全 文 ：丹参组织和细胞培养研究概况
中国医学科学院药用植物资源开发研究所真菌室 北京 。。 姜广奋
摘要 概述国内外丹参组织和细胞培养的研究、 包括丹参的器官发生和试管苗的快速繁殖 , 丹参
细胞的悬浮培养和固定化培养以及丹参的不定根培养。 重点概述丹参悬浮和固定化培养细胞生产
其有效成分的能力及其次生代谢的调节。
植物组织和细胞培养是植物生物技术的一 个重要的组成部分 , 它除了对农业 、 林业 、 园
艺等有重要意义外 , 对我国传统中草药的研究 、 开发和生产也有重要作用。 它对于药用植物
资源开发 、 种质保存 、 育种 、 种苗的快繁脱毒 、 有效成分的生物 合成 、 生物转化以及人工大
规模工业化生产等都有巨大潜力 , 显示出生物技术的优越性。
丹参。勿 玄 为常用重要中草药。 丹参的菲醒类化合物有较好的消炎
抗菌作用 , 尤其对冠心病 、 心绞痛等心血管疾病有良好的疗效。 许多治疗心血管疾病的中药
配方和中成药 , 丹参都是主要成分之一 , 因此丹参的临床需要量大 。此外丹参酮为红色色素 ,
在化妆品生产方面也有一定开发潜力。 应用细胞培养方法生产丹参的有效成分 , 作为植物药
资源开发和生产的一种新技术 、 新方法 , 有较大的研究意义和实用意 义 。
杨乃博〔幻 、 刘涤〔幻 、 蔡朝晖〔〕研究了丹参的器官分化和植株再生 。 蔡朝晖等〔〕对 丹 参
的快繁进行 了较为系统和深入的研究。 结果表 明以丹参叶为外植体 , 接种在附加书
的 培养基上出芽效果好 。 试管苗转移到 附加 的培养基上生根
效果最好 。 此法可用以进行丹参试管苗的大量快速繁殖 , 对丹参的栽培生产有一定意义 。
余沛涛等〔〕研究了植物苯丙氨酸解氨酶 在丹参细胞分化中的作用 。 在 丹 参愈
伤组织分化过程中出现 个 活性高峰。 第 高峰在分化或不分化培养基中都存在 , 似与组
织分化无关 。 第 个高峰只存在于分化培养基中 。 活性在即将或刚分化的组织中活性最
高 , 可作为组织启动分化的指示酶 。
陶璐璐等〔 〕研究了愈伤组织细胞的固定化及其转化产物的特征 。 他们用海藻胶包埋丹参
愈伤组织细胞 , 在 。一 培养液中常温震荡培养一 个月左右 , 可连续分泌 丹参
的主要成分—丹参酮 人 和隐丹参酮 。固定化细胞的稳定性 、 产物的含量 以及下游工艺的可行性等明显优于悬浮培养细胞 。
年 日本 等〔〕在 。一 固体培 养 基 上 建 立 于 个丹参细胞系 , 然
后进行了液体悬浮培养 , 之后又转到 。一 但无 , 一 的液 体培养基中培养 。 其中只有
细胞系 能产生 种菇类一隐 丹参酮和铁锈醇 , 其它细胞系 一 仅 产生
可观数量的铁锈醇 。
年 等〔 〕用 一 中的一个细胞系 进一步研究了铁锈 醇 的 生 产 。 在
无 , 一 的 培 养基中铁锈醇只在生长的延迟期和静止期产生 , 和活跃的细胞分裂成负相关 。
, 一 能促 进细胞生 长但却显著抑制铁锈醇的产生 。 和 , 一 不 同 , 不能促进细胞
生长 , 但能促进铁锈醇生产 。 光照对细胞生长影响不大 , 但却抑制铁锈醇的生产 。
年 等〔的研 究 了 丹 参 悬 浮 培养中铁锈醇和隐丹参酮 的生物 合 成 的 调
节 。 在驯化的 即不需加生 长素就可正常生长 悬浮培养细胞中只在延迟期产生铁锈醇 。 而
