悬浮培养玫瑰茄细胞的生长及泛醌合成的代谢调控

本论文以华南理工大学生物工程实验室多年来驯化培养的玫瑰茄（Hibiscus sadariffa Linn）白色细胞株为实验材料,以Gamborg B5培养基为基础培养基,通过改变培养基的组成与配比、多种外源物质的添加,系统地研究了这些变化对培养玫瑰茄细胞生长及泛醌积累的调控,并研究了不同初始条件下,玫瑰茄细胞悬浮培养过程中主要基质消耗的规律,以及培养细胞的生理生化特性。 在对悬浮培养玫瑰茄细胞生长的调控研究中,实验结果表明,可溶性淀粉不是培养玫瑰茄细胞的有效碳源,葡萄糖与蔗糖均能有效支持玫瑰茄细胞的生长,但蔗糖效果略好于葡萄糖;不同蔗糖浓度研究表明,4%蔗糖为培养玫瑰茄细胞的最佳浓度,其比生长速率达0.2994d-1,过低的蔗糖浓度（2%以下）会表现出基质限制现象,过高的蔗糖浓度却表现出基质抑制现象;B5培养基中的氮源由铵态氮和硝态氮提供,不同氮源总量与配比的研究表明,过高的铵态氮对培养细胞有毒害作用,而对硝态氮的耐受性较佳,且硝态氮的存在可在一定程度上抑制铵态氮的毒害作用,但实验结果也同时表明,维持低铵态氮与高硝态氮较仅有硝态氮的培养效果为佳;磷酸盐、钙离子都是培养玫瑰茄细胞必需的无机营养元素;2,4-D浓度在1mg/L时获得最大生物量,随着浓度的提高,2,4-D逐渐对玫瑰茄细胞的生长表现出抑制效应,而在所试浓度范围内,玫瑰茄细胞却对KT浓度变化不敏感;研究表明,不同的光质也对玫瑰茄细胞的生长有调控作用,紫光、白光对玫瑰茄细胞生长不利,而其它光质虽有差异,但差别不是很显著,其中以蓝光下为较好。不同接种量也对细胞生长表现出明显的调控作用,接种量越大,细胞启动越快,获得最大生物量时问也越短。 本论文也研究了在不同初始条件下,悬浮培养玫瑰茄细胞对培养液中主要基质的消耗规律。在不同碳源条件下,发现凡能有效地支持玫瑰茄细胞生长的碳源,不仅培养细胞生长良好,而且培养液中其它营养元素,如磷源、氮源的吸收也比较迅速:而不能被玫瑰茄细胞利用的碳源,如可溶性淀粉,则培养结果却与此相反。在不同蔗糖浓度的培养条件下,3%、4%蔗糖浓度对培养玫瑰茄细胞是比较恰当的蔗糖浓度,表现在细胞生长良好,其它营养物质的消耗也较为正常:而在过低（2%）或过高（5%）蔗糖浓度下,由于分别表现出了基质限制或抑制现象,使得细胞生长受到限制或抑制,同时其它营养物质的消耗也受到抑制。比较了悬浮培养玫瑰茄细胞过程中,细胞生物量与培养液中过氧化物酶活力或胞外蛋白浓度的关系,认为对数生长期细胞生物量与胞外蛋白浓度具有更紧密的线性关系,