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脫落酸處理提高青蒿中青蒿素含量的方法.pdf

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脫落 酸處理 提高 青蒿 青蒿素 含量 方法
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摘要
申請專利號:

CN200710170425.7

申請日:

20071115

公開號:

CN101171915A

公開日:

20080507

當前法律狀態:

有效性:

失效

法律詳情:
IPC分類號: A01N37/00,A01P21/00,A01G7/00,A01G1/00,A01G31/00 主分類號: A01N37/00,A01P21/00,A01G7/00,A01G1/00,A01G31/00
申請人: 上海交通大學
發明人: 唐克軒,景福遠,張凌,王國豐
地址: 200240上海市閔行區東川路800號
優先權: CN200710170425A
專利代理機構: 上海交達專利事務所 代理人: 王錫麟;王桂忠
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法律狀態
申請(專利)號:

CN200710170425.7

授權公告號:

法律狀態公告日:

法律狀態類型:

摘要

一種脫落酸處理提高青蒿中青蒿素含量的方法,屬于生物技術領域。本發明首先將青蒿種子種植于發苗培養基中發苗,然后將青蒿苗移栽于泥炭珍珠巖培養基質中,在采收前兩天用脫落酸溶液處理青蒿苗,即能使青蒿中青蒿素的含量提高。本發明能有效地提高青蒿中的青蒿素含量,操作簡單,不需要利用基因工程的方法提高青蒿素含量所需要的相對較高的前期投入,有效降低青蒿素的生產成本,對滿足青蒿素大規模生產具有重要意義。

權利要求書

1.一種脫落酸處理提高青蒿中青蒿素含量的方法,其特征在于,首先將青蒿種子種植于發苗培養基中發苗,然后將青蒿苗移栽于泥炭珍珠巖培養基質中,在采收前兩天用脫落酸溶液處理青蒿苗,即能使青蒿中青蒿素的含量提高;所述的發苗培養基,是通過在MS培養液中另外添加30g/L的蔗糖和2.6g/L的植物凝膠而得;所述泥炭珍珠巖培養基質,其中泥炭和珍珠巖的比例為1∶1。2.根據權利要求1所述的脫落酸處理提高青蒿中青蒿素含量的方法,其特征是,所述的將青蒿苗移栽,是指:當青蒿苗長至5cm時,將其移栽于泥炭珍珠巖培養基質中。3.根據權利要求1所述的脫落酸處理提高青蒿中青蒿素含量的方法,其特征是,所述的用脫落酸溶液處理青蒿苗,是指:待植株生長至開花前期,用脫落酸溶液噴灑整株植株,兩天后采收,獲得青蒿素含量較高的植株。4.根據權利要求1或3所述的脫落酸處理提高青蒿中青蒿素含量的方法,其特征是,所述的脫落酸溶液,其濃度為1μM-100μM。5.根據權利要求1所述的脫落酸處理提高青蒿中青蒿素含量的方法,其特征是,所述的將青蒿苗移栽于泥炭珍珠巖培養基質中,用普通營養液每周澆灌青蒿苗一次。6.根據權利要求5所述的脫落酸處理提高青蒿中青蒿素含量的方法,其特征是,所述的普通營養液,其組分的重量百分比為:0.0033%NHNO、0.0038%KNO、0.00088%CaCl.2HO、0.00074%MgSO.7HO和0.00034%KHPO,余量為水。

說明書

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技術領域

本發明涉及一種生物技術領域的提高青蒿素含量的方法,具體是一種脫落酸處 理提高青蒿中青蒿素含量的方法。

背景技術

青蒿素作為一種有效的抗瘧藥物已經得到全世界的認同。目前,青蒿素的主要 來源是從青蒿植株的地上部分提取。Artemisia?annua?L.(青蒿)又名黃花蒿,是 一年生草本藥用植物。由于青蒿中青蒿素的含量非常低(占干重的0.01%-1%),使得 這種藥物的大規模商業化生產受到了限制。雖然現在已經能夠人工合成青蒿素,但 由于難度大,產量低,成本高,不具備商業化生產的可行性。

利用組織培養及細胞工程來生產青蒿素是一種很有吸引力的方法。然而青蒿素 在愈傷組織中含量低于干重的0.1%,在芽中最高也只有干重的0.16%,而大多數研究 在根中沒有檢測到青蒿素,因此利用組織培養及細胞工程來生產青蒿素的可行性不 高。另外利用基因工程技術獲得青蒿素含量較高的青蒿新品種是一種較可行的方法, 但目前利用基因工程來提高青蒿素含量還處于嘗試階段。

經對現有技術的文獻檢索發現,Dahua?Chen等在《Plant?Science》(《植物 科學》,2000年155期179-185頁)發表了題為“Expression?of?a?chimeric?farnesyl diphosphate?synthase?gene?in?Artemisia?annua?L.transgenic?plants?via Agrobacterium?tumefaciens-mediated?transformation”(“通過農桿菌介導轉化在 青蒿植株中表達法尼基焦磷酸合酶基因”)的論文,報道通過在轉基因青蒿植株中過 量表達FPS(法尼基焦磷酸合酶)使青蒿素的含量在原有基礎上提高了2-3倍,但仍 只有干重的1%左右。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足,提供一種利用脫落酸處理提高青蒿中 青蒿素含量的方法,使其有效地提高了青蒿中青蒿素的含量,且無需高昂的前期投 入、操作簡單、便于規模化生產。

