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植物基因打靶的研究与应用论文

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植物基因打靶的研究与应用论文

基因编辑技术的应用如下:

动物基因的靶向修饰

基因编辑和牛体外胚胎培养等繁殖技术结合,允许使用合成的高度特异性的内切核酸酶直接在受精卵母细胞中进行基因组编辑。 CRISPR -Cas9进一步增加了基因编辑在动物基因靶向修饰的应用范围。CRISPR-Cas9允许通过细胞质直接注射从而实现对哺乳动物受精卵多个靶标的一次性同时敲除  。

单细胞基因表达分析已经解决了人类发育的转录路线图,从中发现了关键候选基因用于功能研究。使用全基因组转录组学数据指导实验,基于CRISPR的基因组编辑工具使得干扰或删除关键基因以阐明其功能成为可能 。

植物基因的靶向修饰

植物基因的靶向修饰是基因编辑应用最广泛的领域。首先可以通过修饰内源基因来帮助设计所需的植物性状。例如,可以通过基因编辑将重要的性状基因添加到主要农作物的特定位点,通过物理连接确保它们在育种过程中的共分离,这又称为“性状堆积”。

其次,可以产生耐除草剂作物。比如,使用ZFN辅助的基因打靶,将两种除草剂抗性基因引入作物 。再次,可以用来防治各种病害如香蕉的条纹病毒 。

此外,基因编辑技术还被应用于改良农产品质量,比如改良豆油品质和增加马铃薯的储存潜力。

基因敲除在肾素-血管紧张素系统研究中的应用关键词: 基因 肾素-血管紧张素系统 高血压 肾素-血管紧张素系统(RASA)在维持正常血压和电解质平衡中起着十分重要的作用[1],也是高血压防治研究的中心环节[2]。80年代以来对RAS的研究已深入到基因和分子水平,如RAS基因多态性与高血压发病的研究等[3]。近年来应用基因打靶(gene targeting)则为 RAS研究提供了一个全新的手段,本文着重介绍其中的基因敲除(gene kockout)在这方面的应用。 1基因敲除的基本原理和步骤 基本原理 基因敲除是利用基因同源重组(gene homologous recombination)又称基因打靶的原理,用外源片断整合到活体细胞DNA的同源序列中,使某个基因被取代或破坏而失活,由于同源重组具有高度特异性和方向性,外源片断也具有可操作性,故该技术可使细胞的基因定点和定量改变[4,5]。 基本步骤 为了改变某个动物的基因型且能稳定遗传,科学家们经过长期探索建立了将胚胎干细胞(embryo stem cell ESC)基因打靶及胚胎移植结合起来的一套新技术[6,7]。ESC取自小鼠胚泡的内细胞层细胞,具有能在体外培养保存又能在一定条件下发育成个体的性能。在体外进行基因操作后植回小鼠胚泡发育成嵌合体。嵌合体是含有突变基因的性腺细胞,通过杂交便获得突变基因的纯合子和杂合子。基因敲除过程:先克隆ESC靶基因的同源片断。用限制性内切酶切开其外显子两端,插入一个标志/选择基因(常用Neo-新霉磷酸转移酶基因,作为阳性选择基因和阳性同源重组的标志),另在载体同源序列外围接上另一个阴性选择基因(常用单纯疱疹病毒胸腺嘧啶激酶基因,作为非同源重组的标志和筛选基因)。将载体导入ESC,用含G418/GANC的培养液作正负选择系统PNS)筛选出已发生同源重组的ESC,将后者植入另一怀孕小鼠的胚泡后发育娩出嵌合体小鼠。用Southem杂交来鉴定已携带敲除基因(即含Neo基因)的雄鼠,再用后者与同系雌鼠交配娩出基因敲除的杂合子即F1,F1近交便产生基因敲除的纯合子和杂合子(F2),经多次交配繁殖出数量众多的新品系小鼠且保持基因性状稳定遗传和供研究之用。 2 RAS基因敲除近况 rAS基因敲除只是近几年才出现的方法,但它极大促进了人们对RAS的认识。 血管紧张原基因敲除 tanimotok等[8]用基因敲除术建立了血管紧张素原(Agt)基因失活的纯合子和杂合子小鼠,并进行了一系列的研究,15个杂合子有4个幼鼠死亡,但成年鼠与纯合子和野生型小鼠的行为和主要脏器解剖学均无差异。纯合子血浆Agt和血管紧张素Ⅰ(AngⅠ)为阴性,杂合子为野生型42%,但纯合子肾组织mRNA表达增高6~8倍。与此同时纯合子鼠血压与野生型和杂合子相比,SBP、DBP和MAP分别下降、、,而杂合子与野生型鼠的血压并无差别。为进一步研究Agt基因与血压之间的关系,Smithies等[9]通过精心设计的基因打靶(gap-repair gene targeting)培养出含不同野生型 Agt基因拷贝数量的小鼠(分别含有0~4个拷贝)。结果Agt基因缺失型小鼠、幼鼠大部分死亡,少数成活的成年鼠却有肾小球小动脉壁增厚,肾皮质变薄和肾小球萎缩,但繁殖力正常。含1~4个Agt基因小鼠生长发育及肾组织结构正常无异,最明显的变化是随着基因拷贝增多,血中Agt水平几乎呈线性水平增高,从35%(单拷贝)到124%(3拷贝)和145%(4拷贝),同时血压升高程度达到8mmHg/每拷贝,该模型说明了Agt基因与血压水平之间的数量依存关系。最近该作者又将转基因技术与基因打靶结合起来,将含人肾素和Agt基因的小鼠与Agt缺失型小鼠交配,使后者重新携带人肾素及Agt基因,结果纠正了纯合子的低生存率及肾病变,同时血压升至正常。该模型表明,Agt对小鼠特别是肾的生长发育非常重要,且人类Agt基因也能取代小鼠Agt基因的功能[10,11]。 血管紧张素Ⅱ受体基因敲除 血管紧张素Ⅱ(AgtⅡ)受体目前分为Ⅰ型(AT1)和Ⅱ型(AT2),AgtⅡ主要通过AT1起作用。AT1又可细分为AT1a和 aT1b两个亚型,它们高度同源但组织分布不同,由于缺乏有效的方法来分别两者生理分工[12],Masaki等[13]用基因敲除培养出缺乏AT1a受体基因小鼠纯合子和杂合子与野生型相比,两种基因型小鼠的生长发育及心、脑、肾、血管组织结构正常,肾组织Ang-AT1受体结合为阴性,杂合子为野生型50%,杂合子及纯合子基础血压分别比野生型降低了12mmHg和24mmHg。他们还观察到几种基因型对 angⅡ反应,纯合子几无反应,杂合子升压幅度低且血压回降速度快,结果证明AT1a是AngⅡ调控血压所必需的。Taskeshi等[14]建立的小鼠已证实了上述结论,且发现纯合子肾组织mRNA和血中肾素水平明显升高,他们还进一步研究了该模型小鼠肾小球AT1a分布及对AngⅡ(激动剂)和CV-11974(拮抗剂)作用,证实 aT1a分布主要入球、出球小动脉和系膜细胞,AngⅡ主要通过AT1a起作用[15]。Lutz等[16]培养出AT2受体基因缺失型杂合子和纯合子小鼠,两者幼鼠成活率相同,重要脏器结构均正常,基础血压也无改变,仅纯合子小鼠对AngⅡ反应超常及对脱水试验反应迟钝,主动活动减少,作者认为AT2对生长发育并不重要但参与RAS系统的心血管功能和中枢神经系统功能的调节。但Lchiki等[17]建立的同样模型却发现突变型小鼠基础血压比野生型高,作者还进行了系列药理试验,给野生型和缺失型小鼠以AngⅡ、losartan、captopril,结果AngⅡ升压作用在缺失型强于野生型,lostartan降压作用也是如此,但 captopril效果两组之间相同,作者认为在AT2功能上有直接对抗AT1作用。对于两种AT2基因缺失型小鼠血压变化不同的现象,Lutz认为与小鼠品种稍有不同而遗传背景相差有关。 ACE基因敲除 业已证明,ACE基因编码体细胞型和睾丸型两种同功酶,但后者功能仍不清楚,为了研究它们在血压调控和生育调控方面的作用,Krege等[18]用插入法敲除了ACE基因中对两种ACE编码必需的第14个外显子。结果表明杂合子和纯合子幼鼠成活率降低,雌鼠繁殖能力正常而雄鼠下降,两种基因型鼠肾脏发生退行性改变,值得注意的是尽管雌雄鼠两种纯合子和杂合子血ACE活性减低,但仅雄鼠的血压下降15~20mmHg。作者认为,ACE对肾脏发育是必需的,在调节血压方面存在性别差异,人类是否有这种情况需进一步研究[19]。此后该作者又用所谓双基因打靶术(double gene targeting)培养出含1、2、3、4个功能性ACE基因的小鼠,结果随着基因数量增加,心脏重量亦增加,肾脏mRNA表达增强,但血压始终末见有差别。作者认为,ACE活性变化只有足以超过体内平衡机制方会导致血压改变[20]。最近Charles等[21]用基因敲除培养出ACE基因突变小鼠。后者ACE基因不能编码含羧基末端氨基酸残基的ACE肽链。结果小鼠血浆ACE活性虽然很高,但组织细胞中却未测到ACE结合。同时伴低血压、肾脏病变和尿浓缩功能损害,其表型与完全缺乏ACE基因小鼠相同,证明ACE羟基末端含有膜结合点,如果缺乏则ACE只能全部释放出细胞而不能发挥对组织结合和调节功能。 2.4 肾素基因敲除 肾素是RAS中的限速酶,Mattew等[22]建立了缺失肾素基因-2(Ren-2)的小鼠,结果小鼠外观和组织学检查均未见异常,血压亦无变化,只是血浆肾素活性高于野生型。但该小鼠是含两个肾素基因(Ren-1和Ren-2)的为数不多的动物之一,作者认为正常机体发挥作用主要靠Ren-1基因。 3 展望 利用同源重组技术建立新的动物模型是分子生物学和遗传学中具有里程碑意义的突破。人们可以在此基础上更多、更快、更准确地培养出基因缺失、基因突变、转基因动物对基因表达及调控和其功能进行细致的研究。过去由于方法限制,对高血压相关基因研究难于突破,而利用该项技术可以定点定量研究有关基因对心血管结构和功能的影响,从而为研究高血压的发病机制和防治开辟了广阔深入的途径。参考文献 1 kathy K et ;87:1816~828 2 laragh int,1993;44:1163~1175 3 lifton Natl acad Sci USA,1995;92:8545~8551 4 Capeechi RP .Scientifie america,1994;270(3):34~38 5 Becker KD et ;27:499~501 6 evans ;292:154~156 7 te Riele H et Natl Acad Sci USA,1992;89:5138~5132 8 tANIMOTOK SF et biol Chem,1994;269:31334~31337 9 smithies O et Natl Acad Sci USA,1995;91:3612~3615 10 Robin d et Clin Invest,1997;99:1258~1264 11 Kim hS et Natl Acad Sci USA,1995;92:2735~2739 12 Theodoree O et Engl J Med,1996;334:1649~1655 13 Masaki I et Natl Acad Sci USA,1995;92:3521~3525 14 Taskeshi S et Biol Chem,1995;270(32):18719~18722 15 Kenjiro K et Int,1997;52:S201~S204 16 Lutz h et ;377(26):744~747 17 Lchiki T et ;377:748~750 18 Krege jH et ;375;146~148 19 Hilgers KF et ;29:216~221 20 Krege jH et ;29:150~157 21 Charles R E et Clin Invest,1997;99:2375~2385 22 Mattew GF et ;28:1126~1131

