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脱落酸处理提高青蒿中青蒿素含量的方法.pdf

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脱落 酸处理 提高 青蒿 青蒿素 含量 方法
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摘要
申请专利号:

CN200710170425.7

申请日:

20071115

公开号:

CN101171915A

公开日:

20080507

当前法律状态:

有效性:

失效

法律详情:
IPC分类号: A01N37/00,A01P21/00,A01G7/00,A01G1/00,A01G31/00 主分类号: A01N37/00,A01P21/00,A01G7/00,A01G1/00,A01G31/00
申请人: 上海交通大学
发明人: 唐克轩,景福远,张凌,王国丰
地址: 200240上海市闵行区东川路800号
优先权: CN200710170425A
专利代理机构: 上海交达专利事务所 代理人: 王锡麟;王桂忠
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法律状态
申请(专利)号:

CN200710170425.7

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法律状态太阳城集团日:

法律状态类型:

摘要

一种脱落酸处理提高青蒿中青蒿素含量的方法,属于生物技术领域。本发明首先将青蒿种子种植于发苗培养基中发苗,然后将青蒿苗移栽于泥炭珍珠岩培养基质中,在采收前两天用脱落酸溶液处理青蒿苗,即能使青蒿中青蒿素的含量提高。本发明能有效地提高青蒿中的青蒿素含量,操作简单,不需要利用基因工程的方法提高青蒿素含量所需要的相对较高的前期投入,有效降低青蒿素的生产成本,对满足青蒿素大规模生产具有重要意义。

权利要求书

1.一种脱落酸处理提高青蒿中青蒿素含量的方法,其特征在于,首先将青蒿种子种植于发苗培养基中发苗,然后将青蒿苗移栽于泥炭珍珠岩培养基质中,在采收前两天用脱落酸溶液处理青蒿苗,即能使青蒿中青蒿素的含量提高;所述的发苗培养基,是通过在MS培养液中另外添加30g/L的蔗糖和2.6g/L的植物凝胶而得;所述泥炭珍珠岩培养基质,其中泥炭和珍珠岩的比例为1∶1。2.根据权利要求1所述的脱落酸处理提高青蒿中青蒿素含量的方法,其特征是,所述的将青蒿苗移栽,是指:当青蒿苗长至5cm时,将其移栽于泥炭珍珠岩培养基质中。3.根据权利要求1所述的脱落酸处理提高青蒿中青蒿素含量的方法,其特征是,所述的用脱落酸溶液处理青蒿苗,是指:待植株生长至开花前期,用脱落酸溶液喷洒整株植株,两天后采收,获得青蒿素含量较高的植株。4.根据权利要求1或3所述的脱落酸处理提高青蒿中青蒿素含量的方法,其特征是,所述的脱落酸溶液,其浓度为1μM-100μM。5.根据权利要求1所述的脱落酸处理提高青蒿中青蒿素含量的方法,其特征是,所述的将青蒿苗移栽于泥炭珍珠岩培养基质中,用普通营养液每周浇灌青蒿苗一次。6.根据权利要求5所述的脱落酸处理提高青蒿中青蒿素含量的方法,其特征是,所述的普通营养液,其组分的重量百分比为:0.0033%NHNO、0.0038%KNO、0.00088%CaCl.2HO、0.00074%MgSO.7HO和0.00034%KHPO,余量为水。

说明书



技术领域

本发明涉及一种生物技术领域的提高青蒿素含量的方法,具体是一种脱落酸处 理提高青蒿中青蒿素含量的方法。

背景技术

青蒿素作为一种有效的抗疟药物已经得到全世界的认同。目前,青蒿素的主要 来源是从青蒿植株的地上部分提取。Artemisia annua L.(青蒿)又名黄花蒿,是 一年生草本药用植物。由于青蒿中青蒿素的含量非常低(占干重的0.01%-1%),使得 这种药物的大规模商业化生产受到了限制。虽然现在已经能够人工合成青蒿素,但 由于难度大,产量低,成本高,不具备商业化生产的可行性。

利用组织培养及细胞工程来生产青蒿素是一种很有吸引力的方法。然而青蒿素 在愈伤组织中含量低于干重的0.1%,在芽中最高也只有干重的0.16%,而大多数研究 在根中没有检测到青蒿素,因此利用组织培养及细胞工程来生产青蒿素的可行性不 高。另外利用基因工程技术获得青蒿素含量较高的青蒿新品种是一种较可行的方法, 但目前利用基因工程来提高青蒿素含量还处于尝试阶段。

