多效因子对培养葡萄细胞及其次生代谢产物的影响

多效因子对培养葡萄细胞及其次生代谢产物的影响

论文摘要

白藜芦醇是一种植物抗毒素(phytoalexin),具有抗氧化、抗自由基活性、降血脂、抗肿瘤、抗诱变、抗衰老等作用。本论文首次采用植物组织培养和细胞悬浮培养技术筛选出一种白藜芦醇含量较高的葡萄细胞系,系统地研究了营养和环境因子对该细胞系的影响,比较了从摇床到反应器放大培养过程中细胞的生长和白藜芦醇积累情况,并就大规模生产条件下培养体系中细胞生长与接种量、溶解氧和剪切力等因子间的关系进行了探讨。以葡萄皮为外植体,在MS培养基中添加NAA 6.0mg/L+6-BA 0.6mg/L,有利于培养材料成活率的提高和愈伤组织的形成。每21天左右继代一次,愈伤组织生长良好。用继代培养7-10天的愈伤组织进行液体培养,每15天继代一次,悬浮细胞增殖迅速。葡萄细胞系Jf01在摇瓶培养和生物反应器培养中均保持了其母株生长速度快、分散性好的优点,并且白藜芦醇的合成能力也有了明显提高,是一种高产优质细胞系。Jf01细胞系在一定范围内对环境因子的变化不敏感,具有较强的耐受性。其生长的最适蔗糖浓度为30g/L;最适pH值为5.8(灭菌前):最适搅拌转速为150rpm;最适接种量为100-150g/L鲜重。细胞在增殖阶段对溶解氧具有一定的浓度要求,耗氧高峰在培养初期。搅拌转速增加时,剪切力随之增大,细胞团聚集的细胞数减少,引起细胞变形、破碎,生物量的积累受到抑制甚至下降并导致细胞溶解和白藜芦醇合成的减少。在摇瓶培养和生物反应器培养过程中,Jf01细胞系的生长状况和白藜芦醇合成均未发生显著改变,具有良好的大规模培养条件。

论文目录

  • 中文摘要
  • Abstract
  • 第一章 绪论
  • 1.植物细胞培养技术发展历程
  • 2.影响植物细胞大规模培养的主要因素
  • 2.1 植物细胞的结构特点
  • 2.2 植物细胞的聚集与粘附
  • 2.3 溶解氧和气体成份
  • 2.4 剪切力
  • 3.植物细胞培养的主要方法
  • 3.1 固体培养
  • 3.2 液体培养
  • 3.3 悬浮培养
  • 3.3.1 搅拌式生物反应器
  • 3.3.2 气升式生物反应器
  • 3.3.3 鼓泡式生物反应器
  • 3.3.4 转鼓式生物反应器
  • 3.3.5 其他类型生物反应器
  • 4.葡萄细胞培养研究进展
  • 5.白藜芦醇及其研究现状
  • 5.1 白藜芦醇在植物中的分布
  • 5.2 白藜芦醇的生物活性
  • 5.3 白藜芦醇合酶研究
  • 5.4 白藜芦醇的应用及发展前景
  • 5.4.1 医药领域的应用
  • 5.4.2 保健品领域的应用
  • 5.4.3 化妆品领域的应用
  • 5.4.4 白藜芦醇的发展前景
  • 5.5 白藜芦醇的提取、分离及检测
  • 6.本研究主要内容、目的及意义
  • 第二章 材料与方法
  • 1.实验材料
  • 1.1 愈伤组织诱导
  • 1.2 愈伤组织继代培养
  • 1.3 摇瓶培养
  • 1.4 生物反应器培养
  • 2.实验方法
  • 2.1 细胞培养方法
  • 2.1.1 愈伤组织诱导
  • 2.1.1.1 外植体预处理
  • 2.1.1.2 接种
  • 2.1.1.3 诱导愈伤组织
  • 2.1.2 愈伤组织继代培养
  • 2.1.3 摇瓶培养
  • 2.1.4 生物反应器培养
  • 2.2 分析测试方法
  • 2.2.1 细胞生长测定
  • 2.2.2 细胞团计数
  • 2.2.3 细胞活力测定
  • 2.2.4 溶解氧
  • 2.2.5 pH
  • 2.2.6 残糖浓度测定
  • 4+)'>2.2.7 铵根(NH4+
  • 43-)'>2.2.8 磷酸根(PO43-)
  • 3-)'>2.2.9 硝酸根(NO3-
  • 2.2.10 白藜芦醇的提取及测定
  • 3.主要试剂与仪器
  • 3.1 主要试剂
  • 3.1.1 细胞培养
  • 3.1.2 分析检测
  • 3.2 主要仪器
  • 3.2.1 细胞培养
  • 3.2.2 分析检测
  • 第三章 实验结果
  • 1.外植体选择
  • 2.Jf01细胞系的筛选和特点
  • 2.1 愈伤组织培养
  • 2.2 摇瓶培养
  • 2.3 生物反应器培养
  • 3.营养和环境因子对葡萄细胞系Jf01生长和白藜芦醇生成的影响
  • 3.1 碳源
  • 3.2 溶解氧
  • 4+)'>3.3 铵根(NH4+
  • 43-)'>3.4 磷酸根(PO43-)
  • 3-)'>3.5 硝酸根(NO3-
  • 3.6 接种量
  • 3.7 初始pH值
  • 3.8 摇床转速
  • 3.8.1 细胞生长
  • 3.8.2 白藜芦醇的生成和释放
  • 4.放大过程中细胞生长状况比较
  • 4.1 不同体积摇瓶中细胞生长比较
  • 4.2 摇瓶和生物反应器中细胞生长、白藜芦醇生成的比较
  • 5.剪切力对细胞生长和白藜芦醇生成的影响
  • 5.1 对细胞团大小及形态的影响
  • 5.2 对细胞活力的影响
  • 5.3 对白藜芦醇合成的影响
  • 第四章 讨论
  • 1.细胞稳定性的研究
  • 2.愈伤组织诱导
  • 3.蔗糖与细胞生长的关系
  • 4.溶解氧与细胞生长的关系
  • 5.铵根、磷酸根、硝酸根与细胞生长的关系
  • 6.接种量与细胞生长的关系
  • 7.pH与细胞生长的关系
  • 8.转速与细胞生长及白藜芦醇生成的关系
  • 9.剪切力与细胞生长及白藜芦醇生成的关系
  • 第五章 结论与后续研究及展望
  • 1.主要结论
  • 2.后续研究及展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 相关论文文献

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