技术原理:生物界同源重组现象的发现,为基因打靶奠定了坚实的理论基础,而胚胎干细胞技术的发展,促进了基因打靶的广泛应用。同源重组又称一般性重组或非特异性重组,是指相似的DNA交换遗传信息的过程, 外源DNA片段可与宿主基因组的相应片段发生交换(即重组)。基因打靶通常是指用含已知序列的DNA片段与受体细胞基因组中序列相同或相近的基因发生同源重组,整合至受体细胞基因组中并得以表达的一种外源DNA导入技术。主要策略:(一) 完全基因剔除的策略在ES细胞中进行基因打靶最常用的策略依然是使用PNS载体。借助于阳性选择标记基因通常被插入靶基因功能最关键的外显子中,或通过同源重组删除靶基因最重要的功能域,实行靶基因的完全剔除。(二) 大规模随机基因剔除—基因捕获利用基因捕获建立一个携带随机插入突变的ES细胞库,节省大量筛选染色体组文库以及构建特异打靶载体的工作及费用,更有效和更迅速地进行小鼠染色体组的功能分析。此外用基因捕获法进行基因剔除的另一个缺点是无法对基因进行精细的遗传修饰。(三)精细突变的引入人类疾病中许多是由于基因功能丧失引起的,也有许多是由于基因过表达或功能获得引起的。对后者就无法用基因剔除的方法获得相应的疾病模型。为此,研究者发明了各种可以将诸如插入终止密码子或替换某个氨基酸之类的精细突变引入小鼠基因组中的方法。(1)打了就走策略,也称进退策略(2)双置换法 (3)“标记和置换”法 (4) 利用Cre-LoxP系统引入点突变主要流程:首先获得ES细胞系,利用同源重组技术获得带有研究者预先设计突变的中靶ES细胞。通过显微注射或者胚胎融合的方法将经过遗传修饰的ES细胞引入受体胚胎内。经过遗传修饰的ES细胞仍然保持分化的全能性,可以发育为嵌合体动物的生殖细胞,使得经过修饰的遗传信息经生殖系遗传。获得的带有特定修饰的突变动物提供给研究者一个特殊的研究体系,使他们可以在生物活体中研究特定基因的功能。

