CN105052744A - 快速生长人参细胞株及其大规模继代培养的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种快速生长人参细胞株及其大规模继代培养的方法,其步骤如下:步骤一、人参愈伤组织诱导;步骤二、人参愈伤组织的扩增及继代培养;步骤三、人参不定根的诱导;步骤四、快速生长人参细胞株的初筛;步骤五、一株快速生长人参细胞株的筛选;步骤六、一株快速生长人参细胞株的大规模继代培养。本发明利用组织培养方法筛选快速生长人参不定根细胞株,并对此细胞株不定根进行逐级放大的大规模继代培养,比人参细胞培养更具有实际意义,不但其生长速率快,而且其活性次级代谢产物产率高且比较稳定,同时不受自然环境环境影响,具有操作工艺简单、重复性好、诱导率高、增殖速度快等特点。
Description
技术领域
本发明属于中药人参组织培养领域,涉及一种快速生长人参细胞株及其大规模继代培养的方法。
背景技术
人参(PanaxginsengC.A.Mey),属五加科人参属植物,是著名的药用植物,主要分布在中国东北、韩国和日本。人参的次级代谢产物人参皂苷,具有广泛的生理和药理活性,包括免疫系统调节、抗应激、降血糖、抗炎、抗氧化及抗癌等作用。人参的药用价值被世界广泛关注,近年来随着人参等中药产业化的推进,人参单体皂苷生物活性和药理作用研究的逐步深入,对人参皂苷的需求量显著增加,据估计,世界每年仅销售各种人参未成品就达10亿多美元。人工栽培的人参,生长周期长(约6年左右),繁殖系数低,不能连作(种植过人参的土壤20-30年内难以再利用),且对土壤环境要求严格。由于这些问题,使人参药用产业陷入两难境地。人参组织培养技术具有不受自然环境影响、无重金属和农药残留、培养周期短等特点,且重复性好,诱导率高,操作简单,更易于进行工业化大规模生产,具有很好的发展前景。
发明内容
本发明的目的在于提供一种快速生长人参细胞株及其大规模继代培养的方法,该方法操作简单快速,可重复性好,可以提供安全、质量均一的培养物。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
一种快速生长人参细胞株及其大规模继代培养的方法,包括以下步骤:
步骤一、人参愈伤组织诱导:
在超净工作台中用70-95%的酒精清洗整株人参40-60秒,再用无菌水冲洗人参2-4次,用2-5%的次氯酸钠溶液将冲洗过的人参完全浸泡12-20分钟,再用无菌水冲洗3-6次,将人参放在无菌滤纸上吸干其表面水分;用灭过菌的接种刀将人参切成约0.2-0.5cm厚0.7-1.5cm2的小块接种到准备好的上,在22-28℃的条件下避光培养4-5周,可见愈伤组织的形成。
本步骤中,所述固体培养基为含有0.5-2mg/L2,4-D、0.5-1.5mg/L6-BA和30-40g/L蔗糖的MS固体培养基,pH=5.5-6.5,在121℃、0.1MPa的压力下灭菌15-30分钟备用。
步骤二、人参愈伤组织的扩增及继代培养:
将诱导出的愈伤组织接种在准备好的固体培养基上,在温度22-28℃的条件下避光培养4-5周。
本步骤中,所述固体培养基为含有0.5-2mg/L2,4-D、0.5-1.5mg/L6-BA和30-40g/L蔗糖的MS固体培养基,pH=5.5-6.5,在121℃、0.1MPa的压力下灭菌15-30分钟备用。
步骤三、人参不定根的诱导:
将继代培养后的愈伤组织接种在准备好的固体培养基上,在温度为22-28℃的条件下避光培养2个4-5周,第1个4-5周后经过一次转板,诱导得到人参不定根,并观察记录诱导出的人参不定根日期。
