新疆雪莲规模化快繁育种及人工种植
2010-08-17
项目成熟阶段： □孵化期 ■生长期 □成熟期
项目来源：西部行动髙新技术项目、国家自然科学基金项目
概况：新疆雪莲（Saussurea involucrata Kar.et Kir.）仅大面积分布于新疆，是维吾尔、哈萨克等少数民族传统的民族药，在国内的民族药行业具有很高的知名度。近年来雪莲在抗风湿、镇痛、强心、抗癌、降压、平喘、终止妊娠、清除自由基及抗疲劳等方面的研究取得了可喜进展。由于野生雪莲濒临灭绝，同时造成了生态环境和水源的严重破坏，通过人工种植，既能保护野生资源，又能满足人民需求。中科院过程所采用化学及基因指纹图谱技术，生物反应器技术，快繁新疆雪莲，再生植株、再进行人工种植。形成生物反应器等规模化组培快繁新疆雪莲、炼苗和移栽种植成套核心关键技术，建立了新疆雪莲化学指纹和基因指纹质量评价技术。
专利和进展情况：申请相关专利2项。已完成中试试验，可进行产业化开发。
雪莲细胞大规模培养生产黄酮及多糖类活性成分
2010-08-17
项目成熟阶段： □孵化期 ■生长期 □成熟期
项目来源：国家自然科学基金项目
概况：雪莲为我国民间常用的名贵中草药，它对风湿性和类风湿性关节炎及妇科病、癌症有奇特疗效。由于雪莲生长环境特异，掠夺性采挖使其濒临灭绝，采用雪莲细胞大规模培养实现工厂化生产黄酮类化合物是解决雪莲资源短缺、满足人民健康需求的有效途径。中科院过程所经过实验室研究已获得继代稳定、黄酮类有效成分含量高的高产细胞系，并在研制的新型周期浸没反应器中成功实现规模化培养。本技术可适用于天山雪莲、水母雪莲、西藏雪莲等多种雪莲，筛选的雪莲细胞系继代稳定、黄酮类化合物含量高、生物量产率高，可在自行设计、加工的植物细胞培养反应器中生产，可控、稳定，可在一年任何季节生产，生产周期短，温度常温，电消耗低。
专利及项目进展情况：申请相关专利1项，已完成实验室小试，可进行中试和产业化开发。
新疆紫草繁育及种植技术
2010-08-17
项目成熟阶段： □孵化期 ■生长期 □成熟期
概况：紫草为传统中药，其根入药，有效成分为紫草宁（shikonin）及其衍生物，在临床上具有治疗痔疮、皮肤溃疡和烧烫伤的作用，此外还广泛应用于染料、食品及化妆品工业。目前，新疆紫草由于生态环境恶化及滥采乱挖，资源日益枯竭。本项目通过现代生物技术及种子育苗进行种苗的快速繁殖，解决新疆紫草的种源问题，克服新疆紫草由高海拔地区到低海拔地区人工种植不易成活的困难，初步制定出种植标准操作规程SOP，保证生产出符合GAP标准的优质道地中药材，满足社会需求，保护日益濒危的野生资源，维持产区的生态平衡。具有显著的经济效益、社会效益和生态效益。
专利和进展情况：获得专利2项，完成实验室小试，可进行中试开发。
高含烃量布朗葡萄藻的大规模培养技术
2010-08-17
项目成熟阶段： □孵化期 ■生长期 □成熟期
项目来源：中国科学院科研装备研制项目
概况：呈串状集落生的布朗葡萄藻（Botryococcus braunii，又译丛粒藻）是一种世界性广布的淡水单细胞绿藻，其特有的化学组成和结构注定了它是获得生物柴油和生物质油的优良原料来源。中科院过程所建立了布朗葡萄藻的大规模生产工艺，目前已建成单体100L的板式光照培养反应器和设计建造中的180L气升式光生物反应器，自养条件下葡萄藻生物量达到2g/L；同时发明了重复利用布朗葡萄藻细胞提取生物质油的技术，可将回收葡萄藻经过提取后继续进行再培养，重复多次，提高葡萄藻的油脂生产强度。生物质油及副产燃料有着能量密度高、易储运、含硫低等优点，与生物柴油一样，可直接作为民用燃料和内燃机燃料。
进展情况：申请国家发明专利1项，已完成布朗葡萄藻的中试规模培养。
用于开放池大规模培养微藻的补碳技术
