高产莪术细胞悬浮系建立及产物前体对挥发油合成的调控研究

研究了高产莪术细胞悬浮系培养的条件及前体物质添加对挥发油合成的调控.结果表明淡黄色颗粒状愈伤组织是建立高产细胞悬浮系的最佳供试愈伤组织;最佳培养基成分是MS培养基添加葡萄糖与蔗糖各15-30g/L(11),氮源为NH+4和NO-3,比例为13,总量为80mmol/L;激素组合为6-BA 3.0-5.0 mg/L、2,4-D 1.0 mg/L;光下培养10-15天再转入优化条件下的暗培养,可形成稳定的高产细胞悬浮系;其细胞周期中的最大细胞生长量及挥发油含量分别是248g/L和2.28%;前体物质泛酸钙、乙酸铵、乙酸钾的添加均可有效提高培养细胞合成挥发油的百分含量,其中乙酸铵最有效,在指数生长中期添加0.5mmol/L乙酸铵,挥发油的最高含量可达3.11%,产量为8.27g/L,分别是添加前的1.25倍及1.2倍.     

高产莪术细胞悬浮系建立及产物前体对挥发油合成的调控研究

研究了高产莪术细胞悬浮系培养的条件及前体物质添加对挥发油合成的调控。结果表明：淡黄色颗粒状愈伤组织是建立高产细胞悬浮系的最佳供试愈伤组织;最佳培养基成分是MS培养基添加葡萄糖与蔗糖各15—30g／L(1：1),氮源为NH4^ 和NO3^-,比例为1：3,总量为80mmol／L;激素组合为6-BA3．0—5．0mg／L、2,4-D1．0mg／L;光下培养10—15天再转入优化条件下的暗培养,可形成稳定的高产细胞悬浮系;其细胞周期中的最大细胞生长量及挥发油含量分别是248g／L和2．28％;前体物质泛酸钙、乙酸铵、乙酸钾的添加均可有效提高培养细胞合成挥发油的百分含量,其中乙酸铵最有效,在指数生长中期添加0．5mmol／L乙酸铵,挥发油的最高含量可达3．11％,产量为8．27g/L,分别是添加前的1.25倍及1.2倍。     

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。     

红花单细胞克隆的建立

KT,2,4-D 及 NAA 能提高红花(Cathamus tinctorius)细胞克隆平板培养的植板率。这三种激素对细胞生长的最佳搭配是2,4-D2.0mg/l,KT0.3mg/l,NAA 0.5mg/1。红花细胞悬浮继代培养代数不同,其植板率相差甚远,用悬浮培养第三代的细胞做材料最好,其植板率是第一代悬浮培养细胞做材料的8.5倍。红花细胞克隆的条件培养的植板率是普通平板培养的3.6倍。固-液双层培养的植板率是普通平板培养的4.7倍。对已建立的红花细胞克隆进行生长速率的比较表明,生长最漫的克隆的生长速率为3.08g/g/35天,生长最决的克隆的生长速率高达23.33g/g/35天。     

茉莉酸甲酯与水杨酸对肉苁蓉悬浮细胞中苯乙醇甙合成的影响

向肉苁蓉悬浮细胞培养系中添加茉莉酸甲酯(MJ)和水杨酸(SA) ,分别考察了这两种诱导子的添加浓度及添加时间对肉苁蓉悬浮细胞系中苯乙醇甙含量的影响。研究结果表明:MJ和SA能够促进肉苁蓉悬浮细胞系中苯乙醇甙(PeG)和松果菊甙(Echinacoside)的合成,但两者的适用的浓度范围和最佳添加时间存在差异。与未经诱导子处理的细胞培养结果相比,MJ在对数生长初期(培养14d) ,添加浓度为5 μmol L条件下,可使肉苁蓉悬浮细胞系中PeG含量提高2 5 9倍,Echin含量提高3 82倍;而SA在对数生长后期(培养2 8d) ,添加浓度为5 0 μmol L条件下,可使PeG含量提高2 71倍,Echin含量提高3 16倍。     

