桃儿七根生物反应器生产鬼臼毒素的研究

【作者】 杨涛； 杨晖； 王治业； 方彦浩； 李鑫； 王沛雅； 郑群；

【机构】 甘肃省科学院生物研究所； 特色微生物与植物资源创新甘肃省国际科技合作基地；

【摘要】 藏药桃儿七是小檗科桃儿七属植物桃儿七(Sinopodophyllumhexandrum(Royle)Ying)的干燥根或根茎,其标志性成分鬼臼毒素主要作为生产抗肺癌、乳腺癌、宫颈癌等抗癌药物的前体化合物。近年来由于桃儿七野生资源掠夺式的采挖及其适生生态环境的破坏,导致野生资源蕴藏量逐年减少,已被列为"国家二级保护植物",并被《中国植物红皮书》收录。关于桃儿七的组织培养、遗传多样性、种苗繁育与栽培、内生菌发酵生产鬼臼毒素研究已有报道,借助分子生药学的手段研究鬼臼毒素的代谢通路,找到其合成或调控的关键基因具有重要的意义。根生物反应器作为一项基本技术,不仅可以用于上述前沿基础研究,而且可以通过根——内生菌耦合发酵的方法解决单纯使用内生菌发酵存在的得率低、稳定性差的问题。此外,根生物反应器还可以应用于鬼臼毒素的生物转化和修饰研究。本项目分别以桃儿七种胚、胚根、下胚轴、子叶、真叶、叶柄、不定根为外植体,研究了苗龄、不同预处理方法、培养基的组成与活性添加物、不同激素的搭配和浓度、培养条件、不同发根农杆菌菌株、侵染和共培养相关参数等对不定根和毛状根诱导、生长的影响,通过高效液相色谱法(HPLC)检测鬼臼毒素含量。结果表明,不同种群的桃儿七因基因型不同表现出显著的差异,榆中兴隆山居群的种胚外植体可以通过胚性愈伤组织诱导不定根的途径建立根生物反应器,但不定根生长缓慢、易褐化,HPLC法检测鬼臼毒素含量为0.03%;不同发根农杆菌菌株植株活体原位侵染具有促进根系生长的作用,但可能因为鬼臼毒素的抑菌作用及酚醌类物质的干扰,毛状根的诱导不甚理想,细菌群体感应信号分子的添加对毛状根的诱导有一定的作用。更多还原