青蒿过氧化物酶的克隆及其在体外对青蒿素生物合成的影响

用RACE方法从青蒿(Artemisia annua L.)高产株系001中克隆了一个过氧化物酶.将此基因在大肠杆菌BL21(DE3)pLysS细胞中进行原核表达得到重组蛋白(APOD1),表达的蛋白分别以抗坏血酸、愈创木酚为底物进行过氧化反应,结果显示,APOD1催化愈创木酚的活力是抗坏血酸的1.8倍左右,由此表明,克隆的APOD1类属于植物经典过氧化物酶(第三大类过氧化物酶).经与其他植物过氧化物酶同源性比较分析,推测APOD1的氨基酸序列与白羽扇豆(Lupinus albus)、辣根菜(Armoracia rusticana)、小麦(Triticum aestivum)、烟草(Nicotiana tabacum)和蕃茄(Lycopersicon esculentum)的一致性分别为42.0%、36.2%、38.9%、33.6%和32.8%.Northern杂交分析表明,此基因在青蒿的根、茎和叶中均有表达.加入APOD1至青蒿细胞提取液有利于青蒿酸向青蒿素的生物转化,但APOD1并不能直接以青蒿酸作为氧化底物.     

温度对青蒿毛状根生长和青蒿素生物合成的影响

本实验研究了不同温度(15℃～35℃)对青蒿毛状根生长和青蒿素生物合成的影响,发现25℃有利于毛状根生长,30℃促进了青蒿素生物合成。通过温度改变的二步培养技术(培养前20d温度控制在25℃,后10d温度提高到30℃),青蒿素的产量得到明显提高,高于在恒温培养时(25℃或30℃)的结果。     

青蒿发根生长及青蒿素生物合成动态的研究

从747条发根农杆菌ATCC15834转化的青蒿株系025发根中,筛选出7个生长较快的发根系,这7个系在生长速度和青蒿素含量上均有显著差异,其中发根系HR9青蒿素产率最高,达到每月3325mg/L。青蒿发根的生长量和青蒿素含量极显著高于未转化根和愈伤组织。青蒿发根在分批培养中没有明显的迟滞期,接种后第7天进入指数生长期,第11天生长最快,第20天进入稳定期。青蒿发根中青蒿素含量呈明显的“与生长相关”特性,在指数生长期,青蒿素含量缓慢下降,生长速度减缓后,青蒿素含量上升,发根生长停止后,继续延长培养时间,青蒿素含量也不再提高。在分批培养中,青蒿发根适宜的培养时间为21d。     

Ri质粒转化的青蒿发根培养及青蒿素的生物合成

用发根农杆菌(Agrobacterium rhizogenes)转化药用植物青蒿(Artemisia annua L．)并建立了发根体外培养系统。Southern杂交、NPT Ⅱ酶的检测证明Ri质粒的T—DNA转移并整合到植物的核基因组上。在发根培养系统中,检测了青蒿的重要次生代谢物一青蒿素的含量,检测了不同理化因子对发根生长及青蒿素含量的影响。结果表明：光照(日光灯,12h光周期,20001x)有利于次生产物青蒿素的积累。培养基的pH值为5．4。蔗糖浓度为3％不仅促进发根的生长,而且促进青蒿素的积累。低浓度萘乙酸(NAA)对发根生长具有促进作用,但抑制青蒿素的合成。赤霉素GA,对发根的生长及次生产物的合成都具有促进作用,其最适浓度为4．8mg／L。     

