利用气升式生物反应器生产高山红景天活性物质的研究

摘要

高山红景天含有红景天苷和多糖等多种活性物质，具有很高的药用价值。但随着人类的开发，野生资源枯竭；而人工栽培红景天中活性物质含量和产量过低，阻碍着高山红景天资源利用。因此，本研究利用气升式生物反应器通过培养大量愈伤组织生产红景天苷和多糖，旨在为高山红景天的产业化生产提供新的原材料来源和技术参考。
　　为了优化愈伤组织培养条件，本论文研究了影响愈伤组织生长的培养条件和提高活性物质积累的因素，结果发现在MS培养基加入BA3 mg·L-1和NAA0.3 mg·L-1适合愈伤组织的诱导。当培养基中NH4+/NO3-为30/30 mM，PO43-浓度为1.25 mM时可促进愈伤组织的增殖生长。利用生物反应器进行愈伤组织培养时，通气量以0.10 vvm为佳；而接种密度为12.5 g·L-1时可获得大量的愈伤组织并生产较多的红景天苷和多糖；培养基中pH对愈伤组织生长和活性物质积累影响很大，pH5.8有利于愈伤组织生长，pH4.8促进红景天苷的合成，而pH7.8促进多糖的合成，两种物质最高的生产量出现在pH5.8。
　　为了提高活性物质的生产，研究了茉莉酸甲酯浓度（MeJA）、处理时间和方法对红景天苷和多糖积累的影响。在愈伤组织振荡培养中，培养初期加入不同浓度MeJA时，125μM的MeJA对红景天苷的积累效果最佳，而150μM的MeJA则对多糖的积累有明显的促进作用。在愈伤组织培养20 d加入MeJA进行二阶段培养时，发现MeJA处理时间显著地影响活性物质的积累，处理4 d时红景天苷和多糖含量出现最高值，同时发现二阶段培养时需提高MeJA的浓度，红景天苷和多糖的生产量分别在225μM和275μM的MeJA浓度处理最佳。在利用反应器培养愈伤组织时，在培养20 d后加入225μM的MeJA处理4 d后发现红景天苷和多糖生产量分别达到44.1 mg·L-1和4.51 g·L-1，分别是未处理的4.1倍和1.7倍。
　　将愈伤组织与高山红景天植株的茎叶及根进行活性物质含量比较，发现愈伤组织中红景天苷和多糖含量最高，红景天苷含量是茎叶的2.4倍，与根相似；多糖含量是茎叶的8倍，是根的3.6倍。因此，利用反应器培养愈伤组织的方法是一种在短期内大量获得高山红景天主要活性物质的有效途径，对保护和开发高山红景天资源有重要价值。

目录

声明

前言

一. 高山红景天概述

二. 利用生物反应器生产次生代谢产物的研究进展

三. 诱导子在植物组织培养中的应用研究

四. 研究目的与意义

1 材料与方法

1.1 试验材料

1. 2 试验方法

2 结果与分析

2.1 愈伤组织的诱导

2.2 愈伤组织增殖培养基的筛选

2.3 反应器培养

2.4茉莉酸甲酯对愈伤组织中活性物质积累的影响

2.5 高山红景天不同材料中活性物质含量的比较

3 讨 论

3.1 培养基对愈伤组织生长的影响

3.2 培养方式对愈伤组织生长和活性物质生产的影响

3.3 高山红景天愈伤组织反应器培养参数调控

3.4 茉莉酸甲酯对愈伤组织生长和活性物质积累的影响

3.5 茉莉酸甲酯对愈伤组织中POD和SOD的影响

4 结 论

参考文献

致谢