芳香植物研究与应用的论文

中国知网,查一下相关的文献。本人认为植物研究进展范围太广了,要知道植物学下面有几百个分支学科,都各自有进展。

茉莉花香气研究 茉莉的香气非常独特,且因品种而异,具清丽、淡雅、新鲜的花香。一般常用来配制茉莉香精的天然香料有:小花茉莉浸膏和净油、大花茉莉浸膏和净油、树兰浸膏、依兰依兰油、卡南加油、白兰花油和白兰叶油、玳玳花油和玳玳叶油等,合成香料有乙酸苄酯、苯乙醇、芳樟醇、乙酸芳樟酯、松油醇、甲位戊基桂醛、甲位己基桂醛、邻氨基苯甲酸甲酯、乙位萘甲醚、乙位萘乙醚、苄醇、苯甲酸苄酯、吲哚、乙酸对甲酚酯、苯乙酸对甲酚酯等,这些单体香料有的是天然茉莉花香的成分,有的则完全是人工合成的。小花茉莉净油和大花茉莉净油都含有不少的吲哚,这也是茉莉花和它的浸膏、净油容易变色的一个原因,配制茉莉花香精不用、少用或大量使用吲哚取决于该香精的用途:不怕变色的可以多用,否则就少用或不用。 木樨科茉莉属植物大约有100种,其中的大花茉莉和小茉莉香气优雅、馥郁,被作为重要的香料植物广泛栽种,所提制的茉莉香精油是香料工业重要原料,它与其它花的香质调和,给众多类型的香料提供优雅而润泽的品质,因此有“没有茉莉就没有香料”之说。我国和印度尼西亚还用茉莉花与茶叶拼和加工成茉莉花茶,深受消费者喜爱。 在香料工业中,目前已形成较完善的茉莉香精油分析方法,分离鉴定的组分约100种,而且许多重要的香气组分已被相继合成出来,作为香料单体广泛用于调配各种高级香料;在茉莉花茶加工领域,由于直接采用茉莉鲜花作香源,对茉莉花的开花吐香习性,香气形成挥发的环境影响因素进行了探讨。以下从五个方面对茉莉花香气研究作系统介绍。 1 香精油的制备方法 工业上提取茉莉香精油最早采取的是冷脂吸法(enfleurage)”,目前,该方法已被“溶剂直接提取法”代替,即用一挥发性的溶剂来直接萃取茉莉花香精油,这一原理公布于1835年,所用有机溶剂主要是低沸点的石油醚、已烷和戊烷,用石油醚(或已烷)提取茉莉花能得到~的茉莉浸膏,然后在-15℃~-20℃的低温下,用乙醇处理,除去类脂化合物和蜡质,得到52~63%的茉莉净油,该方法经济简便,目前被香料工业广泛采用。 茉莉花香气分析中,除采用“溶剂直接提取法”制备样品外,还有“同时蒸馏一萃取法”(SDE)、多孔树脂吸附法和吹气冷冻法等。“同时蒸馏一萃取法”是由Likens和Nickerson在1966年发展起来的,该法突出特点是将样品的水蒸汽蒸馏和馏分的溶剂(乙醚)萃取两个步骤合二为一,此外,它可以把10-9级浓度的挥发性有机物从脂质或水介质中浓缩数千倍,对微量成分提取效率高,而且在10-6级浓度范围内对大多数有机化合物仍有定量的提取率,该方法是一种全组分香精油制备方法。孔守威、马娅萍等采用“SDE”法研究了茉莉花的香气组成。多孔树脂吸附法和吹气冷冻法主要用于茉莉花头香制备,前者利用多孔吸附树脂对极性较小的有机分子的强吸附作用,在较温和条件下真空抽吸,使香气分子吸附于树脂上,再经溶剂洗脱、浓缩制得头香,或采用热脱附法直接进样分析,目前采取的吸附树脂主要有XAD、Porapak QS和Tenex GC系列。吹气冷冻法未见详细说明。 张镜澄 (1985)发明了一种鲜花头香制备的专利技术,该专利采用活性炭或大孔吸附树脂吸附鲜花开放过程中散发出来的香气,即香花顶空挥发物或头香,然后用超临界(或液体)二氧化碳抽提被吸附剂吸附的香精油。据称该专利可以生产出具有鲜花特有香气的头香精油,并可降低成本,增加鲜花精油产量。 2 茉莉花香气分析方法 分离鉴定方法 随气相色谱柱分离效能的不断提高,茉莉花香气分离技术得到不断发展,目前主要采用OV-101和PEG-20M两种石英毛细管色谱柱对茉莉花香精油组分进行分析,其中又以OV-101柱的分离效果较好,分析时所采用柱温一般为70~200℃,检测器为FID型检测器。用上述方法可使茉莉花香精油中的各组分得到较好分离,在一个样品中分离出近100种香气组分。气—质联用技术的应用,使分离出的香气组分可得到快速鉴定,同时结合核磁共振、红外、紫外多种鉴定方法及kovats指数、程升指数等辅助定性方法,使鉴定的结果更为准确。 定量方法 对茉莉香精油的大多数研究中,主要侧重于对其香气组分进行定性鉴定,通常采用归一法对各组分含量粗略定量。为增强各样品间的可比性,郭友嘉等〔21~22、27〕在茉莉花花源季节稳定性研究中,将每一个样品中一定数量的峰进行归一化定量,在茉莉花头香变化规律研究中,采用归一法与校正因子相结合进行定量,定义其中的6号样总峰面积为100%,用归一法分别求出各组分的含量,再用含量与峰面积之比求出校正因子,用该校正因子再求出其它样品中香气成分的含量。 茉莉花开放释香过程中,因香气组分数变化显著,不宜采用归一法定量,否则会导致结果的重现性差,主要香气组分变化规律不明显。内标法定量是目前香气分析中广泛采用的一种定量方法,它具有减小实验误差、结果可比性强且简便易行的特点。茉莉花香气分析中可采用癸酸乙酯作为内标物〔32〕,该化合物在茉莉花香气中不存在,出峰时间基本处于茉莉花香气气相色谱图中间位置,且与茉莉花香气组分不重叠。 3 茉莉香精油香气组分 1899年,Verley、Hesse和Muller首次分别报道了从茉莉香精油中鉴定的几种主要组分,包括乙酸苯甲酯、芳樟醇、苯甲醇、吲哚、邻氨基苯甲酸甲酯和茉莉酮,到本世纪60年代中期,香料工业生产的精油、净油中的大部分香气组分得到鉴定,70年代初鉴定的香气组分已达30种左右,80年代鉴定的香气组分增至97种;其中烃类化合物33种、醇类化合物27种、醛类化合物2种、酯类化合物27种、酮类化合物10种、其它化合物2种。 茉莉精油中含量较高的组分有:苯甲酸顺-3-乙烯酯、芳梓醇、石竹烯、乙酸本甲酯、苯甲醇、11-二十三烯、吲哚、乙酸顺-3-乙烯酯、苯甲酸甲酯〔〕。具有茉莉型香气特征的主要组分有:乙酸苯甲酯、茉莉酮和茉莉内酯,具有茉莉清香的组分有:乙酸顺-3-乙烯酯、顺-3-已烯醇、苯甲醇、苯甲酸顺-3-乙烯酯。α-萜品醇对香型有较大的影响。 不同来源的茉莉香精油,其香气组成存在差异。吴承顺等 (1987)对大花茉莉和小花茉莉的香清油组分进行比较研究,认为:小花茉莉主要香气成分是苯甲酸顺-3-已烯酯,大花茉莉中则是苯甲酸甲酯,且在大花茉莉香气中存在对香气起主要作用的茉莉酮,但在小花茉莉香气中没有检测到。郭友嘉 (1994)首次在小花茉莉精油中检测到了茉莉酮,其含量为~,而大花茉莉香精油中茉莉酮的含量为~。 不同制备方法得到的茉莉香精油,香气组成亦存在差异,吴承顺等 (1987)对小花茉莉净油、精油和头香组分进行了比较认为:净油中沸点较高的组分较多,主要是苯甲酸顺-3-乙烯酯,还有榧烯醇、油酸甲酯等;精油和净油组分相近,但精油中吲哚和邻氨基苯甲酸含量较高;头香中乙酸顺-3-乙烯酯、芳樟醇和乙酸苯甲酯的含量较高,并含有一些低沸点的烃和酯。郭友嘉等 (1994)分别采用SDE、溶剂直接提取法和Porapak QS树脂吸附法对福建茉莉花的精油、净油和头香进行了系统研究,分别分离出176、145和86个峰,鉴定出峰面积/总峰面积≥的组分分别为81、96和46个,但未对三种香精油之间组分的差异进行详细的比较。张丽霞等对同一样品采用吸附—溶剂洗脱方法、同时蒸馏—萃取方法和有机溶剂浸提法三种香精油制备方法,对茉莉头香、精油和净油的香气组成差异进行了系统比较,三者除了在香气组分数上存在明显差别外,香气组分在气相色谱图上的分布位置也存在差异。如将茉莉花香气的气相色谱图分成三个区段,即芳樟醇之前的化合物属第Ⅰ区,芳樟醇与邻氨基苯甲酸甲酯之间的化合物属第Ⅱ区,邻氨基苯甲酸之后的化合物属第Ⅲ区。茉莉花头香与精油、净油组成之间的差异主要在于:头香中第Ⅲ区的化合物极少,仅有1~2个组分,而净油和精油该区段的化合物多达12~18个。 此外,马崇德等 (1983)采用吹气—冷冻法得到茉莉花头香样品(含油相和水相两部分),首次报道头香水相样中具浓郁的茉莉花香,水相样经过XAD-2树脂富集、洗脱、浓缩处理进行分析,鉴定出12种油相中未曾检测到的香气组分,主要是一些低级醇类化合物,如:甲醇、异丁醇、1-戊烯-3-醇、正已醇和环已醇等。 4 茉莉花释香过程中香气组分变化 探明茉莉花释香过程中香气组分含量和组成变化,对香料生产投料时间和花茶加工付窨时间具指导作用。 陆生椿等(1985)对离体茉莉花存放不同的时间后净油、头香进行了研究,认为:茉莉花离体后当晚23:00~次日3:00香气组分最多,净油的香气品质最好,主要赋香成分苯甲醇、芳樟醇、乙酸苯甲酯、苯甲酸顺-3-乙烯酯等含量较高,乙酸顺-3-已烯酯在释香前期含量较高,随后逐渐减少,而吲哚、邻氨基苯甲酸甲酯等含氮化合物在释香后期却增加;头香组分中,乙酸顺-3-乙烯酯和吲哚的变化情况与净油相同,但邻氨基苯甲酸甲酯含量却不断减少。 郭友嘉等 (1994)采用吸附-热脱捕集进样法,对茉莉花采后7~46小时之间的头香进行了研究,将茉莉花香气的释放过程分成三个阶段:未成熟期、成熟期和枯萎期,刚采摘的花蕾在未成熟期香味甚微,香气组分少,放置11小时后进入成熟期,酯类和醇类的数量增加,在枯萎期酯类含量明显下降,醇类含量却略有增加。张丽霞等研究表明:刚采摘的成熟茉莉花蕾香气组分少,香精油总量低,基本上不存在茉莉花香气的特征成分,当茉莉花开始释香时,香气组分数急剧增加,香精油、酯和醇的总量也相应增加,并出现一个高峰期,随后逐渐降低;此外,在茉莉花释香前期和末期,醇类香气组分所占比例较大,在旺盛释香过程中,则酯类香气组分所占比例较大;采用统计分析方法对茉莉花主要香气组分含量与感官审评的香气浓度进行了相关分析,其中萜品醇、乙酸苯甲酯、α-法呢烯、丁子香烯、苯甲酸顺-3-乙烯酯的含量与香气浓度呈显著或极显著相关,在此基础上建立了4种香气组分与香气浓度之间的回归模型。 此外,郭友嘉等(1993)对茉莉全花期(包括八个节气)的花源稳定性进行了研究,认为:不同季节的气候特征对茉莉花朵的色泽、大小、重量、含蜡量及香精油总量有较大影响,但对香精油的组成影响不显著,说明茉莉花在全花期内花源质量基本稳定。 5 茉莉花开放释香与环境的关系 环境条件对茉莉花,尤其是离体茉莉花的开放吐香影响较大,在温度、湿度和含氧量三个环境因子中,以温度的作用最大,当温度低于20℃时,离体茉莉花蕾难于开放,温度高于36℃时,茉莉花蕾在下午7:00左右就可开放。福建宁德茶厂 (1987)认为茉莉花释香最佳环境条件:室温30℃~33℃,堆温35℃~38℃,相对湿度80%左右,空气流速5~6ml/min,鲜花养护时堆高10~15cm,花堆内部氧气含量17~20%。 茉莉花产花量在整个花期中出现波浪式高峰期,产花高峰期供过于求,花少时又供不应求,影响了花茶生产,因此许维建 (1982)和丁清厚 (1990)分别探讨低温贮藏控制茉莉花开放吐香的问题,许维建认为12℃~18℃低温贮藏花蕾较好,不宜低于12℃,升高温度后茉莉花基本上可以开放吐香。丁清厚则认为在8℃~15℃的低温和90%的相对湿度环境条件下,可使茉莉花蕾处于休眠状态,从而达到抑制花蕾开放的目的,并以此为依据设计了一种茉莉花低温冷藏的方法:将鲜花分层贮藏于冷藏室中,每层间距15cm,层间花堆厚度10~15cm,冷藏室的温度控制在10~13℃、湿度控制在85~90%范围内,据称采用这种方法贮藏的茉莉花蕾,解除低温后鲜花依然洁白有光泽,无干缩现象,香气浓郁清香。 参考文献 1 山西贞.向亚太技术开发委员会报告的在印尼指导茶叶研究的工作报告.1986. 2 罗龙新.印度尼西亚的茉莉花茶.茶叶,1990(4),30~31. 3 刘晓华.介绍印度尼西亚的茉莉花茶生产.广西茶叶,1991(1),64. 4 孔守威,马娅萍,吴承顺.“同时蒸馏—萃取”分析茉莉花香成分.植物学报1985(26),186-191. 5 卜欣,黄爱今,孙亦梁等.茉莉鲜花香气成分分析.北京大学学报(自然版)1987(6),53-60. 6 马崇德,赵明,张世怿等.XAD树脂在茉莉头香水样分析中的应用.化学通报1984(2),20-21. 7 朱亮锋,陆碧瑶,罗友娇.茉莉花头香化学成分的初步研究,植物学报,(2),189-193. 8 陆生椿,黄秀丽,卢剑飞.茉莉花不同存放时间所制备样品的得率和主要成分对比.广州轻工.1985(3),1-7. 9 范成有主编.香料及其应用.化学工业出版社,1991. 10 郭友嘉,戴亮,杨兰萍等.福州小花茉莉全花期中的花源质量稳定性研究Ⅱ.净油和头香化学成分〔GC/MS〕分析.色谱,1994,12(1),11-19. 11 郭友嘉,戴亮,任清等.用吸附—热脱捕集进样法研究茉莉花香释放过程中化学成分.色谱,1994,12(2),110-113 12 马崇德,黄爱今,林祖铭.茉莉花头香的成分研究.化学通报,1983(3),15-17. 13 王天公,孙亦梁.香花顶空挥发物的分析.化学通报,1986(2),19~22. 14 吴承顺,赵德修,孙守威.茉莉花净油的成分研究.植物学报,1981,23(6),459~63. 15 吴承顺,赵德修,孙守威等.小花茉莉净油的少量成分研究.植物学报,1987,29(6),636-42. 16 郭友嘉,戴亮,杨兰萍等,福州小花茉莉全花期中的花源质量稳定性研究Ⅰ.精油化学成分分析,色谱,1993,11(4),191~196. 17 刘先和.茉莉花的开花习性与茉莉花茶窨制.茶叶通讯,1982(2),13~17. 18 福建省宁德茶厂.茉莉花开放吐香习性与环境条件关系.福建茶叶,1987(2)21~23,20. 19 许维建.对人工控制茉莉花开放和吐香的初步探讨.福建茶叶,1982(4),27~28. 20 丁清厚.茉莉花低温冷藏技术设备的开发研究.茶叶机械,1990(2),29~30. 21 张丽霞.茉莉花释香过程中香气变化规律及其细胞学、生物化学基础研究.博士学位论文,

