摇瓶培养条件下雷公藤不定根生长及次生代谢产物含量的研究

以雷公藤(Tripterygium wilfordii Hook. f.)不定根为材料,研究摇瓶悬浮培养条件下接种密度、装液比例、逐级放大、消泡剂、大孔吸附树脂种类及浓度对雷公藤不定根增长量、不定根及培养基中雷公藤内酯醇、雷公藤吉碱、雷公藤次碱含量的影响。结果显示,接种密度在15 g/L (FW)时较适合不定根的继代培养和次生代谢产物的积累。250 m L摇瓶中装入100 m L培养基,即装液量为2/5时,培养基利用率最高。随着摇瓶体积的逐渐放大,不定根增长量和3种次生代谢产物含量略有下降,5 L摇瓶中不定根增长量为对照的91.6%,内酯醇、吉碱和次碱的含量分别为对照的91.8%、91.7%和96.9%。6种大孔吸附树脂中,XAD-7处理对不定根的生长有明显促进作用,培养结束时,3种次生代谢产物产量显著提高,当XAD-7浓度为0.5 g/瓶时不定根增长量为对照的1.2倍,内酯醇、吉碱和次碱产量最高,分别为对照的2.9、2.4和2.2倍。培养基中添加消泡剂后不定根增长量、3种次生代谢产物总产量均不同程度下降,其中,LX-603处理后,虽然不定根增长量为对照的85%,内酯醇、吉碱和次碱产量分别为对照的78%、64%和87%,但明显抑制了培养过程中泡沫的产生。研究结果表明筛选的摇瓶逐级放大培养雷公藤不定根的方法效果较好,可为雷公藤不定根生物反应器放大培养奠定基础。     

诱导子对雷公藤不定根生长和次生代谢产物含量的影响

为探讨真菌诱导子以及硝酸银等非生物诱导子对雷公藤不定根生长及次生代谢产物含量的影响。以雷公藤不定根为材料,通过向培养基中添加不同种类的真菌诱导子以及硝酸银等非生物诱导子,采用高效液相色谱检测不定根中雷公藤甲素和生物碱含量。结果表明:各种真菌诱导子不影响不定根的生长,但对次生代谢产物含量有显著影响,其中,苹果炭疽和柿子炭疽诱导子的加入不仅使不定根中雷公藤甲素的含量分别提高了2.24和1.93倍,生物碱的含量也各提高了2.02和2.07倍。苹果炭疽诱导子浓度为50μg/m L时比较适合雷公藤不定根生长及雷公藤甲素和生物碱的积累。硝酸银抑制不定根的生长和生物碱的积累,但促进雷公藤甲素的积累。硝酸银浓度为25μmol/L时雷公藤甲素含量为对照的1.71倍。茉莉酸甲酯浓度为50μmol/L时,不定根增长量为对照的1.04倍,雷公藤甲素和生物碱含量分别为对照的1.64倍和2.12倍。酵母提取物浓度为2 g/L时,雷公藤甲素含量为对照的1.48倍。表明培养基中添加硝酸银和酵母提取物对不定根中雷公藤甲素的合成具有明显的促进作用,苹果炭疽和茉莉酸甲酯的协同作用既能促进雷公藤甲素的合成又能促进雷公藤生物碱的合成。     

不同浓度有机物对雷公藤不定根生长和次生代谢产物含量的影响

以NT为基本培养基,雷公藤(Tripterygium wilfordii)不定根为材料,研究了肌醇、VB1、烟酸、VB6、甘氨酸、叶酸、生物素等有机物质对雷公藤不定根生长及其次生代谢产物雷公藤甲素和总生物碱含量的影响。结果表明:NT培养基中原有浓度的肌醇、VB1含量即可使雷公藤不定根生长量、雷公藤甲素含量、总生物碱含量及产量达到最大值。在添加的其他有机物中,添加1 mg/L烟酸、1 mg/L VB6和5 mg/L甘氨酸适合不定根的生长;添加0.5 mg/L烟酸、0.5 mg/L生物素、1 mg/L VB6、1 mg/L甘氨酸和1 mg/L叶酸适合雷公藤甲素的积累;添加0.5 mg/L甘氨酸、1 mg/L VB6、1 mg/L叶酸和1 mg/L生物素则适合不定根中雷公藤总生物碱的合成。     

