【植物细胞、组织培养中的甾体激素】
植物细胞、组织培养为研究甾体激素及其代谢提供了良好的实验系统。近年来，许多甾体激素已从组织、细胞培养中分离出来；同样，许多含甾体激素的植物材料被用作细胞培养材料，用于研究其生物合成和转化。在某些甾体代谢过程中，酶的缺失会使次生代谢产物在细胞、组织培养中累积起来，利用这一特别，适当选择所需的代谢产物，进行大量细胞悬浮培养，进行甾体激素的生物合成和转化，生产所需要的物质，这是十分有利的。但是，在植物细胞、组织培养物中所需物质浓度较低，这可通过筛选植株、添加代谢前体、改变培养基和改变培养条件等办法来解决。
1966年，本菲斯特(Benvniste)等从烟草组织培养物中分离到阿屯醇。而在植物界广泛分布的甾体是谷甾酶和豆甾酶、菜油甾醇。薯芋皂甙元是甾体激素的起始原料。1967年，柯尔(B．Kaul)从三角叶薯芋的细胞培养物中分离到薯芋皂甙元；托米塔(Y．Toita)从山草藓愈伤组织中还分离出furostanol糖甙和Protokoronin。而丝兰植物的根、茎、叶、根茎、种子、种皮等组织培养物中所产生的甾体皂甙元是不相同的。表: 表丝兰植物各部分组织培养中产生甾体皂甙元
×为含有皂甙元的部分
上表说明，选择植物的何种组织或器官作为细胞、组织培养材料，以便获得所需皂甙元是有意义的。赫斯(M．Heins)在毛花毛地黄的组织培养物中将β－甲基毛地黄毒甙羟化成一甲基地高辛，这一转化反应的发现具有一定的经济意义。因为在毛花毛地黄植物中含有毛地黄毒甙和地高辛，使资源得到合理利用。1974年，斯托赫士(S．J．Stohs)利用三角叶薯芋的细胞悬浮培养研究添加标记的414C，2614C胆甾醇对薯芋甙元生物合成的影响，他观察到胆醇几乎是等量参入到标记的薯芋皂甙元中，如果用标记的环阿屯醇或胆甾烷三醇与山草藓薯芋细胞悬浮物一起培养时，在培养液中能分离到具有标记的薯芋皂甙元、雅姆皂甙元、托柯皂甙元。从三角叶薯芋的细胞悬浮培养物中能将标记的4－14C－22m233H－谷甾醇参入到薯芋皂甙元中，不过参入量仅为胆甾醇的1／8；如将谷甾醇侧链上的两个C除去之后，剩下的就是胆甾醇，它就能等量参入到薯芋皂甙元分子中。1979年，米赫塔(R．Mehta)研究Trianthema portulacas-tum幼苗的愈组织生物合成蜕皮激素的情况，他发现不同的植物生长激素的作用是不相同的；用2，4－D处理后，蜕皮激素含量最高；用NAA处理，愈伤组织生长量最高；激动素与2．4－D结合处理，既境加蜕皮激素含量又增加愈伤组织生长量；而增加激动素的浓度，反而会抑制蜕皮激素的生物合成。1975年，希诺特里(A．Hirotani)研究毛地黄细胞悬浮培养物对5β－孕烷－3，20－二酮和5β－孕烷3β羟基－20酮的生物转化时发现，5天之后就产生了5β－孕烷－3β－羟基－20酮及其糖甙，5β－孕烷3β，20β二醇和5β－孕烷3β，20a二醇单糖甙，5β孕烷3a·20a二醇。三角叶薯芋和桂竹香的细胞悬浮物的微粒体，能迅速转化黄体酮(Pro-gesterone)成5a－孕烷3β羟基20酮和5a－孕烷3β，20β二酮。这两种产物在细胞悬浮培养中是并存的。关于三角叶薯芋细胞悬浮培养物对414C雄烷△4－3．17二酮的转化，经15d的培养之后，主要产物是5a－雄烷3β－羟基－17酮和5a－烷雄－3β，17β－二醇，后才随培养时间的延长而增多。胡若雅观察到毛地黄细胞悬浮培养物能将毛地黄毒素转化成芰毒素和紫黄洋地黄糖甙A和B，当培养至26d时，毛地黄毒素转化成的第一个产物是芰毒素。柯尔从薯芋细胞培养物中分离到皂甙元，其得率达干细胞重的1%。斯托赫士在三角叶薯芋细胞悬浮培养中，添加100mg胆甾醇于100ml培养液中，能后高薯芋皂甙元产率达2．5%(干重)；0．1ppm的2，4－D或西吗三嗪，对植物细胞悬浮培养和皂甙元累积都有利。但抗坏血酸不仅抑制细胞生长，也抑制皂甙元的产生。帕麦尔(M．A．Palmer)发现金藻具有转化外源环阿屯醇、羊毛甾醇成为24β－乙叉β－乙叉甾醇的能力。格瓦甫(Kuapp．Ft)用金藻转化岩藻甾醇［7－3H］－28－异岩藻甾醇成为24β－乙叉基甾醇，并发现具24－乙叉基团的甾醇转化率最高，这说明此基团对转化是重要的。克拉得(L．Claude)利用绿藻将24－乙叉－25－甲叉甾醇转化成y－谷甾醇和24－β－乙叉基甾醇。赫斯将烟草组织培养物标记C14－环阿屯醇培养7d之叉－环阿屯醇、谷甾醇、豆甾醇、油菜甾醇。托米塔(Y．A．Tomita)用唇形植物的细胞培养物转化C14－山楂酸，分离出一表山楂酸，并证明它是由酮3－衍生物生物合成的。从植物细胞、组织培养物中分离、转化的各种甾体激素，现在已经超过50种，而且用植物细胞、组织培养方法所获得的许多生物合成的甾体激素也远不止本文所介绍的。植物细胞、组织培养的研究为生产稀有的、天然的或别的途径难以取得的甾体激素具有很大的潜力。如果对代谢产物的生源途径有所了解，通过添加前体物或改变代谢途径就能获得在完整植株中都无法达到的产量。用细胞、组织培养方法比用化学方法更为经济。然而，植物细胞、组织培养中甾体代谢的研究才刚开始不久，需要逐步完善。【参考文献】：1 Benveniste p. Biosynthesis of sterols n tobacco tissues grown in vitro; Identification of cycloeucalenol and obtrsifoliol Sterol biosynthesis in tobacco tissues cultivated in vitro: Kinetics for mation of sterols and their precursors Biochemistry, 1969,9:5262 Stohs s JMetabolism of 4 - Cholesten - 3one to 5a, - chole-stan - 3 - one by leaf homogenates Lioydia, 1974 ,37:5043 Stohs S J. Prototokoronin Tissue Cultures of Dioscorea Tokoro Phylochemistyr. 1974,13:7294 Tomita Y. et al. Structure and Biosynthsis of prototokoronin in Tissue Cultures of Dioscoea Tokoro Phylochemistny 1974,3:729.5 Palmer M. A. et al. Goodwin the convetrsion of 5a - Lanost - 24 - Ene - 3(3,9a - Diol and parkeol into poriferasterol by the Alga Ochromonas Malhamensis.6 罗士韦．我国植物组织培养工作的进展自然科学年鉴．19807 徐成基．动物甾体激素在农业中的应用国外农业科技，1980，1：42～45(中国科学院成都生物所徐成基撰)