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芳香疗法在园林中的应用研究 摘 要:为了提供芳香疗法在园林中应用的理论依据。在介绍芳香疗法的定义及其发展过程的基础上,概括出它在国内外研究与应用现状,指出了目前仅用于工业和服务业的局限性;归纳出芳香疗法具有疗效可靠、安全舒适、无副作用等特点及在防病疗疾、优化环境和精神方面的功效;提出了其在园林绿地中“芳香植物专类园”、“夜花园”、“盲人植物园”、“保健绿地”等应用形式;并探讨了芳香疗法在园林应用中应注意的问题。从而为芳香疗法的应用提出了新思路、新方法。 关键词:芳香植物;研究;应用;芳香疗法 随着现代化工业的发展,环境和大气的污染严重威胁着人类的生命健康。由化学药物的毒副作用而导致的药源性病害有时比疾病本身更为严重。因而引起了医药界、科技界及相关学科研究人员的普遍重视,寻求无毒、无副作用的自然疗法已成为当务之急。芳香疗法以独特的药理作用和安全性引起人们的重视。但是,目前对芳香疗法的研究与应用主要集中在工业和服务业领域。本文为芳香疗法在园林中应用提供理论依据,对芳香疗法的作用、应用形式等进行了探讨。从而为芳香疗法的应用提出了新思路、新方法。 1 芳香疗法的概念与发展过程 1. 1 芳香疗法的定义及特点 芳香疗法(Aromatherapy) 是由法国化学家 于1928 年命名的,是指通过吸入香料或挥发性物质用于治疗、减轻、预防疾病、感染和不舒服等症状的方法[1 ] 。含有挥发性芳香油,具有芳香气味的植物,称为芳香植物(Aromatic plant) 。芳香疗法本质上是植物的挥发性芳香油中某些单离的成分在人类嗅感之后产生生理和心理反应,以达到防病与保健的目的[2 ] 。该方法具有疗效可靠、安全舒适、令人快慰及无副作用等特点[3 ] 。 1. 2 芳香疗法发展过程与现状 芳香疗法的历史非常悠久。研究表明,最早利用芳香疗法的是公元前3000 年左右的埃及人[2 ] ;中东、印度、希腊、罗马等古文明都有使用芳香疗法的记载。文艺复兴时代,因为活版印刷术的发明,使得芳香疗法与芳香植物的知识得以大量的保存,例如所罗门的《药方大全》。我国有后汉名医华佗用丁香等制成香囊,治疗呼吸系统感染和吐泻的记载;明代医药家李时珍在《本草纲目》中也列举多种清热、杀菌、镇痛的芳香植物[4 ] 。 芳香疗法作为一种治疗得到社会承认是在1964年法国医生Jean Valnet 出版了《Aromatherapie》一书之后[2 ] 。他将精油尝试用于病人并证明了它的效果,从而极大地促进了芳香疗法的广泛使用。随后,芳香疗法盛行于英国、法国等欧洲国家。并且法国、日本、德国等国家相继开设了“花香医院”,治愈了许多心血管病、高血压、气管炎、哮喘、神经衰弱、失眠的患者,尤其在神经系统、呼吸系统的疾病治疗中效果明显。多年来,国内外对芳香疗法的研究主要集中在芳香油的提取技术、芳香油的化学成分分析,应用主要局限于医药业、美容、化妆品工业、饮食制造业,香烟制造业等工业和服务业。 2 芳香疗法的功效 2. 1 防病疗疾 芳香疗法具有治疗疾病的功能: ①可以使神经体液进行相应调节,促进人体相应器官分泌出有益健康的激素及体液释放出酶、乙酰、胆碴等具有生理活性的物质,改善人体神经系统、分泌系统等,从而达到和谐全身器官功能的作用。 ②许多芳香植物的挥发油本身就具有药效作用,现已被证明,芳香油分子同药理活性物质一样具有确切功效,可被人体吸收并转移进血液中,对人体产生显著作用[1 ] 。 研究结果表明芳香油有以下药理作用:抗菌消炎和防腐作用, 如桂花( Osmanthus f ragrans ) 、丁香( Syringa oblata var. affinis) 、薰衣草( Lavandula angus-tifolia) 、紫苏( Perilla f rutescens var. argut ) 、木香( Rosa banksiae) 等; 解热镇痛作用, 如茉莉( Jasminum sam-bac) 等; 安神镇静作用, 如香叶天竺葵( Pelargoniumgraveolens) 、薰衣草、薄荷( Mentha haplocalyx) 等;祛痰止咳作用,如薄荷;抗肿瘤作用,如香叶天竺葵等[5 ] 。 2. 2 优化环境 2. 2. 1 净化空气 芳香疗法中的挥发物可消灭周围的微生物, 如所挥发出的苯甲醇、芳樟醇、香茅醇、牛儿醇等,能杀死许多有害微生物, 有的物质具有强烈的杀灭细菌、消毒的作用,效果强于福尔马林、紫外线,是绿色的、无污染的天然杀菌剂。如紫茉莉( Mirabilis jala-pa) 分泌出的气体对白喉、结核菌、痢疾杆菌只5s 即可杀死[6 ] ;多种挥发物还对细菌、流感病毒有一定的杀灭或抑制活性之能力。同时芳香植物本身有减少有毒有害气体以及吸附灰尘, 使空气得到净化的功能,如米兰( Aglaia odorata) 可吸收空气中的SO2 ,桂花、蜡梅( Chimonanthus praecox) 可吸收汞蒸气, 还有丁香、紫茉莉、含笑( Michelia figo) 等对SO2 、HF、Cl2一种或几种具有吸收能力,且具有吸收光化学烟雾、防尘降噪能力[6 ] 。 2. 2. 2 招蜂(鸟) 引蝶 芳香疗法中的挥发物可吸引蝴蝶等昆虫来采集花粉,而有些芳香植物的果实会吸引众多鸟类,可实现鸟语花香的理想景观效果。 2. 2. 3 驱蚊逐蝇 某些特殊挥发物能使蚊蝇、昆虫远遁,成为无毒、无污染、无残留的高效广谱的天然驱蚊(虫) 灵,如薄荷、罗勒( Ocimum basilicum) 、茴香( Foeniculum vulgare) 、薰衣草、灵香草( Lysimachia foenumgraecum)等。 2. 3 在精神方面的作用 医疗实践证明,气味与人的情绪有着密切的关系,芳香物质会对人类产生心理作用,且呈现出规律性,所以具备一定的治疗作用和实用价值。优雅的香气,沁人心脾,令人清爽,可提高神经细胞的兴奋性,给人一种愉快的感受,使情绪得到改善、消除疲劳从而调节免疫系统,如水仙花香味中含有酯酸苄酯等多种成分,在人们感受到脑疲劳时使用,顿时感到头脑清醒;茉莉花香气能刺激大脑,其兴奋功能强于咖啡;天竺葵花香有镇定安神、消除疲劳和催眠的功效;而吸入薰衣草油后会产生服用安定的镇定作用;桂花的香味有解郁、避秽之功,对某些狂躁型精神病患者有一定疗效[2 ] 。 3 芳香疗法在园林中的应用 目前,芳香疗法在国内外多在专门医院(或保健场所) 和化妆品工业上应用。而我国芳香植物资源极为丰富,在园林应用中的甚少。笔者认为,芳香疗法可推广至园林绿地中,既可改善城乡环境,又可让普通百姓保健、疗疾。下面就芳香疗法在园林中应用形式和注意事项进行探讨。 3. 1 芳香疗法在园林中的应用形式 ①芳香植物专类园。以丰富芳香植物为主,加之其他园林设计要素的配合,来建造“芳香植物观光园”,提供观赏、食用、饮茶、美容、沐浴、按摩等服务,使之具有生产、旅游、服务、休闲等功能。 选择地上部分具有芳香气味、姿态优美或花形美丽的芳香植物。采用乔木、灌木、藤本、草本搭配种植的原则,形成立体的观赏效果。同时结合配置一定比例的常绿植物,与气候、季象等条件统一考虑,实现三季有花、四季有景、天天有香,并通过宣传栏、植物挂牌等形式向游人介绍芳香疗法与芳香植物的科普知识。通过配置可作蔬菜或果实可食用的芳香植物,让游人参与采摘、收割。可通过设置茶馆、美容厅、浴池等设施,将对芳香植物深加工的产品加以利用。茶馆可为游人提供香茶,如: 茉莉花茶、桂花茶、栀子花茶、含笑花茶、玫瑰花茶、金银花茶等;美容厅可利用芳香油为客人按摩美容;浴池可进行芳香浴,即利用芳香植物的根、茎、叶进行沐浴,可洁净身体、滋润皮肤、消除肌肉酸痛、安定神经、促进血液循环,可利用的植物有迷迭香( Rosmarinus of-ficinalis) 、薄荷、玫瑰( Rosa rugosa) 等。 ②植物保健绿地。植物保健绿地旨在利用芳香植物所挥发的香气,使其随着病人的吸气而进入终末支器官,通过与肺组织的接触,即有利于呼吸道病变的治疗,也有利于通过肺部的吸收,增强药物的全身性效应,其医疗过程避开了充斥着药味的医院诊疗室,可以消除病人的心理障碍,且由于病人置于景色宜人的园林空间,能直接感受到大自然的温馨气息。这种对生理和精神上都良好的双重效应有利于病体的康复。 植物保健绿地也能为健康的游人提供具有高质量空气健身活动场地。在自然的香气中,放松神经,省思自我与自然的关系,来获得身心和谐的健康。所散出愉悦的芳香更能让人心情舒畅,消除疲劳,提高人体的自然免疫力,对生活节奏紧张的都市人来说无疑是一种解除压力的好方法。 植物园、综合性公园、森林公园、农业观光园、疗养院设置植物保健区(角) ;在居住区、敬老院、精神病院、劳教所、工读学校及其它单位附属绿地中,适当安排植物保健绿地。所选用的芳香植物以杀菌、防病治病、给人愉悦享受、观赏性强的为主。 ③盲人服务绿地。人通常情况下视觉所获得的信息量为最大,但盲人却失去了这一获得外界信息的重要手段。在设计界“以人为本”的今天,应给他们以足够的关怀。研究证明,视觉的丧失使其它器官的发展超过了正常人,特别是在嗅觉、听觉方面。因此,在盲人植物园等绿地中,芳香植物体现出巨大的优势。植物的花、果、枝、叶等所发出的芳香气息使盲人对植物界有了部分认识,同时在让其陶醉在香的世界中,心情舒畅,防病治病。 ④“夜花园”。随着经济的发展, 人们的文化生活日益丰富,夜花园以其安宁、神秘、浪漫而逐渐成为人们喜爱的一种园林形式,尤其炎热的夏季,夜花园成为人们消暑、纳凉、赏景的好去处。而此时人们的视觉所获得的信息量大幅下降。因此, 在“夜花园”中芳香植物也有广泛的应用前景。“夜花园”中所用的芳香植物应具备以下条件之一:仅在晚上开花的种类,如月见草( Oenothera erythrosepala) 、待宵草( Oenothera drummondii ) 、夜来香、晚香玉( Polianthes tuberosa) 、玉簪( Hosta plantaginea) 等; 可在晚上开花的种类, 如桂花、栀子花( Gardenia jasminoides ) 、白丁香( Syringa oblata var. affinis ) 、含笑、瑞香( Daphne odora) ;驱蚊逐蝇的种类;亮度强、明度大的白色系列花和黄色系列花。 3. 2 芳香疗法在园林应用中的注意问题 ①综合运用人体的五大感官。芳香疗法在园林中应用时,除通过嗅觉吸入香气外,应充分利用其它感官,如:视觉———观看自然景观或有疗效的色彩、听觉———聆听疗效音乐、味觉———品花草茶、触觉———泡浴,在多方面调节人体机能,尽快恢复健康。 ②芳香特性应与所处区域的功能、利用人群相适应。在“闹”的活动区, 应选择茉莉、百合( Lilium brownii) 等使人兴奋的种类; 而在“静”的休息区中,应选择薰衣草、水仙、紫罗兰( Matthiola incana) 等使人镇静的种类。不同人群对香味反应也有较大差异,如15 岁以前的青少年喜欢薄荷; 心脏病患者闻夜来香的香气会头痛;具过敏体质的人怕闻蒿类的味道。 ③香气浓度的控制。香气在室外易挥发,因此,必须通过地形、建筑物及植物的围合才能维持一定的浓度。同时应注意芳香植物所在地飘香季节的主风向,应将芳香植物布置在利用人群的上风向。 ④芳香植物的种植形式。应多以群植、片植形式为主,大面积栽植可构成壮丽的自然景观,可提供足量的香气,最能发挥其群体美。但不必成行成列,要疏密有致,应乔、灌、藤、草相结合。 参考文献: [1 ] 格哈特·布赫鲍尔,著. 李宏,译. 芳香疗法研究中使用的各种方法[J ] . 香料香精化妆品,2000 , (3) :35 - 39. [2 ] 欧阳杰,王晓东,赵兵,等. 香料植物应用研究进展[J ] . 香料香精化妆品,2002 , (5) :32 - 34. [3 ] 王潮霞,陈水林. 芳香与纺织品[J ] . 纺织导报,2002 , (3) :78 - 79. [4 ] 李时珍. 本草纲目(校点本) [M] . 北京:人民卫生出版社,1979. [5 ] 黄玉山,傅建熙,许平安,等. 植物精油研究进展[J ] . 河南林业科技,1999 ,19(4) :23 - 26. [6 ] 陈学年. 香花有益于健康[J ] . 西南园艺,2002 ,30(4) :59. 仅供参考,请自借鉴。 希望对您有帮助。 补充: 关于植物配置的:

