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抗癌药物——紫杉醇一、前沿1963年美国化学家瓦尼（M.C. Wani）和沃尔（Monre E. Wall）首次从一种生长在美国西部大森林中称谓太平洋杉（Pacific Yew）树皮和木材中分离到了紫杉醇的粗提物。
在筛选实验中，Wani和 Wall发现紫杉醇粗提物对离体培养的鼠肿瘤细胞有很高活性，并开始分离这种活性成份。
由于该活性成份在植物中含量极低，直到1971年，他们才同杜克（Duke）大学的化学教授姆克法尔（Andre T. McPhail）合作，通过x-射线分析确定了该活性成份的化学结构——一种四环二萜化合物，并把它命名为紫杉醇（taxol）。
紫杉醇具有显著的抗癌活性和独特的作用机理，现主要用于治疗晚期乳腺癌和卵巢癌等癌症。
紫杉醇分子结构复杂，具有特殊的三环[6+8+6]碳架和桥头双键以及众多的含氧取代基。
其全合成引起国内外许多有机化学家的兴趣。
先后共有30多个研究组参与研究，实属罕见。
经20多年的努力，于1994年才由美国的R．A．Holton与K．C．Nicolaou两个研究组同时完成紫杉醇的全合成。
随后，S．T．Danishefsky(1996年)、P．A．Wender(1997年)、T．Mukaiyama(1998年)和I．Kuwajima(1998年)4个研究组也完成这一工作。
6条合成路线虽然各异，但都具有优异的合成战略，把天然有机合成化学提高到一个新水平。
紫杉醇是目前已发现的最优秀的天然抗癌药物,在临床上已经广泛用于乳腺癌、卵巢癌和部分头颈癌和肺癌的治疗.紫杉醇作为一个具有抗癌活性的二萜生物碱类化合物,其新颖复杂的化学结构、广泛而显著的生物活性、全新独特的作用机制、奇缺的自然资源使其受到了植物学家、化学家、药理学家、分子生物学家的极大青睐,使其成为20世纪下半叶举世瞩目的抗癌明星和研究重点,包括寻找新的生物资源、化学全合成、半合成、衍生物制备、生物转化、生物合成、生物工程、构-效关系研究、作用机制研究、药理学和药效学等研究.2011年是发现紫杉醇结构40周年,对紫杉醇发现的曲折历史过程进行回顾和总结,以纪念这一伟大发现并纪念为紫杉醇的研究与第二代紫杉醇的开发作出贡献的科学家。
化工能源化 工 设 计 通 讯Chemical EnergyChemical Engineering Design Communications·163·第47卷第1期2021年1月紫杉醇由于其良好的抗肿瘤作用，得到广大的关注，广泛应用于治疗乳腺癌、头颈癌、卵巢癌、肺癌等。
紫杉醇注射液、紫杉醇酯质体、紫杉醇（白蛋白结合型）等产品不断更迭换代、提高疗效，将紫杉醇更好地应用于临床实践。
紫杉醇结构化学名为5β，20-环氧-1，2α，4，7β，10β，13α-六羟基紫杉烷-11-烯-9-酮-4，10-二乙酸酯-2-苯甲酸酯-13[（2’R ，3’S ）-N-苯甲酰-3-苯基异丝氨酸酯]，结构如图1所示。
图1 紫杉醇结构式1 紫杉醇的全合成紫杉醇母核骨架为6-8-6碳环结构，其全合成自20世纪开始，全世界众多化学家致力于其合成路线的研究。
其全合成路线主要分为三个过程：紫杉醇母核骨架的合成；对骨架进行官能团反应，对其进行修饰；最后加上侧链苯基异丝氨酸完成全合成。
其全合成过程复杂、烦琐，耗时长，且效率低下。
Wender 合成是目前公开最短的紫杉醇全合成路线。
以化合物2为起点，经过系列反应得到化合物7，完成AB 环的合成。
经过C-3位反应和氧化反应得到10，经醇醛缩合得到12，完成C 环的建立。
然后经过C-5的溴取代，C-4、C-20臭氧化完成对含氧D 环的建立，得到13，再进一步得到巴卡亭Ⅲ（14），最后完成C-10乙酰化及侧链的加成得到紫杉醇。
其合成路线，如图2所示。
