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毛状根培养在植物化学成分和重组药物蛋白研究中的应用辛萍;王有志;孙世芹
【期刊名称】《时珍国医国药》
【年(卷),期】2012(23)11
【摘要】毛状根培养是由发根农杆菌转化植物建立起来的体系,具有激素自养、生长迅速、化学成分含量与原植物相当或高于原植物及生物合成能力相对稳定等优点,近年来已在多种植物中建立,并开始用于重组药物蛋白的合成,不但为植物化学成分的大规模生产开辟了新的途径,而且使那些在细菌、酵母菌和哺乳动物体内难以表达的药物蛋白的合成成为了可能。
文章系统综述了近年来毛状根培养在植物化学成分和重组药物蛋白研究方面的进展和成果,以期为毛状根培养的深入研究与开发提供指导。
【总页数】3页(P2750-2752)
【关键词】毛状根;发根农杆菌;植物化学成分;重组药物蛋白
【作者】辛萍;王有志;孙世芹
【作者单位】哈尔滨医科大学(大庆)药学院
【正文语种】中文
【中图分类】R2-03
【相关文献】
1.毛状根培养在药用植物中的应用概况 [J], 曲伟红;赵建国
2.极具潜力的重组药用蛋白的毛状根表达系统研究 [J], 潘学武;董妍玲;韩晓红
3.毛状根培养技术在获得药用植物次生代谢产物中的应用 [J], 司春灿;林英
4.毛状根培养技术在获得药用植物次生代谢产物中的应用 [J], 司春灿;林英
5.应用毛状根转化技术获得植物次生代谢产物的研究Ⅰ.萝芙木毛状根的诱导与培养 [J], 孙敏;汤绍虎
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苦参毛状根及愈伤组织培养研究苦参毛状根及愈伤组织培养研究植物组织培养技术是一种能够实现植物体外生长和发育的关键技术之一，对于植物根系的研究和利用具有重要意义。
本文将对苦参（Sophora flavescens Ait.）的毛状根及愈伤组织培养研究进行探讨。
苦参是一种草本植物，广泛分布于我国华北、华东、华南和西南等地区。
其根系富含多种生物碱、黄酮类化合物和皂甙等有效成分，具有抗菌、抗炎、抗肿瘤等药理活性，被广泛应用于中药制剂和功能食品中。
毛状根是苦参植物根系生长过程中形成的一种特殊结构，具有未分化的细胞和较高增殖能力。
通过毛状根培养，可以大量繁育苦参植物，并提取其有效成分。
在实验室条件下，以苦参幼苗为材料进行细胞悬浮培养、愈伤组织诱导和愈伤组织分化等步骤，可成功获得愈伤组织。
愈伤组织是在植物组织培养过程中诱导和分化的一种未分化、增殖能力强的细胞群体。
通过愈伤组织培养，可以实现大规模生产苦参有效成分的愈伤组织悬浮培养液，具有较高的药用价值。
同时，愈伤组织还可以作为研究苦参生物合成途径和代谢调控的模型系统，为深入研究苦参药理作用提供了重要工具。
本研究以苦参幼苗为材料，在适当培养基中进行毛状根和愈伤组织培养试验。
实验结果表明，通过调节培养基中植物生长调节剂的浓度和配比，可以有效诱导苦参幼苗形成毛状根和愈伤组织。
并通过显微镜观察和组织切片技术对所培养的毛状根和愈伤组织进行形态学和组织学分析。
进一步的研究发现，愈伤组织呈现出较高的细胞分裂活性和增殖能力，通过增加培养基中激素的浓度，可以进一步促进愈伤组织的增殖。
同时，对培养过程中的营养供给、光照和温度等环境因素进行优化，也对苦参毛状根和愈伤组织的形成和生长起到重要作用。
本研究为深入了解苦参植物根系的发育规律和有效成分的生物合成机制提供了重要依据。
通过组织培养技术，可以实现苦参植物的快速繁育和有效成分的大规模生产，为苦参的利用和开发提供了重要途径。
此外，本研究还为其他草本植物毛状根和愈伤组织培养技术的研究和应用提供了一定的借鉴意义综上所述，本研究通过苦参幼苗的毛状根和愈伤组织培养试验，成功诱导了苦参幼苗形成毛状根和愈伤组织，并对其进行了形态学和组织学分析。
一、实验目的1. 了解毛状根的生物学特性及生长规律。
2. 掌握毛状根的培养方法及实验操作技能。
3. 探究不同培养基、温度、光照等条件对毛状根生长的影响。
二、实验材料1. 植物材料：紫花苜蓿品种WL-525HQ2. 发根农杆菌：LBA9402、R16013. 培养基：MS培养基、1/2MS培养基、1/4MS培养基4. 药品与试剂：抗生素、温度计、pH计、紫外灯、移液器、培养皿、无菌操作台等三、实验方法1. 发根农杆菌的培养与活化：将发根农杆菌接种于含有抗生素的LB培养基中，37℃恒温培养过夜。
次日，将菌液按1:100的比例稀释，涂布于含有抗生素的LB培养基平板上，37℃恒温培养过夜，获得单菌落。
