云南红豆杉细胞培养中紫杉醇的代谢调控

云南红豆杉细胞培养中紫杉醇的代谢调控甘烦远彭丽萍郑光植（中国科学院昆明植物研究所,昆明６５０２０４）ＭＥＴＡＢＯＬＩＣＲＥＧＵＬＡＴＩＯＮＯＮＴＡＸＯＬＯＦＣＥＬＬＣＵＬＴＵＲＥＦＲＯＭＴＡＸＵＳＹＵＮＮＡＮＥＮＳＩＳＧＡＮＦａｎ－Ｙｕａｎ,ＰＥＮ...     

云南红豆杉的发展与利用

云南红豆杉主要分布在滇西,滇西北。经检测比较,云南红豆杉内含紫杉醇等高效治癌药用成份,高于其他几种红豆杉,具有很高的开发利用价值。但资源稀少,属国家保护植物。因此,发展云南红豆杉人工造林、培育资源,是开发利用的根本途径,利用云南红豆杉幼林,可以缩短生产周期,并利用其萌发能力,可以连续利用。云南红豆杉造林技术可行,经济效益高,市场对紫杉醇需求量大。     

模拟四季温度层积对南方红豆杉种子生理性状的影响

为了解濒危物种南方红豆杉(Taxus chinensis var. mairei)种子内含物含量受温度和湿度层积的影响,设置4个季节、2种湿度(16%和24%)基质层积处理,对种子的可溶性糖、淀粉、可溶性蛋白和脂肪等内含物质的变化进行研究。结果表明,不同层积处理下种子贮藏物质的含量有显著变化,春季层积9个月后,可溶性蛋白含量达到最高值;可溶性糖含量呈现降低-升高-降低的变化趋势;淀粉和脂肪含量均随层积逐渐减少。秋季层积9个月后,淀粉含量降至最低。相比于24%湿度,16%湿度的春季、秋季、冬季层积9个月后,脂肪含量均减少较多,说明16%湿度下种子代谢活动更强。春季和秋季的暖温更能促进种子代谢,促进种子形态后熟。夏季温度过高,导致种子生活力下降,夏季层积处理3个月后,种子已经发霉和腐烂。层积过程中,种子内含物在相关酶的作用下,降解为可溶性蛋白、可溶性糖等,为种子萌发提供物质与能量。种子层积时间、温度和湿度及交互作用可作为种子内含物的调控因子。     

植物细胞工程技术生产紫杉醇研究进展

紫杉醇是一种二萜类生物碱,主要从红豆杉树皮中分离提取。目前采用植物细胞工程技术是提高紫杉醇产率、保护稀缺资源红豆杉、解决紫杉醇药源紧缺的一种最有效方法。该文对近十年来国内外有关采用植物细胞工程技术生产紫杉醇的研究进展,包括红豆杉细胞系的建立、悬浮培养条件的研究、生物反应器培养以及紫杉醇合成代谢调控方面的最新研究进展进行综述。并重点论述了前体、诱导子和代谢支路抑制剂对红豆杉细胞悬浮培养生产紫杉醇的影响,为植物细胞工程技术生产紫杉醇提供借鉴和参考。     

红豆杉高产悬浮细胞系建立及其紫杉醇诱导的研究进展

紫杉醇是一种四环二萜酰胺类化合物,是从红豆杉科红豆杉属植物中提取分离出来的次生代谢物,是世界公认广谱、活性强的天然抗癌新药。但直接从植物中提取紫杉醇的传统生产方式,不仅产量低,且会对野生红豆杉资源造成严重破坏,同时紫杉醇的化学全合成也由于其结构复杂而不具备商业价值。与之相反,细胞培养技术具有受外界影响少、生产成本低、次生代谢产物多、细胞生长周期短的优势,是目前最具前景的紫杉醇生产方式。近年来随着科研水平的不断提升,紫杉醇无论在生理代谢调控、关键基因挖掘,还是新药物制剂与剂型及其类似物的开发和运用等方面,都取得了进展,但要建立紫杉醇商业化高产体系,还必须和前人的研究经验相结合。该文对红豆杉高产悬浮细胞系建立及其紫杉醇诱导的研究进展进行了综述,主要包括前人对红豆杉属植物组织与细胞培养相关的外植体、培养基、激素、培养条件、褐化等问题的研究,以及从代谢调节、培养方式、基因工程等多方面提高紫杉醇含量的最新进展,最后总结了当前研究的不足,并对今后通过多种组合方式来提高紫杉醇含量的生产途径进行了展望。以期促进红豆杉组织培养技术的进步,为药用资源保护和利用提供一定的理论基础与生产指导。     