23OOOOHOH OTMSO OO O CHO45678OOO OOOOOOO OTBSTIPSOOTBSTIPSOCHOOH TIPSOTIPSOOBOMOHHO OBzOAcOTESO OO OOO 910TIPSOHO OH OHOH BrOTroeAcO AcOO OHO 1211OBzOBzHHOBOMTIPSOTIPSOHO HOHO 1314OCOPhOAcOBzH HHH O OOTES 1OO ONPhAcO AcOOHBzOTroe图2 Wender 合成路线2 紫杉醇的半合成紫杉醇的全合成烦琐且收率低，不适合大生产，于是应寻求更佳的合成方法。
紫杉醇的研究进展【摘要】：紫杉醇是存在于红豆杉树中的一种化学物质，其独特的抗癌疗效日益被人们重视，被誉为20世纪90年代国际上的抗癌药三大成就之一。
作为抗肿瘤药物应用于临床，特别是紫杉醇的化学结构与其药理活性的构效关系获得了重要成果。
恶性肿瘤患者应用紫杉醇的临床资料,观察药物的毒副作用,总结紫杉醇临床应用特点。
探讨紫杉醇的作用机理及其获得方法。
【关键词】：红豆杉紫杉醇抗癌次生代谢产物生物合成机理紫杉醇简介紫杉醇最早由太平洋红豆杉Taxus brevifolia的树皮中分离提取的新型抗癌植物药，1992年12月29日，美国FDA批准紫杉醇上市，美国BMS公司，商品名Taxol，用于治疗卵巢癌。
紫杉醇的特点是广谱抗癌。
对肺癌、食管癌、膀胱癌、头颈部癌、黑色素瘤、结肠癌和HIV 引起的卡波济肉瘤也有效【1】。
紫杉醇(Paclitaxel，商品名为Tax01)分子式为C47H5lNOl4，是1963年美国化学家Wall等首先从短叶红豆杉(Taxus brevifolia)树皮中分离出来的具有独特抗癌活性的二萜类化合物，命名为紫杉醇,1971年利用X射线确定了它的结构，紫杉醇为针状结晶，具有高度的亲脂性，不溶于水(在水中溶解度为0.006 mg／mL) ，不溶于石油醚，可溶于甲醇、乙醇、乙酸乙酯、二氯甲烷等有机溶剂。
与糖结合成苷后的水溶性大大提高，紫杉醇分子中虽有含氮取代基，但氮原子处于酰胺状态，邻近又有吸电子基，故不显碱性而为中性化合物。
紫杉醇对酸相对稳定(pH4-8范围内)，碱性条件很快分解【9】。
紫杉醇在植物体内的含量相当低，目前公认含量最高的短叶红豆杉树皮中也仅含0．069％，资源很匮乏。
由于美国、加拿大等国家对红豆杉立法保护，药源地转向了中国等国家。
在中国，８０％的红豆杉集中在云南，而且云南红豆杉的紫杉醇含量最高。
从1992年到2001年，将近10年时间，云南红豆杉遭到了毁灭性的破坏，分布在滇西横断山区中的300多万棵红豆杉，绝大部分被剥了皮（有调查数据认为是92.5%），已慢慢死去。
抗癌药物紫杉醇的全合成Holton合成紫杉醇路线的剖析一、本文概述本文旨在全面剖析紫杉醇全合成的Holton合成路线，这是一种被广泛研究和应用于抗癌药物紫杉醇生产的重要方法。
紫杉醇，作为一种具有显著疗效的天然抗癌药物，自被发现以来，其合成路线的研究一直备受关注。
Holton合成路线，作为其中的一种，凭借其高效、稳定和可持续的特点，在紫杉醇的工业生产中占据了重要地位。
本文将从紫杉醇的化学结构出发，详细阐述Holton合成路线的原理、步骤和关键反应。
我们将分析该路线的化学选择性、反应条件和反应机理，以揭示其高效合成紫杉醇的科学依据。
我们还将对Holton合成路线的优缺点进行评估，探讨其在实际工业生产中的应用前景和改进方向。
通过本文的剖析，我们期望能为读者提供一个清晰、全面的紫杉醇全合成Holton合成路线的理解，为相关领域的研究和开发提供有益的参考。
我们也希望借此机会推动紫杉醇合成路线的不断创新和优化，以更好地服务于抗癌药物的研发和生产。
二、Holton合成紫杉醇路线概述Holton合成路线是一种全合成紫杉醇的方法，由Robert A. Holton等人在1994年首次报道。
该路线从易得的原料出发，通过多步骤的化学转化，最终得到紫杉醇。
这一路线的成功，不仅为紫杉醇的大规模生产提供了可能，而且也为其他复杂天然产物的全合成提供了新的思路和方法。
Holton合成路线主要包括以下几个关键步骤：从简单易得的起始原料出发，通过一系列的化学反应，构建紫杉醇的基本骨架。