碳源、生长素及诱导子对木豆不定根生长和次生代谢产物合成的影响

以1/2MS为基本培养基,研究了蔗糖、IBA、茉莉酸甲酯（MJ）及水杨酸（SA）对木豆不定根生物量和次生代谢产物合成的影响。研究结果表明,蔗糖浓度对木豆不定根的生物量和次生代谢产物合成有显著影响,蔗糖浓度为30 g·L^-1时,木豆不定根的生物量和次生代谢产物的含量均达到最大值。低浓度的IBA有利于木豆不定根的生长和次生代谢产物的积累,高浓度的IBA表现出抑制作用。IBA浓度为0.1 mg·L^-1时,生物量、染料木素及芹菜素含量均为最大值,分别为对照组的1.1、1.1和2.8倍。在0~200 μmol·L^-1浓度范围内,MJ对不定根的生长几乎无影响（P>0.05）,但对次生代谢产物的合成有重要影响。MJ浓度为100 μmol·L^-1时,染料木素和芹菜素的含量均达到最大值,分别为对照组的1.9和2.1倍。SA抑制木豆不定根的生长和染料木素的合成,但对芹菜素的合成有一定促进作用,SA浓度为100 μmol·L^-1时,芹菜素的含量最高,为对照组的1.5倍。木豆不定根的悬浮培养是获得次生代谢产物的一条有效途径,为大规模生产染料木素和芹菜素提供了很好的思路。     

环境胁迫对雷公藤中雷公藤红素含量的影响

雷公藤(Tripterygium wilfordii)是我国的名贵药用植物, 其药用成分雷公藤红素是医药研究中重要的化学单体。环境胁迫能促进药用植物次生代谢物质的合成与积累, 该文通过正交设计, 探讨了水分、光照、土壤氮含量三因素两水平轻度胁迫处理对雷公藤幼苗中雷公藤红素含量的影响。研究结果表明: 根部是雷公藤红素含量最丰富的部位; 雷公藤幼苗在水分、光照及土壤氮含量胁迫条件下根系中雷公藤红素的含量分别提高了10.8％、14.4％和13.0％, 光照对雷公藤红素含量的增加最明显, 短期的轻度胁迫可提高根中雷公藤红素的含量。     

植物细胞的两相培养技术

介绍了两相培养技术的原理,促进产物释放的方法以及该技术应用于植物次生代谢物生产的研究进展。     

红豆杉细胞两相培养生产紫杉醇的研究

研究了两相培养系统中红豆杉细胞的生长与代谢规律,经４０天培养,细胞生物量为１７．８５ｇ／Ｌ（干重）,紫杉醇产量为３０．１９ｍｇ／Ｌ。     

培养时间相关的中国被毛孢代谢产物初步分析

采用偏最小二乘判别分析法(PLS‐DA)分析不同培养时间中国被毛孢代谢产物的变化。结果表明,在不同培养时间内,供试菌株菌丝的次级代谢产物差异显著。根据代谢组差异可将中国被毛孢培养时间分为前期(19d前)、中期(19–26d)、后期(26d后)3个阶段。3个培养阶段共出现43种显著差异化合物,其中仅在培养前期出现的差异化合物有3种,大部分差异代谢物出现在前期后段及中期,包括8种抗生素及多种具有独特生物活性的物质,在培养后期有3种抗生素没有检测到。在整个培养过程中,有些代谢物可能是受反馈调节机制控制,其含量呈波动变化;有些是持续合成的稳定的代谢终产物,其含量持续增加;有些由于合成速度逐渐减慢,或分解速度逐渐加快而出现含量持续下降。从代谢物的利用角度来说,人工培养菌丝适宜在培养中期采收,因为此阶段生物活性代谢物最多,但对于含量持续下降的化合物的利用应在培养前期采收;对于含量持续增加的化合物的利用宜在培养后期采收。     

雷公藤内生细菌的促生作用及其对雷公藤甲素生成的影响

从健康雷公藤植株体内分离得到23株内生细菌,对其有益生物学特征及对小麦萌发能力的影响进行评价,得出3株益生效果显著的内生细菌.这3株内生细菌均能产生植物生长素和铁载体,其中LG3、LJ10具有溶磷特性,LG3、LY4具有固氮功能并同时具有1-氨基环丙烷-1-羧酸脱氨酶(ACC脱氨酶)活性.经细菌16S rDNA序列鉴定及同源性分析发现,LG3、LY4属于肠杆菌属,LJ10属于泛菌属.回接试验表明,3株内生细菌不但能够促进雷公藤植株的生长,还能显著提高不同器官内雷公藤甲素的含量.     