条件培养液对红豆杉细胞Paclitaxel生产的促进作用

在两步法红豆杉（Taxus chinensis)细胞悬浮培养体系的生产阶段,加入从生长阶段悬浮培养物中制得的条件培养液（conditioned Medium,CM)既能促进细胞的生长,又能提高紫杉醇（paclitaxel)的产率,解决了生产培养时,细胞生长受抑制的问题,特别是,取自生长12天的细胞悬浮培养物的CM按体积分数为25％添加到新鲜生产培养基中时,可使细胞紫杉醇最高产量达28．5mg/L,细胞干重达32．3g/L,分别是对照的2．4倍和2．2倍,对CM中的蔗糖,果糖,NO3－和PO4－3等的含量的进行了分析。     

藏红花细胞悬浮培养体系的建立及优化

基于诱导的藏红花细胞系,通过摇瓶法,优化了其液体培养基、接种量和种龄等培养条件,以建立藏红花细胞悬浮培养体系。结果表明,将生长在固体培养基上的藏红花愈伤组织接种在MS液体培养基(添加了2mg/L2,4-D,1mg/L6-BA和300mg/LCH)中,于(22±0.3)℃,120r/min的摇床上,暗培养30d,便可获得藏红花的悬浮细胞系。经优化其培养基、接种量和种龄,将种龄为20d的细胞系,按照5%接种量接种在液体B5培养基(添加了2mg/LNAA,1mg/L6-BA和300mg/LCH)中,于(22±0.3)℃,120r/min的摇床上,培养36d,细胞生物量(13.4g/L)和藏红花素产量(0.91g/L)均达到最高。本研究建立的藏红花细胞悬浮培养体系为其生物反应器放大培养奠定了基础。     

麻疯树悬浮细胞系的建立与优化

以麻疯树无菌幼苗为外植体,研究疏松愈伤组织诱导方案及不同培养条件对麻疯树悬浮细胞生长的影响,旨在建立麻疯树悬浮细胞体系.结果表明,麻疯树疏松愈伤组织诱导的最适培养基及激素组合为:MS+2,4-D0.6mg/L+BA 1.0 mg/L+蔗糖30 g/L,此培养基上诱导出的愈伤组织湿润松散,颜色鲜艳.接种愈伤组织进行悬浮培养的液体培养基最适激素组合为:NAA 0.2mg/L+2,4-D 1.0 mg/L+BA 0.5 mg/L.初代愈伤组织适宜用于悬浮培养,摇床转速应低于120 r/min为宜,这样培养的悬浮细胞分散度最高.培养基中添加500 mg/L水解酪蛋白能有效地促进悬浮细胞的生长.悬浮细胞振荡培养过程中悬浮细胞生长的时间进程为起始培养的第5天前,细胞增殖十分缓慢;第5-11天期间生长迅速;第13天后基本停止生长.在上述优化培养条件下,麻疯树悬浮细胞系增长速率最快,细胞生长状态最佳.     

NO对银杏悬浮细胞生长及黄酮类物质合成的影响

以硝普钠(sodium nitroprusside,SNP)为一氧化氮(NO)的供体,向银杏悬浮细胞培养液中加入不同浓度的SNP,研究外源NO对银杏悬浮细胞生长状况、过氧化氢酶(CAT)活性、苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性和黄酮类物质生物合成的影响.结果表明,低浓度SNP有利于银杏悬浮细胞生长,而高浓度SNP可以促进黄酮类物质的合成.银杏悬浮细胞在添加0.5和10 mmol/L SNP的培养基中培养16 d时,细胞干重分别为对照组的134%和73%;在添加10 mmol/L SNP的培养基中培养20 d时,细胞中黄酮类物质的含量为对照组的136%.同时,10 mmol/L SNP促进银杏悬浮细胞PAL和CAT活性显著升高.NO专一性淬灭剂c-PITO(carboxyl phenyltetramethylimidazoleoxide)抑制SNP对银杏悬浮细胞生长、CAT活性、PAL活性和黄酮类物质含量的促进作用,说明SNP是通过其分解产物NO影响细胞生长和黄酮类物质的合成.根据这些结果推测,NO可能通过触发银杏悬浮细胞的防卫反应,激活了细胞中黄酮类物质的生物合成途径.     

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.     

