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诱导子和培养参数对人参细胞次生代谢谱的影响

作　者: 田鹏玮
导　师: 张宗申
学　校: 大连工业大学
专　业: 发酵工程
关键词: 人参愈伤组织悬浮细胞诱导子人参多糖人参皂苷
分类号: S567.51
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

细胞生长不稳定和细胞中目的成分含量低是限制植物悬浮细胞培养商业化的瓶颈因素。本文以人参悬浮培养细胞为材料，对使用诱导子（生物和非生物诱导子）和优化培养条件对细胞中人参皂苷和多糖的积累规律进行了研究。获得的主要结果如下：1、蔗糖比其它碳源更有利于人参多糖和总皂苷的积累；磷元素是细胞内能量代谢的重要因子，适当提高培养基中的PO43-浓度可以提高多糖和皂苷的含量，多糖和皂苷的含量分别达到30.69±2.42mg/g和28.14±4.34mg/g；Ca2+是细胞生长必需的营养元素和次级信号物质，通过适当提高培养基种钙离子浓度可以使每克干细胞中总皂苷含量增加7.92mg。2、植物生长调节剂配比对细胞生长和次生代谢物含量有很大影响。当MS+6-BA0.5mg/L+2,4-D1mg/L+NAA1mg/L时达到细胞生长的最佳效果；当MS+6-BA1mg/L+2,4-D0.5mg/L+NAA1mg/L时细胞中人参多糖含量最高20.82±0.56mg/g；当MS+6-BA1.5mg/L+2,4-D0.5mg/L+NAA2mg/L时细胞中人参总皂苷的含量最高17.92±0.71mg/g。3、在光照和不同温度条件下，培养基中添加一定浓度草酸不影响细胞生长，而且明显改善细胞中多糖和皂苷的积累，其中总皂苷含量提高了5mg/g。该结果说明，草酸是人参愈伤组织细胞中次生代谢物积累的有效非生物诱导子。4、低分子量甲壳素（～50,000Dlt）对人参多糖和皂苷均有促进作用，其中多糖含量增加了2.92mg/g，皂苷含量增加2.32mg/g；甲壳素使细胞内活性氧含量上升，与细胞中皂苷积累有一定的关系。5、TLC检测结果表明，人参愈伤组织中含有多种人参皂苷，其中包括稀有皂苷Rh2、C-K。在培养基中添加一定浓度的Hg2+有助于稀有皂苷C-K的积累，而添加EGTA增加了皂苷Rh2的积累。6、本文对诱导子诱导人参皂苷和多糖合成的部分机理了研究。结果表明，可能与草酸刺激细胞内ROS产生有关系。上述研究结果对于以细胞工程手段规模化生产珍稀中草药原材料提供参考数据，具有一定的实际意义。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-10
第一章综述  10-20
  1.1 生产植物次生代谢产物的优化  10-13
    1.1.1 细胞工程与植物次级代谢产物的获得  10-11
    1.1.2 促进植物次级代谢产物合成的有效手段  11-13
      1.1.2.1 细胞组织筛选  11
      1.1.2.2 调整培养基因子  11-12
      1.1.2.3 植物生长调节剂  12
      1.1.2.4 诱导子  12-13
  1.2 人参生物学研究  13-19
    1.2.1 人参的形态特征  14
    1.2.2 人参的主要化学成分  14-15
      1.2.2.1 人参皂苷  14-15
      1.2.2.2 人参多糖  15
    1.2.3 人参的主要医学作用  15-17
    1.2.4 人参和人参细胞培养的研究  17-19
      1.2.4.1 人参细胞的培养  18-19
  1.3 本课题在当前国内外研究动态  19-20
第二章材料与方法  20-28
  2.1 实验材料、试剂与仪器  20-21
    2.1.1 实验材料  20
    2.1.2 主要实验仪器  20-21
    2.1.3 主要实验试剂  21
  2.2 实验方法  21-25
    2.2.1 主要实验试剂配置  21-22
    2.2.2 愈伤组织的生长曲线的测定  22
    2.2.3 细胞悬浮体系的建立  22
    2.2.4 悬浮细胞的生长曲线的测定  22-23
    2.2.5 不同碳源对人参愈伤组织的影响  23
    2.2.6 磷酸盐对人参愈伤组织的影响  23
    2.2.7 不同浓度钙离子对人参愈伤组织的影响  23
    2.2.8 植物生长调节剂对人参愈伤组织的影响  23
    2.2.9 Hg2+和 EGTA 对人参愈伤组织的影响  23-24
    2.2.10 草酸对人参愈伤组织的影响  24
    2.2.11 草酸对人参悬浮细胞的影响  24
    2.2.12 甲壳素对人参悬浮细胞的影响  24-25
  2.3 分析方法  25-28
    2.3.1 人参愈伤组织的生长状况观察  25
    2.3.2 愈伤组织的细胞增殖  25
    2.3.3 细胞密度的测定  25
    2.3.4 细胞活力的测定  25-26
    2.3.5 人参多糖的测定  26
    2.3.6 人参皂苷总量的测定  26
    2.3.7 薄层层析法（TLC）检测人参皂苷  26
    2.3.8 过氧化氢含量测定  26-28
第三章结果与分析  28-49
  3.1 人参愈伤组织增殖及皂苷、多糖含量变化规律  28-30
  3.2 不同碳源对人参愈伤组织生长及皂苷、多糖的影响  30-31
  3.3 不同浓度磷酸盐对人参愈伤组织生长及皂苷、多糖的影响  31-32
  3.4 不同浓度钙离子对人参愈伤组织生长及皂苷、多糖的影响  32-34
  3.5 植物生长调节剂对人参愈伤组织的影响  34-35
  3.6 Hg~(2+)对人参愈伤组织的影响  35-36
  3.7 EGTA 对人参愈伤组织的影响  36-37
  3.8 草酸对人参愈伤组织多糖和皂苷的影响  37-42
    3.8.1 草酸在不同温度下对细胞生长及代谢物生成的影响  37-39
    3.8.2 光照条件下草酸对细胞生长及代谢物生成的影响  39-42
  3.9 人参悬浮细胞生长曲线  42
  3.10 诱导子对人参悬浮细胞生长及次生代谢物生成的影响  42-46
    3.10.1 草酸对人参悬浮细胞生长及次生代谢物生成的影响  42-43
    3.10.2 低分子量甲壳素对人参悬浮细胞生长及次生代谢物生成的影响  43-46
      3.10.2.1 低分子量甲壳素对细胞生长曲线的影响  43-45
      3.10.2.2 低分子量甲壳素对人参悬浮细胞生长及次生代谢物生成的影响  45-46
  3.11 薄层层析检测（TLC）  46-49
第四章结论与展望  49-51
  4.1 结论  49-50
  4.2 展望  50-51
参考文献  51-54
致谢  54

诱导子和培养参数对人参细胞次生代谢谱的影响

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