本步骤中,所述固体培养基为含有2.0-7.0mg/LIBA和30-40g/L蔗糖的B5固体培养基,pH=5.5-6.5,在121℃、0.1MPa的压力下灭菌15-30分钟备用。
步骤四、快速生长人参细胞株的初筛:
根据人参不定根生根日期,选择粗细均匀的先诱导出的不定根切成长度相等的片段,接种在准备好的固体培养基上,在温度为22-28℃的条件下避光培养4-5周,每天观察记录其生长情况,初筛生长速度快的细胞株。
本步骤中,所述固体培养基为含有2.0-7.0mg/LIBA和30-40g/L蔗糖的B5固体培养基,pH=5.5-6.5,在121℃、0.1MPa的压力下灭菌15-30分钟备用。
步骤五、一株快速生长人参细胞株的筛选:
将初筛的细胞株选择粗细均匀的不定根切成长度相等的片段,接种在准备好的固体培养基上,在温度为22-28℃的条件下避光培养4-5周,筛选出一株生长速度最快的细胞株。
本步骤中,所述固体培养基为含有2.0-7.0mg/LIBA和30-40g/L蔗糖的B5固体培养基,pH=5.5-6.5,在121℃、0.1MPa的压力下灭菌15-30分钟备用。
步骤六、一株快速生长人参细胞株的大规模继代培养:
将筛选出的一株快速生长人参细胞株不定根接种在液体培养基中,在温度为22-28℃的条件下避光培养4-5周,从250ml小摇瓶经过1L大摇瓶、20L气升式反应器逐级扩大继代培养。
本步骤中,所述液体培养基为含有1.0-5.0mg/LIBA和30-40g/L蔗糖的SH液体培养基,pH=5.5-6.5,在121℃、0.1MPa的压力下灭菌15-40分钟备用。
本发明利用组织培养方法筛选快速生长人参不定根细胞株,并对此细胞株不定根进行逐级放大的大规模继代培养,比人参细胞培养更具有实际意义,不但其生长速率快,而且其活性次级代谢产物产率高且比较稳定,同时不受自然环境环境影响,具有操作工艺简单、重复性好、诱导率高、增殖速度快等特点。
附图说明
图1为人参愈伤组织诱导;
图2为人参愈伤组织诱导不定根;
图3为快速生长人参细胞株筛选;
图4为250ml摇瓶人参不定根扩繁培养;
图5为1L摇瓶人参不定根扩繁培养;
图6为20L气升式反应器人参不定根扩繁培养。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的技术方案作进一步的说明,但并不局限于此,凡是对本发明技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的精神和范围,均应涵盖在本发明的保护范围中。
实施例1:
步骤一、人参愈伤组织诱导:
用2mol/L的HCl和NaOH溶液将1L含有1.5mg/L2,4-D、1.0mg/L6-BA和30g/L蔗糖的MS固体培养基调节pH至6.0,在121℃、0.1MPa的压力下灭菌20分钟备用;在超净工作台内将国家参茸产品质量监督检验中心鉴定的二等野山参的新鲜根用95%的酒精清洗整个人参60秒,再用无菌水冲洗人参2次,用2%的次氯酸钠溶液将冲洗过的人参完全浸泡13分钟,再用无菌水冲洗4次,将人参放在无菌滤纸上吸干其表面的水分;用灭过菌的接种刀将人参切成约0.3cm厚1cm2的小块接种到准备好的固体培养基上,在23℃的条件下避光培养5周,可见愈伤组织的形成(图1)。
步骤二、人参愈伤组织的扩增及继代培养:
用2mol/L的HCl和NaOH溶液将1L含有1.5mg/L2,4-D、1.0mg/L6-BA和30g/L蔗糖的MS固体培养基调节pH至6.0,在121℃、0.1MPa的压力下灭菌20分钟备用;选择生长状态良好的愈伤组织,用灭过菌的手术刀和镊子接种到准备好的MS固体培养基上,在23℃的条件下避光培养5周,进行愈伤组织扩增和继代培养。
