計畫摘要
喜樹鹼可經半合成製成藥物用以治療各種癌症，全球喜樹鹼及其衍生物的產值高達20億美金以上。高三尖杉酯鹼(homoharrintonine，簡寫HHT)存在於生長緩慢的粗榧類植物，已經被證實可有效的治療白血病，在美國年產值可達13億美元。一般細胞培養因需長期生長在富有植物生長調節劑的培養基中，細胞很難維持穩定的生長與二次代謝物生產。經由轉殖農桿叢根菌產生的毛狀根群，可以在不含植物生長調節劑的培養基自行分裂生長。可當作天然工廠，應用於生產藥物、食品調味料及其他商業產品，非常具有潛力。尤其是許多科學家都認為毛狀根才可用於大量穩定的製造生物鹼，其他的植物細胞培養則無法做到。我們的預試驗也顯示青脆枝的毛狀根群確實優於細胞培養，具有加強研究與發展的價值。本計畫目的在建立青脆枝與臺灣粗榧之轉基因毛狀根與細胞，篩選具高感染率的農桿菌種與接種方法、選育優良毛狀根株及建立其培養方法，並評估其在三角瓶與生物反應器培養之生物量與喜樹鹼及粗榧鹼類產量。105年完成建立農桿菌AR15834, AR1600與AR160基因轉殖方法，誘導並培養毛狀根青脆枝與粗榧毛狀根系。定期以HPLC分析檢測毛狀根的二次代謝物含量，並以PCR確認農桿菌之rolB基因存在於毛狀根中。選擇生長及喜樹鹼含量皆佳的青脆枝毛狀根WA1，進行1L波浪式與10L 氣舉式生物反應器培養，波浪式生物反應器培養3個月毛狀根鮮重由原來的5g 增加為698g；氣舉式生物反應器培養5個月，鮮重由10g增加為2896g，分別可生產79.6mg 與728.2mg 的喜樹檢。粗榧毛狀根C5於液體培養生長良好，三角瓶培養30天鮮重由0.2g增加為0.74±0.05g，2L氣舉式生物反應器培養3個月鮮重由5g增加為284g。