这些反应包括加成、消去、取代、氧化等，每一步都需要精确控制反应条件和选择适当的催化剂。
接下来，通过引入关键的侧链和官能团，进一步修饰紫杉醇的基本骨架。
这些侧链和官能团是紫杉醇具有抗癌活性的关键所在，因此它们的引入是整个合成路线的重中之重。
在这一步中，需要利用特定的化学反应，如酯化、酰胺化等，将侧链和官能团准确地连接到紫杉醇的基本骨架上。
通过一系列的纯化和结晶步骤，从反应混合物中分离出纯度较高的紫杉醇。
紫杉醇的资源、生物活性和化学合成20世纪60年代初,美国NCI发起一项从多种植物35000多种植物中寻找筛选安全有效的抗癌新药的计划，美国政府已耗资250亿美元以各种形式资助此计划，期间有数以万计的具多种抗癌活性的化合物被筛选出来。
其中作为先导化合物之一的紫杉醇（taxol）则是化学家经数十年孜孜不倦的为攻克癌症所作出的一大贡献，成为抗癌药剂中的今日之星。
NCI 预测在今后10—15年内，紫杉醇将成为主要的抗癌药物之一。
紫杉醇最早是Wani和其同事以KB细胞毒生物活性监测为跟踪手段从北美产红豆杉科（Taxaceae）植物短叶红豆杉（T.brevifolia）及太平洋紫杉（Pacihc yew）树皮中分离鉴定的。
尤其是20世纪70代未发现紫杉醇具有独特的抗癌机理，引起了植物化学家们的极大兴趣，并加快了紫杉醇的研究步伐。
目前从红豆杉属（Taxus）植物中确定了100余种紫杉烷（Taxanes）类化合物，但惟有紫杉醇抗癌活性最强，其后，发现半合成类似物taxotere 2是紫杉醇的竞争对手。
1992年底，美国FDA正式批准紫杉醇用于临床，现已在40多个国家用于晚期卵巢癌、乳腺癌的治疗，而且治疗范围正日渐扩大。
但令人担忧的是，红豆杉植物生长缓慢且资源有限，加上含量极低，造成紫杉醇供应紧缺，从而限制临床广泛的研究应用。
同时，大量砍伐红豆杉植物不但引起环境学家的忧虑，而且红豆杉资源面临灭绝。
为了解决资源保护和缓解紫杉醇供应危机，国内外在新资源开发、大面积栽培、组织培养和真菌发酵及化学合成方面均取得了很大进展，一、紫杉醇在植物体中得分布紫杉醇和其他紫杉烷类化合物主要存在于红豆杉科植物，最近发现亦分布于红豆杉近缘科属植物中。
（一）红豆杉科植物红豆科杉植物为常绿乔木或灌木，共5属约32种，除澳洲红豆杉属（Austrotaxus）1种(Austrotaxus spicata Campton)产于南半球外，其余均产于北半球，我国有其中4属12种1变种及1栽培变种。
紫杉醇：具有里程碑意义的天然抗癌药物刘先芳;梁敬钰;孙建博【摘要】紫杉醇是从红豆杉树皮中分离得到的微量单体成分,作为世界上最优秀的植物抗癌药,紫杉醇及其衍生物是临床上常用的广谱抗癌药.自20世纪70年代发现紫杉醇后,科学家对此类化合物的构效关系、结构修饰、药理药效方面开展了大量研究,并开发出泰素、多西他赛、卡巴他赛、拉洛他赛、信立他赛、康莫他赛等抗癌药.直到40年后的今天,科学家对紫杉醇的研究依然活跃,对其生物合成、真菌培养、新剂型开发等方面也成为新的研究方向.作为源于天然的单体成分开发成新药的成功典范,紫杉醇类化合物的研发历程对当前开发天然新药提供有益的借鉴.本文对紫杉醇的研发及最新进展进行综述,回顾其开发历程及相关研究,以期为天然药物的开发带来新的思考.%As a most effective monomer composition from bark of Pacific Yew,paclitaxel and its derivatives are used in clinical practice as broad spectrum anticancer drugs.Since its discovery in the 1970 s,many researches had been carried out,mainly focusing on themodification,structure-activity relationship and pharmacological