藥用植物大規(guī)模組織培養(yǎng)

第一章 概論1 第一節(jié) 藥用植物對人類的貢獻1 第二節(jié) 生物技術應用的意義3 第三節(jié) 植物細胞培養(yǎng)生產(chǎn)藥用次生代謝產(chǎn)物4 第四節(jié) 促進藥用植物細胞培養(yǎng)生產(chǎn)次生代謝產(chǎn)物的措施和技術8
一、篩選高含量的細胞系8
二、用培養(yǎng)液的調(diào)整來促進目的產(chǎn)物的合成9
三、優(yōu)化培養(yǎng)環(huán)境和培養(yǎng)條件11
四、誘導子的作用（elicitation) 12
五、滲透處理13
六、產(chǎn)品的原地轉(zhuǎn)移13
七、β-環(huán)糊精的應用14 第五節(jié) 植物器官培養(yǎng)生產(chǎn)藥用次生代謝產(chǎn)物14 第六節(jié) 毛狀根培養(yǎng)生產(chǎn)藥用次生代謝產(chǎn)物15 第七節(jié) 藥用植物固定化細胞培養(yǎng)生產(chǎn)次生代謝產(chǎn)物17 第八節(jié) 生物轉(zhuǎn)化法用于次生代謝物的生產(chǎn)19 第九節(jié) 藥用植物細胞的大規(guī)模培養(yǎng)21 第十節(jié) 我國藥用植物組織培養(yǎng)的發(fā)展與策略22
一、我國藥用植物組織培養(yǎng)的發(fā)展22
二、我國藥用植物組織培養(yǎng)的策略分析23 主要參考文獻27第二章 藥用植物克隆培養(yǎng)中活性成分合成及其調(diào)控31 第一節(jié) 國內(nèi)外現(xiàn)狀，意義31
一、國內(nèi)外現(xiàn)狀31
二、研究意義32 第二節(jié) 基本理論和基本方法33
一、藥用植物克隆培養(yǎng)中活性成分生物合成途徑的研究33
二、參與生物合成相關酶的提取分離、純化及性質(zhì)分析35
三、生物合成相關基因的克隆、分離及表達特性的研究35
四、生物合成調(diào)控的研究43 第三節(jié) 活性成分代謝與調(diào)控研究的實例47 第四節(jié) 活性成分合成與調(diào)控研究的熱點領域56
一、活性成分的貯存56
二、活性成分的運輸57
三、活性成分的降解58 第五節(jié) 存在問題及展望58 主要參考文獻59第三章 藥用植物組織培養(yǎng)的基本方法63 第一節(jié) 藥用植物組織培養(yǎng)的基本設備及技術63
一、基本設備63
二、基本操作技術69 第二節(jié) 藥用植物組織培養(yǎng)的技術與方法82
一、藥用植物組織培養(yǎng)的基本技術和方法82
二、外植體的接種91
三、影響藥用植物組織培養(yǎng)的因素91
四、增加藥用植物組織培養(yǎng)物中活性成分的方法93 主要參考文獻96第四章 反應器在藥用植物大規(guī)模培養(yǎng)中的應用98 第一節(jié) 反應器應用的必要性99 第二節(jié) 反應器的理論基礎100
一、反應器的分類100
二、反應器的體積101
三、植物細胞、組織或器官培養(yǎng)用反應器106
四、培養(yǎng)介質(zhì)的流變學特性108
五、反應器內(nèi)的多相流動形態(tài)及培養(yǎng)液性質(zhì)109
六、反應器內(nèi)的質(zhì)量傳遞110
七、反應器內(nèi)的熱量傳遞113
八、反應器內(nèi)存在的剪切應力問題114
九、反應器流動模型117
十、反應器的放大120
十一、過程參數(shù)檢測與控制126 第三節(jié) 反應器的種類及選擇130
一、植物細胞培養(yǎng)的特點130
二、反應器的設計基本要求130
三、用于植物細胞培養(yǎng)的反應器131
四、各類反應器131
五、反應器的比較與選擇144
六、植物組織培養(yǎng)及反應器145
七、反應器的放大145 主要參考文獻146第五章 藥用植物的細胞培養(yǎng)及工業(yè)化生產(chǎn)147 第一節(jié) 藥用植物的細胞培養(yǎng)147