, 爪。 ,
,
当向驯化的悬浮培养物中加入蔗糖后 , 在静止期也恢复了铁锈醇的产生 。 另外 , 他们还建立
了两步培养法 。 先将细胞系 的驯化细胞在一般培养基 。一 。一 上培养 , 然后转到去掉
一 或去掉 。的 。一 , 但无 , 一 的培养基中培养 , 这时细胞生长被完全抑制 ,
而铁锈醇可在整个培养期间连续产生 。 细胞系 在连续继代培养中 , 产生的隐丹参酮逐渐减
少 。 因此他们通过细胞团选择法选出了一高产细胞系 。 , 并进行了两步培养 。 。在 但
无 一 的培养基上 , 生长几乎完全被抑制 , 但却可连续产生隐丹参酮和铁诱醇。
等〔”〕在丹参细胞固定化培养研究中发现 , 固定化培养细胞可 连续产生隐丹参
酮和铁诱醇。 大部分 约 隐丹参酮分 泌到培养基中 , 而大部分铁锈醇 约 则留
在细胞中 , 分 泌到堵养基 护。 固定化培养细胞产主的隐丹参酮 祖铁锈醇分别为悬浮培养
细胞的 和 。 固定化细胞的再利用研究表明 , 随 彗固定化细胞使用次数的增多 , 其次
生物合成能力逐渐下降。 但这并不是 因为固定细胞灼死亡而引起 , 而可能是亲脂性次生代谢
物 的 积 累 而产生的负反馈效应 。 当固定细胞转移到生长培养基中时 , 会出现活跃的细胞分
裂 , 表明它们仍具有很高的生活力 。
年 等〔 〕报道了营养因素对悬浮培养细胞中隐丹参酮 和 铁 锈 醇 生 产 的
影 响。 研 究 表 明 , 蔗糖 、 氮源和硫氨素 对这些化合物的产生是必需的 , 磷酸 盐 、
‘、 和激动素表现出轻微的有益的影响。 培养基的所有其它成分 , 对这些化合 物的
生产都是非必需或有抑划作用的 。 据此 , 他们设计出一种简化的隐丹参酮生产培养基 。
年 ‘ 等〔 〕报 道 了 丹 参不定根培养物中丹参酮 的 生产和 丹 参 苗 的再
生 。 在含有不同激素组合的 。固体培养基上建立的丹参不定根培养物在不同培养
条件下 , 产生了种主要的丹参酮类 。 在 或 配合有或无 的 。培 养基
中 , 不定根生长很快 。 当加入 于培养基中时 , 得到了丹参酮的最高生产量。 液体培养基
中 , 不定根培养物的丹参酮含量超过 倍于亲体植物根中的含量 。另外 他们
还建立了丹参的快速繁殖 , 试管苗移栽到大田 里后 , 个月龄的丹参根产生的丹参酮比商 品
丹参根 通常来自 年龄植物 高。
目前在以有效次生物质生产为目的的药用植物组织和细胞培养领域中 , 出现了一些很有
效的新方法 , 如加入各种诱导子 , 用发根农 杆 菌 ! ‘“ 。那彻和 根 癌 农 杆
菌 扭 ‘ 感染植物建立发根培养系统和冠瘦瘤培养系统 , 用 重组技术转移来
自其它生物 , 如动物 、微生物等的有用基因进入植物细胞 , 以期通过转基因植物或培养的转基
因植物细胞来生产各种有用物质 , 如肤类药物、胰岛素等 。随着这些新技术用于丹参细胞培养 ,
将会使丹参细胞培养研究有一个新的进展。
, 考 文 欲
杨乃博。 植物生理学通讯, ! ·
王 建英 , 等 。 植物生理学通讯,
蔡朝晖 , 等 。 中国药科大学学报, ,
余沛涛, 等 。 植物生理学报, ,
陶璐璐, 等 。 生物工程学报, ,
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