activity.The great successes pressed ahead the development of a series of taxol-like drugs,includingtaxol,docetaxel,cabazitaxel,larotaxel.Nowadays,studies of taxol are still the hotpots,which concentrated on the new source such as cultivation of tissue,fungus culture and new dosage forms.As the representative of drugs research from natural source,taxol is worth to be summarized of its history and ongoing development for looking forward to bring new innovation mentality in new drugs.【期刊名称】《世界科学技术-中医药现代化》【年(卷),期】2017(019)006【总页数】9页(P941-949)【关键词】紫杉醇;天然活性成分;广谱抗癌药;研发历程;研究进展【作者】刘先芳;梁敬钰;孙建博【作者单位】中国药科大学中药学院南京210009;中国药科大学中药学院南京210009;中国药科大学中药学院南京210009【正文语种】中文【中图分类】R283据世界卫生组织（WHO）关于癌症的实况报道，癌症已成为全球第二大死因，2012年约有1400万新发癌症病例[1]，2015年导致880万人死亡，预计今后20年新发病例数将增加70%＊＊＊。
紫杉醇1.紫杉醇的发现和历史2.紫杉醇的化学结构3.紫杉醇的提取分离方法4.紫杉醇的合成研究5.常见的几种紫杉醇药物6.个人感想1.紫杉醇的发现和历史紫杉醇是红豆杉科红豆杉属植物的次生代谢产物，这类植物主要分布于北半球的温带至亚热带地区，全世界共有11种。
最初，紫杉醇是从短叶紫杉（Taxus brevi folia）的树皮中分离获得的，在它的抗癌作用被发现之前，林木工人通常把它砍了当柴烧或者用来做篱笆。
早在1856年德国科学家Lucas·H开始对Taxus baccata Linn(浆果红豆杉)进行化学研究，并从其叶片中提取出粉状碱性成分Taxine,但在随后的100多年里没有多大的研究进展。
直到20世纪60年代，随着光谱技术的飞速发展，科学家才开始对红豆杉属的植物有了比较深入的研究。
20世纪初，人们发现美国西部山区的一个有一片红豆杉林的小城镇中的居民很长寿，他们的寿命最短的在95岁以上，绝大多数的人寿命超过100岁，而且百岁老人随处可见。
科学家到那里考察发现当地居民除了两个与其他地方居民不同的生活习惯外，其余的都差不多。
一是当地居民喜欢采摘山林中的红豆杉树叶泡茶喝；二是经常去红豆杉林中散步或运动。
这种现象引起了科学家对红豆杉的研究兴趣，他们从红豆杉树皮中提取出一种对许多类型的肿瘤细胞有细胞毒作用的提取物——紫杉醇。
后来研究表明其化学结构为紫杉烷类中的一种四环二萜类化合物【1】。
1962年8月，在美国农业部任职的植物学家Barclay响应由美国国立癌症研究所（National Cancer Institute ,NCI）发起的植物提取物抗癌活性成分筛选研究,收集了7Kg太平洋紫杉的树皮寄回了NCI。
这些样品后来经NCI北卡罗莱纳州“研究三角学院”（Research Triangle Institute ,RTI）分馏实验室的美国化学家Wani博士和Wall博士。
他们分离提取得到紫杉醇的粗提物，在筛选实验中他们发现紫杉醇粗提物对离体培养的鼠肿瘤细胞有很高的抑制活性，有强烈的KB细胞毒作用及抗小鼠肉瘤和抗白血病活性。
摘要目的：探索红豆杉中紫杉醇的提取纯化工艺。