2010-08-17
项目成熟阶段： □孵化期 □生长期 ■成熟期
概况：传统的微藻大规模培养方式在开放式进行，主要指各种跑道池，已用于螺旋藻、小球藻、盐藻等的大规模生产。因为需要光照和搅拌，跑道池的深度一般在20－30cm，由于液层浅，如果直接充气补充CO2，气液接触时间短，补碳效率很低。中科院过程工程研究所发明了补碳技术，只需要对开放池做简单的改造即可实现在开放池内实时原位补充二氧化碳。对螺旋藻生产过程，CO2的吸收率达到85%以上，可以彻底抛弃用NaHCO3补碳，对螺旋藻每吨粉只消耗约2.3吨CO2，只需消耗少量的NaHCO3用于培养液的本底。由于补碳技术得以实施，使得开放池的水层深度可以进一步减小，使搅拌能耗大幅度降低约70％。另外，避免水体形成高盐环境，水体可以多次利用。
专利情况：已获得国家发明专利1项，申请PCT专利1项（美国、澳大利亚）。
铁皮石斛产业化开发成套技术
2010-08-17
项目成熟阶段： □孵化期 □生长期 ■成熟期
项目来源：中国科学院知识创新工程项目
概况：铁皮石斛是我国传统名贵中药，干品又称铁皮枫斗，铁皮兰、黑节草，民间有“救命仙草”之称。现代医学和中医药理研究表明，铁皮石斛富含铁皮石斛多糖、铁皮石斛碱和总氨基酸等，在提高人体免疫能力、抗衰老、抑制肿瘤、补五脏虚劳、改善糖尿病症状和萎缩性胃炎等方面有明显的效果。由于其巨大的药用价值，导致了长期无节制的采摘，加之铁皮石斛在长期的进化演变中种子萌发和自然繁殖率低，致使该资源濒临枯竭，已被国家列为二级保护植物。中科院过程所已建立了铁皮石斛快速繁育的关键技术，通过上述技术不仅可以提供优质脱毒种苗，而且可以周年高效生产“绿色”铁皮石斛高附加值产品，满足市场日益增长的需求。
进展情况：建立了完善的铁皮石斛人工繁育成套技术，可以随时进行产业化开发。
规模化组培快繁藏红花种球（苗）技术
2010-08-17
项目成熟阶段： □孵化期 ■生长期 □成熟期
项目来源：国家863课题
概况：国内外对藏红花有效药用成分及药理作用等研究较多，而在组培快繁方面研究较少。藏红花有性不孕，靠球茎繁殖，在继代栽培过程中，由于病毒侵害，种植退化，致使球茎越种越小，球茎开花减，花形变小，有的甚至不开花，从而失去药用价值。目前若单用传统的球茎繁殖方法，繁殖速度慢，无法有效解决病毒侵害的问题，因此不能满足市场的需求。本技术的目的是克服自然条件的限制，研究采用组织培养快速脱毒、繁殖球茎（种苗），摆脱对进口藏红花种球的依赖，满足对优质种源的需要。本技术生产的种球可以打破国际上对我国的封锁和对藏红花种球的垄断，具有较高的经济效益。
专利和进展情况：申请相关专利2项（授权1项），已完成实验室小试，可进行中试和产业化开发。
玛卡（Maca）组培育苗技术
2010-08-17
项目成熟阶段： □孵化期 ■生长期 □成熟期
概况：玛卡（maca, Lepidium meyenii）是生长在秘鲁帕斯科（Pasco）和基宁（Junín）等海拔高达3500-4500米的安第斯山区的一种二年生或多年生草本植物。药理学研究表明玛卡能提高生殖力，增强性欲，治疗性功能障碍，调节内分泌并具有营养作用且无毒副作用。中科院过程所通过理化因子的调控，确立了优化的玛卡愈伤组织诱导和生长、不定芽再分化的条件，解决了不定芽诱导过程中容易发生玻璃化和丛生芽成活率低的问题，以两步生根法诱导玛卡再生植株，为玛卡在我国引种栽培提供优质的种源。此外，还建立了玛卡细胞悬浮培养和反应器大规模培养体系，考察了玛卡培养细胞的抗氧化活性，为进一步大规模开发和利用细胞次生代谢产物提供了保障。
进展情况：完成实验室研究，可进行中试和产业化开发。
青蒿发根大规模培养生产青蒿素
2010-08-17
项目成熟阶段： □孵化期 ■生长期 □成熟期
