專利名稱：脫落酸處理提高青蒿中青蒿素含量的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生物技術(shù)領(lǐng)域的提高青蒿素含量的方法，具體是一種脫落酸處 理提高青蒿中青蒿素含量的方法。
背景技術(shù)：
青蒿素作為一種有效的抗瘧藥物已經(jīng)得到全世界的認(rèn)同。目前，青蒿素的主要 來源是從青蒿植株的地上部分提取。Artemisia annua L.(青蒿)又名黃花蒿，是 一年生草本藥用植物。由于青蒿中青蒿素的含量非常低(占干重的0.01%-1%)，使得 這種藥物的大規(guī)模商業(yè)化生產(chǎn)受到了限制。雖然現(xiàn)在已經(jīng)能夠人工合成青蒿素，但 由于難度大，產(chǎn)量低，成本高，不具備商業(yè)化生產(chǎn)的可行性。
利用組織培養(yǎng)及細(xì)胞工程來生產(chǎn)青蒿素是一種很有吸引力的方法。然而青蒿素 在愈傷組織中含量低于干重的O. 1%，在芽中最高也只有干重的O. 16%，而大多數(shù)研究 在根中沒有檢測(cè)到青蒿素，因此利用組織培養(yǎng)及細(xì)胞工程來生產(chǎn)青蒿素的可行性不 高。另外利用基因工程技術(shù)獲得青蒿素含量較高的青蒿新品種是一種較可行的方法， 但目前利用基因工程來提高青蒿素含量還處于嘗試階段。
經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，Dahua Chen等在《Plant Science》(《植物 科學(xué)》，2000年155期179-185頁)發(fā)表了題為"Expression of a chimeric farnesyl diphosphate synthase genq in Artemisia annua L transgenic plants via Agrobacterium tumefaciens-mediated transformation"("通過農(nóng)桿菌介導(dǎo)轉(zhuǎn)化在 青蒿植株中表達(dá)法尼基焦磷酸合酶基因")的論文，報(bào)道通過在轉(zhuǎn)基因青蒿植株中過 量表達(dá)FPS (法尼基焦磷酸合酶)使青蒿素的含量在原有基礎(chǔ)上提高了2-3倍，但仍 只有干重的1%左右。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種利用脫落酸處理提高青蒿中
青蒿素含量的方法，使其有效地提高了青蒿中青蒿素的含量，且無需高昂的前期投 入、'操作簡單、便于規(guī)模化生產(chǎn)。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，首先將青蒿種子種植于發(fā)苗培養(yǎng)基中發(fā) 苗，然后將青蒿苗移栽于泥炭珍珠巖培養(yǎng)基質(zhì)中，在采收前兩天用脫落酸溶液處理 青蒿苗，即能使青蒿中青蒿素的含量得以較大提高。
所述的發(fā)苗培養(yǎng)基，是通過在MS培養(yǎng)液中另外添加30g/L的蔗糖和2. 6g/L的植 物凝膠而得。其中MS培養(yǎng)液為Murashige and Skoog于1962公布。
所述植物凝膠，是指購自Sigma公司的產(chǎn)品Phytagel。
所述的將青蒿苗移栽，是指待青蒿苗長至5cm左右時(shí)將其移栽于泥炭珍珠巖 培養(yǎng)基質(zhì)中。
所述泥炭珍珠巖培養(yǎng)基質(zhì)，其中泥炭和珍珠巖的比例為l:l。 所述的用脫落酸溶液處理青蒿苗，是指待植株生長至開花前期，用脫落酸溶 液噴灑整株植株。兩天后采收，可獲得青蒿素含量較高的植株。 所述的脫落酸溶液，其濃度為l nM-100 nM。
所述的將青蒿苗移栽于泥炭珍珠巖培養(yǎng)基質(zhì)中，用普通營養(yǎng)液每周澆灌青蒿苗 一次。
所述的普通營養(yǎng)液，其組分的重量百分比為0. 0033% NH4N03、 0. 0038% KN03、 0.00088% CaCl2. 2H20、 0.00074% MgS04. 7仏0和0. 00034% KH2P04,余量為水。
本發(fā)明的原理在于，用脫落酸溶液處理青蒿植株能夠在短時(shí)間(4-48小時(shí))內(nèi)提 高一些青蒿素合成關(guān)鍵酶基因的表達(dá)，打破青蒿素合成途徑中的一些限速步驟，從 而在短時(shí)間內(nèi)積累大量的青蒿素。所述的一些青蒿素合成關(guān)鍵酶基因，是指3-羥基 -3-甲基戊二酰輔酶A還原酶(3-hydroxy-3-methylglutaryl CoA reductase, HMGR) 基因hmgr、法尼基焦磷酸合成酶(farnesyl diphosphate synthase, FPS)基因fps 和紫穗槐二烯氧化酶(amorpha-4， 11-diene C-12 oxidase, CYP71AVl)基因cyp71avl。
本發(fā)明建立了通過脫落酸處理提高青蒿素含量的方法，能有效地提高青蒿中青 蒿素的含量，處理過的青蒿中青蒿素的含量比對(duì)照提高了45%-65%。本發(fā)明的方法不 需要利用基因工程方法提高青蒿素含量所需要的相對(duì)較高的前期投入，操作簡單， 便于規(guī)?；a(chǎn)，對(duì)降低青蒿素的生產(chǎn)成本具有重要意義。


圖l為用不同濃度的脫落酸處理青蒿植株后青蒿素含量的變化示意圖