方法：将新鲜的红豆杉树皮干燥后用甲醇浸泡，陶瓷膜进行固液分离，纳滤膜浓缩，再用大孔树脂HZ818层析，洗脱液浓缩结晶，再活性炭脱色后甲醇重结晶，再硅胶正向层析，洗脱液浓缩后正已烷结晶，再真空干燥得成品。
结论：按本方法从红豆杉中提取的紫杉醇纯度为97.5%，收率为十万分之八。
关键词红豆杉，紫杉醇，提取纯化，树脂，硅胶目录一、紫杉醇目前的一些分离纯化方法。
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（一）液相萃取。
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（二）固相萃取法。
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（三）树脂层析法。
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（四）活性炭脱色。
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（五）硅胶正向层析。
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（六）结晶纯化。
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紫杉醇资源开发研究α高锦明1) 王性炎2) 张鞍灵1)(1)西北林学院基础课部,712100陕西杨陵;2)西北林学院园林系;第一作者:男,33岁,讲师)摘 要 紫杉醇是迄今公认的最有前途的首选天然抗癌药物。
鉴于紫杉醇抗癌机制独特,疗效显著,现有红豆杉资源远不能满足需要,本文综述了紫杉醇的植物资源和通过红豆杉人工栽培、细胞培养、真菌培养以及半合成、全合成的途径开发紫杉醇的状况。
关键词 抗癌新药;紫杉醇;红豆杉;资源;开发分类号 S 791.49紫杉醇(文献名Paclitaxel ,商品名taxo l ,1)是70年代初由W an i 等〔1〕从红豆杉科(T axac 2eae )短叶红豆杉(T ax us brev if olia )的树皮中提取的。
70年代末发现紫杉醇具有独特的抗癌机理,从而在世界范围内掀起了紫杉醇研究开发的热潮。
迄今为止,从红豆杉属(T ax us )植物中,已鉴定的100多种具有紫杉烷(T axane )二萜骨架结构的二次代谢产物中,紫杉醇的抗癌作用最强。
随后又发现半合成类似物taxo tere 2是紫杉醇的竞争对手,其抗癌活性比紫杉醇略高,而且易溶于水,现已进入第三期临床阶段。
自1992年底美国食品药品管理局(FDA )批准天然紫杉醇用于治疗卵巢癌和乳腺癌以来,一方面随其临床应用范围日渐扩大和基础研究的深入,需求量日益增加,另一方面红豆杉属于裸子植物,生长缓慢,分布星散,极少成林,且紫杉醇在该属植物的树皮中含量又很低(0.01%～0.06%)。
因此造成紫杉醇供应的奇缺。
为保障紫杉醇的供应以及保护资源免遭灭绝,科学家们潜心致力于寻找紫杉醇新资源的研究,并已取得很大进展〔2〕。
本文就紫杉醇的资源开发予以评述。
1 紫杉醇在植物体中的分布紫杉醇和其它紫杉烷类化合物主要存在于红豆杉科植物和红豆杉近缘科属植物中。
1.1 红豆杉科植物红豆杉科植物为常绿乔木或灌木,共5属约23种,除澳洲红豆杉属(A ustrotax us )1种澳洲红豆杉(A .sp ica ta )产于南半球外,其余均产于北半球。
我国有其中4属12种1变种及1栽培变种〔3〕。
红豆杉属植物约11种,广泛分布于欧洲大陆和北美的寒带、温带及亚热带地区。
我国4种1变种,产于西南、华南、华中、华东、西北、东北以及台湾,分布中心在西南地区〔4〕。
已分析发现〔5,6〕,红豆杉科5个属中的4个属:红豆杉属(T ax us L )、澳洲红豆杉属及白豆杉属(P seud otax us )及榧属(T orrey a )均含有紫杉烷类化合物,从化学分类学的观点,余下的穗花杉属(A m en totax us )亦可能含有结构类似的化合物。