Improvement of phenylethanoid glycosides biosynthesis in Cistanche deserticola cell suspension cultures by chitosan elicitor

Effect of chitosan elicitor on growth and phenylethanoid glycosides (PeGs) accumulation in Cistanche deserticola cell suspension cultures was investigated. PeGs accumulation was dramatically improved by addition of selected chitosan at optimal elicitation conditions. Furthermore, a strategy of repeated addition of the chitosan elicitor for enhancing PeGs accumulation was developed. The chitosan elicitor of 10 mg l(-1)-medium repeatedly added on days 15 and 17 improved PeGs accumulation further, and the final PeGs production in the treated cell cultures of C. deserticola reached 364.6 mg l(-1), which was 3.4-fold higher than that of the control without elicitation. The increase of PeGs accumulation in C. deserticola cell suspension cultures was related to the increase of phenylalanine ammonium lyase activity stimulated by the chitosan elicitor.     

Improved accumulation of phenylethanoid glycosides by precursor feeding to suspension culture of Cistanche salsa

Effects of some precursors on phenylethanoid glycosides (PeGs) accumulation in Cistanche salsa cell suspension cultures were investigated. Precursors such as tyrosine, phenylalanine, caffeic acid and cucumber juice at proper concentrations could increase the total accumulation of PeGs (echinacoside, acteoside, 2′-acetylacteoside) by 50%, 12%, 12% and 23%, respectively. Under the combined feeding of precursors at proper concentrations, the total production of PeGs in bio-staged culture reached the highest amount of 1358.1 mg l⁻¹ (640.8 mg echinacoside l⁻¹, 689.4 mg acteoside l⁻¹ and 54.9 mg 2′-acetylacteoside l⁻¹), which was about two-fold of that in the control. This study showed promise for obtaining large-scale production of active ingredients in plant cells by the solid–liquid two step culture (SLTSC) technique and also provided for the first time an example for producing PeGs by C. salsa cell culture. The improved production of PeGs was higher than that in previous reports on PeG production by Cistanche deserticola cell culture fed with precursors.     

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％。     

Enhancement of phenylethanoid glycosides biosynthesis in cell cultures of <Emphasis Type="Italic">Cistanche deserticola</Emphasis> by osmotic stress

The effect of osmotic stress on cell growth and phenylethanoid glycosides (PeGs) biosynthesis was investigated in cell suspension cultures of Cistanche deserticola Y. C. Ma, a desert medicinal plant grown in west region of China. Various initial sucrose concentrations significantly affected cell growth and PeGs biosynthesis in the suspension cultures, and the highest dry weight and PeGs accumulation reached 15.9 g l⁻¹-DW and 20.7 mg g⁻¹-DW respectively at the initial osmotic stress of 300 mOsm kg⁻¹ where the sucrose concentration was 175.3 mM. Stoichiometric analysis with different combinations of sucrose and non-metabolic sugar (mannitol) or non-sugar osmotic agents (PEG and NaCl) revealed that osmotic stress itself was an important factor for enhancing PeGs biosynthesis in cell suspension cultures of C. deserticola. The maximum PeGs contents of 26.9 and 23.8 mg g⁻¹-DW were obtained after 21 days at the combinations of 87.6 mM sucrose with 164.7 mM mannitol (303 mOsm kg⁻¹) or 20 mM PEG respectively, which was higher than that of C. deserticola cell cultures grown under an initial sucrose concentration of 175.3 mM after 30 days. The stimulated PeGs accumulation in the cell suspension cultures was correlated to the increase of phenylalanine ammonium lyase (PAL) activity induced by osmotic stress.     

四种前体对胀果甘草细胞悬浮培养生产甘草黄酮的调控效果评价

在胀果甘草细胞悬浮体系中加入苯丙氨酸、酪氨酸、肉桂酸和乙酸钠来研究前体对甘草细胞生产甘草黄酮的影响。结果显示,4种前体在合适的浓度下对细胞的生长没有明显的抑制作用,而且均能促进细胞内甘草黄酮的生物合成,但高浓度的肉桂酸对细胞的生长有一定的抑制作用。苯丙氨酸的最佳添加浓度为20 mg/L,酪氨酸、肉桂酸、乙酸钠的最佳添加浓度都是5 mg/L。此时,均可使培养体系的甘草黄酮产量高达100 mg/L以上,其中酪氨酸的添加使得产量高达对照的1.43倍。苯丙氨酸、肉桂酸和乙酸钠3种前体的添加时间均以第10天为宜,酪氨酸添加时间以第5天为最佳。而且,在添加苯丙氨酸和乙酸钠后的第3天收获细胞,此时细胞的生物量和甘草黄酮产量最大。此外,苯丙氨酸、乙酸钠的添加可以增加黄酮合成的关键酶之一——苯丙氨酸裂解酶的活性。酪氨酸对苯丙氨酸裂解酶影响不大,而肉桂酸的添加却导致其活性显著降低。     