植物基因的期刊

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可以的,《西北植物学报》杂志创办于1980,陕西省科学院 主办.目前主要被万方收录。

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转基因植物的研究进展论文

从20世纪70年代中期开始,就有人尝试用各种办法向动物体内转移外源基因。如将牛奶成分中特有的基因转移到白鼠体内,这些外来基因在白鼠体内重组后,白鼠分泌的乳汁便含有牛奶成分。这种通过人工方法获得外来基因的白鼠,称为转基因鼠。 转基因动物技术的核心,是把遗传的功能单位——基因转移到动物体内,使它成为动物体内的一部分。被转移的基因可以来自同种或异种动物,也可以来自植物或微生物。这样一来,就打破了物种之间的界线,也可以说动物能与植物、微生物杂交了。不过目前的杂交是低水平的,只限于主管一两个性状的一两个基因。随着科学技术的发展,一次可以转移的遗传信息将越来越多,那时就可以实现真正意义上的动植物之间的杂交。从科学上讲,这将是一个大突破。 目前,世界上已报道了多种生产转基因动物的方法,但真正成熟并可以稳定生产转基因动物的方法只有两种,即显微注射DNA的方法和精子介导的基因转移法。 显微注射DNA的方法是对单细胞的胚胎进行基因操作,涉及复杂的操作步骤。首先是要准确掌握母畜的性周期,在此基础上加以人工调节,使母畜在预先确定的时间排卵,保证获得大量的刚刚受精的单细胞胚胎。第二步是用手术或非手术的方法收集单细胞胚胎,经短暂的离心处理后,放在显微镜下用口径1 μm玻璃微管向细胞核注射500~600拷贝基因。然后把经过DNA注射的胚胎移植到另外一头处于相同性周期的母畜的体内。经过这样处理后,在后代中就会出现1%~3%的转基因动物。效率虽然不高,但结果相当稳定。全世界已在各种动物身上进行了上万次的试验,都能生产出转基因动物。 精子介导的基因转移是把精子作适当处理后,使其具有携带外源基因的能力。然后,用携带有外源基因的精子给发情母畜授精。在母畜所生的后代中,就有一定比例的动物是整合了外源基因的转基因动物。同显微注射方法相比,精子介导的基因转移有两个优点:首先是它的成本很低,只有显微注射法成本的1/10。其次,由于它不涉及对动物进行手术处理,因此,可以用生产牛群或羊群进行试验,以保证每次试验都能够获得成功。 生产转基因动物的研究自20世纪90年代以来日趋活跃,转基因动物技术的实用意义是:①生产出性状优良的家畜家禽,如长得快的,繁殖力高的,能抗病的等;②利用动物体作为反应器,生产珍贵的蛋白质,如一些只能从人体内提取的蛋白质;③利用动物作研究模型,比如,知道高血压症是由某种原因造成,可以生产一些高血压小鼠,让医生在小鼠身上试用各种疗法;④生产玩赏动物,如同猫一样大的小马,如同鼠一样大的兔子,以及各种不同毛色和花纹的观赏动物。 在转基因动物方面,我国也取得了许多可喜的成果,目前已获得了转基因鱼、兔、鸡等多种转基因动物。1998年2月中国科学家又获得了在所分泌的乳汁中含有蛋白凝血因子X的转基因山羊。

你等我,我绝对给你答案,拜托拜托

自1983年首次获得转基因烟草和马铃薯以来,近十年来植物基因工程的研究和发展非常迅速。种植了100多种植物,包括水稻、玉米、土豆、棉花、大豆、油菜、亚麻、向日葵和经济作物西红柿、黄瓜、芥菜、甘蓝、花椰菜、胡萝卜、茄子、生菜、芹菜和其他蔬菜作物; 苜蓿、白三叶草; 苹果、核桃、李子、木瓜、瓜类、草莓和其他水果; 矮牵牛、菊花、康乃馨、加兰花和其他花卉和杨树品种。应该说,转基因植物取得了令人鼓舞的突破。在中国,粮食和豆科作物在农业生产中占有重要地位。现以水稻和大豆为例,介绍植物基因工程的新进展。

国外植物药研究与应用论文

生物医药产业近年来引起世界各国的高度重视,我国也把生物医药产业作为重点发展的支柱性产业,从政策和规划上积极进行扶持。下面是我为大家整理的生物医药论文,供大家参考。

合成生物学在医药中的应用

生物医药论文摘要

摘 要:合成生物学是在项目学理论的带领下,对天然生物体系从头开展策划以及整改。并且策划同时制造新的生物部件、模式以及体系的全新科目。合成生物学是自然科目前进到一定程度形成的新学科,同时在医药方面已获取了明显的成就。 文章 综合讲述了在项目细胞使用合成生物科目方式研究出了能够抵抗疟病的治理药物的前身青蒿二烯,抵抗癌症的药物前身紫杉二烯,还有脂肪醇、酸以及高级醇的生成方式等探索进步。除此之外,有的关键的合成生物学有关 措施 ,在很大程度上加快了项目细胞的重新组合以及演化,为建筑运用于制造范畴的新效用细胞供应便利适用的东西。

