新疆紫草组织培养的研究进展

新疆紫草作为一种多用途的植物,它的提取物紫草宁衍生物,广泛应用于医疗、食品等方面。本文介绍了近年来国内外学者为解决新疆紫草资源短缺和保护环境所作的努力,详细介绍了新疆紫草组织培养方面的研究进展。主要包括愈伤组织的诱导及培养、细胞悬浮培养、反应器发酵培养等几方面的研究成果。     

固定化在植物细胞生物技术中的潜在作用

1966年Klein提出,能利用植物细胞培养物代替收集或栽培植株来生产生化制品。今天,几乎过了三十年之久,只报告了一项工业生产工艺,即用紫草(Lithospermumerythrorhizon)悬浮培养物生产紫草宁。也许值得分析一下此工艺为什么在商业生产上是可行的。在日本,紫草宁(红色素的混合物)被长期用来作为药物和染料。     

植物细胞大规模培养技术产业化浅谈

植物细胞培养技术诞生于20世纪初,随着研究的不断进步,逐步发展出植物组织培养、植物器官培养、原生质体培养、细胞培养、冠瘿瘤培养以及不定根或毛状根培养等技术.20世纪80年代前后,利用植物细胞培养生产植物次生代谢产物的研究成为热点.比如1977年Noguchi等就利用20吨发酵罐进行了烟草细胞培养生产尼古丁实验.1977年Alfernmann等利用毛地黄培养细胞把甲基洋地黄毒苷转化为甲基地戈辛,证明植物细胞的生物转化能力.1985年日本的三井石油化学公司利用紫草细胞大规模培养生产紫草宁,并且投放市场,首次将植物细胞培养技术实现了产业化.     

真菌诱导物在滇紫草细胞培养中对紫草色素形成的影响

在滇紫草细胞悬浮培养中,真菌诱导物可抑制细胞生长,促进紫草色素的合成。将培养６ｄ的曲霉菌丝体的粗提物以６００μｇ碳水化合物／５０ｍｌ培养液的浓度加入到处于指数生长初期的滇紫草细胞悬浮培养物中,诱导物促进紫草色素合成的作用最大,紫草色素含量为对照的两倍。经高压锅处理２０ｍｉｎ到２ｈ不影响诱导物的活性。真菌诱导物还影响了紫草色素各衍生物的相对含量。     

生物合成紫草宁衍生物的研究已通过国家鉴定

中国科学院植物研究所李国凤、叶和春等11位同志,经国家招标,通过三年多的研究,已提前超额完成了国家“七五”攻关项目——新疆紫草细胞大量培养生产紫草宁衍生物的研究。其研究结果均达到或超过了合同所规定的各项指标,并于1990年10月22日在中国科学院生物科学与技术局主持下,经过专家评定,通过了成果鉴定。与会专家认为,这项成果的取得,表明我国在应用植物细胞大量培养技术生产有用代谢物质的研究方面,已达到国际同类工作的先进水平。     

真菌诱导物在滇紫草细胞培养中对紫草色素形成的影响

在滇紫草细胞悬浮培养中,真菌诱导物可抑制细胞生长,促进草色素的合成,将培养６ｄ的曲霉菌丝体的粗提物以６００μｇ碳水化合物／５０ｍｌ培养液的浓度加入到处于指数生长初期的滇紫草细胞悬浮培养物中,诱导物促进紫草色素合成的作用最大,紫草色素含量为对照的两倍,经高压锅处理２０ｍｉｎ到２ｈ不影响诱导物的活性,真菌诱导物还影响了紫草色素各衍生物的相对含量。     

高产花色苷玫瑰茄细胞系的筛选

花色苷在植物中呈现粉红、红、紫红、紫等颜色,可以用作食品、药品及化妆品的着色剂,亦有药用价值。作为食品添加剂,颜色较合成色素自然,且安全无毒性。早在１９８７年,Ｍｉｚukami^[1]就建议用植物细胞培养物生产花色苷类代替合成色素。所有的植物培养细胞都是异源性的。各细胞之间产花色苷的能力相差很大^[2].因为产花色苷的细胞系带有颜色标记,所以容易识别并通过肉眼选择即可获得高产花色苷的细胞系。筛选的方法很多,如平板饲喂法^[3]、小细胞团法^[4]、细胞块法^[5]、肉眼观察直接挑选法及细胞分栋器法^[6]等。高产系花色苷的含量可增加几倍到几十倍,而且产量稳定。本文采用平板法及小细胞团法筛选高产花色苷的玫瑰茄(Hibiscus sabdariffa L.)细胞系。     

