专利名称：一种提高栽培红豆杉中紫杉醇含量的方法
技术领域：
本发明涉及植物领域，具体是涉及一种提高栽培红豆杉中紫杉醇含量的方法。
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。因此，能否找到一种提高红豆杉中紫杉醇含量的方法显得特别重要。迄今，尚未有对栽培的红豆杉小树施以不同浓度含镧化合物的报道。
发明内容
本发明的目的在于针对上述红豆杉中紫杉醇含量低的问题，提供一种可以提高栽培红豆杉中紫杉醇含量的方法。
本发明通过大量的实验研究，发现在适宜栽培红豆杉的条件下施入适量的含镧化合物可以提高红豆杉中紫杉醇的含量。在土壤栽培中，在每株红豆杉的根部施入0.00015～0.0015摩尔的含镧化合物可以明显提高紫杉醇的含量。在水栽培中，在红豆杉水培养液中施入含镧化合物，使其水培养液La3+浓度为0.001～0.01mol/L，可以明显提高紫杉醇的含量。
上述红豆杉为2～3年生曼地亚红豆杉。
上述含镧化合物为氯化镧或硝酸镧。
无论是对水培实验组还是对土壤栽培的实验组，施加一定剂量的La可以明显的提高紫杉醇含量。稀土金属元素在合适的浓度时通常都会促进细胞的生长，促进从10-脱酰基巴卡丁III到紫杉醇的生物合成并造成紫杉醇含量的上升，但当过高浓度时也会有抑制作用。
La作为一种使用广泛的稀土金属元素，可以作用于多种组织成分，活化酶的作用并进一步促进细胞和植物生长。La对紫杉烷类化合物合成和红豆杉生长的刺激作用象一个无机诱导子，作用于从10-脱酰基巴卡丁III到紫杉醇的生物合成路径间。
本发明的有益效果本发明通过大量的实验研究，发现在栽培红豆杉过程中施入适量的La3+可以提高红豆杉中紫杉醇的含量，从而缓解了红豆杉中紫杉醇的含量低的难题。紫杉醇具有极高的经济价值，本发明的应用前景广阔。
具体实施例方式
实施例1 土壤栽培1.植物材料和处理野外栽培实验的材料是于2003年5月从成都植物微繁有限公司购买的二年生曼地亚红豆杉(Taxus×media)小树，种植在广东省清远市连山县上草镇红豆杉实验园中(海拔647m)。每棵植株于2003年5月26日栽培时进行了第一次称鲜重并于2004年5月26日连根挖出，用水冲干净土壤基质后再次称鲜重。种植的土壤疏松肥沃，适合红豆杉的生长。
实验设置了14组Taxus×media小树，每组20棵，12组用于实验，2组用于作对照。每个实验组都施加了不同剂量的氯化镧(见表1)。
表1 Taxus×media小树的土壤栽培中对各实验组中每棵小树的氯化镧施用量。
2结果培养了三个月，结果如表2所示，施加了0.000015mol氯化镧的红豆杉中紫杉醇含量变化不大，而施加0.0015mol氯化镧和0.00015mol氯化镧后紫杉醇含量分别提高了94.1％和88.2％。可见，在每株红豆杉中施加0.0015～0.00015mol氯化镧可以提高红豆杉中紫杉醇的含量。
表2 不同剂量的La3+对土壤栽培的Taxus×media.小树中紫杉醇含量(平均值±标准误)的影响
*与对照组差异显著性比较的t-检验，显著度水平**1％和*5％。
实施例2 水栽培1.植物材料和处理用于水培实验的二年生Taxus×media树苗是2003年5月从成都植物微繁有限公司购买的二年生曼地亚红豆杉(Taxus×media)小树，种植在广东省清远市连山县上草镇红豆杉实验园中(海拔647m)。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)盛满相应处理培养液的塑料容器中，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，每两棵水培的曼地亚红豆杉小苗相距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。
所有水培植株全部都水培于Hogland培养液(Hogland and Arnon，1950)中，根据实验处理的不同额外施加不同剂量的氯化镧(见表3)。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了367天。每棵植株在2003年6月26日水培之前进行了称重，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用于随后的化学分析。
表3 水培Taxus×media.小树Hogland培养液中氯化镧的添加量
“-”表示未加LaCl3的处理。
2.结果和结论如表4所示，在水培养液氯化镧浓度为0.0245g/L(即La3+浓度为0.0001mol/L)的红豆杉中紫杉醇含量变化不大，而在水培养液氯化镧浓度为0.245g/L(0.001mol/L)和2.45g/L(0.01mol/L)时，红豆杉中紫杉醇含量为对照组的三倍多。可见，保持红豆杉水培养液镧离子浓度在0.001～0.01mol/L可以提高红豆杉中紫杉醇的含量。
表4 不同剂量的La3+对水培和栽培的Taxus×media.小树紫杉醇和10-脱酰基巴卡丁III含量(平均值±标准误)的影响。
*与对照组差异显著性比较的t-检验，显著度水平**1％和*5％。
权利要求
1.一种提高栽培红豆杉中紫杉醇含量的方法，其特征是在适宜栽培红豆杉的条件下，施入含镧化合物作为肥料添加剂。
2.如权利要求1所述的方法，其特征是在土壤栽培的红豆杉的根部，每株施入0.00015～0.0015摩尔的含镧化合物或在水栽培的红豆杉水培养液中施入含镧化合物，使其水培养液La3+浓度为0.001～0.01mol/L。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于所述红豆杉为2～3年生红豆杉。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于所述红豆杉为2～3年生曼地亚红豆杉。
5.如权利要求1～4所述的方法，其特征在于所述含镧化合物为氯化镧或硝酸镧。
全文摘要
本发明公开了一种提高栽培红豆杉中紫杉醇含量的方法。本发明在适宜栽培红豆杉的条件下，施入含镧化合物作为肥料添加剂。在土壤栽培的红豆杉的根部，每株施入0.00015～0.0015摩尔的含镧化合物或在水栽培的红豆杉水培养液中施入含镧化合物，使其水培养液La
文档编号A01G17/00GK1714620SQ20051003563
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, 李晓龙 申请人:中山大学