本發明是通過以下技術方案實現的,首先將青蒿種子種植于發苗培養基中發 苗,然后將青蒿苗移栽于泥炭珍珠巖培養基質中,在采收前兩天用脫落酸溶液處理 青蒿苗,即能使青蒿中青蒿素的含量得以較大提高。

所述的發苗培養基,是通過在MS培養液中另外添加30g/L的蔗糖和2.6g/L的植 物凝膠而得。其中MS培養液為Murashige?and?Skoog于1962公布。

所述植物凝膠,是指購自Sigma公司的產品Phytagel。

所述的將青蒿苗移栽,是指:待青蒿苗長至5cm左右時將其移栽于泥炭珍珠巖 培養基質中。

所述泥炭珍珠巖培養基質,其中泥炭和珍珠巖的比例為1∶1。

所述的用脫落酸溶液處理青蒿苗,是指:待植株生長至開花前期,用脫落酸溶 液噴灑整株植株。兩天后采收,可獲得青蒿素含量較高的植株。

所述的脫落酸溶液,其濃度為1μM-100μM。

所述的將青蒿苗移栽于泥炭珍珠巖培養基質中,用普通營養液每周澆灌青蒿苗 一次。

所述的普通營養液,其組分的重量百分比為:0.0033%NH4NO3、0.0038%KNO3、 0.00088%CaCl2.2H2O、0.00074%MgSO4.7H2O和0.00034%KH2PO4,余量為水。

本發明的原理在于,用脫落酸溶液處理青蒿植株能夠在短時間(4-48小時)內提 高一些青蒿素合成關鍵酶基因的表達,打破青蒿素合成途徑中的一些限速步驟,從 而在短時間內積累大量的青蒿素。所述的一些青蒿素合成關鍵酶基因,是指3-羥基 -3-甲基戊二酰輔酶A還原酶(3-hydroxy-3-methylglutaryl?CoA?reductase,HMGR) 基因hmgr、法尼基焦磷酸合成酶(farnesyl?diphosphate?synthase,FPS)基因fps 和紫穗槐二烯氧化酶(amorpha-4,11-diene?C-12?oxidase,CYP71AV1)基因cyp71av1。

本發明建立了通過脫落酸處理提高青蒿素含量的方法,能有效地提高青蒿中青 蒿素的含量,處理過的青蒿中青蒿素的含量比對照提高了45%-65%。本發明的方法不 需要利用基因工程方法提高青蒿素含量所需要的相對較高的前期投入,操作簡單, 便于規模化生產,對降低青蒿素的生產成本具有重要意義。

附圖說明

圖1為用不同濃度的脫落酸處理青蒿植株后青蒿素含量的變化示意圖

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的實施例作詳細說明:本實施例在以本發明技術方案為 前提下進行實施,給出了詳細的實施方式和具體的操作過程,但本發明的保護范圍 不限于下述的實施例。

實施例

將青蒿種子(來源于重慶酉陽青蒿素含量較高的青蒿品種)種植于發苗培養基 上發苗,發苗培養基的配方為MS培養液,其中添加30g/L的蔗糖和2.6g/L的植物凝膠。 待青蒿苗長至5cm左右移栽于泥炭珍珠巖培養基質(泥炭和珍珠巖的比例為1∶1)中, 用普通營養液每星期澆灌一次。其中普通營養液組分重量百分比為:0.0033%NH4NO3、 0.0038%KNO3、0.00088%CaCl2.2H2O、0.00074%MgSO4.7H2O和0.00034%KH2PO4,余 量為水。待植株生長到40-60cm左右(植株開花前期),用脫落酸溶液處理青蒿植株, 同時用水處理的青蒿植株作為對照。兩天后,收獲整株青蒿的葉片,用高效液相色 譜測定青蒿素含量。

在上述相同的條件下,分別用1μM、10μM和100μM的脫落酸溶液處理青蒿植 株,3個實施例的結果如圖1所示,對照植株中青蒿素含量占干重的0.8%-1.4%,用 脫落酸處理過的植株中青蒿素含量有了顯著的提高。用1μM的脫落酸處理后,青蒿 中青蒿素的含量達到干重的1.2%-1.9%;用10μM的脫落酸處理后,青蒿素含量達到 干重的1.5%-2.2%;100μM的脫落酸處理后,青蒿素含量達到干重的1.3%-1.7%。

應用本發明的方法,在收獲青蒿前兩天用脫落酸溶液噴灑青蒿植株,可以顯著 提高青蒿素的含量,并且不影響青蒿植株的生物量,從而顯著地提高了青蒿素的產 量。由于本方法所采用的脫落酸濃度低,因此具有投資少、效果顯著、方便易行的 特點,對于降低青蒿素的生產成本、滿足青蒿素的大規模生產具有重要意義。

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