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基本信息
- 項目名稱：
- 鐵皮石斛懸浮培養(yǎng)生產(chǎn)石斛多糖研究
- 小類：
- 生命科學(xué)
- 簡介：
- 本課題以野生優(yōu)質(zhì)品種的鐵皮石斛莖尖作為外植體，誘導(dǎo)疏松愈傷組織，在固體培養(yǎng)基礎(chǔ)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(chǎn)周期由原來的3~4年縮短至3個月。
- 詳細(xì)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(xué)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(yīng)用。目前市場上鐵皮石斛需求極大，據(jù)全國中藥普查結(jié)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(chǎn)出的，人工栽培存在技術(shù)難度大、成本高、產(chǎn)量低、品種易退化等缺陷，導(dǎo)致市場上鐵皮石斛供不應(yīng)求，價格十分昂貴。目前已經(jīng)有相關(guān)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(shè)計用懸浮培養(yǎng)鐵皮石斛愈傷組織團塊生產(chǎn)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(dǎo)常規(guī)愈傷組織，比較愈傷組織性狀、長勢及誘導(dǎo)率，發(fā)現(xiàn)莖尖比種子更易于誘導(dǎo)，通過調(diào)整激素濃度配比誘導(dǎo)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(chǔ)上設(shè)計懸浮細(xì)胞培條件，建立懸浮細(xì)胞系培養(yǎng)。設(shè)計以激素為主要因素的正交試驗，根據(jù)誘導(dǎo)率和鐵皮石斛多糖含量兩個數(shù)據(jù)指標(biāo)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(jīng)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(dǎo)成苗，再由苗長為成熟植株入藥需3~4年，且產(chǎn)量低，所以利用本方法生產(chǎn)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(jīng)建立的懸浮培養(yǎng)生產(chǎn)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)?；a(chǎn)，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(yīng)求的現(xiàn)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(shù)存在成本高、產(chǎn)量低、品種易退化等缺陷，導(dǎo)致市場上鐵皮石斛供不應(yīng)求，價格十分昂貴。 本課題以野生優(yōu)質(zhì)品種的鐵皮石斛莖尖作為外植體，誘導(dǎo)疏松愈傷組織，在固體培養(yǎng)基礎(chǔ)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(chǎn)周期由原來的3~4年縮短至3個月。
科學(xué)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)?；a(chǎn)，技術(shù)方法先進，科學(xué)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(chǎn)工業(yè)化探索理論依據(jù)，最終實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
應(yīng)用價值和現(xiàn)實意義
- 利用懸浮培養(yǎng)生產(chǎn)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(dǎo)成苗，再由苗長為成熟植株入藥需3~4年，且產(chǎn)量低。利用本課題新型培養(yǎng)模式規(guī)模化生產(chǎn)，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(yīng)求的現(xiàn)狀。
學(xué)術(shù)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(jīng)有相關(guān)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(shè)計用懸浮培養(yǎng)鐵皮石斛愈傷組織團塊生產(chǎn)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(diào)整激素濃度配比誘導(dǎo)出疏松愈傷組織，以其為懸浮培養(yǎng)材料建立懸浮細(xì)胞系培養(yǎng)。設(shè)計以激素為主要因素的正交試驗，根據(jù)誘導(dǎo)率和鐵皮石斛多糖含量兩個數(shù)據(jù)指標(biāo)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(dǎo)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(chǎn)鐵皮石斛保健藥優(yōu)勢明顯。 通過本實驗已經(jīng)建立的懸浮培養(yǎng)生產(chǎn)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(xué)生科技創(chuàng)新項目資助
鑒定結(jié)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(jīng)成分鑒定與原植株組份一致
參考文獻
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同類課題研究水平概述
- 利用國內(nèi)外數(shù)據(jù)庫進行文獻檢索，發(fā)現(xiàn)與本課題相關(guān)文獻主要集中在國內(nèi)。 在鐵皮石斛栽培生產(chǎn)技術(shù)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(chǎn)往往在200 ~300 kg之間，成本高，產(chǎn)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(shù)研究較多，從外植體誘導(dǎo)形成愈傷組織，再從愈傷組織誘導(dǎo)分化形成幼苗，繼而移栽種植，形成成熟植株后入藥，此技術(shù)是目前石斛規(guī)?；a(chǎn)的基礎(chǔ)。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(xué)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(biāo)記技術(shù)鑒定等常用方法，而像mat K基因序列、線粒體nad 1內(nèi)含子序列比較等新興技術(shù)也已應(yīng)用于藥用石斛質(zhì)量評價及真?zhèn)舞b定。在鐵皮石斛多糖提取及測定技術(shù)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(shù)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(xiàn)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(xì)胞免疫功能。在藥用石斛開發(fā)研究方面：石斛產(chǎn)品目前主要以石斛楓斗銷售，隨著石斛生產(chǎn)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(shù)含量較高、針對性較強、功效顯著、價格適當(dāng)、得到消費群體公認(rèn)的名牌產(chǎn)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(xiàn)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(guān)文獻。 本課題設(shè)計用懸浮培養(yǎng)鐵皮石斛愈傷組織團塊生產(chǎn)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(guān)文獻中未見以鐵皮石斛懸浮培養(yǎng)生產(chǎn)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(chǎn)石斛多糖研究”具有較好的新穎性和應(yīng)用前景。
