本發明涉及植物細胞培養技術,進一步涉及植物細胞的營養條件設計,具體涉及一種用于甘草離體細胞的培養基。
背景技術:
植物細胞培養技術是以離體植物細胞或原生質體為對象,以細胞量擴增和目標代謝產物累積為目的的培養工藝。對于以獲得特定代謝產物為目的的細胞培養而言,其主要工藝環節不僅在于細胞量的擴增,同時,目標代謝產物的誘導合成對培養效益更為重要。在植物細胞的培養過程中,培養條件和營養條件是影響產量的最重要因素,其中培養條件是指溫度、溶氧、光照、pH等環境條件的控制,而營養條件主要指植物細胞的培養基。由于在封閉培養環境中培養基是植物細胞的唯一營養來源,因此培養基的成分對植物細胞的生長水平、代謝產物類別具有極其重要的影響,尤其對于以獲得特定代謝產物為目的的細胞培養而言,培養基往往是影響培養效率的關鍵因素。
甘草是我國重要的傳統藥材,有“十方九草”之說。其主要成分之一——甘草黃酮,具有多種生物活性,除了消炎、抗菌、抗變態等作用外,在抗氧化、抗癌、防癌等方面也有明顯的生物活性,可防治病毒性肝炎、高血脂、癌癥和艾滋病等疾病,目前已成為甘草研究的熱點。近年來,甘草市場需求急劇增加,而甘草資源極度匱乏,因此采用細胞大規模培養來生產甘草的有效成分迫在眉睫。目前,盡管已有許多研究者圍繞甘草細胞懸浮培養基展開了研究,但在培養效果方面尤其是其營養供給體系構建方面仍不夠理想。
在甘草細胞培養的研究中,如何提高培養物中的主要有效藥用成分黃酮的含量和質量,擴大培養規模,最終實現工業化生產,是這一領域的研究重點。國內外研究者在甘草愈傷組織培養、細胞懸浮培養、發酵培養等方面做了大量工作,然而目前甘草細胞的培養效果以及總黃酮的產量仍有待提升。
技術實現要素:
本發明旨在針對現有技術的技術缺陷,提供一種用于甘草離體細胞的培養基,以解決現有技術中甘草細胞培養效果不佳的技術問題。
本發明要解決的另一技術問題是現有技術的甘草細胞培養過程中甘草黃酮的產量較低。
為實現以上技術目的,本發明采用以下技術方案:
一種用于甘草離體細胞的培養基,該培養基有MS培養基的成分,同時還含有植物激素2.4-D 0.5mg/L,植物激素6-BA 0.5mg/L,植物激素NAA 0.5mg/L,茉莉酸甲酯80~150μmol/L、水楊酸1~10mg/L、苯丙氨酸20~50mg/L、酪氨酸5~10mg/L、肉桂酸5~10mg/L、乙酸鈉5~10mg/L、L-半胱氨酸0.5~2mg/L、水解酪蛋白500~800mg/L、亮氨酸0.1~5mg/L。
作為優選,其中茉莉酸甲酯的含量為200μmol/L。
作為優選,其中水楊酸的含量為10mg/L。
作為優選,該培養基還含有30mg/L的真菌多糖。
作為優選,該培養基還含有1g/L的海金沙草壓榨汁。
作為優選,該培養基還含有1g/L的荷包草壓榨汁。
作為優選,該培養基含有MS培養基的成分,同時還含有植物激素2.4-D0.5mg/L,植物激素6-BA 0.5mg/L,植物激素NAA 0.5mg/L,茉莉酸甲酯200μmol/L、水楊酸10mg/L、苯丙氨酸35mg/L、酪氨酸7mg/L、肉桂酸8mg/L、乙酸鈉8mg/L、L-半胱氨酸1.2mg/L、水解酪蛋白650mg/L、亮氨酸2.5mg/L,真菌多糖30mg/L,海金沙草壓榨汁1g/L,荷包草壓榨汁1g/L。
在以上技術方案中,所述MS培養基可以依據本領域的一般技術常識進行配制,當然也可以采用以下具體配方的MS培養基:NH4NO3 1650mg/L,KNO31900mg/L,CaCl2·2H2O 440mg/L,MgSO4·7H2O 370mg/L,KH2PO4 170mg/L,KI 0.83mg/L,H3BO3 6.2mg/L,MnSO4·4H2O 22.3mg/L,ZnSO4·7H2O 8.6mg/L,Na2MoO4·2H2O 0.25mg/L,CuSO4·5H2O 0.025mg/L,CoCl2·6H2O 0.025mg/L,FeSO4·7H2O 27.8mg/L,Na2-EDTA·2H2O 37.3mg/L,肌醇100mg/L,煙酸0.5mg/L,維生素B6 0.5mg/L,維生素B1 0.1mg/L,甘氨酸2mg/L,水余量。
在以上技術方案中,海金沙草、荷包草分別指其新鮮全草。本發明中所述的壓榨汁,是指利用物理方法獲取的各原料的新鮮汁液,包括但不限于壓榨、粉碎離心等常規方法。
本發明通過實驗手段廣泛篩選了作為甘草細胞生長的營養物質,依據甘草細胞自身代謝特性和實際使用效果確定了本發明配方。該配方以MS培養基為基礎組分,并添加了較高劑量的水解酪蛋白、茉莉酸甲酯和苯丙氨酸,在此基礎上意外的發現通過添加特定種類及成分的中藥材有助于提升細胞培養密度?;谝陨嫌幸娴陌l現,本發明通過實驗手段優選了海金沙草、荷包草等原本用于人類疾病治療的中藥材成分,所得培養基意外獲得了突出的培養效果,使得甘草細胞培養密度顯著提升,同時其生長速度更快。本發明以創新性的技術手段獲得優越的技術效果,同時成本較低、易于實現,因此具有良好的應用前景。
