壶瓶碎米荠液体悬浮培养合成硒多糖的诱导调控和机制研究

Data show that there were different levels of selenium deficiency in the 2/3 region of the world, Selenium deficiency was a serious threat to humans health. At present, natural foods were the main sources of selenium intake. However, the selenium content in natural foods were generally low, which lead to the lack of resources, therefore, only the natural foods supplement selenium do not meet the normal needs of the human body. In order to solve the problem of resource shortage, this project intends to use the super poly selenium Cardamine hupingshanensis as research materials. First, to induce the callus of Cardamine hupingshanensis and subculture of it. On this basis, the mechanism of cell uptake and metabolism of selenium will be studied by using callus as materials, next, in order to obtain culture method for rapid cell proliferation and high accumulation of Selenium polysaccharide , Cardamine hupingshanensis liquid suspension culture system will be established and the effects of different factors on the growth of cells and the accumulation of Selenium polysaccharide also will be studied. Then, the efficient separation method of Selenium polysaccharide of Cardamine hupingshanensis cells in liquid suspension culture will be set up. These findings will provide theoretical support and experimental data for constructing bioreactor of suspension culture of Cardamine hupingshanensis cells accumulating Selenium polysaccharide . One side, the implementation of this project will provide a new way to solve the problem of selenium deficiency, On the other hand, this project can also contribute to the study of selenium uptake and metabolism in plant cells.

资料显示世界2/3的地区存在不同程度的缺硒,缺硒严重威胁着人类健康。目前,天然食物是人体摄入硒的主要来源。然而天然食物中的硒含量普遍较低，且资源缺乏，因此仅靠天然食物补充硒不够满足人体的正常需要。为解决资源短缺问题，本项目拟以超聚硒植物壶瓶碎米荠为研究材料，首先进行壶瓶碎米荠愈伤组织的诱导和继代培养，探索细胞对硒的吸收和代谢机理，在此基础上建立壶瓶碎米荠液体悬浮培养体系，并对不同素对培养细胞增长和积累的影响机制进行深入研究，以期获得细胞增殖和硒多糖获取效率高的培养方法，同时建立液体悬浮培养壶瓶碎米荠细胞中硒多糖高效分离方法，为壶瓶碎米荠悬浮培养细胞合成硒多糖的生物反应器构建提供理论支撑和实验数据。一方面，本项目的实施将对解决硒资源缺乏问题提供一条新的途径，为有机硒的工厂化生产奠定一定的理论基础，另一方面，本项目也能为研究植物细胞硒吸收和代谢机理做出贡献。

资料显示，世界三分之二的地区存在不同程度的缺硒，缺硒严重威胁着人类健康。目前,天然食物是人体摄入硒的主要来源。然而天然食物中的硒含量普遍较低，且资源缺乏，因此仅 靠天然食物补充硒不够满足人体的正常需要。本项目拟开展以超聚硒植物壶瓶碎米荠为原料，通过细胞培养的方式进行无机硒转化为有机硒，并对硒多糖等硒化何物进行分离纯化和结构以及生物活性研究，以期为富硒产品的开发提供研究基础。通过四年的研究，获得了以下研究结果：.（1）以壶瓶碎米荠为外植体，获得了愈伤组织的诱导培养基组合；（2）以壶瓶碎米荠愈伤组织为材料，进行了其悬浮培养的条件优化，并获得了较好的培养条件组合；（3）对壶瓶碎米荠硒多糖进行了分离纯化工艺优化研究，使得壶瓶碎米荠多糖的提取率达到了48.53 mg/g；（4）对分离获得的壶瓶碎米荠多糖进行了结构解析，获得了4种纯化多糖的具体结构；（5）以分离获得的纯化多糖为材料，进行了壶瓶碎米荠多糖抗氧化、抑制肿瘤细胞生长的试验探索，发现，壶瓶碎米荠粗多糖具有一定的还原能力，对 ABTS 自由基、羟基自由基的清除能力较强，同时发现壶瓶碎米荠多糖对人肺癌A549的细胞活性、增殖能力、迁移能力、侵袭能力均有明显的抑制作用；（6）研究探索了壶瓶碎米荠多糖对小鼠肠道菌群的调节作用，发现壶瓶碎米荠多糖改变了正常小鼠肠道内容物菌群结构，对 T2DM 小鼠的血糖值、CRE、HDL-C、BUN、肝脏与体重比值、肠道微生物、血浆代谢物质有改善作用；（7）为改善壶瓶碎米荠多糖的溶解性等性质，进行了多糖的硫酸化改性研究，发现经过硫酸化修饰的壶瓶碎米荠多糖具有更好的应用前景，并在此基础上开发了一种可食用薄膜，该薄膜具有良好的应用前景；（8）在上述研究的基础上，开发了一款壶瓶碎米荠硒多糖功能饮料，目前正在进行市场推广。. 该研究结果虽然未能按照预期完成培养体系的优化，但对于建立壶瓶碎米荠培养体系以及硒多糖的获得途径奠定了实验基础，同时也为硒多糖的开发利用奠定了良好基础。