植物細(xì)胞的兩相培養(yǎng)技術(shù) 楊智博 12050021026 (1)

1、植物細(xì)胞的兩相培養(yǎng)技術(shù)生態(tài)學(xué)2012級(jí)楊智博 學(xué)號(hào) 12050021026次生代謝產(chǎn)物 次生代謝產(chǎn)物是由次生代謝產(chǎn)生的一類細(xì)胞生命活動(dòng)或植物生長發(fā)育正常運(yùn)行的非必需的小分子有機(jī)化合物。 目前應(yīng)用植物培養(yǎng)技術(shù)生產(chǎn)的植物次生代謝產(chǎn)物達(dá)百種以上。 藥物如喜樹堿、青蒿素、紫杉醇等。 油料如豆蔻油、春黃菊油等； 調(diào)味劑如胡椒、留蘭香等。兩相培養(yǎng)技術(shù)的原理 兩相培養(yǎng)(two一phaseeuzture)是指在植物細(xì)胞培養(yǎng)體系中加入水溶性或脂溶性的有機(jī)化合物,或者是具有吸附作用的多聚化合物,使培養(yǎng)體系由于分配系數(shù)不同而形成上、下兩相,細(xì)胞或組織在其中一相中生長并合成次生代謝物,這些次生代謝物又通過主動(dòng)或被動(dòng)運(yùn)

2、輸?shù)姆绞结尫诺桨?，并被另一相所吸附。有機(jī)相水相優(yōu)點(diǎn)：由于產(chǎn)物的不斷釋放與回收,減少由于產(chǎn)物積累在胞內(nèi)形成的反饋抑制,有利于提高產(chǎn)物含量,并有可能真正實(shí)現(xiàn)植物細(xì)胞的連續(xù)培養(yǎng),從而大大降低生產(chǎn)成本。成功關(guān)鍵： 1. 產(chǎn)物必須釋放到培養(yǎng)液中； 2.合適的有針對(duì)性的吸附相。 對(duì)于次生代謝物屬外泌型的培養(yǎng)細(xì)胞而言,建立兩相培養(yǎng)后,培養(yǎng)液中的產(chǎn)物可以直接轉(zhuǎn)移到吸附相中。而對(duì)一些貯藏在胞內(nèi)的次生代謝物,如何促使其釋放到胞外,則是建立植物細(xì)胞兩相培養(yǎng)必須解決的問題之一。促使產(chǎn)物釋放的方法 （1）變溫處理。通過培養(yǎng)溫度的調(diào)控,使細(xì)胞生活力在一定程度上喪失,可促使次生代謝物釋放,在恢復(fù)到正常溫度后,細(xì)胞生活力仍

3、可以保持原有的水平。 （2）改變培養(yǎng)基成分。通過增加或減少培養(yǎng)基中某一成分的含量,或添加一些化合物,也有比較好的效果。 （3）物理刺激。通過外加電場(chǎng)或超聲波等物理方法可以改變細(xì)胞膜的通透性,從而達(dá)到產(chǎn)物釋放的目的。 (4)化學(xué)滲透。加入二甲基亞礬等化學(xué)物質(zhì)處理培養(yǎng)細(xì)胞也有一定作用,但這些物質(zhì)對(duì)細(xì)胞活力一般都有較大的負(fù)作用。 (1)吸附相對(duì)培養(yǎng)細(xì)胞不會(huì)產(chǎn)生毒害作用,對(duì)細(xì)胞生長無影響或影響甚微。 (2)兩相能比較容易地分離。 (3) 吸附相能特異性地吸附某些次生代謝物,而不會(huì)吸附培養(yǎng)基的有效成分。 (4)吸附相能耐高溫消毒,或能通過其他無菌方式加入培養(yǎng)體系中,并能重復(fù)使用。 吸附相一般應(yīng)滿足以下幾

4、個(gè)條件： 兩相培養(yǎng)技術(shù)目前已應(yīng)用于不少植物培養(yǎng)細(xì)胞。所加入的吸附相種類雖然較多,但根據(jù)其在水相中的溶解狀況及分布的不同,大致可分為以下三類:(l)水溶性兩相系統(tǒng) 是指在培養(yǎng)體系中加入易溶于水的化合物。該系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是兩相易于混合,且兩相中均含有較多的水,因此有利于細(xì)胞的生長,并能將營養(yǎng)物質(zhì)、代謝產(chǎn)物、蛋白質(zhì)以及整個(gè)細(xì)胞非均勻地分布于兩相之中。 該系統(tǒng)最初應(yīng)用于蛋白質(zhì)分離、乙醇發(fā)酵以及微生物細(xì)胞培養(yǎng)等方面。(2)脂溶性兩相系統(tǒng) 該系統(tǒng)適用于一些脂溶性次生代謝物的回收。目前應(yīng)用較多的有以下三種: 1.正十六烷。該化合物最大特點(diǎn)是對(duì)細(xì)胞無毒害。例如在紫草培養(yǎng)物中用正十六烷提取紫草素。可使產(chǎn)量提高7倍多。 2.Miglyol。含有8-10個(gè)碳的脂肪酸的甘油三酸醋,主要用于一些揮發(fā)性的次生代謝物(如單菇類化合物)的回收。 3.全氟化合物。該類化合物對(duì)細(xì)胞生長無影響,但由于其比重大,難 于在水中移動(dòng),因此吸附次生代謝物的效果不太理想,不過加入該類化合物后可以改善培養(yǎng)細(xì)胞氧的傳遞效果。(3)固一液兩相系統(tǒng)指在培養(yǎng)體系中加入固體吸附相,主要有以下三種:1.活性炭。一般選用直徑在2-3mm的活性炭顆粒,這樣便于以后細(xì)胞與活性炭之間的分離。2.RP-8。一種孔徑在40-60mm