植物细胞培养物已成为有益药物及稀有植物的库源

目前,上百万胡萝卜胚、脱毒甘蔗、抗癌化合物紫杉酚(一种抗细胞微管解聚化合物)及抗龋齿剂血根碱均可由当今的植物细胞培养技术所生产。 研究人员正在探索和利用复杂的植物细胞培养技术方法。这些方法同天然物质生产过程相比较,可生产一些有用的化合物、植物繁殖速度更快、更一致、产量更高。此外,植物细胞培养物可防止稀有植物因过量收获而使物种灭绝。未来的植物细胞工程为医用药物和其他治疗剂的生产、植物的育种与选择、杀虫剂与杀菌剂的生产以及食品加工和食品风味的改良展现了广阔的前景。     

从植物细胞到生物工程

应用植物细胞培养技术生产次级代谢物的最初尝试可以追溯到六十年代初期,三十年之后,用植物细胞工业化生产的酶类和精细化学制品仍然屈指可数。     

植物基因工程改善生物质能利用的研究进展

利用植物木质纤维资源发酵生产乙醇越来越受到人们的重视,但是要实现工业化生产仍然存在很多难题。最近,利用植物基因工程技术,改善植物自身性状,包括减少植物自身细胞壁中木质素含量、细胞中积累表达纤维素酶和木聚糖酶等方法,使自生产生的生物质更利于降解利用。目前,对这种新的能源转基因植物的研究取得了一定进展。     

离体培养的新疆紫草萘醌色素的诱导形成

紫草(Lithospermum erythrorhizon)细胞的大规模培养,生产有应用价值的代谢物质并用于医药、食品及化妆品,在日本早有报道。但迄今为止,对我国新疆地区的新疆紫草尚未见研究报道。新疆紫草属假紫草属,野生资源贪乏,引种栽培至今未获成功。卢馥荪等曾对新疆     

紫草乌中生物碱成分及其对H9c2细胞毒性研究

为了解我国特有药用乌头种紫草乌(Aconitum episcopale)的生物碱类化学成分及其对大鼠心脏细胞H9c2的细胞毒性,从紫草乌中分离出10个C19-二萜生物碱,根据理化性质和波谱数据,其结构分别鉴定为滇乌碱(1)、粗茎乌头碱甲(2)、黄草乌碱丙(3)、黄草乌碱甲(4)、丽乌亭(5)、猎鹰乌头碱(6)、14-O-乙酰萨卡可尼亭(7)、萨卡可尼亭(8)、查斯曼宁(9)和展毛黄草乌碱A (10)。化合物5、6和10为首次从该植物中分离得到。化合物1～4、6～7和9～10对大鼠心脏细胞H9c2增殖的半数抑制浓度为163.8～341.6μg/m L,表明紫草乌中的生物碱对H9c2细胞具有毒性作用。     

生产植物次生产物的新途径

若干年来,人们对利用植物细胞培养物生产精细化学药品就很感兴趣。但是,除少数情况外,商品化生产的进展缓慢,主要原因是许多未分化培养物的生产能力很低并且(或者)不稳定。新近用发根土壤杆菌(Agrobacterium rhizogenes)遗传转化植物以后,产生了生长迅速、器官化的“毛状”根(hairy root)培养物。这对于植物细胞生物技术的某些领域可能是一场革命。本文将讨论应用毛状根技术生产植物次生代谢产物的问题。植物至今仍然是药物和其它精细化学药品的主要来源。目前使用的许多化合物在结构上是复杂的,使得它们的化学合成在经济上是难以实行的。很久以来,人们就认识到利用培养的植物细胞生产这些称为“次生”的代谢产物,以取代从植物组织中抽提是合算的。但是,     

