运用自设计的专利新型耦合式生物反应器,通过在线生物传感分析系统和在线多维HPLC,对产紫杉醇内生菌与红豆杉的共生机理以及产生次生代谢产物的生物学特性与分子机理进行探索性研究,构建耦合培养数学模型和代谢网络。研究两类细胞的代谢物生成和两者间物质、信息的传递,从而在分子水平研究菌-胞相互作用的机理,解决1、内生菌产紫杉醇的机理,2、宿主在内生菌生命史中的作用,3、菌-胞相互作用的时序性、耦合性、互补性和协调性,4、信号物质的作用靶点,作用机理的协调,5、完善内生菌代谢途径等问题。
对具有专利的红豆杉内生真菌- - 美丽镰刀菌进行了研究,并通过具有专利的耦合反应器与东北红豆杉悬浮细胞进行耦合培养,研究其相互作用机理。 1、确定玻璃纸平板+HPLC/MS快速筛选紫杉醇产生菌; 2、对内生真菌进行育种和培养基优化,选育出K178,摇瓶达紫杉醇产量200μg/L; 3、对内生真菌和东北红豆杉悬浮细胞进行耦合培养 A、真菌可诱导植物细胞合成与释放紫杉醇,提高紫杉醇产量2倍,释放率7倍。真菌对紫杉醇前体物如10-去乙酰巴可亭Ⅲ(10-DAB)、巴可亭Ⅲ无转化作用,其作用位点在紫杉醇合成途径中10-DAB前。真菌的平均分子为78922的胞外多糖对诱导有效。 B、植物细胞对真菌产紫杉醇无明显作用,但添加50%20天的植物细胞培养物,可使真菌生长量下降26%。 C、植物细胞培养5天后,接种0.1%真菌可提供良好的耦合共生条件。植物细胞生长不受影响,又可抑制真菌的过度生长。真菌接种3天后,植物细胞产紫杉醇提高了36倍。 D、相互关系为内生真菌促进植物细胞合成与释放紫杉醇,植物细胞可调节真菌的生长。 4、发表论文13篇(SCI收录1篇),获国家发明专利授权2个,培养博士2人,硕士4人