专利名称：一种提高红豆杉中10－脱酰基巴卡丁Ⅲ含量的栽培方法
技术领域：
本发明涉及植物领域，具体是涉及一种提高红豆杉中10-脱酰基巴卡丁III含量的栽培方法。
背景技术：
红豆杉(Taxus spp.)，俗称“水松”，国家一级保护植物，含紫杉烷类化合物，其次生代谢化合物紫杉醇是治疗乳腺癌和卵巢癌的特效药，对肺癌、卡波氏肉瘤等其它多种恶性肿瘤也有很好的疗效，是当今世界上公认的广谱、强活性抗癌药；可特异地促进微管蛋白的聚合，阻断细胞分裂，是细胞学研究的得力工具。紫杉醇在生长缓慢的红豆杉中含量很低，提取分离的成本很高，价格非常昂贵。临床和科研需求的日益增加使许多地方的红豆杉大面积地消失，导致本来有限的自然资源更加匮乏。为此，国内外许多政府机构、医药公司及个人已投入了巨额资金，建立了药用林，以定期采集枝叶，相对稳定地获得紫杉醇及其10-deacetylbaccatin III、Baccatin III等化学半合成前体，这也与保护野生资源的利益一致。
但是很多盲目性的投资和种植园建设导致了很严重的问题。据调查，红豆杉中紫杉醇含量很低，且随品种、年龄、季节的不同而变化，在国内一些地方栽培的红豆杉枝叶中检测不到紫杉醇，已造成了资源、财力、人力和物力的浪费。紫杉烷类化合物在红豆杉中合成量非常小甚至于不合成，相关的酶活力也很低。但植物在外界诱导物质适度的刺激作用下，紫杉烷类化合物合成酶的活力会增强，含量和产量会有所提高。
现在紫杉醇以及它的抗癌同源衍生物可以通过其前体进行化学半合成制得。这些前体包括10-脱酰基巴卡丁III、巴卡丁III，10-脱酰基紫杉醇，10-脱酰基三尖杉宁碱，7-戊醛基-10-脱酰基紫杉醇等。所有这些前体都可从红豆杉中分离得到。其中10-脱酰基巴卡丁III的含量较高，其化学半合成产品供应着目前市场上大多数的紫杉醇。
此外，另一种由Rhone-Poulenc Rorer公司首先制得的10-脱酰基巴卡丁III的化学半合成产品紫杉醇烯，对卵巢癌有更好治疗作用，也被美国国家食品与药物管理中心批准为对顽固性恶性卵巢癌的治疗药物。在一定的程度上，所有这些进展缓和了药源紧张的问题。因此，10-脱酰基巴卡丁III含量与产量的高低也是制约紫杉醇产业发展的一个非常重要的瓶颈。
发明内容
本发明的目的在于针对上述红豆杉中10-脱酰基巴卡丁III含量低的问题，提供一种可以提高红豆杉的10-脱酰基巴卡丁III含量的栽培方法。
本发明的发明人对红豆杉做了大量营养缺失的实验研究，发现了一种提高红豆杉中10-脱酰基巴卡丁III含量的栽培方法，那就是在适宜红豆杉生长的条件下，减少或缺失红豆杉生长所需要的钾。本发明在适宜红豆杉生长的水培条件下，减少或缺失水培养液中的钾，发现红豆杉10-脱酰基巴卡丁III的含量提高了很多。
上述红豆杉为2～3年生的南方红豆杉。
本发明的有益效果本发明通过缺钾栽培，可提高红豆杉中10-脱酰基巴卡丁III的含量和产量。在大面积栽培中，通过后期的缺钾处理，具有提高10-脱酰基巴卡丁III的含量和产量的良好应用前景，可以缓解紫杉烷类化合物供应的危机。
具体实施例方式