广西地形对青蒿中青蒿素含量的影响

针对广西青蒿种植中适生地选择的迫切要求,在对广西31个样地155株青蒿中青蒿素含量测定的基础上,分析了青蒿素含量地理变异,不同地形条件下青蒿素含量变异,海拔高度、坡度、坡向等地形因子对青蒿素含量的影响,不同区域内青蒿素含量变异分析,并应用GIS技术开展了基于地形因子的青蒿种植区划分析.得到如下结果和结论:①各样地间的青蒿素含量存在显著性差异(P=0.000<0.05);②海拔高度和坡度是影响青蒿素含量变化的主要地形因子,生长在海拔较高、坡度较大的丘陵、山地区域内的青蒿,青蒿素含量高于生长在海拔较低、坡度较小的平原区域内的(P=0.000<0.05);③桂西南地区内的青蒿素含量最高,桂东南平原区域内的青蒿素含量最低,二者与其他区域的青蒿素含量差异显著(P=0.000<0.05);④青蒿素含量在(0.76%～0.93%)的为最适宜区,主要包括桂东北和西南地区的阳朔、都安、大化、苹果、马山、武鸣、隆安、南宁和崇左等县市.青蒿素含量在(0.61%～0.76%)的为较适宜区域.青蒿素含量在(0.47%～0.61%)的为适宜区.青蒿素含量在(0 32%～0.47%)的为不适宜区,主要包括北海市、钦州市、贵港市、贺州市、梧州市和岑溪市的部分地区.⑤桂北地区地形复杂"小地形"、"小气候"特征明显,从小尺度范围内研究青蒿的生态适宜性,更能得到较显著的效果.     

青蒿倍半萜合酶(环化酶)研究进展

青蒿素是从中药青蒿中分离得到的抗疟有效单体,是含有过氧基团的新型倍半萜内酯化合物,是目前世界上最有效的疟疾治疗药物。青蒿素的生物合成途径属于类异戊二烯代谢途径中的倍半萜类分支途径,倍半萜合酶是该途径的关键酶之一,目前已从青蒿中克隆了多个倍半萜合酶基因。综述了青蒿中已克隆的几种倍半萜合酶基因的研究进展。     

青蒿倍半萜合酶(环化酶)研究进展

青蒿素是从中药青蒿中分离得到的抗疟有效单体,是含有过氧基团的新型倍半萜内酯化合物,是目前世界上最有效的疟疾治疗药物。青蒿素的生物合成途径属于类异戊二烯代谢途径中的倍半萜类分支途径,倍半萜合酶是该途径的关键酶之一,目前已从青蒿中克隆了多个倍半萜合酶基因。综述了青蒿中已克隆的几种倍半萜合酶基因的研究进展。     

青蒿素生物合成分子调控研究进展

青蒿素是目前世界上最有效的疟疾治疗药物。通过对青蒿素的生物合成途径,青蒿素生物合成途径的关键酶,青蒿素生物合成的分子调控的介绍,综述了青蒿素生物合成分子调控的最新研究进展。     

柱前衍生-RP-HPLC法测定青蒿中青蒿素的含量

采用柱前衍生-RP-HPLC法测定10个不同产地的青蒿药材中青蒿素的含量.采用Lichrospher 100 RP-18e(250 mm×4.6 mm,5μm,Merck KgaA,Germany)色谱柱,甲醇-0.01 mol/L醋酸钠-醋酸缓冲液(pH 5.8)(体积比62:38)为流动相;检测波长:260 nm;流速:0.5 mL/min;柱温:25℃.结果表明该法准确重现性好,可以为青蒿质量标准的制订提供科学依据.     

真菌诱导子对青蒿发根细胞生长和青蒿素积累的影响

３种真菌诱导子（大菌丽花轮枝孢（Ｖｅｒｔｉｃｉｌｌｉｕｍ ｄａｈｉａｅ Ｋｌｅｂ．）、葡枝根霉（Ｒｈｉｚｏｐｕｓ ｓｔｏｌｏｎｉｆｅｒ（Ｅｈｒｅｎｂ．ｅｘＦｒ．）Ｖｕｉｌｌ）和束状刺盘孢（Ｃｏｌｌｅｔｏｒｉｃｈｕｍ ｄｅｍａｔｉｕｍ（Ｐｅｒｓ．）Ｇｒｏｖｅ）处理青蒿（Ａｒｔｅｍｉｓｉａ ａｎｎｕａＬ．）的发根,均能促进发根中青蒿素的积累,其中以大丽花轮枝孢的诱导效果最好;对细胞生长均没有明显影响,     