2. 外植体准备：将紫花苜蓿品种WL-525HQ的茎段剪成1-2cm长，用70%乙醇消毒30秒，无菌水冲洗3次，再用0.1%氯化汞消毒10分钟，无菌水冲洗5次，最后将茎段切成0.5cm长的小段。
3. 毛状根诱导：将外植体接种于含有发根农杆菌的培养基中，置于28℃、光照强度为1500lx的培养箱中培养。
每隔3天更换一次培养基，持续培养30天。
4. 培养基筛选：将诱导出的毛状根分别接种于MS培养基、1/2MS培养基、1/4MS培养基中，观察毛状根的生长情况。
5. 温度、光照条件探究：将毛状根分别置于不同温度（20℃、25℃、30℃）和光照强度（1000lx、1500lx、2000lx）的培养箱中培养，观察毛状根的生长情况。
6. 数据统计与分析：对毛状根的生长情况（长度、直径、分枝数等）进行统计与分析。
四、实验结果1. 发根农杆菌培养结果：在含有抗生素的LB培养基平板上，成功获得单菌落。
2. 外植体诱导结果：接种外植体后，部分外植体在培养基上形成了毛状根。
3. 培养基筛选结果：在1/2MS培养基中，毛状根生长情况最好，长度、直径、分枝数均较高。
4. 温度、光照条件探究结果：在25℃、1500lx条件下，毛状根生长情况最佳。
植物毛状根的培养及其化学进展：1.植物毛状根的诱导形
成？…
周立刚;杨崇仁
【期刊名称】《天然产物研究与开发》
【年(卷),期】1998(010)003
【摘要】本文综述了发根农杆菌诱导植物毛状根的方法及其分子机制。
对毛状根的鉴定技术进行了介绍。
诱导出毛状根的植物主要集中在双子叶植物，对单子叶植物毛状根诱导的可能性进行了讨论。
由于毛状根的激素自主性、稳定性和高产性，这一技术为植物有用成分的大量生产提供了新的途径。
【总页数】9页(P87-95)
【作者】周立刚;杨崇仁
【作者单位】华中理工大学药物研究所;中国科学院昆明植物研究所
【正文语种】中文
【中图分类】Q944.6
【相关文献】
1.药用植物毛状根诱导及其培养技术研究 [J], 李亚璞;闫静辉
2.发根农杆菌诱导植物毛状根形成的研究进展 [J], 潘野;王晓峰;林丽;吕春茂
3.发根农杆菌诱导植物毛状根的发生及次生代谢物生产的研究进展 [J], 胡亚忱;曲德业
4.植物毛状根的培养及其化学进展：2.植物毛状根的次生代谢 [J], 周立刚;杨崇仁
5.应用毛状根转化技术获得植物次生代谢产物的研究Ⅰ.萝芙木毛状根的诱导与培养 [J], 孙敏;汤绍虎
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药用植物毛状根的诱导及其应用植物毛状根培养是植物组织培养中的一种，因其不仅克服了植物生长缓慢、有效成分积累有限的不足，且具有不依赖外源植物激素等优点，近年来研究较多。
文章介绍了目前药用植物毛状根的诱导情况，并总结了植物毛状根培养体系在次生代谢物的生产、生物合成机制及调控基因的研究、植物基因工程、生物转化以及药物蛋白中的应用，旨在为其他药用植物毛状根的培养及利用提供参考依据。
标签：毛状根；药用植物；次生代谢产物；发根农杆菌；生物转化1 药用植物毛状根的诱导1.1 毛状根的发根机制毛状根（hairy roots）是发根农杆菌Agrobacterium rhizogenes感染植物后，在植株创伤表面诱导产生的一种特殊表现型。
早在1907年，Smith和Townsend 就发现发根农杆菌能够诱导植物产生毛状根，此后，学者们发现无论是发根农杆菌还是根癌农杆菌A. tumefaciens，其致病原因均是由大分子质粒引起的[1-2]，但发根农杆菌的致病质粒与其他Ti质粒（根瘤诱导质粒）功能既有差异又有联系[3]。
直到1982年，美国科学家Chilton[4]发表文章阐述其发根机制：发根农杆菌中Ri质粒上T-DNA进入宿主植物细胞引发了毛状根的产生。
Ri质粒是发根农杆菌染色体外的一个约250 kb的大质粒，其上面存在2个与转化有关的功能区，即T-DNA（转移区）和Vir（致病区）。
T-DNA的主要功能是在转化时进入植物细胞并插入到寄主植物基因组中，表达决定毛状根生长和冠瘿碱合成的基因；Vir区的作用是协助T-DNA区完成转化。
Vir区上有7个操纵子VirA-G，轉化时，植物伤口产生小分子酚类化合物与VirA的表达产物结合，激活其他Vir基因，使T-DNA被剪切、转移并最终整合到宿主细胞基因组中。
因此，单子叶植物不能合成特异性小分子酚类化合物是其难以被侵染诱导出毛状根的主要原因[5-7]。
1.2 药用植物毛状根诱导情况目前，已有近百种药用植物成功诱导出毛状根，总结发现其中76%为草本植物，也有少量藤本及木本植物，比例分别占到7%，17%；在植物学分类方面，已诱导出毛状根的药用植物科属分类较为分散，其中豆科、茄科、菊科和唇形科占有相对较大的比例（表1）。
