两种丹参毛状根的快速培养及其生物反应器初步研究

摘要

丹参（Salvia miltiorrhiza Bunge）为唇形科植物，以根入药，具有很高的药用价值，已经广泛应用于冠心病和心绞痛等心血管疾病的预防和治疗。丹参是我国传统大宗药材之一，被认为是中药材研究的模式植物。其有效成分主要包括水溶性的酚酸类和脂溶性的丹参酮类两类成分。本研究以两种丹参毛状根为材料，对毛状根的快速培养及其生物反应器进行初步的研究。
　　1.研究了7种液体培养基WP、6,7-V、SJ-1、B5、N6、改良White和MS对藏丹参和紫花丹参毛状根生长以及有效成分积累的影响，发现B5培养基培养后的藏丹参毛状根生长状况最佳，其次是WP和6，7-V；MS培养基对紫花丹参毛状根生长培养状况最佳，其次是B5。采用SJ-1培养基培养的藏丹参毛状根中的咖啡酸和丹参酮类化合物产量和含量最高，改良White培养基培养的藏丹参毛状根中的迷迭香酸和丹酚酸B产量和含量均为最高。MS培养基培养后的紫花丹参毛状根生长状况最佳，B5培养基培养的紫花丹参毛状根中的咖啡酸产量和含量最高，改良White培养基培养的迷迭香酸和丹酚酸B含量最高。SJ-1培养基培养后所得的毛状根中二氢丹参酮Ι、隐丹参酮含量最高，改良White培养基次之；改良White培养基培养后所得的毛状根中丹参酮Ⅰ、丹参酮ⅡA含量最高，SJ-1培养基次之。
　　2.研究了半乳糖、果糖、乳糖、葡萄糖、阿拉伯糖和蔗糖等6种碳源对藏丹参和紫花丹参毛状根生长以及有效成分积累的影响，结果表明半乳糖和蔗糖对藏丹参毛状根生长最为有利；半乳糖培养基培养的藏丹参毛状根中的丹酚酸类成分产量和含量最高；果糖使二氢丹参酮I、隐丹参酮、丹参酮I的产量和含量显著增加，蔗糖培养基培养后的藏丹参中丹参酮IIA含量最高，因此果糖和蔗糖可用于培养提取丹参酮单一成分的原料。半乳糖对紫花丹参毛状根生长最为有利，其次是果糖；果糖和葡萄糖明显促进了丹酚酸类成分的积累增加，却降低了丹参酮类成分的积累，适合用于培养丹酚酸类有效成分的提取原料；乳糖和阿拉伯糖则显著促进了丹参酮的积累，可用于培养丹参酮类有效成分的提取原料。
　　3.研究了水解乳蛋白、蛋白胨、牛肉浸膏、酪蛋白、酵母提取物和NH4NO3等6种氮源对丹参毛状根生长及有效成分积累的影响，发现NH4NO3对藏丹参毛状根和紫花丹参毛状根生长促进最为显著，水解乳蛋白对两种丹参毛状根丹酚酸类成分积累最为有利，而YE对两种丹参毛状根丹参酮类成分积累最为有利。
　　4.设计并加工了气升式生物反应器，罐体为透明玻璃，放置于避光房间内，并采用空调控制温度25±1℃，供气泵进行不间断供气，气体流量计控制供气速度。初步研究表明，采用气升式生物反应器培养紫花丹参毛状根，其生长速度明显较快，培养24天，鲜重提高了26.4倍，而采用100 mL锥形瓶培养毛状根，其鲜重一般提高10-15倍。丹酚酸类成分和丹参酮类成分含量显著低于100 mL锥形瓶中毛状根的含量，如丹酚酸B含量不足锥形瓶培养的30％，丹参酮IIA含量不足锥形瓶培养的5%。说明尽管气升式生物反应器培养紫花丹参毛状根生长速度较快，但其有效成分积累明显较慢，如何提高反应器培养毛状根中有效成分还有待进一步探究，该反应器培养参数还需优化。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 丹参毛状根培养研究进展

1.1 丹参次生代谢国内外研究进展

1.2 藏丹参研究进展

1.3 毛状根在药用植物研究中的应用

1.4 丹参毛状根生物反应器研究现状

1.5 本研究意义

第二章 不同培养基对丹参毛状根生长及有效成分积累的影响

2.1 实验材料与方法

2.2 结果与分析

2.3 讨论

第三章 不同碳源对丹参毛状根生长及有效成分积累的影响

3.1 实验材料与方法

3.2 结果与分析

3.3 讨论

第四章 不同氮源对丹参毛状根生长及有效成分积累的影响

4.1 实验材料与方法

4.2 结果与分析

4.3 讨论

第五章 丹参毛状根生物反应器初步研究

5.1 实验方法

5.2 结果与分析

第六章 总论

参考文献

研究生阶段成果

致谢