论文题目: 喜树细胞培养体系的建立与喜树异碱A和B的生物合成及过程调控
论文类型: 博士论文
论文专业: 生物化工
作者: 于放
导师: 安利佳,白凤武
关键词: 喜树,喜树异碱,喜树异碱,植物细胞培养,动力学,气升式反应器
文献来源: 大连理工大学
发表年度: 2005
论文摘要: 以喜树的根、茎及叶为外植体共诱导出六种愈伤组织。通过高效液相色谱和质谱分析,确定了具有合成喜树异碱（ICPT）A和B能力的四种愈伤组织,并通过改变激素配比等策略,对喜树愈伤组织生长、ICPTA和ICPTB的合成以及愈伤组织的状态进行了调控,成功地获得了适合悬浮培养的愈伤组织,并建立起喜树细胞悬浮培养系。喜树细胞悬浮培养系是由尺度主要集中在2-4mm的细胞团颗粒组成,除在对数生长期有一定的单细胞外,细胞主要是以细胞团颗粒的形式存在于培养液中。通过培养液中的激素组成和配比的不同组合,得出了最佳激素浓度配比为2,4-D 0.15 mg l-1+BA 0.6 mg l-1。 系统研究了喜树细胞悬浮培养的动力学规律,结果表明,从培养工艺上看细胞生长大致可分为指数生长期、恒速生长期及减速生长期三个阶段,培养周期约为15天,最大生物量达到18.37 g l-1,相应的ICPTA和ICPTB的含量分别为3.67%和1.33%。在此基础上考察了接种量及接种物“年龄”对喜树细胞生长时间进程的影响,以胞内磷酸盐含量为参数来表征喜树细胞“年龄”,并得以验证。建立了用于描述喜树细胞生长、基质消耗以及产物生成的动力学方程,用来描述喜树细胞悬浮培养的动力学特征,并对一定范围内接种量以及初始胞内磷酸盐含量对细胞生长的影响进行了拟合。 研究了外源水杨酸对喜树细胞抗性反应的诱导,并在此基础上考察了外源水杨酸以及稀土元素La3+的加入对ICPTA和ICPTB生物合成的调控作用。结果表明,外源水杨酸的添加能有效的诱导喜树细胞的抗性反应。浓度为1 mg l-1的水杨酸在细胞培养的第9天加入,使ICPTA和ICPTB的含量分别提高到4.003%和1.524%,此时ICPTA和ICPTB的产率分别为0.509 g l-1和0.194 g l-1。稀土元素La3+在一定浓度范围内对喜树细胞的生长和ICPTA和ICPTB的积累均有促进作用,浓度为20 μ M的La3+在细胞接种时加入,此时所获得的最终生物量为20.42 g l-1,ICPTA和ICPTB的含量分别为3.995%和1.496%,ICPTA和ICPTB的产率分别为0.616 g l-1和0.231 g l-1。两种调控机制组合运用能有效地提高ICPTA和ICPTB在细胞内的积累,使得ICPTA和ICPTB的产率分别达到0.663 g l-1和0.237 g l-1。与未做调控的对照组比较,喜树异碱A和B的产率分别提高了35.31%和33.15%。
论文目录:
第一章 文献综述
1．1 引言
1．2 植物细胞培养技术的特点与发展现状
1．2．1 植物细胞培养技术的特点
1．2．2 植物细胞培养技术的发展现状
1．3 植物器官组织与固定化细胞培养
1．3．1 植物器官组织培养
1．3．2 植物细胞固定化培养
1．4 植物细胞培养动力学
1．4．1 细胞反应的特点
1．4．2 动力学分析在植物细胞培养中的应用
1．5 植物次生代谢物的合成与代谢途径的调控
1．5．1 植物次生代谢物的合成途径
1．5．2 次生代谢途径的调控
1．6 植物细胞培养工程问题
1．6．1 植物细胞培养反应器类型
1．6．2 反应器的通气与传氧特性
1．6．3 流变学特性
1．6．4 反应器的放大
1．7 植物次生代谢物的分离纯化
1．7．1 提取方法
1．7．1．1 溶剂提取法
1．7．1．2 水蒸气蒸馏法
1．7．1．3 升华法
1．7．1．4 微波提取
1．7．1．5 超声波提取
1．7．2 植物化学成分的分离和纯化
1．7．2．1 系统溶剂分离法
1．7．2．2 两相溶剂萃取法
1．7．2．3 沉淀法
1．7．2．4 结晶和重结晶
1．7．2．5 色谱分离法
1．7．3 分离技术的发展
1．8 喜树碱及其衍生物研究进展
1．8．1 抗肿瘤药物喜树碱衍生物的研究现状及前景
1．8．2 植物细胞培养方法生产喜树碱及其衍生物的研究进展
1．8．3 喜树异碱A和B的生物合成及开发前景
1．9 研究工作设想
1．10 小结
参考文献
第二章 愈伤组织诱导及悬浮系建立
2．1 引言
2．2 材料和方法
2．2．1 实验材料
2．2．2 实验方法
2．2．3 测定方法
2．3 愈伤组织的诱导及喜树异碱A和B的初步鉴定
2．4 愈伤组织状态的调控
2．5 碳源对愈伤组织生长及喜树异碱A和B积累的影响
2．6 物理因素对愈伤组织生长及喜树异碱A和B积累影响
2．7 喜树细胞悬浮培养系的特点
2．8 激素配比对喜树细胞悬浮培养的影响