生物医药论文内容

关键词:合成生物学;基因模块;医药

引言

最近几年,合成生物学发展的速度有了很大程度的提升,慢慢的造就了特征明显的探索实质以及运用范畴。其探索实施关键包含:(1)新生物原件、构件以及体系的策划和建筑。(2)对现在拥有的、自然的生物体系开展从新策划。二零零九年美国医学部门的带领下组建了一支由十二支社会各界学士构成的IDR小组,研究合成生物科目的前进朝向以及多科目交叉状况。认为合成生物科目是集电脑、物理、工程以及生物等科目一起进行研究交叉的科目,能够经过重组生物运用在环境、药物、民众健康、资源等部分。

合成生物科目是项目学以及生物科目一起前进到一定程度形成的。人类基因体和很多形式的生物基因体测定未知序列的完成,还有很多的后基因体作业,促进累计的生物学资料出现了天文级。但是,现在拥有的资料挖掘当时依旧限制于对生命特征的深层探索,很难对生命的内在工作样式开展探索分析。合成生物科目就在这种环境下形成,经过从下到上的建筑生命行为,按照其独具的角度解释生命,为理性策划以及革新生命供应了基础。最近几年,基因体测定未知序列以及合成单位已经在全球范畴内普遍建立,供应品质优、价格低的服务。优异的基因体测定未知序列以及合成措施推动合成生物科目策划新生命组合以及建筑功效细胞更简单。

最关键的是,人类身体健康情况、资源、条件等范畴的巨大需要也推动着合成生物科目的快速前进。把基因部件按照项目的需求,有机从新组建整合在一起,就出现了效用基因模式。在加上对现在已经拥有的生物网络的使用,并且引进新的效用基因模式,表明天然细胞不可以合成的物品,在合成部分已经有了很大程度的前进。现在我们解析一下在药物范畴内使用的合成生物科目

1 青蒿二烯的生物合成

杰伊?科斯林在项目细胞中制造出抵抗疟疾的前身青蒿二烯的探索作业实在经典。在产生青蒿二烯合成方式的重要新基因资料后,科斯林团队在二零零三年在大肠杆菌中胜利的研究出了制造青蒿二烯的另一种方式。这种合成方式划分为两种形式。第一种形式是在Acetyl-CoA为出发点,通过甲瓦龙酸来制造IPP。这就摆脱了大肠杆菌本来的G3P以及乙酰甲酸为前身制造的异戊二烯焦磷酸方式,能够使细胞代谢经过新方式形成异戊二烯焦磷酸分子,为下游制造方式供应足够多的底物分子。第二个形式就是从C5的异戊二烯焦磷酸为出发点,通过异戊二烯链拉长方式形成C15的FPP,最后在ADS酶的功用下制造青蒿二烯,最高形成量能够达到一百二十二毫克每升。上下游模式都是来源于真核生物中的代谢方式,把其密码改善同时从新构筑在原核生物大肠杆菌内,同时胜利制造想要得到的物品,开拓了制造生物的新方式。

2006年,Keasling小组又以酵母菌为宿主,通过对内源的乙酰辅酶A到FPP途径的关键基因进行上调或下调,同时引入基因优化过的外源模块,成功实现了产物青蒿二烯产量的稳步提高。对内源基因上调的方式有两种,其一是增加基因拷贝数,如tHMGR酶的基因,其二是通过转录因子来上调基因表达量,如ERG系列的基因。对内源基因的下调则是采用基因敲除的 方法 。通过对合成路径涉及基因的一系列微调,使产量达到153mg?L-1,是以往报道的二烯类分子产量的500倍。

在此基础上,研究小组又设计了人工蛋白支架(synthetic protein scaffolds),对大肠杆菌内已构建的上游模块:从乙酰辅酶A到甲羟戊酸的合成途径进行了优化。三个反应酶AtoB,HMGS,tHMGR通过蛋白支架以不同分子数比例捆绑在一起发挥作用,解决了中间代谢物积累造成的合成效率降低以及对宿主的毒副作用问题。具体机理是将高等动物细胞中的配体受体作用关系引入到大肠杆菌中,将配体分子的基因序列与模块中的反应酶基因融合表达,从而将受体分子以不同分子数连成一串,构成柔性支架。由于脚手架内各个受体分子间由一定长度的多肽连接,就避免了因多个配体受体结合造成的空间位阻问题。在反复实验与调试后,研究小组发现三个酶分子以1:2:2的比例连在一起作用效果最强,产量达初始值的77倍,约5mmol?I-1(740mg?L-1)。

随着后期工业化发酵,研究小组又发现来自酵母的外源基因HMGS和tHMGR表达的酶不足以平衡外源代谢流,成为瓶颈反应。他们以金黄葡萄菌中的相关酶基因进行替换后,青蒿二烯产量立刻增加一倍。通过与工业发酵过程优化的结合,作为工业产品的青蒿二烯最终产量高达。合成生物学成功用于重要药物的合成,引起了广泛关注。

2 紫杉二烯的生物合成

Gregory Stephanopoulos的科研组织在二零一零年时在大肠杆菌中胜利完成了抵抗癌症药物的前身紫杉二烯物质的合成。这是在这个科研小组在萜类生物代谢方法和大肠杆菌细胞细微调节的长时间探索中获取的成效。科学组织把内在的过氧化二碳酸二异丙酯合成方式定位上游模式,把之后合成紫杉二烯的方式定位成下游模式,其作业也关键聚合在怎样对上下游模式开展微调。因为假如只顾上游,肯定会导致中间代谢物的消耗,并且形成中间障碍;但是如果下游经过量太多就会浪费很多的酶分子,增加了细胞表述负荷。

研究小组采用改变质粒拷贝数和启动子强度的方法对上下游通量的比例进行了微调。通过对已有文献的整合以及自己的测试工作,研究小组确定了三种质粒pSCl01,p15A,pBR322的拷贝数分别urNorphadicnc为5,10,20,而整合入基因组中的基因拷贝数相当于1。三种启动子Trc,T5,T7的相对强度分别为1,2,5。通过这几种质粒和启动子的组合,使上下游模块的通量比例发生变化,再检铡含有不同通量比例的细胞内的产物产量。在此过程中,模块内部基因是单顺反子还是多顺反子表达形式也影响产量变化,即多个基因是在一个启动子后表达还是在各自的启动子后表达。经过一系列微调与组合后,具有最优性状的菌株目标产物的产量高达(1020±80)mg?L-1,实现了对碳代谢流的高效利用和协调。同时,通过蛋白质工程的手段对细胞色素P450氧化还原酶进行改造,在工程菌中首次成功异源表达。

3 展望

合成生物科目根据项目学原理为指引,对现在拥有的、天然具备的生物体系从头策划以及整改,并且全力对策划合成出新的生物部件、模式以及体系努力。特别在使用部分,合成生物科目建筑的人工生物体系能够在制成关键生物品种、呵护人类身体等部分有主要的前进空间。现在合成生物科目的探索成就主要使用在医学方面,将来在别的行业范畴内也肯定会有引人注目的成就出现。总而言之,合成生物科目拥有普遍的运用前提以及强有力的措施撑持。

我国生物医药产业发展研究

生物医药论文摘要

【摘要】生物医药产业是由生物技术产业与医药产业共同组成。本文分析了当前国内外生物医药产业发展状况,分析医药产业发展中存在的问题,并且着重调查生物医药产业发展的基础及发展中存在的不足,寻找对策,在生物医药产业发展的过程中实现“四个化”,促进生物医药产业快速稳步地发展。

生物医药论文内容

【关键词】生物医药发展对策

一、国内生物医药产业发展现状

1986 年我国正式实施“863 计划”,生物技术被列为包括航空航天、信息技术等7 个高技术领域之首。政府在生物技术的研发和产业化发展的过程中给予了一定的优惠和扶持;国内各大企业为生物技术产业投入了大量资金;我国金融界也积极参与生物技术产业的发展,许多有实力的公司进行了生物技术开发,并且从金融市场融资从事生物技术研究和产业化。目前全球正处于生物医药技术大规模产业化的开始阶段,预计2020年后将进入快速发展期,并逐步成为世界经济的主导产业之一。

1、产业政策倾力扶持,高度重视生物医药产业发展

我国政府把生物医药产业作为21世纪优先发展的战略性产业,加大对生物医药产业的政策扶持与资金投入。“十五”规划明确提出“十五” 期间医药的发展重点在于生物制药、中药现代化等。国家对生物医药产品的开发、生产和销售制订了一系列扶持政策,包括对生物制药企业实行多方面税收优惠、延长产品保护期和提供研发资金支持等。同时, 国家为加强行业管理,对生物医药产品的研制和生产采取严格的审批程序,并针对重复建设严重这一情况,对部分生物医药产品的项目审批采取了限制家数的措施,以确保新药的市场独占权和合理的利润回报,鼓励新药的研制。2007年国家发改委公布了《生物产业发展“十一五” 规划》,该《规划》在组织领导、产业技术创新体系、人才队伍、投入、税收优惠政策、市场环境等方面制定了相关政策措施保障生物产业的快速发展, 因而对生物医药产业的发展意义重大。

2、生物医药产业化进程明显加快,投资规模与市场规模迅速扩张

自20世纪80年代中期以来,在国家以及地方各级政府政策的大力支持下,生物医药产业在我国蓬勃发展,国家经贸委的有关资料显示:1998年以前,我国对生物医药技术开发的总投资累计约为40亿元,自1999年开始,国家明显加大了对生物医药的投入力度,平均每年达20亿元左右,2003年这一投入达到60亿元,极大地促进了生物医药产业的发展。在生物医药产业相关优惠政策的作用下,国内一些生物医药企业通过自有资金和银行贷款两种 渠道 获得了大量的资金,用于研发新产品。目前我国从事生物技术产业和相关产品研发的公司、大学和科研院所达600余家,其中注册的生物医药公司有200余家,具备生产能力的有60余家(其中的48家已取得生产基因工程药物试产或生产批文)。

