药用植物西洋参和太子参不定根培养研究

摘要

西洋参（Panax quinquefolium L）和太子参（Pseudostellaria heterophylla）属于大宗类药材，在医药、食品、化妆品等大健康领域有着广泛的应用，因此，国内外市场对两者的需求量很大。本文以实验室的西洋参和太子参不定根为材料，进行了鼓泡式生物反应器培养的研究。
　　在西洋参不定根研究中。添加不同浓度(0～20 mg/LMJ)的茉莉酸甲酯诱导子后，人参皂苷的含量明显提高，尤其是5 mg/LMJ效果最为显著，为对照组的4.61倍。确定添加5 mg/LMJ，培养5天提取总RNA，进行差异表达基因分析，结果表明MJ诱导西洋参不定根中人参皂苷相关基因差异表达进而促进皂苷积累。并进行了从0.5 L摇瓶到3L和5L鼓泡式反应器的放大培养，和摇瓶相比，反应器内生物量、多糖和皂苷含量有了显著的提高。进一步考察了三种不同（60°圆锥型，90°圆锥型，180°球型）的鼓泡式反应器和反应器培养条件对西洋参不定根的影响，得到最佳反应器为90°圆锥型鼓泡式生物反应器，最佳培养条件分别为0.5 vvm的通气量、3％的蔗糖、1MS培养基的盐强度、1.5 g/L的接种量。第20天补加500 mL的培养基，不定根干重增殖率高于对照组，总皂苷产率和多糖产率都达到最大值(30.96 mg/L，673.43 mg/L)，分别为对照组的5.12倍2.66倍。西洋参两步培养法获得了较高的皂苷产率(102.37mg/L)分别是补料组和对照组的3.31倍和16.95倍。西洋参中皂苷和多糖抗氧化活性研究表明:西洋参不定根中皂苷和多糖的DPPH清除率(98.53％，87.24％)均高于栽培西洋参。
　　在太子参反应器培养中，进行了反应器培养条件的考察。不定根培养的最佳反应器为90°圆锥型鼓泡式反应器，最佳培养条件为0.3 vvm的通气量、1.5 g/L的接种量和3/4 MS培养基的盐强度。
　　本研究为西洋参和太子参大规模培养提供了数据支持。

目录

声明

摘要

1 前言

1．1 药用植物组织培养的研究进展

1．1．1 药用植物的快速繁殖和大田生产

1．1．2 药用植物悬浮细胞培养及工业化生产

1．1．3 药用植物毛状根培养及工业化生产

1．1．4 药用植物不定根培养及工业化生产

1．2 人参皂苷生物合成途经及关键酶研究

1．2．1 人参皂苷生物合成途径

1．2．2 人参皂苷合成途径中的相关酶的基因的研究

1．3 西洋参组织培养进展

1．3．1 愈伤组织培养研究

1．3．2 西洋参悬浮细胞培养研究

1．3．3 西洋参毛状根组织培养研究

1．3．4 西洋参冠瘿组织培养研究

1．3．5 西洋参不定根培养研究

1．4 太子参组织培养进展

1．4．1 太子参快速繁殖研究

1．4．2 太子参悬浮细胞培养研究

1．5 立题依据及本项研究的意义

2 材料与方法

2．1 材料

2．1．1 西洋参不定根

2．1．2 太子参不定根

2．2 主要试剂

2．3 实验仪器

2．4 实验方法

2．4．1 西洋参不定根的摇瓶培养

2．4．2 茉莉酸甲酯(MJ)对西洋参不定根生物量和皂苷合成的影响

2．4．3 西洋参不定根鼓泡式生物反应器放大培养

2．4．4 DPPH法测定西洋参中皂苷和多糖抗氧化性

2．4．5 太子参不定根的摇瓶继代培养

2．4．6 鼓泡式生物反应器培养太子参不定根的研究

2．5 分析方法

2．5．1 不定根鲜重的测定方法

2．5．2 不定根干重的测定方法

2．5．3 增殖倍数的测定

2．5．4 氧气消耗速率测定

2．5．6 不定根多糖含量测定方法

2．5．7 西洋参皂苷含量HPLC法分析

2．5．8 DPPH法测定西洋参中皂苷与多糖抗氧化活性

2．5．9 太子参不定根中皂苷分析

2．5．10 太子参不定根中氨基酸含量的测定

3 结果与讨论

3．1 西洋参不定根摇瓶培养中SOUR的变化

3．2 MJ对西洋参不定根生物量和代谢产物合成的影响

3．2．1 不同浓度MJ对西洋参不定根生物量及代谢产物合成的影响

3．2．2 MJ诱导下的西洋参差异基因

3．3 反应器培养西洋参不定根

3．3．1 西洋参不定根的逐级放大培养

3．3．2 不同类型反应器对西洋参不定根培养的影响

3．3．3 通气量

3．3．4 碳源

3．3．5 盐强度

3．3．6 接种量

3．3．7 补料培养

3．3．8 两步培养

3．4 西洋参不定根中皂苷和多糖对DPPH自由基的清除作用

3．5 反应器培养太子参不定根

3．5．1 不同类型鼓泡型反应器对太子参不定根的影响

3．5．2 通气量对太子参不定根的影响

3．5．3 接种量对太子参不定根的影响

3．5．4 盐强度对太子参不定根的影响

4 结论

5 展望

参考文献

7 攻读硕士学位期间发表论文情况

致谢