步骤三、人参不定根的诱导:
用2mol/L的HCl和NaOH溶液将1L含有3.0mg/LIBA和30g/L蔗糖的B5固体培养基调节pH至6.0,在121℃、0.1MPa的压力下灭菌20分钟备用;选择生长状态良好的愈伤组织,用灭过菌的手术刀和镊子接种到准备好的B5固体培养基上,在23℃的条件下避光培养2个5周,第1个5周后经过一次转板,诱导得到人参不定根(图2),并观察记录诱导出的人参不定根日期。
步骤四、快速生长人参细胞株的初筛:
用2mol/L的HCl和NaOH溶液将1L含有3.0mg/LIBA和30g/L蔗糖的B5固体培养基调节pH至6.0,在121℃、0.1MPa的压力下灭菌20分钟备用;选择粗细均匀的不定根,用灭过菌的手术刀和镊子切成长度0.5cm的片段,接种在准备好的B5固体培养基上,在温度23℃的条件下避光培养4周,初步筛选出生长速度较快的细胞株ABCDE。
步骤五、一株快速生长人参细胞株的筛选:
用2mol/L的HCl和NaOH溶液将1L含有3.0mg/LIBA和30g/L蔗糖的B5固体培养基调节pH至6.0,在121℃、0.1MPa的压力下灭菌20分钟备用;将初筛出的细胞株ABCDE选择粗细均匀的不定根,用灭过菌的手术刀和镊子切成长度0.5cm的片段,接种在准备好的B5培养基上,在温度为23℃的条件下避光培养4周,筛选出一株生长速度最快的细胞株C(图3)。
步骤六、一株快速生长人参细胞株的大规模继代培养:
250ml摇瓶人参不定根扩繁培养(图4):用2mol/L的HCl和NaOH溶液将装在250ml三角瓶中的100ml含有3.0mg/LIBA和30g/L蔗糖的SH液体培养基调节pH至6.0,在121℃、0.1MPa的压力下灭菌20分钟备用;将筛选出的人参细胞株C不定根用灭过菌的手术刀和镊子切成0.5cm左右的片段接种在准备好的SH液体培养基中,在温度为23℃的条件下避光80rpm振荡培养4周,进行人参不定根的扩繁和继代培养。
1L摇瓶人参不定根扩繁培养(图5):用2mol/L的HCl和NaOH溶液将装在1L三角瓶中的500ml含有3.0mg/LIBA和30g/L蔗糖的SH液体培养基调节pH至6.0,在121℃、0.1MPa的压力下灭菌20分钟备用;将通过250ml摇瓶扩繁的不定根用灭过菌的手术刀和镊子切成0.5cm左右的片段接种在准备好的SH液体培养基中,在温度为23℃的条件下避光80rpm振荡培养4周,继续人参不定根的扩繁。
20L摇瓶人参不定根扩繁培养(图6):用2mol/L的HCl和NaOH溶液将装在20L气升式反应器中的13L含有2.0mg/LIBA和30g/L蔗糖的SH液体培养基调节pH至6.0,在121℃、0.1MPa的压力下灭菌30分钟备用;将通过1L摇瓶扩繁的不定根用灭过菌的手术刀和镊子切成0.5cm左右的片段接种在准备好的SH液体培养基中,在温度为23℃的条件下避光通入无菌空气培养4周,得到大量人参不定根。实施例2:
步骤一、人参愈伤组织诱导:
用2mol/L的HCl和NaOH溶液将1L含有1.2mg/L2,4-D、0.7mg/L6-BA和35g/L蔗糖的MS固体培养基调节pH至5.9,在121℃、0.1MPa的压力下灭菌20分钟备用;在超净工作台内将国家参茸产品质量监督检验中心鉴定的二等野山参的新鲜根用95%的酒精清洗整个人参50秒,再用无菌水冲洗人参2次,用2%的次氯酸钠溶液将冲洗过的人参完全浸泡15分钟,再用无菌水冲洗4次,将人参放在无菌滤纸上吸干其表面的水分;用灭过菌的接种刀将人参切成约0.3cm厚1cm2的小块接种到准备好的固体培养基上,在24℃的条件下避光培养5周,可见愈伤组织的形成(图1)。
