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人参(Panax Ginseng)是中国传统名贵中药。由于长期过度采挖和赖以生存的森林生态环境遭到严重破坏,人参野生资源几近枯竭。目前市场上的人参基本为人工栽培参。但是栽培参存在着药用价值偏低、农药污染和重金属污染以及与粮争地等诸多问题。为保护野生人参资源、满足市场需求,本研究力图通过生物反应器技术生产优质大量的人参,同时对利用MeJA诱导人参不定根提高皂苷积累量进行了相关基因表达量的研究,为利用生物反应器生产人参不定根提取皂苷提供基础理论支持和进一步优化的科学技术支持。最后本研究探讨利用内生菌作为人参皂苷的生产来源的可能性,以此缓解从天然人参中提取有用产物带来的资源短缺,同时也为其它植物资源的合理利用提供了有效参考。人参不定根的生物反应器培养实验探讨了人参不定根在10L生物反应器内培养的适宜参数指标,并利用固定通气量和接种量的方式进行了 1000L生物反应器放大。结果表明,基础培养基为1/2MS培养基,IBA 5 mg/L,蔗糖20 g/L,接种量5 g/L,每分钟通气量为培养基体积×0.1作为基础参数时,人参不定根皂苷积累量最高。600L培养体系的成功中试放大表明这些参数在大型反应罐生产中也是可行的。人参不定根在600L培养体系中培养7周获得1600%以上扩增,皂苷含量达到14 mg/g。2、MeJA诱导人参皂苷生物合成相关基因表达分析本研究选择三萜皂昔合成途径中人参二醇合成前的十个基因作为研究对象,以明晰MeJA处理人参不定根对总皂苷积累量的主效因子以及这些基因对三萜皂苷合成的贡献。结果表明,在MeJA诱导、三萜合成相关基因表达和皂苷积累量提高之间均存在延迟效应。MeJA诱导后3-12h基因开始表达,表达量的峰值出现在3h、12h和24h,进一步的皂苷积累提高出现在24h。MeJA诱导引起了全部目的基因的变化,多数基因表达量呈现先增加后降低的趋势,IPI则表现为受MeJA诱导的负调控。本实验结果表明,MeJA诱导主要通过增加DS的表达量以及降低IPI表达量来提高人参不定根三萜皂苷含量,其它基因的表达量提高对三萜皂苷合成的增加也起到促进作用,但不是三萜皂苷积累量提高主要因素。3、产三萜皂苷内生真菌的分离与抗菌特性研究从人参和龙牙楤木中分别分离得到了 38个和96个内生真菌菌株并进行了多样性研究。本研究中人参根系内生真菌分属9个属,主要优势属是Nectria、Aspergillus和Penicillum,龙牙楤木根系内生真菌分属12个属,主要优势属是Diaporthe和Alteraria。根据香草醛-高氯酸法研究这些内生真菌总皂苷代谢情况发现,很多内生真菌具有三萜皂苷颜色反应,人参内生真菌中总皂苷含量最高的是Pg27(0.181mg/ml),龙牙楤木内生真菌中总皂苷含量最高的是G22(2.049 mg/ml)。G22菌株具有非常高的总皂苷表达量,同时HPLC结果表明G22的培养液中含有Rb2、Re,G22具有生产三萜皂苷和人参皂苷单体的潜力。抗菌能力实验表明,P11和Pg42-1对人体致病菌Klebsiella pneumoniae ACCC10498有强烈的抑制作用,可望成为潜在的治疗肺炎的药物来源。