[发明专利]一种虎杖毛状根生产白藜芦醇及扩大培养的方法

说明书

本发明属于生物技术领域，涉及涉及一种虎杖毛状根的诱导及利用生物反应器扩大培养的方法，具体为一种虎杖毛状根生产白藜芦醇及扩大培养的方法。本发明以虎杖植株野生带芽茎段为外植体，成功诱导出虎杖组培苗，并建立了虎杖组织培养体系，并成功诱导出虎杖毛状根体系，且建立了虎杖毛状根生产白藜芦醇体系，成功通过气升式生物反应器使虎杖毛状根生产白藜芦醇，并对白藜芦醇进行了含量测定及提取分离。通过虎杖毛状根生产白藜芦醇，与现今生产方式相比，具备在无激素培养基上快速生长的特性。因此该方法操作简单、成本较低、不受气候、土地等自然条件的限制等优点，为今后进行工业化生产提供了可靠地来源和物质基础。

技术领域

本发明属于生物技术领域，涉及涉及一种虎杖毛状根的诱导及利用生物反应器扩大培养的方法，具体为一种虎杖毛状根生产白藜芦醇及扩大培养的方法。

背景技术

白藜芦醇(Resveratrol,3,4′,5-trihydroxy-trans-stilbene)即反式3,4′,5-三羟基茋，为二苯乙烯类化合物，以游离态和糖苷结合态两种形式存在于虎杖、葡萄、花生等多种植物中，其中以虎杖中含量最为丰富。是一种重要的植物抗毒素。白藜芦醇具有多种药理活性，如抗菌、抗氧化、抗癌、抗血小板凝聚、抗艾滋病毒活性等，能修复非典型肺炎方剂所致的细胞DNA损伤，尤其对人类健康的大敌--肿瘤和心脏病的治疗和预防有明显的作用。

虎杖为蓼科虎杖属多年生草本植物，是我国传统中药材，广泛分布于华东、中南及陕西、甘肃、四川等地，虎杖提取物具有抗炎、预防心血管疾病等多种药理活性，主要活性成分为白藜芦醇和大黄素。据统计，虎杖再生量为9.8*10⁶kg/年，其可持续采挖量为4.95*10⁶kg/年，市场需求量为6.0*10⁶kg/年。因此，虎杖的野生资源已面临过度采挖的局面。而据统计提取1吨白藜芦醇需要消耗500吨虎杖原料，但白藜芦醇在植物体内含量普遍较低。

为解决药用植物的供需矛盾，人们多采用人工栽培的方法扩大药源。但在人工栽培的药用植物中，一些药用植物生产周期很长，若以常规方法育种或育苗，需要花费较长时间。还有一些药用植物因繁殖系数小、耗种量大，导致发展速度很慢且生产成本增加。另外一些药用植物，则因病毒危害导致退化，严重影响了产量和品质。为保证药用植物资源的可持续利用，利用生物工程的途径对珍贵资源进行细胞或组织培养、有效成分的关键基因克隆与转化等技术，可能是解决中药产业化的有效途径。于是，积极研究药用植物资源的再生技术，使有限的资源为人类持续利用迫在眉睫。而毛状根技术具有生长快速、不需外援植物激素、合成次生代谢物能力强而稳定、不受季节和时间限制等优点。而Ri质粒转化的毛状根生长快，易于培养，有效成分高，具有表达完整的代谢通路，为药用植物代谢产物的工业化生产提供了广阔前景。

目前据报道虎杖已成功诱导毛状根，李卓玺等诱导虎杖毛状根中白藜芦醇的含量为8.21mg/kg；于树宏等探讨影响虎杖毛状根高频诱导的因素，结果表明成熟叶片是转化率较高的外植体，感染10d左右可形成毛状根，平均诱导率为55.66％，诱根密度为4.30；而苗晓燕等对虎杖毛状根DNA提取方法进行了研究，结果表明改良CTAB法解决了虎杖富含多酚、多糖等类物质难以提取高质量DNA的问题，提取的DNA质量较好，纯度较高。而于树宏等为虎杖毛状根制备虎杖苷进一步申请了专利，专利号为200510012809.7，但目前只是停留在实验阶段，还未有进一步进行产业化方面的研究。目前，利用虎杖毛状根生产白藜芦醇已有报道，但利用生物反应器进行虎杖毛状根生产白藜芦醇产业化方面还未见报道。因此，利用虎杖毛状根生产白藜芦醇，特别是通过生物反应器进行产业化，对解决药用植物次生代谢产物白藜芦醇的工业化生产提供了的一条有效途径，对解决虎杖资源现状具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种虎杖毛状根生产白藜芦醇及扩大培养的方法，并通过虎杖组织培养技术、毛状根培养技术及生物反应器来大量生产白藜芦醇，从而替代野生资源，为白藜芦醇的生产提供一条有效的新途径。

为了实现上述发明目的，本发明采用下述技术方案：