步骤二、人参愈伤组织的扩增及继代培养:
用2mol/L的HCl和NaOH溶液将1L含有1.2mg/L2,4-D、0.7mg/L6-BA和35g/L蔗糖的MS固体培养基调节pH至5.9,在121℃、0.1MPa的压力下灭菌20分钟备用;选择生长状态良好的愈伤组织,用灭过菌的手术刀和镊子接种到准备好的MS固体培养基上,在24℃的条件下避光培养5周,进行愈伤组织扩增和继代培养。
步骤三、人参不定根的诱导:
用2mol/L的HCl和NaOH溶液将1L含有4.0mg/LIBA和35g/L蔗糖的B5固体培养基调节pH至5.8,在121℃、0.1MPa的压力下灭菌20分钟备用;选择生长状态良好的愈伤组织,用灭过菌的手术刀和镊子接种到准备好的B5固体培养基上,在23℃的条件下避光培养2个5周,第1个5周后经过一次转板,诱导得到人参不定根(图2),并观察记录诱导出的人参不定根日期。
步骤四、快速生长人参细胞株的初筛:
用2mol/L的HCl和NaOH溶液将1L含有4.0mg/LIBA和35g/L蔗糖的B5固体培养基调节pH至5.8,在121℃、0.1MPa的压力下灭菌20分钟备用;选择粗细均匀的不定根,用灭过菌的手术刀和镊子切成长度0.5cm的片段,接种在准备好的B5固体培养基上,在温度24℃的条件下避光培养4周,初步筛选出生长速度较快的细胞株ABCDEF。
步骤五、一株快速生长人参细胞株的筛选:
用2mol/L的HCl和NaOH溶液将1L含有2.0mg/LIBA和35g/L蔗糖的B5固体培养基调节pH至5.8,在121℃、0.1MPa的压力下灭菌20分钟备用;将初筛出的细胞株ABCDEF选择粗细均匀的不定根,用灭过菌的手术刀和镊子切成长度0.5cm的片段,接种在准备好的B5培养基上,在温度为24℃的条件下避光培养4周,筛选出一株生长速度最快的细胞株B(图3)。
步骤六、一株快速生长人参细胞株的大规模继代培养:
250ml摇瓶人参不定根扩繁培养(图4):用2mol/L的HCl和NaOH溶液将装在250ml三角瓶中的100ml含有2.0mg/LIBA和35g/L蔗糖的SH液体培养基调节pH至5.8,在121℃、0.1MPa的压力下灭菌20分钟备用;将筛选出的人参细胞株B不定根用灭过菌的手术刀和镊子切成0.5cm左右的片段接种在准备好的SH液体培养基中,在温度为24℃的条件下避光100rpm振荡培养5周,进行人参不定根的扩繁和继代培养。
1L摇瓶人参不定根扩繁培养(图5):用2mol/L的HCl和NaOH溶液将装在1L三角瓶中的500ml含有2.0mg/LIBA和35g/L蔗糖的SH液体培养基调节pH至5.9,在121℃、0.1MPa的压力下灭菌20分钟备用;将通过250ml摇瓶扩繁的不定根用灭过菌的手术刀和镊子切成0.5cm左右的片段接种在准备好的SH液体培养基中,在温度为23℃的条件下避光100rpm振荡培养5周,继续人参不定根的扩繁。
20L摇瓶人参不定根扩繁培养(图6):用2mol/L的HCl和NaOH溶液将装在20L气升式反应器中的13L含有3.0mg/LIBA和35g/L蔗糖的SH液体培养基调节pH至5.8,在121℃、0.1MPa的压力下灭菌30分钟备用;将通过1L摇瓶扩繁的不定根用灭过菌的手术刀和镊子切成0.5cm左右的片段接种在准备好的SH液体培养基中,在温度为23℃的条件下避光通入无菌空气培养5周,得到大量人参不定根。
Claims (7)
1.一种快速生长人参细胞株及其大规模继代培养的方法,其特征在于所述方法步骤如下:
步骤一、人参愈伤组织诱导:
