利用毛状根生产药用植物次生代谢物的研究进展
摘要:毛状根培养体系近年来被用作药用植物生产次生代谢产物的研究热度越来越高。本文简述了发根农杆菌Ri质粒诱导植物产生毛状根的方法及影响因素,毛状根生长及其次生代谢物形成的因素,对毛状根培养次生代谢物在药用植物上的应用作了概述,并提出其产业化前景、存在的问题。为建立药用植物毛状根培养体系和大规模生产次生代谢产物提供一点参考。
关键词:发根农杆菌; Ri质粒; 毛状根; 次生代谢产物
由于自然资源和植物化学物质的收获可靠性不高,以及通过化学合成生产天然产品的复杂性,必须寻找环境友好和可再生的生产系统,以满足食品以及制药业的需求。植物细胞培养技术成为一种有吸引力的替代系统,可以不断提供不受地理,气候限制或不受环境变化的约束的高价值成分[1,2 ]。过去几年,用于生产次级代谢产物的植物细胞悬浮培养物受到几种限制的阻碍。例如,所需化合物产率低,昂贵的培养过程,需要使用植物激素,异质细胞类型,缺乏储存组织,媒体中释放的酶使产品容易降解[2,3 ]。解决这个问题的一个方法是选择开发专门的分化或植物器官培养而不是细胞悬浮培养,最好的例子是发根农杆菌(Agrobacterium rhizogenes)介导的毛状根培养体系(HRCs)。受伤的植物组织被发根农杆菌感染产生毛状根。发根的根茎(Ri)质粒,具有与次生代谢产物等效的生物合成能力,且植物根系具有快速生长的优势,不依赖植物激素,遗传和生物化学的稳定性、能够长期保存和产生大量生物量[4]。更重要的是毛状根与未分化的细胞悬浮培养物相比,常常将植物化学物质积累在到更高水平[5]。
一、发根农杆菌的转化方法
采用发根农杆菌诱导分化毛状根的主要存在三种方法,这三种方法的选取是根据转化的受体材料的不同而决定的。其方法主要分为:
1.植物体直接接种法:
在幼苗伤口处接种活化的发根农杆菌,对其进行培养,接种部位经过一段时间将会产生毛状根。
