不同因子对药用植物毛状根产量和次生代谢产物积累影响的研究进展

以根为药用部位的药材占中药材种类的30%左右。毛状根培养体系是药用植物生产次生代谢产物的新途径、新方法。影响毛状根生长及其次生代谢物形成的因素有很多,如：物理因素、化学因素、前体物的添加、诱导子等。通过优化毛状根培养条件及培养基配比,可提高毛状根和次生代谢产物产量。本文就药用植物毛状根诱导形成及大规模生产中的根产量和次生代谢产物积累的影响因素与作用机理做一综述,为相关研究和应用提供参考。     

药用植物毛状根药用成分合成调控机制研究进展与应用前景北大核心

植物毛状根是药用成分的天然优质原料,具有生长快速、生产时间短、次生代谢产物产量高、遗传稳定等优点,目前利用毛状根技术高效生产药用原料和改良药用植物品质已经成为研究热点。该文总结了与毛状根中药用成分合成途径及其调控方式相关的研究资料,发现目前提高药用植物毛状根中次生代谢物含量的途径一是改变毛状根的外在培养条件,二是对毛状根内在的次生代谢物生物合成通路进行调控;而有关毛状根次生物质代谢合成调控机制的研究主要集中于双子叶草本植物中,以研究生物碱类、黄酮类、皂苷类、萜类、苯丙素类和蒽醌类药用活性成分生物合成的调控机制为主,其中对丹参毛状根中丹参酮和甘草毛状根中甘草酸的生物合成调控机制进行了深入研究。该综述主要从调控毛状根药用成分生物合成的关键酶基因、转录因子以及新颖分子调控因子三个方面进行了系统总结,为药用植物毛状根次生代谢产物合成调控与生产提供参考。     

狭叶松果菊的毛状根诱导及培养

目的 利用两种发根农杆菌A4,R1000诱导狭叶松果菊产生毛状根,建立狭叶松果菊的毛状根培养体系.方法 利用共培养法研究不同外植体、菌株、预培养时间和浸染时间等对狭叶松果菊毛状根诱导率的影响和不同液体培养基对毛状根生长的影响筛选出最佳培养基.结果 利用发根农杆菌R1000,预培养48 h的叶柄为转化材料,浸染10 min的诱导率最高,毛状根悬浮培养的最佳培养基为1/2MS+ IBA0.5液体培养基.结论 狭叶松果菊毛状根离体培养体系的建立,为狭叶松果菊的次生代谢产物的大规模生产奠定了基础.     

诱导子对颠茄毛状根有效成分及代谢关键酶基因表达的影响

目的提高药用植物颠茄Atropa belladonna有效成分的产量,为颠茄在实际生产中提供经济高效的处理方法,为相关药用植物次生代谢的机制研究提供基础性参考。方法通过向培养基中添加4种不同诱导子,包括茉莉酸甲酯(MJ)、硝酸银(AgNO_3)、水杨酸(SA)、酵母提取物(YE),研究诱导子对颠茄毛状根有效成分的积累及代谢途径中的关键酶基因1,4-丁二氨-氮-甲基转移酶(putrescine N-methyl transferase,pmt)基因、托品酮还原酶-I(tropinone reductase-I,tr I)基因和莨菪碱6-β-羟化酶(hyoscyamine-6-β-hydroxylase,h6h)基因表达的影响。实验将0.5 g新鲜颠茄毛状根接种于盛有B5液体培养基的三角瓶中,暗培养12 d后,将培养基更换为含有诱导子的4种新培养基,相同条件下再培养2 d后采集毛状根样品,测定每瓶毛状根的鲜质量、干质量、部分生理指标、托品烷类生物碱的量及3种关键酶基因的表达量。结果 MJ抑制了颠茄毛状根的生长及托品烷类生物碱的产生,pmt、trI基因的表达量与对照组相比也有所下降;AgNO_3虽然抑制了毛状根的生长,但却显著提高了托品烷类生物碱的含量,同时pmt、trI、h6h基因的表达量均升高;SA对颠茄毛状根的生长影响不显著,但使东莨菪碱的含量提高;YE对颠茄毛状根的生长及托品烷类生物碱的含量均有促进作用,pmt、trI、h6h基因的表达量也相应升高。结论 AgNO_3是提高颠茄毛状根中托品烷类生物碱含量的最佳诱导子,YE在促进颠茄毛状根生长的同时也可促进其次生代谢。推断诱导子通过调控某种或某几种关键酶基因的表达来影响生物碱的代谢合成,为生产中提高颠茄毛状根药用成分含量提供了可参考的方法。     