肉苁蓉苯乙醇苷对APP/PS1双转基因模型小鼠海马脑区β淀粉样蛋白表达的影响

为研究肉苁蓉苯乙醇苷对阿尔茨海默病模型小鼠海马β淀粉样蛋白表达的影响。实验选用6月龄APP/PS1双转基因AD模型小鼠60只,随机分为模型组、多奈哌齐组(0.65mg/kg)、肉苁蓉苯乙醇总苷剂量组(250,125,62.5mg/kg)、肉苁蓉毛蕊花糖苷组(125mg/kg),正常组为同窝非转基因小鼠10只,分别给予药物和蒸馏水灌胃3个月,于9月龄时通过Morris水迷宫法检测行为学改变,采用HE染色法观察小鼠脑部海马病变,采用免疫组化法和Western-blot法考察海马Aβ1-42和Aβ1-40蛋白表达。实验结果发现肉苁蓉苯乙醇苷明显改善小鼠学习与记忆能力和脑部海马神经元的损伤,减少Aβ1-42、Aβ1-40阳性细胞数,并下调蛋白表达。肉苁蓉苯乙醇苷通过下调小鼠海马脑区Aβ1-42、Aβ1-40蛋白表达,从而影响Aβ级联反应以保护神经元,发挥拮抗AD作用。本研究明确了苯乙醇苷是肉苁蓉发挥抗AD活性的主要药效物质基础,为后续将其开发为抗AD新药提供了理论支撑。     

低温层积与外源GA3对肉苁蓉种子萌发及其内源GA和ABA含量的影响

研究低温层积对肉苁蓉种子胚率、内源赤霉素（GA）和脱落酸（ABA）含量以及外源赤霉素（GA3）对低温层积不同时间种子萌发率影响的结果表明：低温层积可以提高种子的胚率及其GA的含量,降低其ABA含量;层积120～150d的肉苁蓉种子经外源GA3处理后,其萌发率可以达到70%以上;层积120d是外源GA3促进种子萌发的临界点。     

l-Phenylalanine production by double auxotrophic mutants ofArthrobacter globiformis

A number of tryptophan-plus-tyrosine double auxotrophs have been isolated from a glutamate producingArthrobacter globiformis excretingl-phenylalanine by two-step mutagenesis with N-methyl-N′-nitro-N-nitrosoguanidine. For the three potent mutants tested the medium of Alföldi was found to be the best. The optimum tryptophan, tyrosine and biotin concentrations for phenylalanine production of these mutants were 0.5 mmol/L, 0.1 mmol/L and 5 μg/L, respectively. At these levels strain TT-39 yielded 2.6 g phenylalanine per L of medium in flask culture with glucose (350 mmol/L) and NH₄Cl (60 mmol/L).     

丙戊酸影响神经干细胞体外分化的量效和时效关系

目的：研究丙戊酸（VPA）浓度和干预时间对神经干细胞（NSCs）体外分化的影响。方法：以不同浓度的VPA（0.1、0.3、0.5、0.75和1.0mmol/L）处理原代培养的神经干细胞,以NB培养基组做对照,分别于神经干细胞分化后3天、7天、10天和14天用免疫荧光双标鉴定并计数微管蛋白-Ⅲ（β-tubllin III）和胶质原纤维酸性蛋白（GFAP）阳性细胞的比例,并作统计学分析。结果：同一时相点组间比较,3天时各组中神经元分化比例无显著差异;7天时不同浓度VPA组与对照组分化神经元比例开始呈现差异;10天时这种差异继续增大,0.75 mmol/L VPA组中神经元比例为82.15±0.93%;14天时保持这种差异;但各时相点1.0 mmol/L VPA组与0.75 mmol/L VPA组神经元分化的比例无显著差异。不同时相点组内比较发现,3-10天内随着时间的延长,各组神经元分化的比例显著增加,但14天时神经元分化的比例较10天无显著变化。结论：0.75mmol/L VPA在10天时促神经干细胞向神经元分化的作用最佳。