实施例11实验方法用于水培实验的Taxus wallichiana var.mairei树苗2003年6月24日购买于中国广东省北部的大东山自然保护区。所有用于实验的小苗是根据相似的高度，近似的生物量进行筛选的。用双蒸水冲洗掉根系中的土壤基质，并且处理时尽可能地减少了对根部的伤害。然后将植株转移到32公升(17(高)×65(长)×29(宽)厘米)盛满相应处理培养基的塑料容器中，培养基中用气泵连续不断地、均匀地通以气体，培养基塑料容器的塑料板上穿有直径6厘米的10个孔洞。每棵植株用中间劈开带有小孔的橡胶塞固定于一个长孔中，每两棵水培的Taxus wallichiana var.mairei小苗相距10厘米。各种处理的塑料容器随机放置于遮阴棚下，每个处理设两个重复，每个重复10棵小苗。
除了对照是用完全的Hogland培养液(Hogland and Arnon，1950)培养外，其他各组都用分别缺失N、P、K、Ca或Mg的培养液栽培。为了保持离子的平衡，缺失的营养离子用其它合适的阴阳离子所代替。为了避免盐分沉淀以及营养匮乏，每个月更换培养液，并且定期补加双蒸水以维持培养液的浓度和体积。所有营养溶液的pH值是用Sartorius pH测量仪测量，用NaOH和HCl溶液调节pH值至5.5～6.0。
水培植株上方1米处覆盖以透明的塑料板，并且于其上再覆盖以透光率为40％左右黑色的遮阳网，使之生长于光照强度为1813.4±226.7MJm-2year-1的环境中。植株从2003年6月24日到2004年6月26日在环境温度下水培367天。每棵植株在2003年6月26日水培前称重，并且于2004年6月26日收获时再次称重。所有的新鲜植株在通风干燥的环境中风干并磨成粉末后进行化学分析。
2结果如表1和
图1所示，相对于对照，氮和磷的缺失培养并没有产生紫杉醇和10-脱酰基巴卡丁-III含量的显著不同。缺磷的处理组紫杉醇的含量显著低于对照组，但10-脱酰基巴卡丁-III含量与对照之间并没有显著的不同。缺钙的处理组紫杉醇和10-脱酰基巴卡丁-III的含量都远低于对照组。缺钾处理的小组紫杉醇的含量远低于对照而10-脱酰基巴卡丁-III的含量几乎高出了对照一倍。可见，营养成分钾的缺少提高了红豆杉10-脱酰基巴卡丁-III的含量。
表1 N，P，K，Ca，和Mg的缺失对水培的Taxus wallichiana var.mairei小树紫杉醇和10-脱酰基巴卡丁-III含量
每纵行中数据与对照的t-检验，*1％水平。
权利要求
1.一种提高红豆杉中10-脱酰基巴卡丁III含量的栽培方法，其特征是在适宜红豆杉生长的条件下，减少或缺失红豆杉生长所需要的钾。
2.如权利要求1所述的栽培方法，其特征是在适宜红豆杉生长的水培条件下，减少或缺失水培养液中钾的含量。
3.如权利要求1或2所述的栽培方法，其特征在于所述红豆杉为2～3年生的红豆杉。
4.如权利要求3所述的栽培方法，其特征在于所述红豆杉为2～3年生南方红豆杉。
全文摘要
一种提高红豆杉中10－脱酰基巴卡丁Ⅲ含量的栽培方法。本发明的发明人对红豆杉做了大量营养缺失的实验研究，发现了一种提高红豆杉中10－脱酰基巴卡丁Ⅲ含量的栽培方法，那就是在适宜红豆杉生长的条件下，减少或缺失红豆杉生长所需要的钾。本发明在适宜红豆杉生长的水培条件下，减少或缺失水培养液中的钾，发现红豆杉10－脱酰基巴卡丁Ⅲ的含量提高了很多。红豆杉10－脱酰基巴卡丁Ⅲ含量的提高可以缓解紫杉烷类化合物供应的危机。
文档编号A01G17/00GK1714619SQ20051003563
公开日2006年1月4日 申请日期2005年7月7日 优先权日2005年7月7日
发明者王昌伟, 彭少麟, 李鸣光, 马昱 申请人:中山大学