植物活體轉(zhuǎn)化系統(tǒng)在中草藥代謝研究方向的應(yīng)用案例

中草藥是指以植物的種子、根、葉、花、果實、樹皮等部位為原料，經(jīng)過采摘、曬干、加工等工序制成的藥材。中草藥是我國傳統(tǒng)中醫(yī)藥文化的重要組成部分，被廣泛應(yīng)用于疾病的預(yù)防和治療。中草藥不同于西藥，它的作用是綜合的、溫和的、緩慢的，通常需要長期的使用。中草藥的功效因藥材部位、采摘季節(jié)、制作方法等因素而有所不同。例如，人參具有補氣養(yǎng)血、增強免疫力等功效;枸杞能夠明目、補腎益精、延緩衰老;黃芪具有益氣固表、提高機體免疫力等作用。中草藥中具有豐富的藥物資源，如何充分的從中挖掘出有效的藥用成分，通過現(xiàn)代化的生物工程手段解析代謝途徑、研究基因功能，提高有效成分含量是一個大家都非常關(guān)注的研究熱點方向。

植物活體轉(zhuǎn)化系統(tǒng)利用高功率的真空泵，將真空箱中的空氣迅速抽掉，在極短的時間內(nèi)，達到極低壓力/高真空度，從而讓受試植物或者組織能夠快速的形成孔洞，讓農(nóng)桿菌通過孔洞進入到組織中，侵染，達到轉(zhuǎn)化植物的目的。

植物活體產(chǎn)品特點
重復(fù)性好：采用芯片控制，壓力、時間控制準(zhǔn)確，盡可能的避免人為操作失誤，保證不同批次實驗間的準(zhǔn)確性、重復(fù)性。

成功率高：植物瞬轉(zhuǎn)，可以整片葉子全部轉(zhuǎn)化;轉(zhuǎn)基因，農(nóng)桿菌難侵染的外植體，可以提高侵染效率。

操作性好：采用液晶觸摸屏操作，簡單的設(shè)置幾個參數(shù)，一鍵啟動，輕松完成整個實驗。

轉(zhuǎn)化效率高：大量瞬轉(zhuǎn)，多棵植株、同一株植物上的所有葉片，可以在1分鐘全部轉(zhuǎn)化成功。

智能化控制：定制的控制系統(tǒng)，對所用硬件實現(xiàn)全自動控制。

不銹鋼內(nèi)腔：采用一次成型304鏡面不銹鋼，方便后續(xù)清理、不容易滋生細菌等有害微生物。

應(yīng)用領(lǐng)域：植物瞬時表達，植物轉(zhuǎn)基因，植物育種，植物代謝工程，生物反應(yīng)器。

植物活體在中草藥代謝研究中的應(yīng)用：

各種中草藥葉片瞬時轉(zhuǎn)化體系的建立

葉片的形狀、表面有蠟質(zhì)、絨毛等，常規(guī)的手動注射難以成功，可以借助PTS實現(xiàn)葉片注射，建立瞬時表達體系

中草藥VIGS平臺的建立

在建立瞬時表達體系的基礎(chǔ)上，構(gòu)建VIGS載體，可以用于通過基因敲除的方式，驗證基因的功能

轉(zhuǎn)基因體系的建立

對于再生體系已經(jīng)建立的中草藥物種，但是外植體/愈傷組織，因為細胞壁等原因，農(nóng)桿菌難以侵染成功的，可以嘗試使用PTS增加農(nóng)桿菌侵染的效率，提高轉(zhuǎn)化的成功率;已經(jīng)建立轉(zhuǎn)化體系的，借助PTS，提高轉(zhuǎn)化率

中草藥代謝產(chǎn)物基因功能驗證

在轉(zhuǎn)基因體系無法建立的情況下，可以通過將功能基因在自身葉片，或者煙草葉片中瞬時表達，通過觀察表型、分析葉片的表達產(chǎn)物來驗證功能，通過VIGS也是一種手段

應(yīng)用案例：

1、丹參，幼芽轉(zhuǎn)化

2、火麻（大MA），幼苗瞬時表達；

3、煙草

4、鐵皮石斛，莖瞬時表達；

5、青蒿、黃芩（侵染水漬化）

在2024年植物活體即將上市

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