太阳城集团经对现有技术的文献检索发现,Dahua Chen等在《Plant Science》(《植物 科学》,2000年155期179-185页)发表了题为“Expression of a chimeric farnesyl diphosphate synthase gene in Artemisia annua L.transgenic plants via Agrobacterium tumefaciens-mediated transformation”(“通过农杆菌介导转化在 青蒿植株中表达法尼基焦磷酸合酶基因”)的论文,报道通过在转基因青蒿植株中过 量表达FPS(法尼基焦磷酸合酶)使青蒿素的含量在原有基础上提高了2-3倍,但仍 只有干重的1%左右。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种利用脱落酸处理提高青蒿中 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,且无需高昂的前期投 入、操作简单、便于规模化生产。

本发明是通过以下技术方案实现的,首先将青蒿种子种植于发苗培养基中发 苗,然后将青蒿苗移栽于泥炭珍珠岩培养基质中,在采收前两天用脱落酸溶液处理 青蒿苗,即能使青蒿中青蒿素的含量得以较大提高。

太阳城集团所述的发苗培养基,是通过在MS培养液中另外添加30g/L的蔗糖和2.6g/L的植 物凝胶而得。其中MS培养液为Murashige and Skoog于1962公布。

所述植物凝胶,是指购自Sigma公司的产品Phytagel。

所述的将青蒿苗移栽,是指:待青蒿苗长至5cm左右时将其移栽于泥炭珍珠岩 培养基质中。

太阳城集团所述泥炭珍珠岩培养基质,其中泥炭和珍珠岩的比例为1∶1。

太阳城集团所述的用脱落酸溶液处理青蒿苗,是指:待植株生长至开花前期,用脱落酸溶 液喷洒整株植株。两天后采收,可获得青蒿素含量较高的植株。

太阳城集团所述的脱落酸溶液,其浓度为1μM-100μM。

太阳城集团所述的将青蒿苗移栽于泥炭珍珠岩培养基质中,用普通营养液每周浇灌青蒿苗 一次。

所述的普通营养液,其组分的重量百分比为:0.0033%NH4NO3、0.0038%KNO3、 0.00088%CaCl2.2H2O、0.00074%MgSO4.7H2O和0.00034%KH2PO4,余量为水。

太阳城集团本发明的原理在于,用脱落酸溶液处理青蒿植株能够在短太阳城集团(4-48小时)内提 高一些青蒿素合成关键酶基因的表达,打破青蒿素合成途径中的一些限速步骤,从 而在短太阳城集团内积累大量的青蒿素。所述的一些青蒿素合成关键酶基因,是指3-羟基 -3-甲基戊二酰辅酶A还原酶(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。

本发明建立了通过脱落酸处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,处理过的青蒿中青蒿素的含量比对照提高了45%-65%。本发明的方法不 需要利用基因工程方法提高青蒿素含量所需要的相对较高的前期投入,操作简单, 便于规模化生产,对降低青蒿素的生产成本具有重要意义。

附图说明

太阳城集团图1为用不同浓度的脱落酸处理青蒿植株后青蒿素含量的变化示意图

具体实施方式

太阳城集团下面结合附图对本发明的实施例作详细说明:本实施例在以本发明技术方案为 前提下进行实施,给出了详细的实施方式和具体的操作过程,但本发明的保护范围 不限于下述的实施例。

实施例

太阳城集团将青蒿种子(来源于重庆酉阳青蒿素含量较高的青蒿品种)种植于发苗培养基 上发苗,发苗培养基的配方为MS培养液,其中添加30g/L的蔗糖和2.6g/L的植物凝胶。 待青蒿苗长至5cm左右移栽于泥炭珍珠岩培养基质(泥炭和珍珠岩的比例为1∶1)中, 用普通营养液每星期浇灌一次。其中普通营养液组分重量百分比为:0.0033%NH4NO3、 0.0038%KNO3、0.00088%CaCl2.2H2O、0.00074%MgSO4.7H2O和0.00034%KH2PO4,余 量为水。待植株生长到40-60cm左右(植株开花前期),用脱落酸溶液处理青蒿植株, 同时用水处理的青蒿植株作为对照。两天后,收获整株青蒿的叶片,用高效液相色 谱测定青蒿素含量。

太阳城集团在上述相同的条件下,分别用1μM、10μM和100μM的脱落酸溶液处理青蒿植 株,3个实施例的结果如图1所示,对照植株中青蒿素含量占干重的0.8%-1.4%,用 脱落酸处理过的植株中青蒿素含量有了显著的提高。用1μM的脱落酸处理后,青蒿 中青蒿素的含量达到干重的1.2%-1.9%;用10μM的脱落酸处理后,青蒿素含量达到 干重的1.5%-2.2%;100μM的脱落酸处理后,青蒿素含量达到干重的1.3%-1.7%。

应用本发明的方法,在收获青蒿前两天用脱落酸溶液喷洒青蒿植株,可以显著 提高青蒿素的含量,并且不影响青蒿植株的生物量,从而显著地提高了青蒿素的产 量。由于本方法所采用的脱落酸浓度低,因此具有投资少、效果显著、方便易行的 特点,对于降低青蒿素的生产成本、满足青蒿素的大规模生产具有重要意义。

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