基本信息
- 項目名稱：
- 鐵皮石斛懸浮培養(yǎng)生產石斛多糖研究
- 小類：
- 生命科學
- 大類：
- 自然科學類學術論文
- 簡介：
- 本課題以野生優(yōu)質品種的鐵皮石斛莖尖作為外植體，誘導疏松愈傷組織，在固體培養(yǎng)基礎上，探索懸浮培養(yǎng)條件。以疏松愈傷組織作為懸浮培養(yǎng)的初始材料，通過正交試驗探索得到最佳懸浮培養(yǎng)條件，在最佳培養(yǎng)條件下大規(guī)模培養(yǎng)，提取鐵皮石斛多糖，將生產周期由原來的3~4年縮短至3個月。
- 詳細介紹：
- 鐵皮石斛(Dendrobium officinale Kimura et Migo.)是蘭科石斛屬多年生草本植物,是與人參齊名的名貴中藥。在我國傳統(tǒng)醫(yī)學中，石斛具有滋陰清熱，益胃生津，潤肺止咳的功用，是常用的補陰藥；隨著研究的深入，已有文獻報道鐵皮石斛還具有明顯的免疫增強功能和較強的抗腫瘤的生物活性,這將使石斛在醫(yī)藥保健行業(yè)中得到更廣泛的應用。目前市場上鐵皮石斛需求極大，據全國中藥普查結果顯示，每年市場對鐵皮石斛的需求在8000~10000噸，且每年以10 %~15 %的速度增長，市場需求極大。然而受大規(guī)模采集的影響，野生鐵皮石斛瀕臨滅絕，目前市場上的鐵皮石斛藥材主要為人工組織培養(yǎng)及栽培生產出的，人工栽培存在技術難度大、成本高、產量低、品種易退化等缺陷，導致市場上鐵皮石斛供不應求，價格十分昂貴。目前已經有相關文獻證實鐵皮石斛的主要有效成分為石斛多糖，我們實驗證實：從愈傷組織中提出的石斛多糖與從原藥材中提取的石斛多糖其組份相似且具有相同的免疫增強功能和功效。 由此,本課題設計用懸浮培養(yǎng)鐵皮石斛愈傷組織團塊生產石斛多糖代替全植株成為藥源的可能性。 本實驗利用野生鐵皮石斛莖尖、種子作外植體，通過固體培養(yǎng)誘導常規(guī)愈傷組織，比較愈傷組織性狀、長勢及誘導率，發(fā)現莖尖比種子更易于誘導，通過調整激素濃度配比誘導出疏松愈傷組織，以其為懸浮培養(yǎng)材料，在固體培養(yǎng)基礎上設計懸浮細胞培條件，建立懸浮細胞系培養(yǎng)。設計以激素為主要因素的正交試驗，根據誘導率和鐵皮石斛多糖含量兩個數據指標篩選出使鐵皮石斛愈傷組織生長快速且多糖含量高的最佳培養(yǎng)條件。 在該培養(yǎng)條件下，從烘干至恒重的100 g 鐵皮石斛愈傷組織中能提取得到石斛多糖6 g，從最初野生鐵皮石斛莖尖外植體到提取鐵皮石斛多糖周期為3個月，考慮到后期能用之前已經擴繁出來的疏松愈傷組織為材料，周期可縮至更短。而目前傳統(tǒng)的人工栽培模式，從愈傷組織到誘導成苗，再由苗長為成熟植株入藥需3~4年，且產量低，所以利用本方法生產鐵皮石斛保健藥用成分石斛多糖，時間短、成本低，優(yōu)勢明顯。 通過本實驗已經建立的懸浮培養(yǎng)生產石斛多糖的方法，不僅能大規(guī)模培養(yǎng)，同時又能縮短培養(yǎng)周期。利用這種新型培養(yǎng)模式規(guī)模化生產，提取得到大量鐵皮石斛多糖粗品，利用其作為保健品藥物添加劑，不僅能緩解市場上鐵皮石斛供不應求的現狀，而且能保護鐵皮石斛這一瀕臨滅絕的珍貴品種。
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 野生鐵皮石斛瀕臨滅絕，人工栽培技術存在成本高、產量低、品種易退化等缺陷，導致市場上鐵皮石斛供不應求，價格十分昂貴。 本課題以野生優(yōu)質品種的鐵皮石斛莖尖作為外植體，誘導疏松愈傷組織，在固體培養(yǎng)基礎上，探索懸浮培養(yǎng)條件。以疏松愈傷組織作為懸浮培養(yǎng)的初始材料，通過正交試驗探索得到最佳懸浮培養(yǎng)條件，在最佳培養(yǎng)條件下大規(guī)模培養(yǎng)，提取鐵皮石斛多糖，將生產周期由原來的3~4年縮短至3個月。
