无载体固定化黄花蒿细胞生产青蒿素

疟疾是一种严重危害人类健康的流行病,主要由疟原虫经蚊虫叮咬引起。目前,在临床上疟原虫对治疗疟疾的药物(如氯奎等)有较强的耐药性,并表现出明显的交叉耐药性。来自黄花蒿的青蒿素具有极其明显的抗疟活性,成为临床首选的药物,因此青蒿素的获取成为关键。本研究采用无载体固定化法培养黄花蒿生产青蒿素,初步研究了无载体固定化细胞的生长特性。检测发现,利用该方法生产的青蒿素是常规细胞培养法的9倍,因此该方法有望成为青蒿素生产的首选方法。     

加工方法对黄花蒿提取青蒿素含量的影响

通过对采收后的黄花蒿植株进行适当的处理及干燥温度和贮藏时间对比试验,采用HPLC法测定,探讨提高青蒿素含量的加工新方法。结果表明:整株立式阴晾一定时间后晒干的处理随着阴晾时间的增加青蒿素含量呈抛物线状变化,4～5d最高,达显著水平,之后逐渐下降;随着干燥温度的升高青蒿素含量呈下降趋势,40℃时叶片青蒿素含量较高;随着贮藏时间的延长青蒿素含量逐渐下降,贮藏100 d后下降明显。采收后整株立式阴晾4～5 d后再晒干方法能提高黄花蒿叶片的青蒿素含量。40℃的干燥温度能使叶片中青蒿素含量损耗较少。黄花蒿叶片的保质贮藏时间约90 d。     

广西黄花蒿类型调查研究

本文报道广西黄花蒿类型调查结果。１）生长在石山上的黄花蒿类型植株长势比生长在平地、路边、土坡、房前屋后的类型差,且产量也较低。２）同一分布区内,生长在石山的黄花蒿类型,有效成分（青蒿素）含量明显高于生长在平地、路边的类型,前者比后者含量提高００３％～０２８％。     

不同土壤环境对黄花蒿生长和青蒿素含量的影响研究

通过田间小区试验,比较研究了施肥与不施肥条件下,4种土壤环境（沙土、旱地土、水稻土和棕色石灰土）对黄花蒿的生长、生物量分配和青蒿素含量的影响。结果表明：黄花蒿对土壤养分的适应性较强,在沙土、旱地土、水稻土和石灰土上均能生长发育,养分水平低时,分配更多的生物量到根,根生物量分数和根/冠比增大;养分水平高时,分配更多的生物量到叶,叶生物量分数增加。黄花蒿的生长和青蒿素含量显著受土壤养分的影响,不施肥时,石灰土和水稻土栽培黄花蒿的株高、地径、总生物量、叶生物量和青蒿素含量显著大于旱地土,而旱地土又显著大于沙土。但在施肥条件下,以上参数不同土壤间无显著差异,且显著高于不施肥。因此,只要根据土壤养分状况合理施肥,黄花蒿在不同养分土壤栽培均能获得较高的青蒿素产量。     

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)。     

黄花蒿中青蒿素含量的RP-HPLC法测定

建立黄花蒿中青蒿素的高效液相色谱测定方法,采用柱前衍生RP-HPLC法测定黄花蒿中青蒿素的含量,采用ZORBAXXDB-C18(4.6mm×150mm,5μm)色谱柱,甲醇-0.01mol/L醋酸钠-醋酸缓冲液(pH5.8,体积比62∶38)为流动相;检测波长:260nm;流速:0.8mL/min;柱温:30℃。对广西、沈阳、北京、郑州、苏州和杭州等不同产地的野生黄花蒿样品、以及同一产地不同采集时间黄花蒿样品进行检测,结果表明不同地区青蒿素含量差异很大,同一地区不同采集时间黄花蒿样品的青蒿素含量也有差异。该法准确可靠、重现性好,能准确地反映青蒿素含量的检测。     

促进黄花蒿发根青蒿素合成的内生真菌诱导子的制备

应用酸解法对黄花蒿(ArtemisiaannuaL.)内生胶孢炭疽菌(Colletotrichumgloeosporioides)菌丝体进行提取,在黄花蒿发根培养系统中比较了各制备提取物的青蒿素诱导活性。活性提取物经过SephadexG25层析后,部分纯化的内生菌寡糖提取物(MW<2500)可显著促进发根青蒿素的合成,培养23d的发根经诱导子(0.4mg/mL)处理4d后,青蒿素产量可达13.51mg/L,比同期对照产量提高51.63%,诱导作用与诱导子浓度、作用时间相关。内生菌寡糖诱导子的制备和使用,在青蒿素生物技术生产研究中为首次应用。     

不同产地与类型及采收方法对黄花蒿中青蒿素含量的影响

以来源于重庆、广西、湖南、广东、江苏、陕西等省区的72分种质资源为试验材料,研究不同产地与类型及采收方法对黄花蒿中青蒿素含量的影响,为良种的选育和药材的采收提供科学的依据。结果表明:(1)早熟型与中、晚熟型青蒿素含量的差异显著,其顺序为:中熟型>晚熟型>早熟型;(2)在同一管理条件下不同茎秆颜色的青蒿素含量之间差异显著,其顺序为:白杆型>黄绿秆型>紫秆型>绿秆型;(3)不同产地的黄花蒿青蒿素含量动态变化规律一致,青蒿素含量最高时期为孕蕾期,是最佳采收期;(4)不同部位之间青蒿素含量差异显著,以叶片的青蒿素含量最高。     

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。     

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。     

利用气升式内环流生物反应器培养青蒿毛状根生产青蒿素

利用自制的气升式内环流生物反应器进行青蒿（ArtemisiaannuaL．）毛状根多层培养生产青蒿素。毛状根培养物在培养过程中均匀分布在生物反应器的筛网间，或以不锈钢网为附着点向四周生长，在25℃和12h／d光照周期下，经20d分批培养获得生物量干重22．57g／L，青蒿素产量374．4mg／L，并对培养过程中蔗糖、磷酸盐、硝酸盐和氨盐消耗的动力学进行了分析。     

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。     

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.     

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。     

黄花蒿组培快繁与种质离体保存的研究

以带侧芽的黄花蒿(Artemisia annua L.)茎段为外植体,以MS为基本培养基,进行组织培养和种质保存研究.结果表明,培养基MS 6-BA 1.0 mg L-1 IBA 0.1 mg L-1、MS 6-BA 0.5 mg L-1 IBA 0.1 mg L-1和MS NAA0.1 nag L-1 IBA 0.5 rng L-1可分别用于黄花蒿的芽诱导、增殖和生根培养,培养20 d的增殖倍数为5.5倍,生根率98.3%.培养基MS CCC 1.0 mg L-1、MS CCC 2.0 nag L-1、MS PP3334.0 mg L-1可用作离体保存,连续保存200 d的存活率分别达72.3%、77.0%、69.2%.活力检测表明,黄花蒿种质经保存后的增殖、生根能力没有下降.因此,可通过诱导腋芽增殖建立黄花蒿快繁体系,及在培养基中添加CCC或PP333拼能使材料长期保存.     

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.