贯叶连翘不定根反应器培养的初步研究

目的:对贯叶连翘不定根进行反应器培养,寻找适合不定根生长的适宜条件,为大量生产贯叶连翘不定根提供理论依据.方法:利用5L气升式生物反应器研究了IBA浓度、糖种类和浓度、不定根的接种量和通气量等影响因子对贯叶连翘不定根培养的影响.结果:在MS培养基中培养贯叶连翘不定根,随着IBA浓度的增加,贯叶连翘不定根增殖系数呈增长趋势,当IBA质量浓度在1.25～1.75 mg·L-1时不定根生长良好;在糖种类和浓度试验中,发现以蔗糖为碳源培养的不定根生长最好,增殖系数达最大值22.15,当蔗糖质量浓度为30g·L-1时鲜物重、干物重和增殖系数均达最大值;在接种量试验中,结果表明当反应器的接种量为20 g时有利于不定根的生长;在通气量试验中,当反应器的通气量为0.075(空气体积/培养体/min)时,不定根的生长最旺盛,不定根的增殖系数显著增加;在不同大小反应器中培养不定根,发现不定根在5L反应器中的培养条件完全适用于10,20 L的反应器.结论:IBA浓度、糖种类和浓度、不定根的接种量和通气量对贯叶连翘不定根的生物反应器培养有显著影响.     

利用气升式生物反应器培养铁皮石斛原球茎

目的:探明影响反应器内铁皮石斛原球茎生长及物质合成的因素,为铁皮石斛原材料的大量生产提供一种新方法.方法:利用3L气升式生物反应器,以组培原球茎为材料,研究了接种量、光照强度和通气量对原球茎增殖生长和多糖及石斛碱积累的影响.结果:当接种量为10g· L-1时,培养30 d后原球茎颜色深绿,生长健壮.多糖含量在接种量处理间无差异,但石斛碱含量有差异(接种量10g· L-1处理最高),多糖和石斛碱生产量在10g·L-1接种密度中最高.光照强度1600lx条件下原球茎生长最旺盛,光照对铁皮石斛原球茎多糖的积累起到促进作用,但对石斛碱的积累则有抑制作用,多糖含量和生产量在1 600,2 400 lx光照处理下好于暗条件处理;石斛碱的含量虽然在暗处理中最高,但因原球茎生长不佳,石斛碱的生产量在1 600 lx的光照强度处理中出现最大值.通气量为0.2(空气体积/培养体积/min)时原球茎生长健壮,颜色鲜绿,生长优于0.1,0.3处理,且多糖和石斛碱含量和产量均达最大值.结论:在工作体积为2L的气升式球型生物反应器内,接入10g·L-1原球茎外植体,光照强度调节为1 600 lx,通气量为0.2有利于原球茎生长和多糖及石斛碱的生产,铁皮石斛原球茎生物反应器培养是大量快速生产多糖和石斛碱的有效途径.     

金线莲丛生芽培养及有效物质生产研究

目的探明3种因素对金线莲Anoectochilus roxburghii丛生芽生物量和有效物质积累的影响以及在反应器内通过大量培养丛生芽生产有效物质的可行性,为金线莲产品开发提供一种新的材料来源。方法以金线莲丛生芽为材料,研究外植体长度、BA质量浓度和光条件对金线莲丛生芽的影响,观察利用气升式生物反应器培养金线莲丛生芽对生物量和有效物质积累的影响。结果外植体大小为5 mm时丛生芽增殖效果显著好于1 mm。BA质量浓度为2.5 mg/L时生物量最高,但丛生芽中多糖、黄酮和总酚等有效物质的生产量在BA质量浓度为2.0 mg/L时出现最高值。明培养比暗培养更适于生物量和有效物质的积累。反应器培养的丛生芽生物量,多糖,黄酮和酚类物质的生产量(678.3、12.2、17.8 mg/L)明显高于固体培养。结论外植体长度为5 mm、BA质量浓度为2.0 mg/L、在明培养条件下,利于丛生芽的生长,可生产较多的多糖、黄酮和酚类物质。在短时间内通过气升式生物反应器可得到大量丛生芽,反应器培养比固体培养能获得更多的生物量和有效物质。     

几种因素对悬浮培养人参细胞生长和皂苷积累的影响

为了完善人参细胞悬浮培养体系,论文研究了人参细胞悬浮培养的动态,探明了培养瓶瓶盖透气滤膜的有无,摇床转速和接种量对人参细胞生长和皂苷积累的影响。结果表明人参细胞悬浮培养过程中,细胞生物量和皂苷产量在培养20 d时达到最大值,因此,可将培养期定为20 d。培养瓶盖上有透气滤膜时有利于人参细胞生长和皂苷合成;悬浮培养时摇床转速影响细胞生长但对皂苷合成无影响,转数为120 r·min^-1时,皂苷生产量最高。每个培养瓶接种6 g鲜重的细胞时,细胞生长和皂苷积累明显好于其他接种量,总皂苷质量分数达12.8 mg·g^-1DW,生产量达146.6 mg·L^-1。     

酸碱胁迫对人参不定根中皂苷积累的影响及皂苷的组织化学定位研究

为了研究酸碱胁迫对人参不定根中皂苷含量的影响,不定根在反应器中培养30 d后进行酸碱处理的结果,酸碱处理可提高不定根中皂苷含量。用酸和碱处理后皂苷最高含量出现的时期不同,酸处理后的第5天人参皂苷质量分数达最高（14.0 mg·g^-1 DW）,而碱处理在第7天出现皂苷质量分数的最高值（14.1 mg·g^-1 DW）。对不定根中皂苷进行组织化学定位的研究表明,不定根组织中皂苷的颜色呈现出浅红到深红的颜色变化,皂苷主要积累于中柱细胞。     

茉莉酸甲酯对高山红景天愈伤组织中红景天苷和多糖积累的影响

目的:探明茉莉酸甲酯(Me JA)对高山红景天愈伤组织生物量及有效物质积累的影响,旨在为其产品生产提供一种新的材料来源。方法:在3 L气球型气升式生物反应器内培养高山红景天愈伤组织20 d后添加Me JA,研究了Me JA处理时间及浓度对愈伤组织生物量、红景天苷和多糖积累及超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性的影响。结果:用125μmol·L-1的Me JA处理时发现0~6 d愈伤组织生物量无明显变化,但超过6 d后显著减少,Me JA处理4 d时红景天苷和多糖的含量及生产量最高,同时SOD和POD活性达最大。Me JA浓度对愈伤组织生物量和活性物质积累影响很大,浓度超过125μmol·L-1时愈伤组织生物量明显减少;红景天苷和多糖的最大积累量分别出现在225,275μmol·L-1的Me JA浓度处理。对SOD和POD活性测定结果发现,在Me JA 225μmol·L-1处理中出现峰值。对高山红景天愈伤组织中红景天苷及多糖含量与野生植株进行比较的结果,愈伤组织中红景天苷和多糖含量显著高于植株的根和茎叶,愈伤组织中红景天苷的含量分别是根、茎叶的1.1倍、2.4倍;多糖含量分别是根、茎叶的3.6,8.0倍。结论:高山红景天愈伤组织在气球型气升式生物反应内培养20 d后加入225μmol·L-1的茉莉酸甲酯后继续培养4 d有利于红景天苷及多糖的积累,且这两种活性物质的含量明显高于野生植株。因此,通过生物反应器培养愈伤组织是一种获得大量高山红景天活性物质的有效方法,可作为高山红景天产品生产的另一原材料来源。