3、初步形成了以上海张江,北京中关村等为代表的医药产业集群

在生物技术产业迅猛发展的浪潮推动下,经过多年的发展和市场竞争,加上政府不失时机地加以引导,我国生物技术、人才、资金密集的区域,已逐步形成了生物医药产业聚集区,由此形成了比较完善的生物医药产业链和产业集群。如由罗氏、葛兰素一史克、先锋药业等40多个国内外一流药厂组成的侧重于基因研究,化合物筛选和新药开发的张江药谷产业集群;拥有诺和诺德制药公司和8个生物科技国家863项目的北京中关村生命科学园区;侧重于生物制药、特别是遗传工程药学的深圳生命科学园区等。这些产业集群聚集了包括生物公司、研究、技术转移中心、银行、投资、服务等在内的大量机构,初步形成了产业群体(药厂),研究开发、孵化创新、 教育 培训、专业服务、风险投资6个模块组成的良好的创新创业环境,对扩大生物医药产业规模、增强产业竞争力作出了重要贡献。

二、国内生物医药产业存在问题

1、投资模式不利于生物制药产业的发展

国际医药产业巨大的经济效益来源于创新,发达国家现代生物医药产业都拥有自己实力雄厚的研究机构,通常每年投入的经费占全部销售额的10%一20%,而美国每年用于研究开发生物药品的投人占总投资额的 60%~70%。每个大型医药公司都有自己“拳头产品”,单个产品的年销售额就可达十亿至几十亿多元。公司拥有这些产品的知识产权,国家给予专利保护,产占可以在10 年或更长时间内独占市场,一个产品就可赢得丰厚的利润,再从利润中拿出巨额资金投入研究开发新的具有知识产权的创新药物,周而复始形成良性循环。

从美国生物制药发展模式来看,技术力量雄厚的专家型小生物技术公司进行技术开发与创新,大制药公司通过战略联盟实现生物技术的产业化,风险投资为生物技术开发提供资金支持,这三种力量的有机结合是生物制药产业良性发展的关键。而从目前我国生物制药产业模式来看,主要通过购买技术实现生产,风险投资机制不足且资金太少,另外技术创新力量薄弱。因此,生物技术产业很难形成气候。

我国的医药企业规模小而分散,大多不具备技术开发与创新能力,生产的产品基本是引起仿制产品,重复开发投资现象也非常严重,恶性性竟争必然带来效益低下的状况。我国药品进口额呈逐年上升趋势,三资企业产品销售额也在逐年增长,一份国外研究 报告 中指出:“如果政府不干预,中国的医药市场将在5 年内完全被国际医药大公司操纵。”

2、低水平重复研究、重复建设严重,市场竞争非常激烈

生物技术产品的广阔前景和丰厚收益吸引了国内众多企业加人开发,但其中多数是仿制国外的,品种少,厂家多,在同一水平上重复建设投资。例如,研制rhuG—CSF 的就有18 家公司。据统计,仅1996-1998年,获卫生部新药批准文号的厂家,重组人白介素一2(l—2)的有10 家,重组人促红细胞生成素(EPO)的有10 多家。如此势必造成资源浪费、竟相压价、市场混乱的局面。更由于一些企业缺少产品 市场调查 分析,造成大量产品堆积,以致投资价格很高的成套流水线设备利用率很低,有的年使用率低于一个月。价格战反过来造成产品质量下降,假劣产品充斥市场。消费者对国产生物技术产品信任度低,而宁愿使用昂贵的国外进口制品。

3、科研和产业脱节现象仍较为严重

在我国科研单位研究目的是为跟进国际先进科技的发展,研究方向过多集中于对几个热门品种上游技术的开发,而能够实现产业化的项目很少,在国外,科研成果完成后,落到企业的研发中心进行进一步孵化,形成技术工艺后再规模化生产,在我国两者严重脱节。缺少有科学头脑的企业家和有技术开发能力的企业将研究成果转变为生产,大大阻碍了产业化发展。

4、开拓市场能力低

由于产品生产工艺水平和经营手段落后,国内市场将面临进口药品的冲击。具体表现为:一是对国外市场开拓不够,许多企业的市场定位不准;二是开发市场的投入量不足;三是生物药品良好的临床效果虽得到医务人员和患者的肯定,但其售价相对偏高,消费能力不足。因此,我国需要进一步加大对生物制药产业的资金与投术投人,并深化科研成果产业化的机制改革,在这一过程中,尤其要发挥资本市场和凤险投资公司的积极作用。

三、加快我国生物医药产业发展的对策建议

我国生物技术药物的研究和开发起步较晚,直到20世纪70年代初才开始将DNA重组技术应用到医学上,但国家高度重视生物产业发展把生物技术产业作为21世纪优先发展的战略性产业,加大对生物医药产业的政策扶持与资金投入。2006年国务院出台的《国家中长期科学和技术发展纲要(2006一2020年)》指出,未来15年,中国要在生物技术领域部署一批前沿技术,包括靶标发现技术、动植物品种与药物分子设计、基因操作和蛋白质工程、基于干细胞的人体组织工程和新一代工业生物技术等。这一部署无疑为中国生物制药的发展指明了方向。一位参与“十二五”医药产业专项规划的专家组成员透露:在正在制定的专项规划中,生物医药产业和产业升级将成为未来3年发展的重点方向。专项规划把生物医药产业发展和产业升级作为“十二五”医药产业的重点,要求追踪生物医药前沿技术,占领生物医药产业制高点。

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植物细胞工程技术以及应用论文

1 植物细胞工程基础研究

植物细胞工程是建立在工程技术与现代生物科学基础上的科学技术。它的发展依赖于植物学、分子生物学、植物生理学、遗传学、环境工程学、植物营养学等学科共同的发展和进步的,可为研究生物科学提供非常重要的技术。植物发育的生物学是当代植物科学研究的主要内容。离体培养的器官与培养体细胞胚及调控这种步骤已经建立了良好的实验体系,极大地将植物生物学的内容丰富了,而且还加速了发展。植物的薄层细胞培养已经成为了在离体条件下研究生理生化、植株再生、遗传转化的关键技术。并且应用离体培养的技术来探究花器官的发育,已经在多种植物上实现了开花和结实。原生质体培养为研究单细胞提供了较为良好的技术体系,已应用在植物激素的作用机理、植物细胞的分裂、细胞壁生物学、基因表达、物质跨膜运输等多个研究领域。

2 植物细胞工程技术及其应用

2. 1 加倍单倍体技术及应用

利用植物的组织来培养单倍体的植物材料从而获得单倍体植物,然后再通过自然方法或者人工加倍的方法从而获得双倍体植株的技术,被称为加倍单倍体技术。在这种技术中以使用花药和花粉来进行培养的应用最为广泛。利用这种技术来进行花药和花粉培养获得植株,目前已经在 250 多种植物上实验成功。目前,我国在培养花药和单倍体育种这两方面总体已经处于世界的前列,由多名研究者研制的 N6 培养基已经被大量应用在禾本科植物的花药和花粉培养上,现已被当做是国内外花培使用的通用培养基。而且利用花培技术,我国在多种农作物上都培养出了许多新的品种,例如水稻的中花系列的品种、小麦中的京花系列的品种、油菜中的华油一号等这些已经培育成功的品种的'推广,现已在社会和经济方面都取得了很好的效益。

在遗传上面,我们采用花培技术已获得染色体代的换系和附加系的方法,现在也被大量应用在小麦、大麦和一些茄科植物的身上,这种方法对远缘杂交育种的效率有着极大的提高。

植物存在的一种自然现象就是雌核发育。雌核发育就在离体的条件下通过培养一些没有受精过的子房和胚珠以产生单倍体植株,或者是在活体的条件下用不同种类的花粉或者是被物理方法处理过花粉授予其中,以诱导雌核的发育。目前这种培育方法已经在不下 10 种的植物上获得了成功。在离体条件下,诱导孤雌生殖来获得加倍单倍体的这一技术发展的时间很短,不过现在已经开始使用在构建遗传分析、作物的改良与转基因的受体材料。

2. 2 原生质体培养和体细胞杂交

植物细胞工程的核心技术是原生质体培养和体细胞杂交。

为了不出现植物远缘杂交不亲和性,新的种质资源不断创新,为了实现植物遗传转化和进行细胞学的基础研究提供了重要的科学研究基础。粮食作物、蔬菜、果树、花卉、林木等是获得的原生质体再生植株。农作物和经济作物主要是以原生质体培养,从一年生向多年生、从草本向木本、从高等向低等是近年来的植物发展趋势。原生质体培养、体细胞杂交、体细胞杂质种子评价和利用等是我国大量研究方面。世界前列的是第一次获得的原生质体植株种类数量,先进的成果适用主要是在原生质体培养体系的建立和完善、体细胞杂质种子鉴定、新种质的创制等方面。在植物细胞生理和遗传学、基因组学、蛋白质组学研究中的应用主要是以原生质体培养的技术。

2. 3 加强植物细胞工程基础研究

基础科学的进步与发展是植物细胞工程的发展主要平台。转基因植物、植物生物反应器的研究和应用的推进方面是加强研究基础植物代谢工程、植物细胞工程与植物基因工程的快速有机整合,结合分子标记辅助育种技术等。

3 结语

现代生物技术的发展是需要植物细胞工程的研究与应用来推动的。植物细胞工程作为一个很独立的学科和技术研究,为现代农业化高效率、优质性、可持续发展性做出了重大贡献。生命科学技术和工程技术的进步有力推动了植物细胞技术的发展,也大大有效地推进了现代生命科学技术的进一步发展。

