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为解决藏红花资源短缺和藏红花病毒感染的问题,本论文较系统地研究了高产藏红花素细胞系的诱导、筛选和培养的过程调控,并利用生物反应器规模化培养细胞直接生产藏红花的主要活性成分藏红花素;同时对筛选到的细胞系进行脱毒,调控胚性愈伤的发生、增殖和分化过程,建立了稳定高效的藏红花芽再生体系,为藏红花的人工种植提供大量、无毒、优质种苗.首先对藏红花球茎、芽、叶子和花愈伤组织以及栀子叶子和种子愈伤组织进行了系统诱导,获得了大量的藏红花和栀子愈伤组织细胞系.首次建立了一简便的筛选高产藏红花细胞的方法即目视法和HPLC相结合的方法.采用该方法从诱导的229株藏红花细胞系和15株栀子细胞系中快速筛选出一株藏红花素含量较高、生长快速、不易褐化的藏红花球茎1细胞系.建立了藏红花细胞的悬浮培养体系.悬浮培养时细胞的生长周期约为20d,在20d时生物量达到最大,为12.3 g DW/L,但是藏红花素的合成周期大约为28d,在28d时藏红花素的含量和产量达到最大,分别为95.8mg/g和0.92 g/L.藏红花素的积累与细胞的生长之间的关系为半生长偶联型.首次采用二步培养法生产藏红花素.在接种量、培养温度、光照条件和培养时间都相同的条件下,同样的藏红花细胞系采用该二步法生产的藏红花素是一步法的3.04倍.首次进行了稀土元素对藏红花细胞生长和藏红花素合成影响的研究.与导流简气升式和筛网导流筒气升式生物反应器相比,采用鼓泡塔式反应器培养,藏红花细胞的生长速度快,藏红花素的产量也比较高,因此更有利于规模化生产藏红花素.藏红花细胞在2.5L鼓泡式生物反应器中悬浮培养28d后,细胞生物量为9.6 g DW/L,增长3.2倍,藏红花素的产量为0.45 g/L.在愈伤组织再分化成苗的过程中对藏红花材料进行了脱毒处理,并首次采用间接ELISA和RT-PCR方法检测了国内外报道的藏红花五种病毒.经过ELISA和RT-PCR检测,在本研究筛选的藏红花愈伤组织和再分化芽中没发现有TuMV、TRV、CMV和Potyvirus病毒.通过优化一些物理和化学因素,提高藏红花胚性愈伤的增殖系数和分化能力,首次建立了高效稳定的再生体系.