植物细胞悬浮培养及次生代谢产物生产.pptx

;1983年，日本三井石油化学工业公司在世界上首次成功地采用紫草细胞培养工业化生产紫草宁。;;　　　　　1 植物次生代谢产物概述 2 细胞的初代培养 3 高产细胞系的筛选 4 植物细胞悬浮培养方法 5 植物次生代谢物质生产 　　　　　;1.1 植物代谢产物 （1）初生代谢：为维持植物正常的生长发育所必须的代谢。初生代谢过程中形成的各种产物为初生代谢产物。初生代谢产物不稳定，在体内容易发生转化。 （2）次生代谢：建立在初生代谢基础上，对于植物的正常生长发育非必需的代谢，其代谢产物为次生代谢产物，次生代谢产物是末端代谢产物，比较稳定，可以在体内积累。; 类别 次生代谢产物 用途 黄酮 银杏黄酮，大豆黄酮 治疗心血管疾病 醌 紫草宁 抗菌、抗炎、抗病毒、止血 简单酚类 香豆素 香料，抗菌消炎 萜 类 紫杉醇 抗癌 青蒿素 抗疟疾 生 物 碱 长春新碱 抗癌 奎宁 抗疟疾;长春碱： ＄ 2 million/kg 长春新碱： ＄ 15million/kg; 李时珍在《本草纲目》中所开列的1892种药物绝大多数是植物药物，目前仍有约25％的法定药品来自植物。其药物的有效成分均为次生产物。天然的次生代谢产物已经超过2万种。 次生代谢产物的应用：色素、香料、药物、添加剂、工业原料等。;;紫杉醇：二萜类化合物 最早由太平洋红豆杉Taxus brevifolia的树皮中分离 广泛用于治疗卵巢癌、乳腺癌、非小细胞肺癌等十几种癌症 目前主要来源于红豆杉属植物;市场需求;药源问题;人工栽培 采用种子繁殖、扦插等无性繁殖方法快速、大面积人工繁育红豆杉幼苗 寻找红豆衫的替代物 从红豆杉非树皮部位提取 产紫杉醇的非红豆杉植物 ;药源问题解决办法（二）;药源问题解决办法（三）;1.2 获得植物次生代谢产物的方法;;细胞培养是生产次生代谢产物的理想途径： ①缩短周期，提高生产效率 植物细胞培养生产周期为15-30d；而完整植株生长短则几个月，长???数年，如木瓜8个月，而紫草为5年 ②易于管理，减轻劳动强度 ③培养在无菌条件下进行，可排除病虫害干扰 ④可探索新的合成路线，获得新的有用物质 ;1.3 植物细胞悬浮培养：即是将植物细胞或小的细胞团在液体培养基中进行大规模培养的技术。;成功的悬浮细胞培养体系必须满足3个条件： 分散性良好，细胞团较小，一般在 30～50个细胞以下，在实际培养中很少有完全由单细胞组成的植物细胞悬浮系。 细胞分裂快，均一性好，细胞形状和细胞团大小大致相同，悬浮系外观为大小均一的小颗粒，培养基清澈透亮，细胞色泽呈鲜艳的乳白或淡黄色。 有效成分含量高。; 植物细胞培养具有周期长、细胞抗剪切能力弱、易聚团等特点。 植物细胞培养反应器的设计不仅要考虑有利于细胞生长，还要考虑有利于产物的积累和分离。 适合植物细胞培养的反应器应具有适宜的氧传递、良好的流动性和较低的剪切力。;2 细胞的初始培养 实验中获得适宜于悬浮培养的细胞系的过程称为细胞的初始培养。 2.1建立悬浮系;搅拌培养； 旋转振荡培养； 旋转培养 ;2.2 建立良好的悬浮系的关键环节 1. 选择适宜的外植体 双子叶植物：幼胚、成熟胚、下胚轴、叶片 单子叶植物：幼胚、成熟胚、幼穗、花药等 ; 2. 诱导疏松愈伤组织； 培养基 愈伤组织的异质性； 继代培养 3. 选择适宜的培养基； 基本培养基+CTK/AUX+天然复合物 eg:SH+NAA3.0+BA1.0+CM/YE 培养基的PH ;李忠光，龚明. 2006.7 ;4. 悬浮培养初期的控制 转速，光，温度 5. 悬浮细胞的继代与选择 继代中收集小的细胞团 条件培养基：新鲜培养基 ;3 高产细胞系的筛选(P113) 3.1高产细胞系 筛选的整体思路;