概况：青蒿素为世界卫生组织(WHO)推荐的治疗恶性疟疾(如脑型疟疾和抗氯喹性疟疾)的特效药，具有速效，低毒等特点。另外，青蒿素还有免疾促进作用和抗病毒作用，可开发抗病毒和抗艾滋病药物。青蒿在我国虽然分布很广，但其中的青蒿素含量往往很低，提取分离工艺及设备落后。本项目以四川、重庆、广西等地的髙青蒿素含量种子为材料，采用R4和R5等发根农杆菌，诱导出青蒿毛状根。对诱导出的毛状根通过固体和液体悬浮培养进行了筛选，得到的毛状根发根生长速度快（30gDW/LM），青蒿素含量高（≥1%，天然青蒿含量仅在0.2-0.8%）。以此为原料，采用循环超声技术提取青蒿素，可显著缩短提取时间、增加青蒿素提取率及降低提取成本。
专利和进展情况：申请专利3项（授权2项），已完成实验室小试，可进行中试和产业化开发。
肉苁蓉细胞培养生产苯乙醇糖甙类药物等
2010-08-17
项目成熟阶段： □孵化期 ■生长期 □成熟期
概况：肉苁蓉为列当科（Orobanchaceae）肉苁蓉属植物，是沙漠中的一种珍稀植物，其中的有效成分为苯乙醇甙类物质，为中医常用补肾壮阳药物，可增强人体免疫功能，延缓衰老等功效。近年来由于采挖过量，药源紧缺，而且在采挖肉苁蓉的同时对其寄主植物造成很大的伤害，严重破坏了十分脆弱的沙漠植被体系。中科院过程所已筛选出继代稳定、苯乙醇糖甙类（PeG）含量高（已达细胞干重的10.7％，是天然肉苁蓉的2倍以上）的细胞系，反应器中培养干细胞PeG含量高达16.3%。采用肉苁蓉细胞大规模培养的现代生物技术，提高了肉苁蓉细胞产量和有效药用成分的含量，使肉苁蓉的生产工业化，是保护自然资源和生态环境、满足人类健康需求的有效途径。
专利及项目进展情况：申请相关专利2项（授权1项），已完成实验室小试，可进行中试和产业化开发。
肉苁蓉细胞培养生产苯乙醇糖甙类药物等
2010-08-17
项目成熟阶段： □孵化期 ■生长期 □成熟期
概况：肉苁蓉为列当科（Orobanchaceae）肉苁蓉属植物，是沙漠中的一种珍稀植物，其中的有效成分为苯乙醇甙类物质，为中医常用补肾壮阳药物，可增强人体免疫功能，延缓衰老等功效。近年来由于采挖过量，药源紧缺，而且在采挖肉苁蓉的同时对其寄主植物造成很大的伤害，严重破坏了十分脆弱的沙漠植被体系。中科院过程所已筛选出继代稳定、苯乙醇糖甙类（PeG）含量高（已达细胞干重的10.7％，是天然肉苁蓉的2倍以上）的细胞系，反应器中培养干细胞PeG含量高达16.3%。采用肉苁蓉细胞大规模培养的现代生物技术，提高了肉苁蓉细胞产量和有效药用成分的含量，使肉苁蓉的生产工业化，是保护自然资源和生态环境、满足人类健康需求的有效途径。
专利及项目进展情况：申请相关专利2项（授权1项），已完成实验室小试，可进行中试和产业化开发。
植物细胞、组织和器官培养生物反应器
2010-08-17
项目成熟阶段： □孵化期 □生长期 ■成熟期
项目来源：国家科技攻关项目
概况：植物悬浮细胞、毛状根和不定芽培养已成为生产高附加值天然产物和基因工程蛋白的重要途径，生物反应器技术是实现这些昂贵产品商业化生产的关键。因此，开发植物细胞、组织和器官培养生物反应器具有潜在的经济效益。中科院过程所研制了各种新型的生物反应器系统，包括内环流气升式反应器、周期浸没反应器、超声雾化反应器、光照培养反应器等，满足了植物悬浮细胞、毛状根、体细胞胚和不定芽等规模化培养的要求，可根据客户要求加工各种规格和不同需求的生物反应器和相应控制系统。
专利和进展情况：研制的各种植物悬浮细胞、毛状根和不定芽培养生物反应器已获得国家专利保护，并销售给国内外科研和企业进行应用。
组织培养与快速繁植 中国科学院过程工程研究所
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