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為 前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍 不限于下述的實(shí)施例。
實(shí)施例
將青蒿種子(來源于重慶酉陽青蒿素含量較高的青蒿品種)種植于發(fā)苗培養(yǎng)基 上發(fā)苗，發(fā)苗培養(yǎng)基的配方為MS培養(yǎng)液，其中添加30g/L的蔗糖和2. 6g/L的植物凝膠。 待青蒿苗長至5cm左右移栽于泥炭珍珠巖培養(yǎng)基質(zhì)(泥炭和珍珠巖的比例為l:l)中， 用普通營養(yǎng)液每星期澆灌一次。其中普通營養(yǎng)液組分重量百分比為0. 0033%麗4冊(cè)3、 0. 0038%跳、0. 00088% CaCl2. 2H20、 0. 00074% MgS04. 7&0和0. 00034% KH2P04，余 量為水。待植株生長到40-60cm左右(植株開花前期)，用脫落酸溶液處理青蒿植株， 同時(shí)用水處理的青蒿植株作為對(duì)照。兩天后，收獲整株青蒿的葉片，用高效液相色
譜測(cè)定青嵩素含量o
在上述相同的條件下，分別用l ^M、 10 pM和lOO nM的脫落酸溶液處理青蒿植 株，3個(gè)實(shí)施例的結(jié)果如圖1所示，對(duì)照植株中青蒿素含量占干重的0.8%-1.4%，用 脫落酸處理過的植株中青蒿素含量有了顯著的提高。用l iiM的脫落酸處理后，青蒿 中青蒿素的含量達(dá)到干重的1.2%-1.9%;用'10 ^M的脫落酸處理后，青蒿素含量達(dá)到 干重的l. 5%-2.2%; 100 nM的脫落酸處理后，青蒿素含量達(dá)到干重的1.3%-1.7%。
應(yīng)用本發(fā)明的方法，在收獲青蒿前兩天用脫落酸溶液噴灑青蒿植株，可以顯著 提高青蒿素的含量，并且不影響青蒿植株的生物量，從而顯著地提高了青蒿素的產(chǎn) 量。由于本方法所采用的脫落酸濃度低，因此具有投資少、效果顯著、方便易行的 特點(diǎn)，對(duì)于降低青蒿素的生產(chǎn)成本、滿足青蒿素的大規(guī)模生產(chǎn)具有重要意義。
權(quán)利要求
1、一種脫落酸處理提高青蒿中青蒿素含量的方法，其特征在于，首先將青蒿種子種植于發(fā)苗培養(yǎng)基中發(fā)苗，然后將青蒿苗移栽于泥炭珍珠巖培養(yǎng)基質(zhì)中，在采收前兩天用脫落酸溶液處理青蒿苗，即能使青蒿中青蒿素的含量提高；所述的發(fā)苗培養(yǎng)基，是通過在MS培養(yǎng)液中另外添加30g/L的蔗糖和2.6g/L的植物凝膠而得；所述泥炭珍珠巖培養(yǎng)基質(zhì)，其中泥炭和珍珠巖的比例為1∶1。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的脫落酸處理提高青蒿中青蒿素含量的方法，其特征是， 所述的將青蒿苗移栽，是指當(dāng)青蒿苗長至5cm時(shí)，將其移栽于泥炭珍珠巖培養(yǎng)基質(zhì) 中。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的脫落酸處理提高青蒿中青蒿素含量的方法，其特征是， 所述的用脫落酸溶液處理青蒿苗，是指待植株生長至開花前期，用脫落酸溶液噴 灑整株植株，兩天后采收，獲得青蒿素含量較高的植株。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的脫落酸處理提高青蒿中青蒿素含量的方法，其特 征是，所述的脫落酸溶液，其濃度為l nM-lOO pM。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的脫落酸處理提高青蒿中青蒿素含量的方法，其特征是， 所述的將青蒿苗移栽于泥炭珍珠巖培養(yǎng)基質(zhì)中，用普通營養(yǎng)液每周澆灌青蒿苗一次。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的脫落酸處理提高青蒿中青蒿素含量的方法，其特征是， 所述的普通營養(yǎng)液，其組分的重量百分比為0. 0033% NH4N03、 0. 0038%KN03、0. 00088% CaCl2. 2H20、 0.00074% MgS04. 7H柳0. 00034% KH2P04,余量為水。
全文摘要
一種脫落酸處理提高青蒿中青蒿素含量的方法，屬于生物技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明首先將青蒿種子種植于發(fā)苗培養(yǎng)基中發(fā)苗，然后將青蒿苗移栽于泥炭珍珠巖培養(yǎng)基質(zhì)中，在采收前兩天用脫落酸溶液處理青蒿苗，即能使青蒿中青蒿素的含量提高。本發(fā)明能有效地提高青蒿中的青蒿素含量，操作簡單，不需要利用基因工程的方法提高青蒿素含量所需要的相對(duì)較高的前期投入，有效降低青蒿素的生產(chǎn)成本，對(duì)滿足青蒿素大規(guī)模生產(chǎn)具有重要意義。
文檔編號(hào)A01N37/00GK101171915SQ20071017042
公開日2008年5月7日 申請(qǐng)日期2007年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月15日
發(fā)明者唐克軒, 凌 張, 景福遠(yuǎn), 王國豐 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)