假柴龙树属植物资源的开发利用与喜树碱及类似物的生产综述

来源:岁月联盟 作者: 时间:2015-01-02

  4.2器官培养和快繁育苗
  采用MS作为基本培养基附加0.91~4.45 μmoL/L的thidiazuron可以从臭味假柴龙树不同来源的外植体中成功诱导出不定根培养物,培养物在附加0.88~2.22 μmoL/L BA和0.49 μmoL/L IAA的MS培养基中生长良好,再生植株的温室成苗率为50%[20]。以该植物未成熟的合子胚为材料,在MS培养基中附加NAA(71.36 μmoL/L)和BA(8.87 μmoL/L)也可以得到根培养物,喜树碱和9-甲氧基喜树碱含量可分别达到干重的0.010 0%和0.001 6%,但低于野生植株[21]。另外,从未成熟的合子胚诱导得到的愈伤组织可以在没有激素的MS培养基中形成无性细胞胚,分别含有干重0.011 0%的喜树碱和0.002 8%的9-甲氧基喜树碱[22]。无性胚附加BA可以再生植株,成苗率达到90%,2年的再生植株含有干重0.200%的喜树碱和0.097%的9-甲氧基喜树碱,可达到野生植株水平[22]。取生长2.5年的臭味假柴龙树组培苗新鲜芽进行增殖培养,短时间内可得到大量试管苗,根部喜树碱含量达0.107 2 mg/g(干重),叶中的含量较低[23]。但2.5年和3.5年后,其叶片喜树碱含量分别为干重的0.106 8、0.162 0 mg/g,喜树碱随着苗龄的增长而增长[23]。
  4.3繁殖生物学研究
  该属植物的繁殖生物学研究仅有对臭味假柴龙树的报道[24]。臭味假柴龙树的繁殖方式极为丰富,有单性雌花,单性雄花,雌雄同株,雌雄同花,雄花两性花同株,雌花两性花同株,三性花同株。花期一般在7—8月,早花大部分为雌雄异株,晚花大部分为雌雄同株,雌雄同花,还有一些其他类型的花。种子在11—12月成熟,并于翌年5—6月南亚季风雨季到来时萌发。
  
  5展望
  
  开发利用假柴龙树属植物资源产生喜树碱及类似物的研究,目前已取得了可喜的进展,主要表现在对其资源现状和生物技术的研究上,为人类开发假柴龙树属植物资源奠定了良好的基础。但是,作为近些年来才开始引起重视的一类植物资源,对假柴龙树属植物资源研究还有很多工作有待于进一步深入。
  一是对其繁殖生物学研究有待于加强。另外,对于该属植物的生态学研究也几乎没有涉及,这些研究将决定人类采取何种措施对该属植物资源进行更好的保护、利用、开发或人工大规模种植[4]。二是在假柴龙树属植物的生物技术研究中,细胞培养可以产生高含量的目标产物[18-19],但在生物反应器中的研究还没有,这些研究将为在工业化水平产生喜树碱及其衍生物提供依据。同时,该属植物的器官培养物和快繁育苗植株次生物质的含量还不够理想[20-23],应从野外植株中诱导培养并筛选高含量的无性克隆系。三是对于假柴龙树属植物内喜树碱生物合成的基础研究还没有涉及。这些研究将有助于更好地应用现代基因工程技术对次生代谢产物的合成进行代谢调节,以提高目标产物的产量[7]。同样作为木本植物,假柴龙树属植物与喜树相比,最大的优势在于该属植物尤其是臭味假柴龙树含有更多的目标产物,这使得人类可以更好地开发利用假柴龙树属植物来产生喜树碱及类似物,作为从喜树资源中获取该类次生代谢产物之外的非常有效的补充和替代途径。
  
