您现在的位置: 首页 > 网站导航收录 > 百科知识百科知识

刃天青(刃天青变红)

组织,植物,产物刃天青(刃天青变红)

发布时间：2020-12-06加入收藏来源：互联网点击：

三、

培养条件

虽然在愈伤组织培养中，干细胞的概念得到了充分的考虑，但愈伤组织培养不是从孤立的单个细胞发展而来，而是从异质结构组织而来的（图1）。然而，愈伤组织培养很均匀，足以使微繁殖产生相同的带有所需特征的植物副本。维持愈伤组织培养的实验室条件因物种而异，需要在每个个案中加以详细说明。愈伤组织培养产生的一个例子如图1所示。外部因素如光、温度、培养基的pH值和培养物的通气情况影响次生代谢产物的生物合成。通常，愈伤组织在在固体琼脂培养基上进行培养，培养基中添加特定营养素、盐、维生素和元素（如氮、磷和钾）。一般来说，高浓度的铵离子会抑制次生代谢产物形成，而铵态氮的降低会增加次生代谢产物。无机磷酸盐对光合作用和糖酵解至关重要。高磷酸盐水平通常促进细胞生长和初级代谢，而低磷酸盐浓度有利于次生代谢产物形成。许多次生代谢产物是由磷酸化中间体形成的，这些中间体随后释放磷酸盐，如苯丙类和萜类化合物。

图1 黄花蒿愈伤组织的培养。（a）黄花蒿植株；（b）MS98培养基中黄花蒿的叶片；（c，d）愈伤组织在黄花蒿的叶片和叶柄部位生长12 d后，（c）图中的箭头表示坏组织；（e）愈伤组织在黄花蒿的叶片和叶柄部位生长19 d后；（f）永久愈伤组织培养物；（g）在MS液体培养基中的黄花蒿愈伤组织单细胞悬浮液。MS：Murashige和Skoog

通常，向培养基中添加前体可促进产物的形成。植物培养物中次生代谢产物的生物合成率一般较低，需要进行强化以满足商业目的。向培养基中添加前体分子通常会促进产物的形成。大多数次生代谢产物的生物合成由几种酶的多步反应组成。可以通过刺激酶促合成链反应中的任何一步来增强产物的形成。

典型的培养基已经发展得很成熟，如MS培养基、怀特培养基（White’s media）和木本植物培养基。在大多数情况下，必须将特定的植物激素添加到培养基中以促进愈伤组织生长。为了优化次生代谢产物的生产，需要采用双培养基法：一种培养基用于良好细胞的生长，另一种用于良好次生代谢产物的形成。

愈伤组织的形成或体细胞胚胎的发生由植物激素如植物生长素、细胞分裂素和赤霉素驱动。从愈伤组织再生成为整株植物的过程被称为器官发生或形态发生。在这个过程中，也需要特定的激素。愈伤组织中激素-淀粉的比例与植物中相应比例的相似是胚胎发生和器官发生的重要决定因素。生长因子如丙酮醛和抗坏血酸，可改善体外器官发生缺陷。

胚胎和胚后发育过程都受到植物激素影响，通过外植组织的遗传和表观遗传机制以及愈伤组织的形成来调节重编程、全能和分化。愈伤组织培养物可分为胚或非胚。胚愈伤组织培养物含有分化的胚胎感受态细胞，它能再生完整的植物；非胚愈伤组织含有均质的去分化细胞，用于产生次生代谢产物。悬浮细胞培养物经常用于特殊设计的生物反应器中的大规模培养。

愈伤组织的胚胎发生与植物冠瘿瘤的形成之间存在显著的相似。因此，植物肿瘤中的分子调节过程在一定程度上可与愈伤组织培养中的分子调节过程相媲美。在肿瘤发生过程中，将细菌基因组注入宿主基因组中，这激活了植物激素积累的正常通路，并改变了植物对植物激素的细胞反应。植物激素与其细胞受体结合，导致下游基因的活化表达，或者即使没有植物激素，T-DNA也会刺激植物细胞生长。

