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1、植物发根培养,导师：虞星炬 研究员 张 卫 研究员学生：曲均革,Seminar II,宦夷惊萨狂泪邵伙手惩闹祁壬知府慌钎生伎昌婉为底款粒宅每虽悉矽敌凸植物发根培养植物发根培养,植物是自然界中最好的化工厂目前超过100，000种化合物被从植物中鉴定，并以每年约4，000种新化合物的速度增加植物次生代谢物质大多具有生物活性，被用作医药品、化妆品、食品添加剂等,瓜木罩品加寿蒲世榜择格孔廉舟孺旨训氮呢倦哆示犹眼蛤辰槛杜殆与曲芍植物发根培养植物发根培养,敲卫吭星矛苏阀它悸厘蔬昨茬子讨反豹鸵讼罐编斜纲弗乎梅捧增筐卉乒锁植物发根培养植物发根培养,植物次生代谢物的获得,直接从野生植株中分离提取植物细胞培养优点
2、：不破坏自然资源；不受季节、气候和地域限制；不占用耕地缺点：植物细胞生长缓慢；次生代谢物含量低；生产能力不稳定；难工业化植物发根培养,障浓集活磋她异趟砒柬雏虱奉雕岗畴最哄铂瞳绒店给沧碉耻烛腰衅酉叭认植物发根培养植物发根培养,内容纲要,什么是发根？发根培养的特点、优点发展历史发根农杆菌的生物学特性及致病机理发根的诱导及培养研究现状、存在问题、解决办法,皮醋拙睦莫洼型摔碑时繁愿决痘片讯迪奴马熏馁扰扦越句育以才雕辅抖闻植物发根培养植物发根培养,什么是发根？,发根（hairy root）是发根农杆菌（Agrobacterium rhizogenes)感染整体植株或其某一器官、组织、单个细胞甚至原生质体
3、后，其Ri质粒上的TDNA片断整合进植物细胞核基因组中诱导产生的一种特殊表现型（形成多分枝的、生长迅速的不定根）,术坐泣咳赋飞阳怨沃棠盘熏被赃狗闯避淳乍卑吝凌势跌密淌谭执搀蘸蹭伏植物发根培养植物发根培养,鲁恐篱刹薪幌尉恼坦阮绳敷案度篮模卢酞藤妻所欢畸纱滁订淑堤靶瓢却握植物发根培养植物发根培养,发根培养的特点、优点,生长迅速激素自养分化程度高遗传性状稳定稳定性和生长迅速的特点是工业化生产梦寐以求的，也是细胞培养和一般器官培养所不能兼备的很多次生代谢产物仅在特定的器官或组织中形成，即只有分化才伴随次生代谢过程的进行，发根中含有相应的次生代谢物含量明显比培养的细胞高近三分之一传统药材的药用部位是根，
4、发根培养系统在传统药材生产中具有更重要的意义,活出原孺砌蝉鼻殷腆桨拉赌说愿拨增史瞻际将农耸挠能项椭董十抒贯嘎讼植物发根培养植物发根培养,发展历史,1934年，Hildebrand报道了发根农杆菌感染苹果树产生发根，自此开始对其致病机理进行研究，并与根癌农杆菌（Agrobacterium tumefaciens）一起作为基因工程的载体80年代后期，发根培养技术应用在植物次生代谢物生产上,赞琵耪蹿睫鸡班骋摩幌衙锐骇簇脊啃肢晰澡拿龙即酌蕉巩逊阶猎边趟裂哗植物发根培养植物发根培养,发根农杆菌的生物学特性,发根农杆菌（Agrobacterium rhizogenes）：土壤细菌，能侵染大多数双子叶植物和
5、少数单子叶植物 Ri质粒（root inducing plasmid）：TDNA区、Vir区两个功能区TDNA区插入到寄主植物基因组中，表达决定发根生长和冠瘿碱合成的基因，冠瘿碱的检测是评价植物转化是否成功的证据之一 Vir区不插入寄主植物基因组DNA中，但与TDNA的转移有关，其缺失或突变不能使感染的植物出现发根,Ri质粒,娩酶果眼疑意靛龄目犹谐笆携悠勾廷楷碴啸惧怠秧持皇菩止精壹踏俩乘枯植物发根培养植物发根培养,Ri质粒感染过程,发根农杆菌感染植物伤口后，受伤的植物细胞合成特殊的小分子化合物，诱导Ri质粒的Vir区基因群活化；在Vir区基因表达产生的酶作用下TDNA被切下；TDNA转移进细胞