具體實施方式
以下將對本發明的具體實施方式進行詳細描述。為了避免過多不必要的細節,在以下實施例中對屬于公知的結構或功能將不進行詳細描述。除有定義外,以下實施例中所用的技術和科學術語具有與本發明所屬領域技術人員普遍理解的相同含義。
實施例1
一種用于甘草離體細胞的培養基,該培養基有MS培養基的成分,同時還含有植物激素2.4-D 0.5mg/L,植物激素6-BA 0.5mg/L,植物激素NAA 0.5mg/L,茉莉酸甲酯80μmol/L、水楊酸1mg/L、苯丙氨酸20mg/L、酪氨酸5mg/L、肉桂酸5mg/L、乙酸鈉5mg/L、L-半胱氨酸0.5mg/L、水解酪蛋白500mg/L、亮氨酸0.1mg/L。
實施例2
一種用于甘草離體細胞的培養基,該培養基有MS培養基的成分,同時還含有植物激素2.4-D 0.5mg/L,植物激素6-BA 0.5mg/L,植物激素NAA 0.5mg/L,茉莉酸甲酯150μmol/L、水楊酸10mg/L、苯丙氨酸50mg/L、酪氨酸10mg/L、肉桂酸10mg/L、乙酸鈉10mg/L、L-半胱氨酸2mg/L、水解酪蛋白800mg/L、亮氨酸5mg/L。
實施例3
一種用于甘草離體細胞的培養基,該培養基有MS培養基的成分,同時還含有植物激素2.4-D 0.5mg/L,植物激素6-BA 0.5mg/L,植物激素NAA 0.5mg/L,茉莉酸甲酯200μmol/L、水楊酸5mg/L、苯丙氨酸35mg/L、酪氨酸7mg/L、肉桂酸8mg/L、乙酸鈉8mg/L、L-半胱氨酸1.2mg/L、水解酪蛋白650mg/L、亮氨酸2.6mg/L。
實施例4
一種用于甘草離體細胞的培養基,該培養基有MS培養基的成分,同時還含有植物激素2.4-D 0.5mg/L,植物激素6-BA 0.5mg/L,植物激素NAA 0.5mg/L,茉莉酸甲酯115μmol/L、水楊酸10mg/L、苯丙氨酸35mg/L、酪氨酸7mg/L、肉桂酸8mg/L、乙酸鈉8mg/L、L-半胱氨酸1.2mg/L、水解酪蛋白650mg/L、亮氨酸2.6mg/L。
實施例5
一種用于甘草離體細胞的培養基,該培養基有MS培養基的成分,同時還含有植物激素2.4-D 0.5mg/L,植物激素6-BA 0.5mg/L,植物激素NAA 0.5mg/L,茉莉酸甲酯115μmol/L、水楊酸5mg/L、苯丙氨酸35mg/L、酪氨酸7mg/L、肉桂酸8mg/L、乙酸鈉8mg/L、L-半胱氨酸1.2mg/L、水解酪蛋白650mg/L、亮氨酸2.6mg/L,真菌多糖30mg/L。
實施例6
一種用于甘草離體細胞的培養基,該培養基有MS培養基的成分,同時還含有植物激素2.4-D 0.5mg/L,植物激素6-BA 0.5mg/L,植物激素NAA 0.5mg/L,茉莉酸甲酯115μmol/L、水楊酸5mg/L、苯丙氨酸35mg/L、酪氨酸7mg/L、肉桂酸8mg/L、乙酸鈉8mg/L、L-半胱氨酸1.2mg/L、水解酪蛋白650mg/L、亮氨酸2.6mg/L,海金沙草壓榨汁1g/L。
實施例7
一種用于甘草離體細胞的培養基,該培養基有MS培養基的成分,同時還含有植物激素2.4-D 0.5mg/L,植物激素6-BA 0.5mg/L,植物激素NAA 0.5mg/L,茉莉酸甲酯115μmol/L、水楊酸5mg/L、苯丙氨酸35mg/L、酪氨酸7mg/L、肉桂酸8mg/L、乙酸鈉8mg/L、L-半胱氨酸1.2mg/L、水解酪蛋白650mg/L、亮氨酸2.6mg/L,荷包草壓榨汁1g/L。
實施例8
一種用于甘草離體細胞的培養基,該培養基有MS培養基的成分,同時還含有植物激素2.4-D 0.5mg/L,植物激素6-BA 0.5mg/L,植物激素NAA 0.5mg/L,茉莉酸甲酯200μmol/L、水楊酸10mg/L、苯丙氨酸35mg/L、酪氨酸7mg/L、肉桂酸8mg/L、乙酸鈉8mg/L、L-半胱氨酸1.2mg/L、水解酪蛋白650mg/L、亮氨酸2.5mg/L,真菌多糖30mg/L,海金沙草壓榨汁1g/L,荷包草壓榨汁1g/L。
實施例9
本實施例用于評價以上實施例1~8所提供的培養基作為合成培養基時對甘草細胞總黃酮產量的影響,實驗結果如表1所示。
表1以上各實施例所制備培養基對甘草細胞總黃酮產量的影響
由此可見,利用本發明所提供的培養基作為合成培養基培養甘草細胞時,對其總黃酮產量具有確切的促進作用。
以上對本發明的實施例進行了詳細說明,但所述內容僅為本發明的較佳實施例,并不用以限制本發明。凡在本發明的申請范圍內所做的任何修改、等同替換和改進等,均應包含在本發明的保護范圍之內。