紫外辐射对东北红豆杉鲜叶中紫杉醇及三尖杉宁碱含量的影响

分别采用254、365 nm两种波长的紫外光对东北红豆杉鲜叶进行辐射,研究了波长、辐射时间以及样品处理方式对东北红豆杉鲜叶中紫杉醇及三尖杉宁碱含量变化的影响。结果表明,东北红豆杉鲜叶经匀浆处理后接受紫外辐射,两种波长的紫外光都可以使紫杉醇及三尖杉宁碱的含量增加,但不同波长对紫杉醇及三尖杉宁碱含量提高的趋势却不相同。365 nm的紫外光辐射2 h时使紫杉醇和三尖杉宁碱含量均提高到了最大值,两种物质含量分别提高了44.6%和53.0%,而254 nm的紫外光在辐射8 h时才达到最大值,两种物质含量分别提高了39.2%和24.3%。可以选取365 nm的紫外光对东北红豆杉鲜叶水匀浆体系进行辐射,快速高效地提高鲜叶内紫杉醇和三尖杉宁碱的含量。     

南方红豆杉菌根紫杉醇含量及其菌根菌组分离纯化和种属鉴定CSCD

本文采用高效液相色谱、组织培养、形态学观测结合真菌核糖体转录间隔区(rDNA-ITS)序列生物学分析等方法,进行了南方红豆杉(Taxus chinensis var.mairei)菌根组织解剖学各部位、茎段愈伤组织及其与菌根真菌互作后紫杉醇含量、菌根菌组分离纯化和种属鉴定分析等研究。结果显示,菌根原始根组织中紫杉醇的含量比须根高0.645 mg/g,比其他器官组织高1个数量级,且南方红豆杉茎段愈伤组织与菌根真菌互作可提高愈伤组织紫杉醇的含量。菌根菌组经分离纯化共获得26个菌株,分属3门6纲9目11科14属,分别为曲霉属(Aspergillus)、木霉菌属(Trichoderma)、镰孢霉属(Fusarium)、青霉属(Penicillium)、Cylindrodendrum、小帚梗柱孢属(Cylindrocladiella)、螺旋聚孢霉属(Clonostachys)、炭角菌属(Xylaria)、枝孢霉属(Cladosporium)、棒孢属(Corynespora)、Paraboeremia、无柄盘菌属(Pezicula)、刺盘孢属(Colletotrichum)、烟管菌属(Bjerkandera),其中前两属为优势菌属,表明南方红豆杉菌根真菌存在种属多样性,且发现与其根、树皮、韧皮、木材、叶等器官组织中的内生真菌菌群的种类多样性间存在较大差异,说明菌根真菌与南方红豆杉未木栓化根共生互作是其具有较高紫杉醇积累的生物学基础。本文为南方红豆杉菌根较高紫杉醇含量与菌根真菌间的相关性研究奠定了基础。     

遮荫对云曼红豆杉活性成分10-DAB及矿质营养累积的影响

光照是植物生长的必要环境因子,揭示不同遮荫处理对云曼红豆杉苗木活性成分10-DAB、矿质营养累积和光合作用的影响,为云曼红豆杉林下综合利用和林-草复合生态系统的构建提供科学依据。以2年生云曼红豆杉实生苗为材料,设置5种光强条件,阐明云曼红豆杉对不同光照环境的响应策略。结果表明,遮荫对云曼红豆杉苗木各生长时期10-DAB累积具有显著影响(P < 0.05),10-DAB产量在4-10月呈上升趋势,10月达到最大值;随着遮荫的增强,各部位矿质元素的累积量均呈先增加再降低的趋势,其中,N和P在75%遮荫处理下最高,含量大小依次为叶>根>茎,K在50%遮荫处理下最高,含量大小依次为叶>茎>根;遮荫可以显著提高云曼红豆杉光合色素含量(P < 0.05),随遮荫的增强呈“先升后降”的变化规律,75%遮荫下最大,净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)和蒸腾速率(T_r)的变化规律同光合色素相一致,胞间CO₂浓度(C_i)则是先降低后增加,在95%遮荫下的各指标(...     

稀土元素对红豆杉细胞悬浮培养及紫杉醇合成的影响

研究了在250mL摇瓶中,不同浓度的硝酸镧、硫酸铈铵、硝酸亚铈3种稀土化合物对细胞生长及紫杉醇分泌和释放的影响。结果表明,在培养初期加入稀土元素。3种不同稀土化合物对细胞生长影响强弱不同,但趋势相似,均使细胞的延迟期缩短。1ppm的Ce^4 促进细胞生长的效果最明显。细胞干重第17d达到10.9g/L。在指数期加入稀土元素。10ppmCe^3 刺激细胞生长的效果最明显,细胞干重最高值达到11.5g/dL,比对照高1.5g/L,而10ppm的La^3 抑制细胞的生长。经稀土元素处理后,细胞胞内和胞外紫杉醇含量都有大幅度的提高,其中以10ppmCe^3 处理,胞外紫杉醇释放率最大,达37.7%。