形成。其中9个基因参与苦味合成,2个是调控苦味合成的"开关"基因。黄瓜苦味合成、调控及驯化分子机制的解析为综合利用及改良苦味物质创造了条件:(1)通过精细调控叶片和果实中的苦味"开关"基因,可培育叶苦果不苦的黄瓜,既可利用苦味保护植物不受害虫侵害,减少农药使用,又可保障黄瓜优良的商品品质;(2)利用合成生物学的方法体外大规模、快速合成和改良苦味物质,为后期新型药物研发创造条件。     

芳香族香料化合物生物合成研究进展

芳香族化合物在香料中占很大的比重,传统生产方式有化学合成和植物提取。化学合成依赖于石油资源,并具有环境不友好、反应条件恶劣等缺点。植物提取方法受限于植物资源,且占用耕地。近年来,随着代谢工程和合成生物学技术的发展,利用可再生原料,微生物合成芳香族香料化合物成为一种新的生产方式。文中介绍了大肠杆菌和酵母菌等模式微生物合成芳香族香料的研究进展,包括利用莽草酸途径合成香兰素等,聚酮途径合成覆盆子酮等。综述重点介绍了生物合成途径解析、人工合成途径创建及代谢调控等,为微生物发酵法生产芳香族香料化合物提供参考。     

微生物合成白藜芦醇的研究进展

白藜芦醇是植物源的多酚化合物,具有清除自由基、抗氧化、延长寿命等生理活性,在医药、保健品、化妆品等方面有着广阔的应用前景。目前,白藜芦醇主要采用植物提取的方法,对自然植物资源依赖严重,而且受植物成分含量和提取效率低的限制。近年来,合成生物学的迅速发展已使人们将注意力转向利用微生物合成白藜芦醇。通过在微生物中转入外源基因,成功构建出了白藜芦醇工程菌株,并从基因序列、组合方式及发酵工艺等方面进行了优化改造。本文综述了微生物合成白藜芦醇的研究进展。     

滇乌碱的结构改造

滇乌碱是云南乌头属植物中分布最广,含量最高的一种二萜生物碱成分,但其毒性高。为了充分利用这一丰富的资源,我们用滇乌碱为起始物合成了７个衍生物,本文对衍生物合成的方法及合成产物的光谱数据作了报道。     

微生物异源合成植物异喹啉生物碱的新进展

植物异喹啉生物碱(plant isoquinoline alkaloids,PIAs)包括吗啡、可待因、加兰他敏及小糵碱等药用活性产物和其他天然活性产物。从植物中提取异喹啉生物碱,受制于低含量、种植季节及提取方法。人们开始研究利用微生物异源合成和改造天然异喹啉生物碱,从而获得低成本的药用活性物质。异喹啉生物碱合成途径长,反应复杂,为实现微生物异源合成带来了诸多挑战。随着合成途径和酶的解析和鉴定,合成生物学技术为在微生物中合成异喹啉生物碱提供了可能。综述了PIAs合成途径解析的最新进展,以及微生物异源合成PIAs的代谢工程策略,讨论了目前存在的问题和未来的发展趋势。     

太原地区种子植物资源研究

太原地区种子植物资源丰富,植物区系地理成分复杂多样。通过野外调查和收集资料相结合的途径获得数据,运用植物区系地理学的基本原理,采用统计、排序及比较分析等研究方法,对太原地区植被类型、种子植物区系进行全面整理、定量统计和系统分析,为本地区植物资源的合理开发和利用提供科学依据。     

蔬菜作物的组织培养

经济作物中有一些属于杂合子型植物(heterozygote),例如马铃薯、球茎和鳞茎植物以及果树、花卉等植物。这类植物如用种子繁殖,它们的后代便会出现各种变异,不能保持原来品种的特性,因此一般均采用无性繁殖。近年来植物组织和细胞培养的技术与研究获得了飞跃的发展,应用这一技术来繁殖蔬菜作物,不仅使繁殖速度可以极大地增加,而且使不易用常规无性繁殖方法来繁殖的植物,也获得了新的繁殖途     

植物维生素生物强化进展

维生素是动植物生长发育所必需的微量营养素,包括A、B族(B1、B2、B3、B5、B6、B7、B9、B12)、C、D、E和K等。这些物质由于人体内不能合成或合成量不足,所以虽然需要量很少,但必须从膳食特别是植物性食品中获得。因此,利用生物强化技术来提高植物合成的维生素含量可以有效地应对全球性维生素缺乏的问题,对人类的生存与健康具有重要意义。综述了近年来国内外植物中维生素代谢和生物强化的主要研究成果,并对利用分子设计育种进行维生素生物强化的未来发展方向进行了展望。     

植物甾醇酯合成研究进展

植物甾醇广泛存在于植物的根、茎、叶、果实和种子中,易受光、热、氧化等作用而被分解,具有生物利用率低、水溶性和脂溶性较差等特点。植物甾醇与脂肪酸酯化生成的植物甾醇酯可以有效降低植物甾醇的氧化率,具有更好的脂溶性和降血清、胆固醇的能力,更易被人体吸收。作为一类新型的功能食品添加剂,植物甾醇酯的市场需求量逐年增长。对植物甾醇酯的原料植物甾醇和脂肪酸来源进行了简单介绍,就近年来国内外植物甾醇酯的合成方法进行了系统阐述,重点介绍了酸/碱化学催化法和脂肪酶催化合成方法,对这两类方法的优缺点分别进行了评价,并对未来研究的重点内容和待突破的核心技术进行了展望。