毛状根研究进展及其在博落回资源创新中的应用前景

发根农杆菌作为一种天然菌株可用于诱导多种植物产生毛状根性状。毛状根组织能够稳定高效地生产次生代谢产物,该研究领域正受到越来越多的关注。本文对发根农杆菌及毛状根的特性、遗传机制和应用进行了综述。同时结合本课题组前期研究基础,对毛状根在博落回资源创新与新药源途径开发上的应用前景进行展望。     

药用植物毛状根的诱导及其应用

植物毛状根培养是植物组织培养中的一种,因其不仅克服了植物生长缓慢、有效成分积累有限的不足,且具有不依赖外源植物激素等优点,近年来研究较多。文章介绍了目前药用植物毛状根的诱导情况,并总结了植物毛状根培养体系在次生代谢物的生产、生物合成机制及调控基因的研究、植物基因工程、生物转化以及药物蛋白中的应用,旨在为其他药用植物毛状根的培养及利用提供参考依据。     

外源激素对圆叶牵牛毛状根生长及次生代谢产物积累的影响

目的:探讨不同外源激素对圆叶牵牛毛状根生长及次生代谢产物咖啡酸、咖啡酸乙酯含量的影响。方法:利用增殖倍数法及高效液相色谱法测定毛状根的生长及其咖啡酸、咖啡酸乙酯的含量,从而明确各外源激素对圆叶牵牛毛状根的影响。结果:2,4-D和6-BA不适合圆叶牵牛毛状根的培养。NAA、KT对毛状根有一定的促进作用,NAA最适宜的浓度为0.5mg·L-1,KT最适宜的浓度为1.0mg·L-1～1.5mg·L-1。结论:为圆叶牵牛毛状根大规模培养和调控次生代谢产物机理的研究奠定了基础。     

影响愈伤组织中次生代谢产物含量的因素研究进展

次生代谢产物是植物在长期进化过程中与生物和非生物因素相互作用的结果,在植物生长、发育和生理功能方面发挥着重要作用。药用植物的有效成分通常都是细胞次生代谢产物,其合成受环境等多种因素影响。利用愈伤组织培养获得目标产物,具有成本低、不受自然条件影响的优势。药用植物愈伤组织中次生代谢产物的积累量不仅受光照、温度、pH等环境因素的影响,而且,种质本身、植物生长调节剂和诱导子的使用亦会对其积累产生较大影响。该文就如何提高药用植物愈伤组织中次生代谢产物含量的影响因子进行综述,以期为进一步研究提供参考。     

王不留行毛状根培养体系建立及其黄酮苷的测定

目的建立王不留行毛状根培养体系。方法分别用发根农杆菌R15834、R1601、R1000、A4感染王不留行叶片产生毛状根,考察不同理化因子对其生长的影响,并利用HPLC测定王不留行中黄酮苷的量。结果发根农杆菌R1601转化王不留行叶片的诱导率最高,p H值为6.0,蔗糖浓度为3%的MS培养基培养毛状根增殖速度最快,王不留行毛状根中王不留行黄酮苷量略高于种子中的量。结论王不留行成功诱导毛状根,为进一步筛选适宜的王不留行发根培养体系并调控次生代谢产物的研究奠定了基础。     

诱导子对黄芩毛状根生长及黄芩苷合成的影响

目的 考察诱导子对黄芩毛状根生长和黄芩苷生物合成的影响.方法 用非生物诱导子(Ca2+、Mg2+和Co2+)和从黑曲霉Aspergillus niger、米曲霉A.oryzae、蜜环菌Armillaria mellea中提取的真菌诱导子,与黄芩毛状根共培养;HPLC法测黄芩苷的量.结果 各诱导子对黄芩毛状根生长和黄芩苷合成有不同影响:黑曲霉诱导子和米曲霉诱导子质量浓度为40和20 mg/L时,CO2+浓度为1.53×10-4 mmol/L时,黄芩苷的量从7.64%分别增至9.18%、8.81%和8.62%.结论 诱导子对黄芩毛状根次生代谢产物具有特异性,可选择性地促进某一类次生代谢产物的合成.试验证实黑曲霉诱导子、米曲霉诱导子和Co2+是适合黄芩毛状根代谢黄芩苷调控的诱导子.