科學性、先進性及獨特之處
- 本課題利用懸浮培養(yǎng)鐵皮石斛愈傷組織團塊，直接從愈傷組織中提取鐵皮石斛主要有效成分石斛多糖，周期短且可規(guī)模化生產，技術方法先進，科學性強。 利用目前已探索得到的最佳培養(yǎng)條件，繼續(xù)擴大規(guī)模，上發(fā)酵罐培養(yǎng)，為生產工業(yè)化探索理論依據，最終實現工業(yè)化生產。
應用價值和現實意義
- 利用懸浮培養(yǎng)生產石斛多糖，從最初野生鐵皮石斛莖尖外植體到提取鐵皮石斛多糖周期為3~4個月。而目前傳統(tǒng)的人工栽培模式，從愈傷組織到誘導成苗，再由苗長為成熟植株入藥需3~4年，且產量低。利用本課題新型培養(yǎng)模式規(guī)?；a，提取大量的鐵皮石斛多糖粗品，利用其作保健品添加劑，不僅有效保護鐵皮石斛野生資源，而且能緩解市場上鐵皮石斛供不應求的現狀。
學術論文摘要
- 鐵皮石斛(Dendrobium officinale Kimura et Migo.)是蘭科石斛屬多年生草本植物,是與人參齊名的名貴中藥。目前已經有相關文獻證實鐵皮石斛的主要有效成分為石斛多糖，我們實驗證實：從愈傷組織中提出的石斛多糖與從原藥材中提取的石斛多糖其組份相似且具有相同的免疫增強功能和功效。 由此,本課題設計用懸浮培養(yǎng)鐵皮石斛愈傷組織團塊生產石斛多糖代替全植株成為藥源的可能性。 本實驗利用野生鐵皮石斛莖尖作外植體通過調整激素濃度配比誘導出疏松愈傷組織，以其為懸浮培養(yǎng)材料建立懸浮細胞系培養(yǎng)。設計以激素為主要因素的正交試驗，根據誘導率和鐵皮石斛多糖含量兩個數據指標篩選出使鐵皮石斛愈傷組織生長快速且多糖含量高的最佳培養(yǎng)條件。 在該培養(yǎng)條件下，從烘干至恒重的100 g 鐵皮石斛愈傷組織中能提取得到石斛多糖6 g，培養(yǎng)周期僅為3個月，而目前傳統(tǒng)的人工栽培模式，從愈傷組織到誘導成苗，再由苗長為成熟植株入藥需3~4年。所以利用本方法生產鐵皮石斛保健藥優(yōu)勢明顯。 通過本實驗已經建立的懸浮培養(yǎng)生產石斛多糖的方法，不僅能大規(guī)模培養(yǎng)，同時又能縮短培養(yǎng)周期。
獲獎情況
- 本課題獲2009年浙江省科技廳大學生科技創(chuàng)新項目資助
鑒定結果
- 1、建立了成熟的鐵皮石斛懸浮培養(yǎng)體系 2、探索得到最佳懸浮培養(yǎng)條件 3、已提取得到鐵皮石斛多糖粗品 4、鐵皮石斛多糖經成分鑒定與原植株組份一致
參考文獻
- [1]何鐵光,楊麗湯,李楊瑞,等.西北農業(yè)學報[J].鐵皮石斛原球莖多糖提取最佳工藝研究.2006,15(5):240-243. [2]羅慧玲,蔡體育,陳巧倫,等.石斛多糖增強臍帶血和腫瘤病人外周血LAK細胞體外殺傷作用的研究[J].癌癥,2000,19(12):1124-1126. [3]Fu K C, Lian S C, Feng D Q,et al. Application and ex-ploit of Dendrobium candidum. Chin Tradit Herb Drugs,1999,(9):708-711. [4]徐紅,李曉波,王崢濤,等.海南、廣東省石斛屬植物資源與種質保護研究[J].中國野生植物資源,1999,5:24-26. [5]來平凡.西楓斗“龍頭鳳尾”實質探討.