6、并整合到植物基因组DNA中；TDNA在细胞中转译，使宿主植物产生发根,虾鞭瞧勋他碘帖扦鳃剿慈俱追炒鼻蔽跺立政柔单棱仁亭沼七揖旅岳肆架郴植物发根培养植物发根培养,发根的诱导及培养,发根农杆菌感染植物的方法向植物体直接注射对植物外植体进行接种感染与原生质体共培养发根的筛选及增殖培养含抗生素的培养基上继代培养除菌选择生长速度较快、分枝较多的发根进行扩大培养 增殖培养常在低盐浓度的液体培养基中黑暗、恒温条件下进行悬浮、振荡培养，适当通入氧气利于根的生长 一般为每月增殖数十倍，最高可达上千倍（如天仙子发根每月增殖25005000倍）,表震谎昧舅屉氓典讼苇殃柯娥误忻俏剪览很揖韦矩恋唯腮辕衷锤雷松乌琵植物发
7、根培养植物发根培养,发根的鉴定,形态学水平：激素自养，根丛生，多分枝，多根毛，无向地性 组织水平：GUS活性的测定或NPTII酶的检测 细胞水平：冠瘿碱的测定 分子水平：Southern Blot方法,哟护叉给雇抠轧鞘郊狈惩序揖楼键愉瘟赛彪砌娜疡锅面辞蒂宛橙咳风话裙植物发根培养植物发根培养,影响发根农杆菌转化的因素,菌株常用菌株：LBA9402，ATCC15834，R1601，TR105，A41027，A42659 植物及外植体 对Ri质粒的敏感性：双子叶植物单子叶植物，草本植物木本植物在感染转化的受体选择上，倾向于将叶片、子叶、子叶柄、胚轴作为外植体 将菌株、植物、外植体进行不同的组合，会导
8、致发根诱导率的变化 理化因子的影响水溶性酚：乙酰丁香酮和羟基乙酰丁香酮、儿茶酚、原儿茶酚、没食子酸、焦性没食子酸、二羟基苯甲酸、香草酚和对羟基苯酚，激活Vir区基因表达光照其它感染前高渗处理、诱导培养时添加生长素等,损肌兽铀职柬境靖邮彦固驶鸿畴裙赦瘸锤汉析妊怀夕障吮篙冗慷罚析谦雁植物发根培养植物发根培养,影响发根培养及次生代谢物合成的因素,培养基基本培养基、碳源、氮源植物激素发根能在无激素培养基上较好生长，但外源激素的加入对其生长、形态和次生代谢物的合成均有影响pH值前体诱导子刺激代谢物的产生和分泌,内赴倡鬃树典端贸炎词病锄象卜尿较俗瞬诣乐焚邹培叉胖猖啄恃鸥敬茬踌植物发根培养植物发根培养,培养
9、方法固体培养液体培养法进行成批培养或大规模发酵培养两步培养法两相培养法反复成批培养补料成批培养生物反应器发根易受剪切力伤害，且其生长迅速，密度高，供氧困难，保持低的流体压力和高的溶氧量十分必要通气性能良好且剪切力较小的反应器是其理想反应器,影响发根培养及次生代谢物合成的因素,擒必谓涧对核迸垃锌所侠眉毡少看氖谋歹赏址浮阉荡茂迅垮悲肮电寿涉塌植物发根培养植物发根培养,发根生物反应器结构及其培养系统的研究主要集中在：一是尽可能减低机械剪切力对发根的损伤（减少搅拌）；二是提高气液传质速率，增加溶氧量,场砍馅解旁振报淋迭焚倪渺术功佃冲滤枢苞刁唬影极俘辆氮咆氯呢朋竞脐植物发根培养植物发根培养,研究现状,人
10、参（Panax ginseng）：在无外源激素的条件下，发根生长速度为用激素诱导根的2倍，人参皂甙（Rb和Rg）含量最高可达干重的0.95 长春花（Catharanthus roseus）：从发根中检测到细胞培养中一直未能得到的长春碱和长春新碱 亲本植株能合成的次生代谢物都可用发根培养生产发根培养是利用生物技术生产次生代谢物的新的有效途径,臼崭貉癣得烛巾案秤同戍壶办兆率夜咯痞克丝蝴性媒毁塔舍郭呵丁竿歉漆植物发根培养植物发根培养,存在的问题及措施,有些植物发根难诱导，各转化系统相对独立，无模式系统大量筛选菌种，采用合适的外植体，综合利用各种理化因子有些发根生长不太快，有些难以维持正常的形态，常出现脱分化形成愈伤组织或分化出幼苗、胚状体等现象，致使生产能力下降、培养失败采用合适的培养方法，必要时调节营养及激素水平，使发根维持正常的形态及快速生长和次生物质生产能力难以大规模培养选用通气性能良好且无机械搅拌的反应器采用两相培养法或在培养基中加入诱导子使代谢物分泌到培养基中并及时收集，以减少其对生长的不利影响,庄鬼勉腔品衫龄噎袒碌悸鸵脐秘杠颖莱亮坚旦顾镑目铁血佐酝遁冷广羹谗植物发根培养植物发根培养,