雷公藤组织培养技术体系建立

以生长健壮、无病虫害的雷公藤Tripterygium wilfordii为材料,采用正交试验设计,探讨其茎段的再生技术。结果表明,雷公藤芽诱导最适培养基为MS + 6-BA 1.5 mg·L-1 + IBA 0.1 mg·L-1;继代增殖最适培养基为MS + 6-BA 1.0 mg·L-1 + NAA 0.1 mg·L-1;壮苗培养最适培养基为MS + 6-BA 0.5 mg·L-1 + VB1 0.5 mg·L-1 + 蛋白胨0.5 g·L-1;生根培养最佳培养基为1/2MS + NAA 2.0 mg·L-1 + KT 0.1 mg·L-1;炼苗移栽时,基质配比为蛭石与泥炭土 1:1。移栽30 d后,成活率达84.5%。     

抗褐变剂对雷公藤愈伤组织生长和次生代谢产物含量的影响

以雷公藤（Tripterygium wilfordii Hook f.）根愈伤组织为材料,以NT为基本培养基,添加不同浓度硫代硫酸钠、抗坏血酸、柠檬酸、硝酸银、聚乙烯吡咯烷酮以及活性炭,探讨抗褐变剂对雷公藤愈伤组织生长、抗褐化和雷公藤内酯醇及总生物碱含量的影响。结果表明：除较低浓度柠檬酸以外,其他抗褐变剂均不同程度抑制雷公藤愈伤组织的生长。培养基中添加不同浓度硫代硫酸钠、抗坏血酸、柠檬酸、聚乙烯吡咯烷酮以及活性炭,雷公藤愈伤组织褐化程度不但没有得到控制,反而使褐化加重。但所有处理中,愈伤组织中内酯醇含量明显升高,其中加入50mg/L柠檬酸处理的内酯醇含量为对照的2.4倍。培养基中加入10～50mg/L硝酸银不仅能抑制雷公藤愈伤组织褐变,内酯醇的含量也随着硝酸银浓度的增加而增加。供试抗褐变剂中除较低浓度硫代硫酸钠以外,其他处理对雷公藤总生物碱的合成起抑制作用。     

Structural Study of Dichlorotriptetraolide Isolated from Tripterygium wilfordii

A new chlorinated diterpene epoxide, dichlorotriptetraolide (L5) was isolated from the leaves of Tripterygium wilfordii Hook. f. Dichlorotriptetraolide was crystallized from CH3OH as colorless needle-like crystal, with amp of 252.0～253.5 ℃. Its molecular formula is C2oH26O7Cl2. The structure was identified on the basis of spectral analyses (UV, 1H-NMR, 13C-NMR. 13C-NOE. 2D-cosy. LD/FTMS. EIMS, selective long-range DEPT spectrum and X-ray fluorescence spectrum) and computerization of molecular mechanics and molecular graph.     

雷公藤悬浮细胞原生质体的制备及瞬时转化体系的建立

为探索药用植物雷公藤(Tripterygium wilfordii)悬浮细胞原生质体提取的最优条件,并建立雷公藤原生质体瞬时转化体系,以雷公藤悬浮细胞为材料,对酶解液配比、酶解时间、甘露醇浓度及处理转速进行考察。用PEG介导的瞬时转化法将外源基因转化到雷公藤原生质体中。结果表明,以雷公藤悬浮细胞为材料提取原生质体的最佳条件是酶液配比为2.0%纤维素酶+0.5%果胶酶+0.5%离析酶,甘露醇浓度为0.6 mol·L–1,酶解10小时,处理转速为67×g;用PEG介导法将含有编码GFP的植物表达载体转化雷公藤悬浮细胞原生质体,激光共聚焦扫描显微镜下细胞显示绿色荧光。通过实验筛选得到雷公藤悬浮细胞原生质体的最佳提取条件,建立了雷公藤悬浮细胞原生质体的瞬时转化体系,为进一步开展雷公藤功能基因及合成生物学研究奠定了基础。     

雷公藤化学成分的研究

研究雷公藤(Tripterygium wilfordii Hook．f．)根心部分的化学成分。采用硅胶柱色谱法进行分离,从其氯仿提取物中分得五个化合物,经波谱分析化合物分别鉴定为：5α-stigmastane-3β,6α-diol(1)、epigallocatechin(2)、2,5-二甲氧基苯醌(3)、琥珀酸(4)和卫矛碱(5)。化合物1—4均为首次从该植物中分离得到。     

Structural Study of Triptriolide Isolated from Tripterygium wilfordii

A novel diterpene bisepoxide, ,riptriolide was isolated from the root and leaves of Tripterygium wilfordii Hook- f. Triptriolide was obtained as white cluster crystal, mp. 260-262℃. Its molecular formula is C20H26O7. The structure and stereochemistry of triptriolide were determined by UV, IR, MS, 1H-NMR, 13C-NMR, 2d-NMR, 13C-NOE, NOE difference spectroscopy and direct X-ray crystallographic analysis. Preliminary pharmacologic assay revealed that triptriolide has a potent anti-inflammatory action.     

Study of Sesquiterpene Alkaloids from Tripterygium wilfordii (IV)

Two sesquiterpene alkaloids,wilforine and wilfordsuine were isolated from Tripterygium wilfordii Hook. f. Wilfordsuine was a new alkaloid. The structures of wilforine and wilfordsuine were elucidated on the basis of spectral data,especially 2D-NMR techniques　(H'-'H COSY,H'-13C COSY, NOESY, COLOC methods).