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红豆杉细胞培养是目前解决紫杉醇药源紧张的最有前途的方法之一。大量的研究表明,不同培养方式和代谢调控方法可以提高红豆杉细胞合成紫杉醇的能力。但这些研究成果离工业化大规模生产还有很大的距离,主要原因在于对紫杉醇生物合成的基础研究不够深入。本文一方面研究两步培养方式和代谢调控方法以促进红豆杉细胞培养中紫杉醇的合成,另一方面,利用cDNA-AFLP 技术探讨了紫杉醇高效合成期和非高效合成期的基因表达差异。主要结论如下:
1、中国红豆杉细胞在液体培养条件下,其细胞干重可达到固体培养的1.25 倍,更适合细胞生物量的积累;而固体培养获得的紫杉醇产量可为液体培养的1.18 倍,更适合紫杉醇的生物合成。
2、优化了两步法培养生产紫杉醇的中国红豆杉细胞培养体系。对液体生长培养和固体生长培养分别转到液体生产培养的两步培养方式进行了比较。固体生长培养转到液体生产培养的两步培养方式,更适合紫杉醇的生物合成,其产量较另一种方式提高了22%,达到1.48mg/L。
3、在生产培养阶段,诱导子和紫杉醇合成前体之间存在协同促进紫杉醇合成的作用,同时添加可以使紫杉醇产量达到11.7mg/L,比对照提高了12.64 倍。
4、建立了一套适合红豆杉细胞基因表达差异分析的cDNA-AFLP 技术。通过该法,研究了中国红豆杉细胞紫杉醇高效合成期和非高效合成期相关基因的表达差异,已回收了11 条差异转录片段。