在超净工作台中用70-95%的酒精清洗整株人参40-60秒,再用无菌水冲洗人参2-4次,用2-5%的次氯酸钠溶液将冲洗过的人参完全浸泡12-20分钟,再用无菌水冲洗3-6次,将人参放在无菌滤纸上吸干其表面水分;用灭过菌的接种刀将人参切成0.2-0.5cm厚0.7-1.5cm2的小块接种到准备好的固体培养基上,在22-28℃的条件下避光培养4-5周,可见愈伤组织的形成;
步骤二、人参愈伤组织的扩增及继代培养:
将诱导出的愈伤组织接种在准备好的固体培养基上,在温度22-28℃的条件下避光培养4-5周;
步骤三、人参不定根的诱导:
将继代培养后的愈伤组织接种在准备好的固体培养基上,在温度为22-28℃的条件下避光培养2个4-5周,第1个4-5周后经过一次转板,诱导得到人参不定根,并观察记录诱导出的人参不定根日期;
步骤四、快速生长人参细胞株的初筛:
根据人参不定根生根日期,选择粗细均匀的先诱导出的不定根切成长度相等的片段,接种在准备好的固体培养基上,在温度为22-28℃的条件下避光培养4-5周,每天观察记录其生长情况,初筛生长速度快的细胞株;
步骤五、一株快速生长人参细胞株的筛选:
将初筛的细胞株选择粗细均匀的不定根切成长度相等的片段,接种在准备好的固体培养基上,在温度为22-28℃的条件下避光培养4-5周,筛选出一株生长速度最快的细胞株;
步骤六、一株快速生长人参细胞株的大规模继代培养:
将筛选出的一株快速生长人参细胞株不定根接种在液体培养基中,在温度为22-28℃的条件下避光培养4-5周,从250ml小摇瓶经过1L大摇瓶、20L气升式反应器逐级扩大继代培养。
2.根据权利要求1所述的快速生长人参细胞株及其大规模继代培养的方法,其特征在于所述步骤一中,固体培养基为含有0.5-2mg/L2,4-D、0.5-1.5mg/L6-BA和30-40g/L蔗糖的MS固体培养基,pH=5.5-6.5,在121℃、0.1MPa的压力下灭菌15-30分钟备用。
3.根据权利要求1所述的快速生长人参细胞株及其大规模继代培养的方法,其特征在于所述步骤二中,固体培养基为含有0.5-2mg/L2,4-D、0.5-1.5mg/L6-BA和30-40g/L蔗糖的MS固体培养基,pH=5.5-6.5,在121℃、0.1MPa的压力下灭菌15-30分钟备用。
4.根据权利要求1所述的快速生长人参细胞株及其大规模继代培养的方法,其特征在于所述步骤三中,固体培养基为含有2.0-7.0mg/LIBA和30-40g/L蔗糖的B5固体培养基,pH=5.5-6.5,在121℃、0.1MPa的压力下灭菌15-30分钟备用。
5.根据权利要求1所述的快速生长人参细胞株及其大规模继代培养的方法,其特征在于所述步骤四中,固体培养基为含有2.0-7.0mg/LIBA和30-40g/L蔗糖的B5固体培养基,pH=5.5-6.5,在121℃、0.1MPa的压力下灭菌15-30分钟备用。
6.根据权利要求1所述的快速生长人参细胞株及其大规模继代培养的方法,其特征在于所述步骤五中,固体培养基为含有2.0-7.0mg/LIBA和30-40g/L蔗糖的B5固体培养基,pH=5.5-6.5,在121℃、0.1MPa的压力下灭菌15-30分钟备用。
7.根据权利要求1所述的快速生长人参细胞株及其大规模继代培养的方法,其特征在于所述步骤六中,液体培养基为含有1.0-5.0mg/LIBA和30-40g/L蔗糖的SH液体培养基,pH=5.5-6.5,在121℃、0.1MPa的压力下灭菌15-40分钟备用。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20151118 |