西北林学院学报 1997,12(3):94～101Journal of N o rthw est Fo restry Co llege α迄今,已从短叶红豆杉、东北红豆杉(T .cusp id a ta )、欧洲红豆杉(T .bacca ta )、喜马拉雅红豆杉(T .w a llich iana )、云南红豆杉(T .y unnanensis )、加拿大红豆杉(T .canad ensis ).红豆杉(T .ch inensis )、南方红豆杉(T .ch inensis var m a irei )树皮中分离出紫杉醇及其相关化合物,如半合成的前体10—去乙酰巴卡亭 (10-deacetylbaccatin ,3)、巴卡亭 (baccatin ,4)及赛法罗马宁(cep halom ann ine )等〔1,3～12〕。
此外,还从云南红豆杉、欧洲红豆杉、东北红豆杉、T .×m ed ia cv H ick sii 杂种及南方红豆杉枝叶中获得〔13～17〕。
最近研究发现欧洲红豆杉、云南红豆杉、球果红豆杉(T .g lobosa )、苏门答腊红豆杉(T .sum a triensis )和T .m ed ia 针叶中紫杉醇含量高于或相当于干燥短叶红豆杉树皮中的(约0.01%)含量〔2〕。
因此,从长期生产的需要出发和确保足够的资源,自红豆杉枝叶中提取紫杉醇及半合成前体是近几年解决紫杉醇资源短缺的可行途径。
因采集针叶和嫩枝不会破坏植物,还可快速不断再生。
今后2～3年,以baccatin 为前体的半合成物将逐步代替短叶红豆杉树皮作为紫杉醇的主要资源。
近来报道,红豆杉科的榧树(T orrey a g rand is Fo rt .)茎叶及白豆杉(P .ch ien ii Cheng )叶和茎皮中都存在紫杉醇及其类似化合物〔5,6〕,后者紫杉醇含量高于前者,白豆杉可能成为新的资源代用品。
此外,还发现有些红豆杉幼树、幼苗小枝中紫杉醇含量与大树的几乎相当,即人工红豆杉林不需培育成大树后利用,生长几年后则可采集枝叶利用,缩短利用周期,且不影响生长。
值得提及的是,紫杉醇和紫杉烷类化合物在植物体内的含量普遍很低,主要受如植物种类、部位或组织、树龄、生理与生长环境、采收季节及贮存加工方法等因素的影响〔18～23〕。
1.2 红豆杉近缘科属植物罗士德等〔7〕首次报道了红豆杉科植物近缘的三尖杉科三尖杉属植物高山三尖杉(Cep ha lotax us f ortunei Hook var a lp ina L i )、海南粗雁(C .ha inanensis L i )、西双版纳粗雁(C .m ann ii )及罗汉松科罗汉松属植物大理罗汉松(P od oca rp us f orrestii )茎皮、茎叶中存在巴卡亭 ,有的种含量还很高,仅有西双版纳粗榧含紫杉醇及大理罗汉松含赛法罗马宁,这为扩大紫杉烷型化合物资源提供了依据。
2 红豆杉的人工栽培近年来,国内外对红豆杉的人工繁殖培育进行了大量研究,采用种子繁殖及扦插等无性繁殖方法,大面积繁育红豆杉幼苗,并建立了人工种植园,这为保护发展和充分利用红豆杉资源提供了一条有效途径〔24～26〕。
红豆杉种源少,种子繁殖困难,时间长,要经二冬一夏的沙藏处理方能萌发。
相比而言,扦插育苗更适合于红豆杉繁殖〔27〕。
红豆杉扦插繁殖多受扦插前药剂处理、扦插基质、插穗取材、扦插季节等因素的影响。
一般认为,插前用吲哚丁酸(I BA )、吲哚乙酸(I AA )、Α—萘乙酸(NAA )、AB T 等药剂处理插穗效果良好。
东北红豆杉扦插试验结果表明,用浓度100×10-6的I BA 处理的3h ,30d 后开始出根,45d 基本出齐,比对照提前1个月,根生长量是同期对照组的10倍〔28〕。
东北红豆杉插穗不宜过长,5～15c m 插穗宜于生根成活,尤以5～7c m 小枝用作扦插材料,有很高的成活率,而且取自母树底部的插穗生根率和成活率远高于取自顶部的〔24〕。