2．9 细胞团粒径分布及其对喜树异碱A和B积累的影响
2．10 小结
参考文献
第三章 喜树细胞悬浮培养动力学及其计量关系
3．1 引言
3．2 材料与方法
3．2．1 实验材料
3．2．2 实验方法
3．2．3 测定方法
3．3 喜树细胞悬浮培养细胞生长与营养成分消耗动力学
3．3．1 喜树细胞生长与营养成分消耗的时间进程
3．3．2 细胞比生长速率与产物比合成速率
3．3．3 碳氮比的变化
3．4 接种量及接种物年龄对喜树细胞悬浮培养时间进程的影响
3．4．1 接种量的影响
3．4．2 接种物年龄的影响
3．5 主要营养成分得率系数
3．6 喜树细胞悬浮培养动力学行为的数学描述
3．6．1 过程分析与假设
3．6．2 动力学方程的建立
3．6．3 动力学方程中各参数的确定
3．6．4 动力学方程的拟合结果
3．6．5 接种量及初始磷酸盐含量对细胞生长影响的拟合
3．7 小结
符号说明
参考文献
第四章 喜树细胞次生代谢的诱导调控
4．1 引言
4．2 材料与方法
4．2．1 实验材料
4．2．2 实验方法
4．2．3 胞内酶活力、可溶性蛋白及细胞活力测定
4．3 不同浓度外源水杨酸对细胞抗性反应的诱导
4．3．1 外源水杨酸对胞内可溶性蛋白含量的影响
4．3．2 外源水杨酸对胞内POD、SOD活力的影响
4．3．3 水杨酸对细胞活力的影响
4．4 水杨酸对喜树细胞生长及次生代谢的影响
4．4．1 不同浓度水杨酸对生物量以及喜树异碱A和B积累的影响
4．4．2 水杨酸不同添加时间对生物量及喜树异碱A和B积累的影响
4．5 稀土元素La~(3+)对喜树细胞生长及次生代谢的影响
4．5．1 不同浓度La~(3+)对生物量以及喜树异碱A和B积累的影响
4．5．2 La~(3+)不同添加时间对生物量以及喜树异碱A和B积累的影响
4．6 水杨酸与La~(3+)调控的组合应用
4．7 诱导子的作用机制
4．8 小结
参考文献
第五章 气升式反应器悬浮培养喜树细胞的工艺与过程调控
5．1 引言
5．2 实验装置及反应器结构
5．3 实验方法
5．3．1 培养方法
5．3．2 测定方法
5．4 气升式反应器悬浮培养动力学
5．4．1 细胞生长、喜树异碱A和B积累及营养成分消耗的时间进程
5．4．2 培养液与细胞团颗粒特性的变化
5．4．3 溶氧与反应器出口二氧化碳浓度的变化
5．5 反应器培养过程中氧传递系数的变化
5．6 诱导物对喜树细胞反应器培养的调控
5．7 小结
参考文献
第六章 喜树异碱A和B的提取及分离纯化
6．1 引言
6．2 材料与方法
6．2．1 实验材料
6．2．2 实验仪器与试剂
6．2．3 实验方法
6．3 喜树异碱A和B的提取
6．3．1 索氏提取
6．3．2 超声波提取
6．3．3 微波提取
6．4 大孔树脂DM-301柱对提取液的预处理
6．4．1 不同乙醇浓度吸附液对喜树异碱A和B吸附效果的影响
6．4．2 分步梯度洗脱
6．5 反相高效液相色谱法分离喜树异碱A和B单体
6．5．1 制备色谱流动相、进样量的优化
6．5．2 喜树异碱A和B单体制备、纯度分析及波谱鉴定
6．6 小结
参考文献
创新点摘要
攻读博士学位期间发表及完成的学术论文
致谢
个人简介
学习经历
工作经历
发表交章
独创性说明
大连理工大学学位论文版权使用授权书
发布时间: 2005-09-07
参考文献
- [1].菠萝组织与细胞培养及其诱导产酶研究[D]. 何铁剑.华南理工大学1994
- [2].青钱柳悬浮培养细胞三萜酸积累、分离鉴定及其降糖机制研究[D]. 尹忠平.南昌大学2011
相关论文
- [1].高山红景天颗粒状愈伤组织悬浮培养和红景天甙的诱导[D]. 吴双秀.东北林业大学2001
- [2].虎杖颗粒愈伤组织悬浮培养体系建立与白藜芦醇的生物合成、调控及生物转化研究[D]. 曹庸.湖南农业大学2005
- [3].银杏组织、细胞培养及其生产黄酮的代谢调控研究[D]. 陈颖.南京林业大学2005
- [4].棉花悬浮细胞系的建立及其培养细胞的程序性死亡的观察研究[D]. 夏启中.华中农业大学2005
- [5].喜树胚轴悬浮培养细胞喜树碱生物合成影响因素的研究[D]. 潘学武.武汉大学2004
- [6].悬浮培养玫瑰茄细胞的生长及泛醌合成的代谢调控[D]. 侯学文.华南理工大学1998
- [7].银杏组织与细胞培养及银杏内酯B产生的研究[D]. 戴均贵.中国协和医科大学1999
- [8].长春花组织与细胞培养及其吲哚生物碱合成与调控的研究[D]. 赵剑.中国协和医科大学1999
- [9].黄花蒿细胞培养过程中细胞生长及青蒿素生物合成的调节控制[D]. 李弘剑.华南理工大学1994
- [10].长鞭红景天细胞悬浮培养及其次生代谢调控研究[D]. 王莉.北京林业大学2007