四、

生产用于治疗的次生代谢产物

（一）具有生物活的植物化学物质

许多愈伤组织培养的应用具有商业前景，本文将从4个方面详细地讨论：

①生产用于治疗的次生代谢物；

②生产治疗抗体和其他重组蛋白；

③生产通过愈伤组织再生的农作物；

④通过相同的方式生产园艺植物。

愈伤组织培养物可用于医疗、化妆品、食品和相关行业中次生代谢产物的可持续大规模生产。药用植物的愈伤组织培养物产生具有生物活的植物化学物质，可用于治疗多种疾病（如癌症、心血管疾病、神经退行疾病、传染病等）。此外，生产的化学物质似乎不局限于某些化学类别，而是具有广泛的化学品种（表1 ）。图2给出了一个例子。由于植物化学物质可以直接从愈伤组织中提取而不牺牲整个植株，因此愈伤组织技术有助于保护珍稀濒危植物物种，并在体外产生足够量的次生级代谢产物。愈伤组织培养物也可以转化为单细胞悬浮培养物，在震荡培养瓶中或生物发酵剂中生长，从而产生所需的次生代谢产物。这使得其生长在受控的条件下，不受各种环境因素、季节变化、微生物疾病、害虫和地理限制的影响。因此，可以生产具有恒定高质量的次生代谢产物。

表1 通过来自选定药用植物的愈伤组织培养物产生的植物化学物质

图2 丹参（Salvia miltiorrhiza）愈伤组织培养的生物活测试。（a）来自叶片和茎的愈伤组织培养物；（b）来自植物茎和茎愈伤组织培养物的迷迭香酸（RA）和丹酚酸（Sal B）的高效液相（HPLC）色谱图，其中植物叶片和叶片愈伤组织培养物的HPLC谱显示出相似的结果（数据未显示）；（c）RA和Sal B的化学结构；（d）采用刃天青还原法测定植物提取物、愈伤组织培养物、离体RA和离体Sal B对人急淋巴细胞白血病T淋巴细胞（CCRF-CEM）的细胞毒。（经过出版社同意，数据摘自Wu等的文章）。DMSO：二甲亚砜

愈伤组织和悬浮培养物承载着整株植物的全部遗传信息，具有次生代谢产物生物合成的全能。此外，组织培养技术为操纵植物细胞生物合成途径，生产具有改良特征的次生代谢产物的衍生物推向市场提供了可能。此外，生物转化反应可用于将特定底物转化为所需的最终产物。

分离和纯化次生代谢产物的化学制备技术在植物细胞培养物和整株植物中是相同的。如果生成的产物被释放到培养基中，那它们很容易被分离；如果它们被储存在液泡中，则必须破坏植物细胞的质膜和液泡膜（如通过如二甲亚砜等渗透剂）。为了优化所需植物化学物质的生产，必须扩大其生物合成规模，并尽量减少不需要的副产物的合成。形态分化和成熟有利于特定细胞中次生代谢产物的生物合成。

（二）生物活提取物

除了大量关于愈伤组织培养产生生物活化合物的报道外，已经证明了从愈伤组织培养物中得到的提取物还具有药理活。例如，悬浮细胞系显示出对结肠和肾肿瘤细胞的生长抑制活。有趣的是，从愈伤组织培养物提取物中观察到的效果甚至比已经建立的抗癌药物紫杉醇和依托泊苷提取物更好。同一组报告表明，来自水稻愈伤组织悬浮培养的提取物显示出对抗肺、乳腺和结肠肿瘤的4种癌细胞系的活。Caspase 3/7和annexin V检测结果表明，提取物可诱导细胞凋亡。用NCI-H460肺癌细胞和MRC-5正常肺细胞进行的92个基因的实时定量逆转录聚合酶链反应（RT-PCR）显示癌细胞中CJUN、NFKB2和ITGA2B基因表达上调。

五、

产生治疗抗体

近年来，除了次生代谢产物外，治疗抗体以及其他重组肽和蛋白变得越来越重要。有趣的是，这些不仅可以在微生物[如大肠杆菌（Escherichia coli）、枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）和酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）]或哺乳动物细胞培养（中国仓鼠卵巢细胞或幼鼠肾细胞）中产生，还可以在植物愈伤组织培养物和植物悬浮细胞培养物中产生。与其他生产系统相比，后者在成本效益、大规模生产和安全方面具有优势。目的基因（即编码特定治疗抗体的基因）通过根癌土壤杆菌（Agrobacterium tumefaciens）或生物轰击嵌入愈伤组织细胞，也称为基因枪技术。然后，在特定的植物激素混合物的调节下，遗传修饰的细胞可用于再生整株植物。现已发表了许多原理论证调查，证明了这一概念的可行。下面选择了一些例子进行介绍：

 2/4   首页 上一页 1 2 3 4 下一页 尾页