内生青霉菌对黄花蒿组培苗生长和青蒿素合成的影响

从黄花蒿茎中分离得到了17株内生真菌,其中内生青霉菌(Penicilliumsp.Y2)能有效促进黄花蒿组培苗生长及青蒿素合成。内生青霉菌悬浮培养5d后,分别将培养液与菌丝匀浆后经过高压灭菌处理,或将培养液经过高压灭菌、过滤除菌处理获得3种内生菌诱导子(A、B和C)。结果表明,3种内生菌诱导子对植株生长、抗氧化酶活性及青蒿素合成都有促进作用,诱导子C青蒿素合成诱导效果最好,可促进黄花蒿组培苗的干重增长44.44%、可溶性糖含量提高38.24%,诱导超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性,从而提高青蒿素合成达58.86%,黄花蒿组培苗青蒿素含量达4.701mg.g-1(干重)。     

Artemisinin Production by Adventitious Shoots of Artemisia annua in a Novel Mist Bioreactor

A novel ultrasonic inner-loop bioreactor was used for artemisinin production by adventitious shoots in a multiplate culture of Artemisia annua L. The bioreactor was designed to allow the nutrient mist to uprise along a concentric draught-cylinder until it overflows from the top opening and the side-holes of the central tube downward and out of the annulus, so that the nutrient mist can be fulfilled in the bioreactor within 2 ~ 3 minutes. Under the misting cycles of every 3-minute misting in every 90 minute interval, artemisinin production reached totally 46.9 mg DW/L of culture medium at an airflow rate of 0.5 L/min for 25 d of culture in batches. The product amounted 2.9 and 3.2 folds of those obtained from culturing in solid medium and in shaking flasks respectively.     

Effects of Overexpression of the Endogenous Farnesyl Diphosphate Synthase on the Artemisinin Content in Artemisia annua L.

Artemisinin is a novel effective antimalarial drug extracted from the medicinal plant Artemisia annua L. Owing to the tight market and low yield of artemisinin, there is great interest in enhancing the production of artemisinin. In the present study, farnesyi diphosphate synthase （FPS） was overexpressed in high-yield A. annua to Increase the artemisinin content. The FPS activity in transgenic A. ennue was twoto threefold greater than that In non-transgenic A. annua. The highest artemisinin content in transgenic A. annua was approximately 0.9% （dry weight）, which was 34.4% higher than that in non-transgenic A. annua. The results demonstrate the regulatory role of FPS in artemisinin biosynthesis.     

Technical Factors of Artemisin Biosynthesis in Artemisia annua Hairy Root Culture

The optimum cultural conditions of growth and artemisinin accumulation of hairy roots in Artemisia annua L. were identified as follows: the initial pH 5.8 ~ 6.0; the rate of flask shaking, 130 ~ 150 r/min; the liquid medium volume per flask, 25%; light cycle, 16 h/d; temperature, 30 ℃. Under the above conditions, up to 233.3 mg/L of artemisinin could be obtained after 25 days of culture.     

适于青蒿芽生长和青蒿素积累的光、温和培养方式探讨

探讨了光照、温度和培养方式对青蒿芽生长和青蒿素合成的影响。适宜芽生长和青蒿素积累的光照强度约为３ ０００ ｌｘ,照光时间为２０ ｈ／ｄ ;芽生长和青蒿素积累的最适温度分别为２５ ℃和３０ ℃,通过先２５ ℃（２５ ｄ）后３０ ℃（５ ｄ） 的温度转变二步培养法可以提高青蒿素的产量;青蒿芽生长和青蒿素积累的最佳培养方式为非浸没低转速摇瓶培养。