南方红豆杉细胞悬浮培养体系优化及动力学研究

摘要：[目的]南方红豆杉细胞悬浮培养体系优化及动力学模型构建。[方法]以南方红豆杉1年生枝条诱导产生的愈伤组织为材料,在优化愈伤组织接种量、培养基初始pH、植物激素类型及配比的基础上,分析南方红豆杉悬浮细胞生长和紫杉醇积累的动力学关系及主要营养成分的变化。[结果]适合南方红豆杉悬浮培养的培养基为:B5+0.4 mg·L^-1 2,4-D + 0.3 mg·L^-1 NAA + 1.2 mg·L^-1 6-KT+30 g·L^-1 蔗糖,培养基最佳初始pH为5.8,最佳接种量为0.09 g·mL^-1 。在1个培养周期内,培养液中的糖、磷元素,铵态氮、硝态氮在细胞培养的第18天基本被消耗完全或保持不变;动力学拟合表明,南方红豆杉细胞悬浮培养生长符合Logistic生长模型,最大比生长速率为0.143 65 d^-1 ,底物消耗和紫杉醇合成可用Luedeking-Piret模型描述,悬浮细胞生长与紫杉醇积累属于部分生长偶联型。[结论]南方红豆杉细胞悬浮培养体系优化后,通过模型的回归拟合,获得了反映南方红豆杉细胞培养的动力学参数,试验所构建的发酵动力学模型在一定程度上揭示了南方红豆杉细胞产紫杉醇代谢过程的特征。