筋骨草属植物的研究主要集中在提取分离、成分鉴定、活性成分应用以及医药应用研究等,而对匍枝筋骨草(Ajuga lobata D.Don)次生代谢产物β-蜕皮甾酮的代谢调控的研究尚未见报道。应用细胞生物技术来生产次生代谢产物,既可以满足对植物源蜕皮甾酮的需求,又可以保护自然资源,维护生态环境;不仅不受田间条件制约,而且用该方法生产植物蜕皮甾酮具有生产周期短、效率高、对环境无污染等特点。基于此,在前期已建立匍枝筋骨草悬浮体系的基础上,本文研究了筋骨草细胞悬浮培养过程中营养基质消耗与产物生成的动力学以及代谢途径中前体、诱导子和抑制剂对细胞和蜕皮甾酮含量的影响两方面的代谢调控。结论如下:1.筋骨草细胞生长符合逻辑斯蒂方程曲线“S”型,生长周期为19d,经历四个时期,分别为延滞期1-3d、细胞对数生长期3-11d、细胞生长稳定期11-17d、细胞衰亡期17-19d;在细胞生长周期内,培养液的pH值会随培养时间出现先下降后上升的变化,但始终都在4.5～6之间;筋骨草细胞生长曲线和各种营养基质的消耗曲线之间有明显的相关性,细胞的生长与碳、磷、氮以及电导率的变化相符合,同样经历四个时期。电导率与细胞干重和蜕皮甾酮的积累呈负相关,利用电导率的变化监测其动态变化过程,可及时确定最佳收获时间;本文初步建立了筋骨草悬浮培养的动力学模型,主要从细胞的生长,蔗糖的消耗和蜕皮甾酮的合成动力学进行了描述。2.继代次数会弱化细胞生产蜕皮甾酮的能力;直接前体甲瓦龙酸MVA和L-苯丙氨酸L-PLA对细胞生长影响显著,低浓度MVA能大大提高细胞合成蜕皮甾酮的能力,较对照提高了 440%,而且对细胞毒害较小;L-PLA对细胞合成蜕皮甾酮影响不大,但能显著提高细胞活力,将活力提高至对照的2.4倍;α-蒎烯和松油醇作为代谢抑制剂均能显著提高细胞合成蜕皮甾酮的能力,但松油醇对于细胞的毒害作用过大,细胞生物量较对照减少了 30%,而且最终还会抑制次生代谢产物蜕皮甾酮的生成;NO作为诱导子,并不能有效促进细胞合成蜕皮甾酮,在一定程度上还会抑制细胞的生长,不过,这种抑制会随时间而逐渐减弱。3.α-蒎烯的最适浓度为50l.L-1,MVA的最适浓度为10mg.L-1,NO的供体SNP(硝普钠)的最适浓度是80μmol.L-1-1,L-PLA的最适浓度是0.2mmol.L-1。将α-蒎烯、MVA、SNP组合后,发现7种组合均能刺激筋骨草细胞合成蜕皮甾酮,按效果排序:MVA+SNP+α-蒎烯>MVA+SNP>MVA>MVA+αa-蒎烯=SNP+α-蒎烯>α-蒎烯>SNP>CK。由此可以看出,α-蒎烯和MVA与SNP能相互影响协同作用于筋骨草细胞合成蜕皮甾酮的过程。