宁夏苦豆子种质资源及其内生菌生物学功能研究和开发利用

由宁夏大学等单位完成

项目围绕宁夏苦豆子资源保护和安全生产的重大需求，针对苦豆子及其内生菌资源遗传背景不清，生物碱合成关键酶基因的克隆和信息学研究缺乏，内生菌与宿主互作的生态学功能不明等问题，开展了苦豆子及其内生菌种质资源和生物学功能研究。项目摸清了宁夏苦豆子及其内生菌的多样性和生态分布；首次克隆了苦豆子赖氨酸脱羧酶基因(SaLDC)；筛选出高活性功能菌株49株；建立了内生菌氧化苦参碱(OMA)和功能菌株产抗生素薄层层析(TLC)和高效液相色谱(HPLC)分析方法；构建了苦豆子再生体系和悬浮细胞培养体系；创建了基于聚酮合成酶基因PKSⅠ、PKSⅡ和非核糖体多肽基因NRPS的内生放线菌产抗生素分子快速筛选方法；筛选出高效拮抗菌发酵液产抗培养基和高活性内生真菌诱导子；揭示了拮抗菌抗生杀菌的作用机理；探索了苦豆子生理防御反应、SaLDC表达量和OMA积累的关系；生产中用大孔吸附树脂富集生物碱，使生物碱含量提高了3倍；用金属还原法使OMA与MA定量转化，产品纯度超过98%。

项目获得自治区科技成果3项，申报专利1项，发表论文33篇，其中SCI1篇，培养研究生10人；，获优秀论文奖6项。用金属还原法将OMA定量还原为MA，具有工艺简单、成本低廉的特点，还原产物经萃取、重结晶等后续处理，所得MA纯度可达98%以上，该技术已在企业完成中试生产，实现OMA与MA间的自由转化。