加大对植物细胞工程的基础研究创新 ,将为植物细胞工程的进步提供更为广阔的发展平台,为社会主义现代农业科学技术的发展做出更大的贡献。

动物细胞和植物细胞工程制药探讨论文

在日复一日的学习、工作生活中,大家都跟论文打过交道吧,借助论文可以有效训练我们运用理论和技能解决实际问题的的能力。那么你知道一篇好的论文该怎么写吗?下面是我为大家整理的动物细胞和植物细胞工程制药探讨论文,欢迎阅读与收藏。

摘要:

细胞工程是生物制药工业中的关键技术,其在医药领域的应用使得生物制药行业得到了极大的发展,细胞工程制药前景广阔。通过对相关文献和数据的整理和分析,概述了细胞工程制药领域相关技术及其在生物制药工业中应用的意义与展望。

关键词:

细胞工程;生物制药;动物细胞工程;植物细胞工程;转基因;反应器;

1、生物制药及细胞工程概述

生物制药是生物技术的综合利用,从生物体、生物组织、细胞和体液中分离出有效成分,制备用于预防、治疗和诊断的产品[1]。天然的生物材料赋予了生物制药安全性高、副作用小、营养价值较高的特点,这些显着的优势使生物药物越来越受人们的青睐,这也是生物药物市场不断扩大的重要原因之一。

细胞工程是以细胞为研究对象,按照需求利用细胞和分子生物学的理论设计和操作,使细胞在遗传学上的特性发生变化,达到改良或创造新品种的目的,在大规模地培养和繁殖后,最终提取出对人类有利的产品。在工业上,主要包括上游工程(包括细胞培养、遗传操作和保存)和下游工程(包括转化细胞在生物制品生产中的应用)[2]。如今,细胞工程在生物制药工业发挥着不可替代的作用。

2、动物细胞工程制药

、动物细胞工程制药的概述及早期发展

动物细胞工程制药最早能够追溯到20世纪50年代,用动物细胞生产病毒,也就是在生物反应器中培养动物细胞,进行大规模培养后,再接种减毒或灭活的病毒来生产疫苗[3]。常见的动物细胞培养技术流程,一般是先将动物组织分散成单个细胞、细胞群(团)后,接种于培养基中进行原代培养,再经过10~50代的传代培养,就初步得到了需要的细胞系。然而,由于自然界的细胞普遍表达水平低,通过这种方法生产的产品不仅产量低,而且成本高,因此,早期动物细胞培养并没有得到充分的重视。

、杂交瘤技术

杂交瘤技术在20世纪70年代的创建,是动物细胞技术发展新的里程碑。随着杂交瘤技术在工业领域的应用,各种新产物相继出现,在生产用于疾病诊断和治疗的生物制品中具有重要意义[3]。1984年的诺贝尔生理学或医学奖颁给了创立抗原选择抗体学说以及发明单克隆抗体技术的3位科学家。他们提出将能够分泌特异性抗体的B淋巴细胞与能够无限增殖的骨髓瘤细胞融合筛选,形成能产生特定抗体的杂交瘤细胞。这种方法得到的融合细胞可以稳定生产特异性强、效价高的单克隆抗体。

、动物细胞大规模生产技术

动物细胞大规模生产指在人工条件下,在细胞生物反应器内大量培养有用的动物细胞,是生产药品的技术,也是制药业的关键技术。由于动物细胞对外界环境变化高度敏感,细胞培养放大工艺需要从实验室规模逐级放大到生产规模,各个反应器中工艺的差别成为目前放大过程的一大技术挑战[4]。通过动物细胞生产生物制品已成为全球生物产业的主要支柱,目前通过动物细胞培养获得较多的生物制剂是蛋白和抗体。

、动物生物反应器

动物生物反应器可以从转基因动物体内源源不断地获得人类需要的某种蛋白,并进行工业化生产蛋白质。依据产生蛋白部位的不同,可分为多种类型的生物反应器,如血液生物反应器、唾液腺生物反应器等。科学家发现,由于雌性动物的乳腺能够高效表达重组蛋白并进行一定的修饰,乳腺生物反应器成为最被看好的生物反应器发展方向。随着技术的发展,乳腺生物反应器的产物已经扩大到了抗凝血酶、凝血因子、人蛋白,还有各种溶菌酶、超氧化物歧化酶、干扰素等许多具有极高医用价值的酶或细胞因子。作为一种全新的生物生产模式,由于其在生产天然产物时的高产量、低成本的优势[5],乳腺生物反应器在生物医药行业将得到更广泛的应用。

、动物细胞核移植

动物细胞核移植在细胞工程中同样具有良好的前景。将动物的供体细胞核取出,注入另一个去核并且处于减数分裂中期的卵母细胞,改变细胞的遗传特性,以产生新产品,再将其进行体外培养、繁殖、纯化、提取,最终用于疾病治疗。我国对鱼类的核移植研究最早,“中国克隆之父”童第周在20世纪60年代就完成了世界上第一例鱼类细胞核移植。后来,我国学者又尝试在其他多种品系鱼类之间进行核质融合实验,并利用模式动物斑马鱼,揭示鱼类核移植后再程序化的分子机制,取得了巨大的研究成果,推动了鱼类核移植技术及其他相关领域的快速发展[6]。如今,动物细胞工程在生物制药领域意义重大。由于动物细胞结构的复杂性和分工的明确[7],动物细胞工程具有巨大的优势。

3、植物细胞工程制药

、植物细胞工程制药的概述及早期发展

将植物直接入药或者从植物体中提取有效成分是一种生产药物的传统方法。随着技术的成熟,处理和提取过程越来越简便,目前多种中药都是这样生产的。但是,这样的方法只适合容易栽培、繁殖速度快的植物,对于那些生长周期长、提取难度大的植物并不适合,所以受到了诸多限制。比如拥有抗癌成分的红豆杉曾因为人们的大规模砍伐,遭受了毁灭性的破坏[8]。

植物细胞工程制药,是将植物细胞作为基本研究单位,对植物细胞进行一系列操作,改变植物细胞生物特性,最终达到改良或培育新品种的目的[9]。应用植物细胞及组织培养,具有杂质少、提取简单、有效成分含量高和培养周期短的优势。植物细胞工程制药目前主要体现在组织及细胞培养、遗传特性改造以及转基因植物等方面。

、植物细胞工程大规模培养

最早提出应用植物大规模提取天然药物的是20世纪50年代美国的科学家,他们从多升发酵罐中得到了大量药用成分呋喃色酮。我国作为植物药用历史最悠久的国家之一,应用细胞培养技术能够帮助我国传统中药材发挥更大的价值。

丹参是具有活血化瘀、通经止痛功效的一味中药,其中的'主要成分——酚酸类和二萜类,药理作用主要表现在对心血管系统疾病的治疗。目前,由于丹参有效成分含量低、生长缓慢,野生丹参资源遭到大规模破坏,加上各地培育出的品种质量良莠不齐等原因,其在数量以及质量上都难以满足市场的供给需求[10]。经过实验研究发现,用一种10L规模的特殊植物组织反应器培养丹参发根,仅用50天,鲜重增殖倍数高达240倍,各种有效成分含量也得到大幅度提升。这是一种非常适合丹参发根生长及产物积累的方法,而且避免了农药等物质的污染。

、植物转基因技术

转基因植物与转基因动物相比有独特的优势,一方面植物细胞具有全能性,细胞培养条件简单且易于成活;另一方面进入植物体的外源基因,可以在与其他植物杂交的过程中积累有益基因优化表达。利用转基因植物也能生产疫苗,以植物作为生物反应器,将携带抗原基因的载体导入受体细胞,在植物体内表达和修饰这类特定抗原,成为具有免疫活性的蛋白质。香蕉、胡萝卜、土豆等都可以作为受体植物。一些转化编码基因的植物疫苗,如HBsAg、LTB、诺沃克病毒等,已被用于预防和治疗乙型肝炎及细菌性腹泻。在生物和临床试验中,均展示了良好的免疫应答,相较于传统疫苗,具有生产成本低、成功率高、易形成规模化生产等优势。尽管植物转基因疫苗的研究还处于起步阶段,但我国报道的转基因植物生物试验已经取得了一些成果[11],成为我国制药业的重要进步。

、植物生物反应器

植物生物反应器,又名“植物基因药厂”。这种技术拓宽了药用蛋白及疫苗的来源,在降低成本的同时,扩大了生物制药产业规模,并产生了巨大的商业价值。植物生物反应器的研发,对于在全球范围内抢占生物经济制高点有着重要的意义,许多发达国家都已把植物生物反应器的研发列入了国家重点生物技术研究的战略性计划[12]。我国开发植物作为反应器始于20世纪90年代,目前对于植物生物反应器的研发和投入与发达国家还存在一定的差距。在我国“九五”计划对这一项目进行政策扶持后,目前已经取得了大幅度进展[13]。

4、细胞工程制药的意义与展望

研究细胞工程制药的研究进展和前景,对于制药业的发展有重要意义。据统计,世界上50%的医药产品来自细胞工程制药,其中,植物细胞提取物和动物细胞提取物大约各占1/2。细胞工程在生物制药工业中占据重要地位,为新药开发提供了技术操作基础,在治疗免疫性疾病、提升治病疗效、创新医药品等方面都有广泛的应用[8],细胞工程制药的研究在不断取得突破,其影响和前景也日渐得到展现。如今,生物制药与细胞工程已经紧密联系在一起,随着细胞工程技术在生物制药生产中的普遍应用,生物制药行业发展迅速,取得了巨大的经济效益[14]。

伴随着更多新兴技术的出现和更新,在未来细胞工程制药研发过程中,可以充分利用各种技术平台寻找最佳研究方案。与其他相关领域的结合,也将更好地推动我国生物制药领域的发展。近半个世纪以来,细胞工程制药发展迅猛,并且已在医药领域取得了众多的研究成果。所以,在“十四五”规划期间,应更加重视战略性新兴产业,进一步加快和壮大新一代生物技术的发展。

参考文献

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[14]陈劼.细胞工程在生物制药工业中的地位[J].中国高新区,2018(3):58.

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