南方红豆杉Taxus chinensis var.mairei(Lemee et Levl)Cheng et L.K.Fu,为红豆杉科(Taxaceae)红豆杉属(Taxus)在中国特有的1个变种,其枝、皮、叶、根和果肉中均含有较强抗癌活性的紫杉烷类二萜化合物——紫杉醇(Taxol)。然而红豆杉属植物野生资源有限、生长缓慢,且含量低,因而造成了紫杉醇的药源危机。通过红豆杉植物细胞培养与真菌发酵进而产生紫杉醇及其衍生物是解决这个问题的可行途径之一。本研究论文从以下方面展开研究。首先,较为系统地阐述了南方红豆杉的植物形态、生药学研究、化学成分、药理作用、繁殖技术、基因工程、细胞培养、真菌发酵等方面对国内外研究进展,并对南方红豆杉生物技术研究中存在的问题进行讨论。然后,对南方红豆杉进行品质评价研究,包括生药鉴定研究、提取工艺研究及不同产地的含量测定。采用性状、显微鉴定的方法,对南方红豆杉枝叶及根进行系统的生药鉴定研究。南方红豆杉叶气孔带、转输管胞及嵌晶纤维可作为其鉴别特征,10-脱乙酰巴卡亭Ⅲ可以作为薄层鉴定的主要依据。对南方红豆杉的提取工艺进行优化。采取正交试验法,以南方红豆杉的5种主要萜类成分的含量的综合评分为考察指标结合反相高效液相色谱法对各组的5种萜类成分进行比较。筛选南方红豆杉的最佳提取工艺为:乙醇浓度为85%,液料比为1:6,提取2次,每次提取2 h。其次,将优选得到的南方红豆杉种质分别进行组织培养研究和药用真菌发酵研究。采用单因素比较、正交设计试验,研究影响南方红豆杉愈伤组织诱导和生长的各种因素;采用高效液相色谱法测定不同来源愈伤组织中紫杉醇等5种紫杉烷二萜类成分的含量;采用加权评分综合考虑以上各因素优选出组织培养条件为B5+2,4-D 1.0 mg-L-1+NAA 1.0 mg·L-1+KT0.5 mg L-1。用 Bemfeld 法、PNPG 法、GOD 法,研究南方红豆杉枝叶及其愈伤组织萃取紫杉醇后剩余部分对α-糖苷酶活力的影响。结果发现,南方红豆杉枝叶及其愈伤组织萃取紫杉醇后剩余部分对α-糖苷酶均有一定的抑制活性,愈伤组织较优于枝叶。参考前人研究的经验,并结合菌种自身的生长特点,初步选用5种药用真菌对南方红豆杉枝叶进行发酵研究。结果显示,4种药用真菌基本都能较好地适应在南方红豆杉枝叶基质上生长,能不同程度地影响不同类型紫杉烷二萜类成分之间的含量。其中灵芝菌发酵效果较佳,对其深入研究。采用响应面法优化灵芝-南方红豆杉双向固体发酵条件,利用南方红豆杉的5种主要萜类成分的含量的综合评分,筛选出发酵最佳工艺条件为液料比、pH值、培养温度、样品粒度。同时,以不同发酵时间的灵南菌质为研究对象,综合考察发酵过程中淀粉酶、糖化酶、纤维素酶、脂肪酶和蛋白酶的活力,结合紫杉烷二萜类成分含量变化研究,将发酵终点定在24-26天。应用气相色谱-质谱(GC-MS)联用技术对5种真菌发酵南方红豆杉菌质和愈伤组织培养物以及南方红豆杉叶中的肌醇及衍生物成分变化进行了比较研究,结果发现,嫩枝叶中肌醇含量较老枝叶高,扇南菌质(VA)含量较其他发酵组高,组织培养样品4高于其他愈伤组织。最后,通过南方红豆杉细胞组织培养优选出细胞系,为南方红豆杉资源替代提供实验依据。药用真菌对南方红豆杉枝叶的双向固体发酵,将南方红豆杉紫杉烷类成分进行结构转化,提高了南方红豆杉中紫杉烷类成分含量。从而使南方红豆杉资源达到最大化利用。