植物源二萜类化合物微生物合成研究进展

植物源二萜类天然产物结构复杂且功能多样,具有抗癌、抗炎和抗菌等多种药理活性,在药品、化妆品和食品添加剂等方面广泛应用。近年来,基于植物源二萜类化合物(diterpenoids)生物合成途径中功能基因的逐步揭示和合成生物技术的发展,科研人员采用代谢工程技术构建了多种二萜类化合物的微生物细胞工厂,且多个化合物达到克级产量。本文对植物源二萜类化合物微生物细胞工厂的构建情况进行综述,介绍并探讨植物源二萜类化合物微生物合成的研究进展和改造策略,为高产二萜类化合物细胞工厂构建和工业化生产提供参考。     

微藻代谢工程改造研究进展及展望

微藻种类繁多,分布广泛,很多微藻能通过自身代谢生产油脂、色素、多糖等高价值产品.但通常情况下,微藻生产高价值产品时存在产物含量低以及细胞采收成本高等缺点,限制了微藻产品的实际应用.为了有效开发利用微藻资源,研究如何利用遗传改造技术选育藻株,提高其代谢物含量,并改善微藻采收效率十分重要.近年来,利用代谢工程改造微藻取得了显著进展,此外,微藻基因组编辑及合成生物学研究也不断深入,这些遗传改造技术的不断进步和创新,必将提高微藻重要代谢物的生产效率,以满足人类不断增长的能源、食品和制药工业需求.     

紫草宁形成相关的基因克隆及其代谢工程

紫草是我国重要的中草药材 ,其中紫草宁是主要的药用成分。目前 ,组织培养技术已经能够工业化生产紫草宁药物。近年来 ,人们运用分子生物学方法和技术 ,从紫草培养细胞中分离和鉴定的一些与紫草宁形成相关的基因克隆 ,并且开展了紫草宁代谢工程的研究。综述了这两方面的主要研究进展 ,并对其后续的基础和应用研究进行了展望。     

紫草组织培养研究概况

本文简要综述硬紫草、滇紫草和新疆紫草在利用愈伤组织培养、细胞悬浮培养和固定化培养生产紫草及其衍生物方面的研究进展。     

硬紫草细胞培养色素形成的动力学研究

紫草为我国传统中药,最早收录于《神农本草经》,根部入药。其有效成分为紫红色的萘醌类衍生物的复合物(紫草色素)。它具有抗菌、消炎、抗肿瘤等作用,是具有药用价值的天然色素,在医药、印染、化妆品及食品工业上有广泛的应用前景。借助细胞培养技术生产紫草色素,是开发紫草资源的新途径。1983年日本已将硬紫草细胞培养工业化生产,1984年便有紫草色素产品投放市场。本文测定了硬紫草细胞培养色素形成过程中细胞生长、产物(色素)形     

新疆紫草细胞大量培养的研究

新疆紫草(Arnebia euchroma)为多年生草本植物,其根中含有多种萘醌类化合物(即紫草宁及其衍生物),为我国传统的中草药,监床用于抗菌、消炎,如治疗皮肤烧伤、烫伤及溃疡久治不愈、妇科炎症等。此外还具有抗促性腺激素及抗肿瘤活性。除药用外,紫草宁衍生物还是理想的天然色素和染料,可用于食品、化妆品的添加剂。     

植物资源开发利用新信息——国外有关植物的专利摘要(四)

89.芸香科植物提取中枢神经系统刺激剂 根据世界组织1992年专利记载,芸香科植物可提取类柠檬化合物,它们的制备物可用为食品,作中枢神经系统的刺激剂;对于一种芸香科植物提取含有柠檬碱(limonin)和黄柏酮(obacunone)等物质也作了记述,它们的中枢神经系统刺激活性也已在动物试验中证明。类柠檬化合物可以用为制造饮料和食品,如口香糖、糕点、饼干等的食品添加物。黄柏酮200mg/kg通过饮水饲喂鼠类11天,比对照减少睡眠59％。在提取物中的非类柠檬化合物,如小檗碱等,中枢神经系统刺激活性则不显著。