中藥材,2002,25(2):126. [6]Cheng X M,et a1.Study progress of the Dcndrobium plants in chemicalconstituents and pharmaceutical activity.Nat Prod Res Dec,2001,13(1):70-74. [7]李 強,揭 琴,劉慶昌,等.甘薯基因DNA高效快速提取方法[J].分子植物育種.2007,5(5):743-746. [8]夏春東,廖學才,李守良.石斛藥用概述[J].實用中醫(yī)藥雜志,1998,14(4):45. [9]陳云龍,何國慶,張銘,等.細莖石斛多糖的降血糖活性作用.浙江大學學報(理學版),2007,34(6):658. [10]譚文澄,戴策剛.觀賞植物組織培養(yǎng)技術[M].北京:中國林業(yè)出版社,1998. [11]魏小勇.鐵皮石斛原球莖懸浮培養(yǎng)研究[J].現代中藥研究與實踐,2004,18(4):7-11. [12]韓曉紅,段春紅,閻賀靜,等.鐵皮石斛原球莖液體懸浮培養(yǎng)研究進展[J].安徽農業(yè)科學,Journal of Anhui Agri.Sci.2010,38(20):10570-10572. [13]紀耀華,紀躍芝,孫瑩.大黃粗多糖傳統(tǒng)水提—醇沉法最佳工藝研究[J].中國食品與營養(yǎng),2010,01(1):62-65.
同類課題研究水平概述
- 利用國內外數據庫進行文獻檢索，發(fā)現與本課題相關文獻主要集中在國內。 在鐵皮石斛栽培生產技術方面：目前研究較多的是仿野生人工種子方法，其中以浙江省研究比較深入，但浙江鐵皮石斛種植企業(yè)栽培4年后鮮品畝產往往在200 ~300 kg之間，成本高，產量低，周期長。在鐵皮石斛組織培養(yǎng)方面：以鐵皮石斛種子為外植體進行組培快繁技術研究較多，從外植體誘導形成愈傷組織，再從愈傷組織誘導分化形成幼苗，繼而移栽種植，形成成熟植株后入藥，此技術是目前石斛規(guī)模化生產的基礎。在鐵皮石斛藥材鑒定方面：由于來源不同的鐵皮石斛在化學成分上有較大差異，目前對其研究鑒定，主要有組織鑒定、顯微鑒定、光譜鑒定、色譜鑒定、分子遺傳標記技術鑒定等常用方法，而像mat K基因序列、線粒體nad 1內含子序列比較等新興技術也已應用于藥用石斛質量評價及真?zhèn)舞b定。在鐵皮石斛多糖提取及測定技術方面：目前研究較多的有水提醇沉、超聲破碎、酶解等多糖提取方法，成熟的多糖含量測定技術有苯酚—硫酸法和蒽酮—硫酸法。在藥理機制研究方面：鐵皮石斛的主要藥效成分為石斛多糖，且高建平等通過比較鐵皮石斛組織培養(yǎng)原球莖與原藥材對免疫功能的作用，發(fā)現二者的作用強度相似，均能提高機體的非特異性免疫功能和細胞免疫功能。在藥用石斛開發(fā)研究方面：石斛產品目前主要以石斛楓斗銷售，隨著石斛生產得到發(fā)展，開發(fā)的保健品有石斛膠囊、石斛粉和石斛超微粉、石斛沖劑、石斛晶、石斛顆粒、石斛露、石斛茶、石斛酒等。以石斛為主要原料開發(fā)的保健品看似很多，但劑型多半比較簡單，還沒有技術含量較高、針對性較強、功效顯著、價格適當、得到消費群體公認的名牌產品，銷售量也不大。 在國外研究方面，由于鐵皮石斛為傳統(tǒng)中藥材，所以各項研究報道較少，現有報道主要集中在鐵皮石斛藥理研究方面，國外目前還沒有與本課題類似的研究課題及相關文獻。 本課題設計用懸浮培養(yǎng)鐵皮石斛愈傷組織團塊生產石斛多糖代替全植株成為藥源的可能性，直接從愈傷組織團塊中提取鐵皮石斛多糖，并建立成熟懸浮培養(yǎng)體系。 對比分析可知：相關文獻中未見以鐵皮石斛懸浮培養(yǎng)生產石斛多糖的文獻研究。 綜上所述，課題“鐵皮石斛懸浮培養(yǎng)生產石斛多糖研究”具有較好的新穎性和應用前景。
