煙草毛狀根中茄尼醇的研究進(jìn)展與展望

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1、煙草毛狀根中茄尼醇的研究進(jìn)展與展望　　摘要：茄尼醇是一種具有高科技含量和高附加值的化合物，該文通過查閱文獻(xiàn)，闡述了茄尼醇、毛狀根以及煙草毛狀根中茄尼醇的研究進(jìn)展，同時對煙草毛狀根中茄尼醇的研究提出展望，以期待為研究提高煙草毛狀根中次生代謝物茄尼醇含量和穩(wěn)定性的方法和技術(shù)提供依據(jù)?！　￡P(guān)鍵詞：茄尼醇煙草毛狀根進(jìn)展與展望　　中圖分類號：S567.239文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1674-098X（2017）02（b）-0253-02　　1茄尼醇　　茄尼醇（solanesol）是一種天然化合物，主要存在于茄科、?？浦参镏校瑹熑~中含量最

2、為顯著，可達(dá)到0.3%～3%[1]。1956年，Rowland等[2]首次從煙薰煙葉中分離得到。茄尼醇化學(xué)名稱為九聚異戊二烯醇，是一個四倍半烯萜醇，分子式C45H74O，分子量為631.07，茄尼醇粗品在常溫下呈棕黑色糊狀，加熱后呈粘稠性的液狀，有芳香味，純品為白色粉狀固體[3]。目前茄尼醇主要從煙葉中提取并進(jìn)行純化，純度可達(dá)到95%以上。　　茄尼醇本身具有較強(qiáng)的抗生物活性如抗氧化能力、消炎殺菌能力、抗輻射能力等，用于治療壞血病、胃潰瘍及十二指腸潰瘍、壞死性牙周炎等，有凝血作用，可用于止血；還可治療亞急性肝壞死、急慢性肝炎等[

3、4]。茄尼醇由于其本身特殊的分子結(jié)構(gòu)，可以用于合成多種醫(yī)藥中間體，在醫(yī)藥領(lǐng)域有著極其重要的作用，例如可以合成治療腫瘤藥物、抗艾滋病病毒藥物、抗?jié)兯幬?、泛醌類化合物如輔酶Q10和維生素K2等[5]，尤其是近些年發(fā)達(dá)國家對輔酶Q10的生產(chǎn)和廣泛應(yīng)用，使得茄尼醇的經(jīng)濟(jì)價值也迅猛攀升。茄尼醇是一種具有高科技含量和高附加值的應(yīng)用型化合物，相信在今后相當(dāng)長的一段時間內(nèi)，都會是市場的熱點(diǎn)。　　2毛狀根　　毛狀根（hairyroot）又稱發(fā)根、發(fā)狀根，是由Smih和Townsend于1907年發(fā)現(xiàn)并提出此概念，他們發(fā)現(xiàn)用發(fā)根農(nóng)桿菌侵染植物外

4、植體能誘導(dǎo)產(chǎn)生毛狀根；Riker等于1930年再次闡述了該現(xiàn)象；1982年Chilton報道發(fā)根農(nóng)桿菌侵染植物產(chǎn)生發(fā)狀根的機(jī)理；到現(xiàn)在為止，已獲得了300多種植物的毛狀根體系。毛狀根具有生長速度快、遺傳性能穩(wěn)定的特點(diǎn)，并且能夠合成具有該植物特征的次生代謝產(chǎn)物，利用此特點(diǎn)，可以解決藥用植物野生資源短缺、受自然環(huán)境因素影響大、栽培條件受限、人工栽培年限長、人力成本大、藥用成分含量低及含量不穩(wěn)定等問題，為人工利用生物技術(shù)生產(chǎn)合成有效藥用成分提供了一條新途徑。近些年，通過國內(nèi)外專家、學(xué)者的不斷研究探索，有一些毛狀根已經(jīng)進(jìn)入大規(guī)模生產(chǎn)研

5、究階段，例如黃芪的毛狀根培養(yǎng)[6]；紫草、人參、長春花等植物的毛狀根已能進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)[7]。另一方面，通過對毛狀根的誘導(dǎo)，可以產(chǎn)生再生植株，為分子育種、培養(yǎng)新的種子資源提供了可能?！　〉侥壳盀橹梗冒l(fā)根農(nóng)桿菌誘導(dǎo)產(chǎn)生毛狀根，主要集中在雙子葉植物中，現(xiàn)已誘導(dǎo)的毛狀根多集中在茄科、菊科、十字花科、傘形科、五加科、豆科、蓼科等科，主要是草本植物。單子葉植物誘導(dǎo)產(chǎn)生毛狀根的報道較少見，僅見周立剛等[8]從鴨趾草科植物露水草中誘導(dǎo)形成毛狀根的報道。　　研究發(fā)根農(nóng)桿菌誘導(dǎo)產(chǎn)生毛狀根的主要目的是利用毛狀根產(chǎn)生次生代謝產(chǎn)物，便于進(jìn)一步用于

6、醫(yī)藥、化工、食品等領(lǐng)域的研究和生產(chǎn)。而次生代謝物的含量積累又與毛狀根的生長量密不可分。目前研究發(fā)現(xiàn)，影響毛狀根生長的因素主要有兩方面，一是物理因素，主要包括溫度、pH值、光照、通風(fēng)量、培養(yǎng)容器及方法等。二是化學(xué)因素和生物技術(shù)，主要包括碳源、外源激素、前體物質(zhì)、誘導(dǎo)子等[7]?！　∶珷罡臄U(kuò)大培養(yǎng)和規(guī)模化生產(chǎn)，目前主要利用生物反應(yīng)器來進(jìn)行，多種植物已可以利用生物反應(yīng)器生產(chǎn)產(chǎn)品，但由于技術(shù)水平、工藝和成本等原因，僅少數(shù)植物產(chǎn)品，如人參皂苷、紫草寧、紫衫醇等，在美國、日本、德國等國家實現(xiàn)了商業(yè)化應(yīng)用[7]?！　?煙草毛狀根中茄尼醇研

7、究進(jìn)展　　目前，關(guān)于煙草毛狀根中茄尼醇的研究較少，國內(nèi)較全面的有王英娟等[9]的相關(guān)報道。王英娟等研究發(fā)現(xiàn)，MS液體培養(yǎng)基培養(yǎng)出的煙草毛狀根含量更高，但仍比廢棄煙葉中的茄尼醇含量低43.2%。煙草毛狀根中茄尼醇的研究主要圍繞茄尼醇含量展開研究工作，研究內(nèi)容主要包括以下幾方面：　　一是篩選更適合誘導(dǎo)煙草毛狀根的農(nóng)桿菌菌株和培養(yǎng)基?！　《呛Y選并培養(yǎng)更適合茄尼醇含量積累的煙草品種，作為外植體，以便進(jìn)一步誘導(dǎo)產(chǎn)生毛狀根?！　∪茄芯窟m合煙草毛狀根誘導(dǎo)和培養(yǎng)的方法；目前常用的方法有葉盤轉(zhuǎn)化法、莖稈（或葉柄）涂抹法、原生質(zhì)體共培養(yǎng)法等[

8、3]。　　四是研究更適合煙草毛狀根次生代謝物茄尼醇積累的條件因子。影響次生代謝物積累的條件因子主要有化學(xué)條件因子、物理條件因子和生物技術(shù)條件因子[10]?；瘜W(xué)條件因子包括激素的有無和激素的種類，培養(yǎng)基成分的影響等；物理條件因子包括光照的強(qiáng)度、時間，單色光的種類、溫度與濕度等；