一种用于竹节参细胞的合成培养基的制作方法

文档序号:12097056阅读:295来源:国知局

本发明涉及植物细胞培养技术,进一步涉及植物细胞的营养条件设计,具体涉及一种用于竹节参细胞的合成培养基。



背景技术:

植物细胞培养技术是以离体植物细胞或原生质体为对象,以细胞量扩增和目标代谢产物累积为目的的培养工艺。对于以获得特定代谢产物为目的的细胞培养而言,其主要工艺环节不仅在于细胞量的扩增,同时,目标代谢产物的诱导合成对培养效益更为重要。在植物细胞的培养过程中,培养条件和营养条件是影响产量的最重要因素,其中培养条件是指温度、溶氧、光照、pH等环境条件的控制,而营养条件主要指植物细胞的培养基。由于在封闭培养环境中培养基是植物细胞的唯一营养来源,因此培养基的成分对植物细胞的生长水平、代谢产物类别具有极其重要的影响,尤其对于以获得特定代谢产物为目的的细胞培养而言,培养基往往是影响培养效率的关键因素。

竹节参是五加科人参属植物,以根状茎及肉质根入药,具有滋补强壮、活血化瘀、消肿止痛、健胃、祛痰、解热的功效,主治筋骨疼痛、风湿痹症,主要活性成分是竹节人参皂苷、氨基酸和多糖,是我国的名贵中药,由于资源紧缺,其研究和应用受到了限制。竹节参野生资源分布于河南、安徽、浙江、江西、湖北、广西、陕西、甘肃、四川、贵州、云南、西藏等省区。主要生长在海拔1000m以上的深山阔叶树林中。虽然分布面较广,但自然种群极为稀少。同时,由于竹节参具有独特的医疗效果,在民间广为应用,野生资源被严重破坏,现已濒临绝灭。竹节参种子繁殖速度慢,加上原产地或主要分布区的生产力又相对偏低,制约了该药材品种的大规模生产。为有效保护和持续开发利用这一珍贵濒危药用植物,提供技术支持和原料药,利用离体的植物细胞进行封闭式的规模化培养,不仅有利于提升产量,而且由于其条件便于控制,因此便于对其生长状态、代谢模式进行定向引导,从而提升目标产物的分泌效率。

在竹节参的众多药用成分中,竹节参总皂苷和竹节参多糖是最为重要的功效成分,其中竹节参总皂苷(TSPJ)具有阻抑脑缺血损伤的作用,同时可维持中枢兴奋性与抑制性氨基酸功能的协调平衡,改善自由基代谢水平;而竹节参多糖可直接清除自由基,提高SOD、CAT等抗氧化酶的活性并降低MDA含量,发挥抗衰老作用。基于以上认知,在竹节参的培养工艺中不仅要着眼于生物量的累积,更为重要的是应当从代谢水平层面引导其对竹节参总皂苷和竹节参多糖的分泌水平。



技术实现要素:

本发明旨在针对现有技术的技术缺陷,提供一种用于竹节参细胞的合成培养基,以解决现有技术中竹节参细胞培养效果不佳的技术问题。

本发明要解决的另一技术问题是现有技术的竹节参细胞培养过程中,目标代谢产物竹节参总皂苷和竹节参多糖的产量较低。

为实现以上技术目的,本发明采用以下技术方案:

一种用于竹节参细胞的合成培养基,该培养基含有MS培养基的成分,同时还含有植物激素6-BA 5mg/L,生长素IAA 5mg/L,丙酮酸钠40mg/L,乙酸酐20ul/L,番茄汁100ml/L,赤霉素2mg/L,水杨酸30ul/L,过氧化氢25ul/L,酵母提取物1%(g/mL)。

作为优选,该培养基还含有1g/L的常春藤压榨汁。

作为优选,该培养基还含有1g/L的川木通压榨汁。

作为优选,该培养基还含有1g/L的翠云草压榨汁。

作为优选,该培养基还含有1g/L的地胆草压榨汁。

作为优选,该培养基含有MS培养基的成分,同时还含有植物激素6-BA5mg/L,生长素IAA 5mg/L,丙酮酸钠40mg/L,乙酸酐20ul/L,番茄汁100ml/L,赤霉素2mg/L,水杨酸30μl/L,过氧化氢25μl/L,酵母提取物1%(g/mL),常春藤压榨汁1g/L,川木通压榨汁1g/L,翠云草压榨汁1g/L,地胆草压榨汁1g/L。

在以上技术方案中,所述MS培养基可以依据本领域的一般技术常识进行配制,当然也可以采用以下具体配方的MS培养基:NH4NO3 1650mg/L,KNO3 1900mg/L,CaCl2·2H2O 440mg/L,MgSO4·7H2O 370mg/L,KH2PO4 170mg/L,KI 0.83mg/L,H3BO3 6.2mg/L,MnSO4·4H2O 22.3mg/L,ZnSO4·7H2O 8.6mg/L,Na2MoO4·2H2O 0.25mg/L,CuSO4·5H2O 0.025mg/L,CoCl2·6H2O 0.025mg/L,FeSO4·7H2O 27.8mg/L,Na2-EDTA·2H2O 37.3mg/L,肌醇100mg/L,烟酸0.5mg/L,维生素B6 0.5mg/L,维生素B1 0.1mg/L,甘氨酸2mg/L,水余量。

