植物细胞培养次级代谢产物.ppt

植物细胞次级代谢产物在医药及农产品方面的应用 孔德真，李旭婷，李雅芸，李煜晨，刘萍萍 目前次生代谢产物生产的运用主要集中在以下方面： 研究制药：如抗癌药物紫杉醇、保健药物人参皂甙等; 油料：如豆寇油、春黄菊油等; 食品添加剂：如生姜、香子兰； 调味剂：胡椒、留兰香等；食用色素：如花青素等;饮料：如咖啡、可可等;树胶:如阿拉伯胶等。 人参总皂甙是从五加科植物人参的根、茎叶中提取精制而成，其富含十八种人参单体皂甙，溶于80°C的水，易溶解于乙醇。主要适用于冠心病、心绞痛、心率过缓、过快、室性早博、血压失调、神经衰弱、更年期综合症、疲劳过度、病后、产后、术后身体虚弱等症状；久服可以延年益寿，并能增强体力，治疗癌症患者因放疗和化疗引起的免疫功能低下等症；有抗冷热应激作用。同时具有增强人体表面细胞的活力，抑制衰老等作用。 人参 紫草素：为植物色素之一种（萘醌）。存在于紫草植物中。抗癌，抗炎，抗菌等。日本在1983年用大规模紫草细胞培养来生产紫草素。 灵芝酸：是灵芝中除多糖外另一类具有广泛生理活性的物质,被证 明具有止痛、镇静、抑制组织胺 释放、解毒、保肝、抗肿瘤等活 性。 紫杉醇：紫杉醇是红豆杉属植物中的一种复杂的次生代谢产物, 也是目前所了解的惟一一种可以促进微管聚合和稳定已聚合微管的药物。同位素示踪表明, 紫杉醇只结合到聚合的微管上, 不与未聚合的微管蛋白二聚体反应。细胞接触紫杉醇后会在细胞内积累大量的微管，这些微管的积累干扰了细胞的各种功能,特别是使细胞分裂停止于有丝分裂期，阻断了细胞的正常分裂。 通过Ⅱ-Ⅲ临床研究，紫杉醇主要适用于卵巢癌和乳腺癌，对肺癌、大肠癌、黑色素瘤、头颈部癌、淋巴瘤、脑瘤也都有一定疗效。 紫杉醇生产方法的研究 [摘 要] 总结 了紫杉 醇的生产方法 ，分析 了这 些方法的优 点和缺点 ，从 红豆杉愈伤组织诱 导 、高产 细胞 系的选择 、 细胞悬浮培养及代谢调控四方面着重介绍了细胞培养生产紫杉醇的研究现状．对紫杉醇的生产方法进行 了展望． [关键词] 紫杉醇 ；红豆杉 ；细胞培 养 1 目前生产紫杉醇的主要方法 紫杉醇的生产方法主要是提取分离和化学合成，提取分离的方法按来源不同又可分为三大类：从植 物中分离提取 、从真菌 中分离提取及从培养细胞中分离提取． 2 利用红豆杉细胞培养生产紫杉醇的研究 在细胞的大规模培养前 ，应进行小规模培养 ，观察单位时间内单位质量的细胞 中紫杉醇含量在最优 的培养条件下是否能达到大规模生产的要求．红豆杉的小规模细胞培养研究首先就是要获取愈伤组织 ， 从其中选出高紫杉醇含量 的细胞系，继代后进行悬浮培养 ，调整好一些影响因素之后进行代谢调控 ，以 期获得最大紫杉醇含量和最大生长速率． 2．1 红豆杉愈伤组织的培养 目前 ，所有的红豆杉均已建立脱分化的愈伤培养体系．其针叶、嫩芽、茎段、树皮、种仁均可作为外 植体 ，但不同外植体的诱导效果与培养基和培养条件有关 系，而且不同外植体形成的愈伤组织 的质量也 会有差异．一般而言 ，来 自老茎 、树皮 的愈伤组织紫杉醇含量较高． 对于红豆杉、中国红豆杉 、云南红豆杉 、曼地亚红豆杉 、南方红豆杉等红豆杉而言，许多报道[5 认 为 MS培养基的诱导效果优于其它培养基，或者在研究中直接采用 MS培养基.但在继代培养中，则认 为 B5培养基优于 MS培养基 ，在 B5培养基上的愈伤组织不仅生长快 ，而且紫杉醇含量较高 ．有 的 研究认为 ，MS培养基的诱导率高，但形成的愈伤组织质量差 ，容易褐化．对于东北红豆杉 ，一般采用 B5培养基作诱导培养基 ]，继代培养则采用 MS培养基．红豆杉组织培养中的激素常使用 NAA、2，4一D、KT和 BA，其中 2，4一D对 于诱 导愈伤组织的作用明显。 2．2 高紫杉醇含量细胞系的选择 不仅不同植株来源的细胞系在外观形态、生长速率和紫杉醇含量方面存在较大的差异 ，而且即使在 来源于同一植株的细胞系中也存在色泽、质地和生长速率等性状不同的细胞团，并且这些性状之间表现 出一定的相关性 ，这是高产细胞 系的选 择基础．在对云南红豆杉 TY6细胞 系进行高产 细胞 系的选 择 中发现颜色深 、生长慢、干重／鲜重比值 高的细胞系紫杉醇含量常常较高．相反 ，颜色浅、质地松散的 细胞 系含量低 ，但生长快．紫杉醇含量和生长速率存在负相关 ，这也是提高单位时间单位质量细胞紫杉醇含量的障碍之一． 2.3 红豆杉的细胞悬浮培养 建立细胞悬浮培养体系是细胞培养生产紫杉醇必不可少的阶段 ，悬浮培养 的培养基及培养条件对 紫杉醇含量及细胞 生长速率有较大的影响． 2．3．1 细胞悬浮培养的培养基 悬浮培养一般采用 B5培养基．激素种类和配