[发明专利]一种三七毛状根的扩大培养以及三七皂苷的积累方法

说明书

本发明提供了一种三七毛状根的扩大培养以及三七皂苷的积累方法，该方法包括如下步骤：（1）毛状根的活化；（2）一级摇瓶培养；（3）二级摇瓶培养；（4）低温胁迫和等离子体辐照处理；（5）生物反应器培养。本发明通过对影响三七毛状根生长和次生代谢产物积累的主要因素的研究，摸索出了三七毛状根扩大培养的最优条件；通过对三七毛状根种子进行低温胁迫处理和等离子体辐照处理，并结合特定的培养基，达到促进三七毛状根生长和代谢，从而提高三七皂苷含量的目的，为三七毛状根的规模化生产以及三七皂苷的获得提供新途径。

技术领域

本发明属于药材植物生产技术领域，具体涉及一种三七毛状根的扩大培养以及三七皂苷的积累方法。

背景技术

三七（Panax notoginseng（Burk）F. H. Chen）为五加科人参属多年生草本植物，别名山膝、金不换、田三七、田漆、田七、参三七、血参、人参三七、滇三七，其干燥的根和根茎入药，是我国的传统珍贵药材。据文献记载，三七在我国已有近500年的药用历史，在早期的医学典籍《医门秘旨》、《跌损妙方》中已有记载。在《本草纲目》中记载三七可止血、散血、定痛。三七还是驰名中外的“云南白药”的主要成分。中医认为三七味苦微甘、性平，具有显著的活血化瘀、消肿定痛功效，咯血，吐血，衄血，便血，崩漏，外伤出血，胸腹刺痛，跌扑肿痛。

现代药理研究表明，三七中含有多种化学成分，如皂苷类、多糖类、黄酮类、炔类、醇类等，其中主要有效成分为三七皂苷。三七皂苷的药理作用包括抗炎、抗肿瘤、提高免疫力、保护心血管等，三七多糖主要具有提高免疫力的作用，三七黄酮具有改善血液循环、稳定心率、防止血栓等功效。三七醇类对小鼠肝肿瘤细胞有一定的抑制转移作用、对体外的氧化损伤模型有抗氧化的作用并有一定的氧化修复作用。同时三七还在抗休克、抗细胞增殖、抗炎、抗病毒、抗辐射、抗纤维化等方面有明显的药理作用。

近年来随着三七的药用价值不断为人们所知，其药用需求量也与日俱增。过去三七药材主要来源于野生资源，但是由于自然环境的变化以及人类的破坏，致使野生三七的总量越来越少，已经进入濒临灭绝的境地。因此现在市场上的三七以人工栽培为主。例如在三七的主产区云南文山已经建成了国内规范程度最高、规模最大的三七种植基地。然而在三七的人工栽培过程中亦面临诸多问题。三七的生长时间较长，在生长过程中易受环境、气候、病虫害、重金属污染等因素影响，严重制约了三七的产量。三七还是连作障碍现象异常突出的药用植物，种植过三七的土地一般要求间隔（轮作或休整）8-10年才能重新种植。三七连作障碍表现出植株基本全部死亡，或者发病严重和保苗率低等，使产量低、质量差。这种状况使得每年只有少量的土地符合标准来种植三七，严重影响了三七产业的可持续发展。所以，寻求一条新的途径保护三七的种源并满足人类的需要具有重要意义。随着现代生物技术的蓬勃发展，使这一难题的解决成为可能。

毛状根是发根农杆菌（Agrobaterium rhizogenes）感染单子叶或双子叶植物外植体形成的毛发状组织。毛状根具有生长快速、多分支、无向地性和激素自养的特点，而且毛状根的生理生化、遗传性能稳定。毛状根同时还保持了植物正常根的某些生化功能，能够高效生产次生代谢产物，特别适用于替代植物根部有效成分的生产。自从1997年Ackermann第一次利用发根农杆菌成功转化高等植物以来，至今已建立了超过100种植物毛状根的培养系统，其中有不少是药用植物。例如黄花烟草、曼陀罗、颠茄、莨菪、长春花、紫草、辣根的毛状根小规模培养已经成功。利用毛状根培养技术大规模生产药用植物的有效次生代谢产物呈现出十分诱人的前景，同时对于保护野生资源与生态环境，实现可持续发展也具有积极的意义。