在以上技术方案中,常春藤、川木通、翠云草、地胆草分别指其新鲜全草。本发明中所述的压榨汁,是指利用物理方法获取的各原料的新鲜汁液,包括但不限于压榨、粉碎离心等常规方法。

本发明通过实验手段广泛筛选了作为竹节参细胞生长的营养物质,依据竹节参细胞自身代谢特性和实际使用效果确定了本发明配方。该配方以硝酸铵、硝酸钾作为氮源,以磷酸二氢钾为磷源,在MS培养基的基础营养成分下,以改善代谢产物为目的添加了多种诱导物,其中以丙酮酸钠、乙酸酐、番茄汁为组合前提,以赤霉素、水杨酸、过氧化氢、酵母提取物为组合诱导子,通过上述改良极大的提高了竹节参总皂苷和竹节参多糖产量。在此基础上本发明意外的发现通过添加特定种类及成分的中药材有助于提升细胞培养密度。基于以上有益的发现,本发明通过实验手段优选了常春藤、川木通、翠云草、地胆草等原本用于人类疾病治疗的中药材成分,所得培养基意外获得了突出的培养效果,使得竹节参细胞培养密度显著提升,同时其生长速度更快。本发明以创新性的技术手段获得优越的技术效果,同时成本较低、易于实现,因此具有良好的应用前景。

具体实施方式

以下将对本发明的具体实施方式进行详细描述。为了避免过多不必要的细节,在以下实施例中对属于公知的结构或功能将不进行详细描述。除有定义外,以下实施例中所用的技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员普遍理解的相同含义。

实施例1

一种用于竹节参细胞的合成培养基,该培养基含有MS培养基的成分,同时还含有植物激素6-BA 5mg/L,生长素IAA 5mg/L,丙酮酸钠40mg/L,乙酸酐20ul/L,番茄汁100ml/L,赤霉素2mg/L,水杨酸30ul/L,过氧化氢25ul/L,酵母提取物1%(g/mL)。

实施例2

一种用于竹节参细胞的合成培养基,该培养基含有MS培养基的成分,同时还含有植物激素6-BA 5mg/L,生长素IAA 5mg/L,丙酮酸钠40mg/L,乙酸酐20ul/L,番茄汁100ml/L,赤霉素2mg/L,水杨酸30ul/L,过氧化氢25ul/L,酵母提取物1%(g/mL),常春藤压榨汁1g/L。

实施例3

一种用于竹节参细胞的合成培养基,该培养基含有MS培养基的成分,同时还含有植物激素6-BA 5mg/L,生长素IAA 5mg/L,丙酮酸钠40mg/L,乙酸酐20ul/L,番茄汁100ml/L,赤霉素2mg/L,水杨酸30ul/L,过氧化氢25ul/L,酵母提取物1%(g/mL),川木通压榨汁1g/L。

实施例4

一种用于竹节参细胞的合成培养基,该培养基含有MS培养基的成分,同时还含有植物激素6-BA 5mg/L,生长素IAA 5mg/L,丙酮酸钠40mg/L,乙酸酐20ul/L,番茄汁100ml/L,赤霉素2mg/L,水杨酸30ul/L,过氧化氢25ul/L,酵母提取物1%(g/mL),翠云草压榨汁1g/L。

实施例5

一种用于竹节参细胞的合成培养基,该培养基含有MS培养基的成分,同时还含有植物激素6-BA 5mg/L,生长素IAA 5mg/L,丙酮酸钠40mg/L,乙酸酐20ul/L,番茄汁100ml/L,赤霉素2mg/L,水杨酸30ul/L,过氧化氢25ul/L,酵母提取物1%(g/mL),地胆草压榨汁1g/L。

实施例6

一种用于竹节参细胞的合成培养基,该培养基含有MS培养基的成分,同时还含有植物激素6-BA 5mg/L,生长素IAA 5mg/L,丙酮酸钠40mg/L,乙酸酐20ul/L,番茄汁100ml/L,赤霉素2mg/L,水杨酸30μl/L,过氧化氢25μl/L,酵母提取物1%(g/mL),常春藤压榨汁1g/L,川木通压榨汁1g/L,翠云草压榨汁1g/L,地胆草压榨汁1g/L。

实施例7

本实施例用于评价以上实施例1~6所提供的培养基作为合成培养基时对竹节参细胞总皂苷、多糖产量的影响,实验结果如表1所示。

表1不同培养基作为合成培养基时对竹节参细胞总皂苷、多糖产量的影响

由此可见,利用本发明所提供的培养基作为合成培养基培养竹节参细胞时,对其总皂苷和多糖产量具有确切的促进作用。

以上对本发明的实施例进行了详细说明,但所述内容仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明。凡在本发明的申请范围内所做的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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