一、單細胞的分離148
二、單細胞培養(yǎng)的方法149
三、單細胞的培養(yǎng)條件150
四、高產(chǎn)細胞系的誘導和篩選151 第二節(jié) 藥用植物愈傷組織的誘導與培養(yǎng)152
一、愈傷組織的誘導以及影響因素153
二、愈傷組織的生長155
三、愈傷組織發(fā)生的形態(tài)學和細胞學156 第三節(jié) 細胞懸浮培養(yǎng)157
一、培養(yǎng)系統(tǒng)157
二、懸浮細胞培養(yǎng)周期159
三、細胞培養(yǎng)的基本程序159
四、培養(yǎng)設備和裝置160
五、懸浮培養(yǎng)細胞的同步化162
六、懸浮細胞培養(yǎng)中細胞生長的計算163
七、影響細胞分散度的因素以及提高細胞分散度的方法164
八、影響懸浮細胞培養(yǎng)的因素165 第四節(jié) 藥用植物細胞培養(yǎng)的工業(yè)化生產(chǎn)167
一、人參細胞懸浮培養(yǎng)及工業(yè)化生產(chǎn)人參皂苷168
二、紫草的細胞培養(yǎng)與工廠化生產(chǎn)紫草素172 主要參考文獻174第六章 藥用植物的組織和器官培養(yǎng)176 第一節(jié) 藥用植物組織和器官培養(yǎng)的意義176 第二節(jié) 藥用植物的快速繁殖176 第三節(jié) 藥用植物的愈傷組織培養(yǎng)和植物再生181 第四節(jié) 藥用植物的體細胞胚胎發(fā)生和植株再生185 第五節(jié) 藥用植物的原生質(zhì)體培養(yǎng)189 第六節(jié) 藥用植物的花藥培養(yǎng)195 第七節(jié) 藥用植物的人工種子197 主要參考文獻199第七章 藥用植物轉(zhuǎn)基因組織和器官培養(yǎng)203 第一節(jié) 藥用植物轉(zhuǎn)基因組織和器官培養(yǎng)的研究進展與發(fā)展前景203
一、研究歷史、存在的問題、發(fā)展前景203
二、轉(zhuǎn)化機理與培養(yǎng)特點204
三、轉(zhuǎn)基因組織和器官培養(yǎng)的應用205
四、轉(zhuǎn)基因組織和器官的生長與活性成分積累的調(diào)控211 第二節(jié) 藥用植物轉(zhuǎn)基因組織和器官培養(yǎng)的主要技術環(huán)節(jié)213
一、農(nóng)桿菌菌種的保存與培養(yǎng)（包括菌種所含質(zhì)粒的改造）213
二、藥用植物無菌培養(yǎng)體系的建立214
三、轉(zhuǎn)化［菌種的活化、外植體的選擇、接菌方式（共培養(yǎng)、針刺、負壓等）］214
四、除菌及篩選215
五、轉(zhuǎn)化的證實215
六、轉(zhuǎn)基因組織和器官培養(yǎng)體系的建立215
七、轉(zhuǎn)基因組織和器官的生長與活性成分積累的調(diào)控技術216
八、搖瓶培養(yǎng)與反應器培養(yǎng)技術216 第三節(jié) 藥用植物轉(zhuǎn)基因組織和器官培養(yǎng)的實例217
一、毛狀根培養(yǎng)的實例（紫草）217
二、冠癭組織培養(yǎng)的實例（丹參）222
三、毛狀根與冠癭組織共培養(yǎng)的實例（Duboisia雜交種與顛茄）229
四、雙轉(zhuǎn)化毛狀根培養(yǎng)的實例（栝樓）233
五、綠色毛狀根培養(yǎng)的實例（長春花）235 第四節(jié) 轉(zhuǎn)基因藥用植物生產(chǎn)疫苗等生物活性成分與基因工程育種238
一、轉(zhuǎn)基因藥用植物生產(chǎn)抗體和疫苗238
二、基因工程育種及安全性評價246 主要參考文獻251第八章 人參不定根和毛狀根的培養(yǎng)256 第一節(jié) 人參屬藥用植物組織和細胞培養(yǎng)的研究進展256
一、愈傷組織的誘導與培養(yǎng)256
二、試管苗的再生257
三、細胞懸浮培養(yǎng)258
四、反應器培養(yǎng)260