  6参考文献
  [1] 中国科学院中国植物志编辑委员会.中国植物志[M].北京:科学出版社,2009:48-53.
  [2] 李猛,黄意涵,李沁媛,等.HPLC法测定马比木中喜树碱的含量[J].绵阳师范学院学报,2010,29(2):60-62.
  [3] GOVINDACHARI T R,VISWANATHAN N.Alkaloids of Mappia foetida[J].Phytochemistry,1972,11(12):3529-3531.
  [4] UMA SHAANKER R,RAMESHA B T,RAVIKANTH G,et al.Chapter 10 chemical profiling of Nothapodytes nimmoniana for camptothecin,an important anticancer alkaloid:towards the development of a sustainable production system.In:Ramawat KG,Mérillon JM(eds.)Bioactive Molec-ules and Medicinal Plants[M].Germnay:Springer,2008:197-213.
  [5] WALL M E,WANI M C,COOKE C E,et al.Plant antitumor agents,the isolation and structure of camptothecin,a novel alkaloidal leukaemia and tumor inhibitor from Camptotheca acuminata[J].Journal of the American Chemical Society,1966,88(16):3888-3890.
  [6] HISANG Y H,HERIZBERG R,HECHT S,et al.Camptothecin induces protein-linked DNA breaks via mammalian DNA topoisomerase I[J].The Journal of Biological Chemistry,1985,260(27):14873-14878.
  [7] SIRIKANTARAMAS S,ASANO T,SUDO H,et al.Camptothecin:thera-peutic potential and biotechnology[J].Current Pharmaceutical Biotechn-ology,2007,8(4):196-202.
  [8] ROJA G.Comparative studies on the camptothecin content from Notha-podytes foetida and Ophiorrhiza species[J].Natural Product Research,2006,20(1):85-88.
  [9] AIYAMA R,NAGAI H,NOKATA K,et al.A camptothecin derivative from Nothapodytes foetida[J].Phytochemistry,1988,27(11):3663-3664.
  [10] WU T S,LEU Y L,HSU H C,et al.Constituents and cytotoxic principles of Nothapodytes foetida[J].Photochemistry,1995,39(2):383-385.
  [11] SRINIVAS K V N S,DAS B.9-Methoxy-20-O-acetylcamptothecin,a minor new alkaloid from Nothapodites foetida[J].Biochemical Syste-matics and Ecology,2003,31(2):85-87.
  [12] WU S FANG,HSIEH P W,WU C C.Camptothecinoids from the seeds of Taiwanese Nothapodytes foetida[J].Molecules,2008,13(6):1361-(下转第248页)
  (上接第243页)
  1371.
  [13] PADMANABHA B V,CHANDRASEKAR M,RAMESHA B T,et al.Patterns of accumulation of camptothecin,an anti-cancer alkaloid in Nothapodytes nimmoniana Graham.,in the Western Ghats,India:Implications for identifying high-yielding sources of the alkaloid[J].Current Science,2006,90(1):95-100.
  [14] 邓仕明,王发松,周大寨,等.HPLC法测定马比木根中喜树碱的含量[J].安徽农业科学,2010,38(9):4965-4966.
  [15] NAMDEO A G,SHARMA A,FULZELE D P,et al.Influence of geogra-phical and climatic conditions on camptothecin content of Nothapodytes nimmoniana[J].Records of Natural Products,2010,4(1):64-71.
  [16] ROJA G,HEBLE M R.The quinoline alkaloids camptothecin and 9-methoxycamptothecin from tissue cultures and mature trees of Nothapodytes foetida[J].Phytochemistry,1994,36(1):65-66.
  [17] CIDDI V,SHULER M L.Camptothecine from callus cultures of Not-hapodytes foetida[J].Biotechnology Letters,2000,22(2):129-132.
  [18] FULZELE D P,SATDIVE R K,POL B B.Growth and production of camptothecin by cell suspension cultures of Nothapodytes foetida[J].Planta Medica,2001,67(2):150-152.
  [19] THENGANE S R,KULKARNI D K,SHRIKHANDE V A,et al.Influ-ence of medium composition on callus induction and camptothecin(s)accumulation in Nothapodytes foetida[J].Plant Cell,Tissue and Organ Culture,2003,72(3):247-251.
  [20] THENGANE S R,KULKARNI D K,SHRIKHANDE V A,et al.Effect of thidiazuron on adventitious shoot regeneration from seedling explants of Nothapodytes foetida[J].In Vitro Cellular & Developmental Biology-Plant,2001,37(3):206-210.
  [21] FULZELE D P,SATDIVE R K,POL B B.Untransformed root cultures of Nothapodytes foetida and production of camptothecin[J].Plant Cell,Tissue and Organ Culture,2002,69(3):285-288.
  [22] FULZELE D P,SATDIVE R K.Somatic embryogenesis,plant regener-ation,and the evaluation of camptothecin content in Nothapodytes foetida[J].In Vitro Cellular & Developmental Biology-Plant,2003,39(3):212-216.
  [23] 方力为.青脆枝快繁及抗癌有效成分分析[J].浙江林业科技,2008,28(6):47-49.
  [24] GOWDA HOMBE H C,VASUDEVA R,MATHACHEN G P,et al.Breeding types in Nothapodytes nimmoniana Graham.:An important medicinal tree[J].Current Science,2002,83(9):1077-1078.