高正〔29〕对东北红豆杉扦插育苗经10多年观察发现,扦插基质以乌沙土或沙质壤土为宜,在5月中旬到6月下旬进行,扦插条采用2,50010-610,90%593期 高锦明等 紫杉醇资源开发研究 69 西北林学院学报 12卷上。
杨利民等〔30〕研究发现东北红豆杉以较大枝条扦插为好,在浓度为200×10-6的AB T2生根粉中浸8h,以锯末为扦插基质,生根率可达82%。
云南红豆杉经10多年的人工栽培试验表明,扦插以10～15c m长的一年生枝条,经药剂处理,2～3月份春插,8月份秋插,插壤用红土、沙、炭渣配成效果较佳〔26〕。
南方红豆杉扦插繁殖宜在秋季进行,采用500×10-6浓度的I BA经12h 的浸泡,其成活率可达到95%〔31〕。
云南已建成我国最大的云南红豆杉育苗基地,已培育出壮苗320万株,扦插育苗生根率在69.17%～94.89%,为不同季节大面积造林定植打下基础。
江西德兴市采用种子和扦插育苗, 1997年出圃苗约8万多株,可营造南方红豆杉林47hm2。
美国种植红豆杉树400万株,开辟了1000万株红豆杉种植园,还栽培杂种红豆杉T ax us m ed ia“H ick sii”数百万株,该杂种为灌木型,枝叶繁茂,生长快,易于栽培,3～5年内就可收获枝叶,是目前已知的优良品种。
因此,在弄清红豆杉生态生物学特性、适生范围、适生条件以及掌握人工繁殖栽培技术的前提下,大面积栽培红豆杉是目前解决紫杉醇资源短缺的最简便、最经济的办法。
3 红豆杉的细胞培养利用离体培养的生物技术生产紫杉醇及其半合成前体物或原植物内不含有的活性类似物是扩大紫杉醇来源的又一重要途径。
它具有弥补红豆杉资源匮缺、保护野生资源及不受自然条件限制、产物较易分离等优点。
目前全世界已对11种或变种红豆杉植物的细胞与组织培养进行了研究〔32～38〕,发现不同种属的红豆杉或不同的器官、组织及生长部位,紫杉醇含量不同的外植体,对应的诱导愈伤组织的培养基组成以及培养条件都对愈伤组织的诱导、继代培养、悬浮培养及紫杉醇等次生代谢物产生不同程度的影响。
诱导红豆杉愈伤组织的外植体为针叶、幼茎、树皮、形成层、种胚及假种皮等,其中以幼茎、形成层或树皮效果较好。
Fett-N eto等〔38〕在研究东北红豆杉的不同组织的诱导能力时发现,幼茎是最佳的外植体。
在诱导红豆杉愈伤组织所用的培养基中,尤以改良B5、SH及6,7—V为佳,诱导率也较高。
培养基中激素的种类和组成、浓度或其组合对愈伤组织的诱导是必需的。
一般认为,培养基中含1.0～2.0m g L2,4—D或含2,4—D的激素组合,有利于愈伤组织的诱导〔32,35〕。
最近,甘烦远等〔37〕认为在M S培养基中附加1.0m g L NAA+1.0m g L2,4—D+ 0.1m g L KT的植物激素,红豆杉嫩枝条的愈伤组织诱导率达到100%,针叶的诱导率亦达到84%;在B5培养基附加2.0m g L2,4—D+0.1m g L KT激素条件下,由嫩枝条产生的愈伤组织生长较好,愈伤组织的生长率达0.23g L・d细胞干重,针叶的生长较差。
大量的研究表明,愈伤组织诱导的最佳培养条件均为:20～25℃、黑暗、培养基灭菌前pH5.5～5.8。
此外,通过优化组织培养条件可明显增加培养细胞中紫杉醇的产量〔34,39〕。
其具体措施为:向培养基中添加紫杉醇的生物合成前体,如苯丙氨酸,亮氨酸等;在培养细胞中引入生物性或非生物性诱导子,如真菌、细菌和酵母的细胞壁萃取物以及化学协同物质(钒酸盐、重金属等)。
植物单细胞克隆技术是筛选产生有用次生代谢物的优良细胞系的技术基础。
李家儒等〔40〕首次报道了红豆杉单细胞克隆的建立过程,通过试验发现,在红豆杉细胞克隆中使用悬浮培养10～15d的细胞培养物分离单细胞,进行平板培养、条件培养及看护培养,植板率差异显著。
其中看护培养最有利于细胞克隆的生长。
高山林等〔36〕建立了T ax us m ed ia和短叶红豆杉的细胞培养技术方法,通过培养基优化筛选试验成功地诱导获得了12个细胞株系,通过不同激素试验使细胞月增长量达13倍,培养基每月干细胞产量达16.11g L,这为细胞培养工厂化生产提供了理论依据。