五、毛狀根和冠癭瘤的培養(yǎng)260 第二節(jié) 人參不定根和毛狀根培養(yǎng)的材料與方法262
一、植物材料262
二、愈傷組織的誘導和增殖262
三、不定根的誘導和增殖263
四、毛狀根的誘導、鑒別和增殖263
五、不定根和毛狀根的搖瓶培養(yǎng)264
六、不定根和毛狀根的生物反應器培養(yǎng)264
七、培養(yǎng)基中無機成分的分析264
八、培養(yǎng)基成分對于不定根和毛狀根生長和皂苷含量影響的研究264
九、物理環(huán)境對不定根和毛狀根生長以及皂苷生產(chǎn)的影響267
十、根重量的測定267
十一、皂苷含量的測定267
十二、人參多糖的測定268
十三、可溶性糖和總糖含量的測定268 第三節(jié) 人參不定根培養(yǎng)的實驗結果269
一、愈傷組織和不定根的誘導與增殖269
二、搖瓶培養(yǎng)中培養(yǎng)基鹽濃度對不定根生長和皂苷形成的影響269
三、植物生長調(diào)節(jié)劑對不定根生長和皂苷形成的影響270
四、生物反應器實驗中補充培養(yǎng)基對不定根培養(yǎng)的影響270
五、搖瓶培養(yǎng)時大量元素和金屬元素對于不定根生長和皂苷形成的影響271
六、搖瓶和反應器中N源對于不定根生長和皂苷合成的影響271
七、搖瓶培養(yǎng)中碳源和滲透劑對不定根生長和皂苷合成的影響272
八、生物反應器類型對不定根生長和皂苷合成的影響273
九、搖瓶和生物反應器兩步培養(yǎng)時誘導劑對不定根生長和皂苷合成的影響273
十、碳、氮和磷饑餓在兩步培養(yǎng)系統(tǒng)中對不定根生長和皂苷合成的影響274
十一、白天和黑夜不同溫度（DIF）的變化對人參不定根生長和皂苷合成的影響275 第四節(jié) 人參毛狀根培養(yǎng)的實驗結果275
一、搖瓶培養(yǎng)時毛狀根生長和皂苷合成的特點275
二、毛狀根培養(yǎng)時培養(yǎng)基成分的變化275
三、搖瓶培養(yǎng)時培養(yǎng)基的鹽濃度對毛狀根生長和皂苷合成的影響276
四、反應器培養(yǎng)時植物生長調(diào)節(jié)劑對毛狀根生長和皂苷合成的影響276
五、搖瓶和生物反應器培養(yǎng)時碳源對毛狀根生長和皂苷合成的影響277
六、搖瓶培養(yǎng)時滲透壓對毛狀根生長和皂苷合成的影響277
七、搖瓶和生物反應器培養(yǎng)時誘導劑對毛狀根生長和皂苷合成的影響277
八、搖瓶培養(yǎng)時培養(yǎng)基pH值對毛狀根生長和皂苷合成的影響278
九、白天和黑夜不同溫度（DIF）的變化對毛狀根生長和皂苷合成的影響278
十、反應器培養(yǎng)時光照對毛狀根生長和皂苷合成的影響279 主要參考文獻279第九章 藥用植物組織培養(yǎng)物的色譜分析282 第一節(jié) 薄層掃描法283
一、薄層色譜的固定相284
二、展開劑285
三、薄層掃描法及其儀器286
四、薄層掃描定量方法287
五、分析實例--小蔓長春花組織培養(yǎng)物中長春胺的含量測定288 第二節(jié) 氣相色譜與氣相-質(zhì)譜聯(lián)用技術289
一、天然產(chǎn)物分析常用的氣相色譜289
二、儀器的基本組成290
三、色譜柱的類型和選擇290
四、常用檢測器291
五、氣相-質(zhì)譜聯(lián)用292
六、在中藥和天然產(chǎn)物揮發(fā)油分析上的應用294 第三節(jié) 高效液相色譜法294
一、HPLC的關鍵部分--色譜柱295
二、檢測器297
三、分析實例301 第四節(jié) 高效毛細管電泳法303
一、HPCE的基本原理303
二、毛細管區(qū)帶電泳(CZE)303
三、膠束電動毛細管色譜（MECC) 304
四、天然有效成分的分析應用304
五、毛細管柱305
六、檢測方法306 第五節(jié) 樣品前處理306
一、前處理方法的選擇307
二、樣品前處理技術308 主要參考文獻311附錄 國內(nèi)外部分常用藥用植物組織培養(yǎng)方法312 主要參考文獻338