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Application of Hairy Root Culture for Bioactive Compounds Production in Medicinal Plants
Current Pharmaceutical Biotechnology ( IF 2.8 ) Pub Date : 2021-03-31 , DOI: 10.2174/1389201021666200516155146
Caili Li 1 , Meizhen Wang 1
Affiliation  

Medicinal plants are rich sources of natural bioactive compounds used to treat many diseases. With the development of the health industry, the market demands for Chinese medicine have been rapidly increasing in recent years. However, over-utilization of herbal plants would cause serious ecological problems. Therefore, an effective approach should be developed to produce the pharmaceutically important natural drugs. Hairy root culture induced by Agrobacterium rhizogenes has been considered to be an effective tool to produce secondary metabolites that are originally biosynthesized in the roots or even in the aerial organs of mature plants. This review aims to summarize current progress on medicinal plant hairy root culture for bioactive compounds production. It presents the stimulating effects of various biotic and abiotic elicitors on the accumulation of secondary metabolites. Synergetic effects by combination of different elicitors or with other strategies are also included. Besides, the transgenic system has promising prospects to increase bioactive compounds content by introducing their biosynthetic or regulatory genes into medicinal plant hairy root. It offers great potential to further increase secondary metabolites yield by the integration of manipulating pathway genes with elicitors and other strategies. Then advances on two valuable pharmaceuticals production in the hairy root cultures are illustrated in detail. Finally, successful production of bioactive compounds by hairy root culture in bioreactors are introduced.



中文翻译:

毛状根培养在药用植物生物活性化合物生产中的应用

药用植物是用于治疗许多疾病的天然生物活性化合物的丰富来源。随着健康产业的发展,近年来对中药的市场需求迅速增长。但是,过度使用草药会引起严重的生态问题。因此,应开发一种有效的方法来生产重要的药物天然药物。发根农杆菌诱导的毛状根培养被认为是产生次生代谢产物的有效工具,这些代谢产物最初是在成熟植物的根部甚至气生器官中生物合成的。本文旨在总结药用植物毛状根培养生物活性化合物生产的最新进展。它提出了各种生物和非生物激发子对次生代谢产物积累的刺激作用。还包括通过不同激发子的组合或与其他策略的协同作用。此外,转基因系统通过将其生物合成或调控基因引入药用植物毛状根中,具有提高生物活性化合物含量的广阔前景。通过操纵途径基因与激发子和其他策略的整合,它具有进一步提高次生代谢产物产量的巨大潜力。然后详细说明了在毛状根培养物中两种有价值的药物生产的进展。最后,介绍了在生物反应器中通过毛根培养成功生产生物活性化合物的方法。还包括通过不同激发子的组合或与其他策略的协同作用。此外,转基因系统通过将其生物合成或调控基因引入药用植物毛状根中,具有提高生物活性化合物含量的广阔前景。通过操纵途径基因与激发子和其他策略的整合,它具有进一步提高次生代谢产物产量的巨大潜力。然后详细说明了在毛状根培养物中两种有价值的药物生产的进展。最后,介绍了在生物反应器中通过毛根培养成功生产生物活性化合物的方法。还包括通过不同激发子的组合或与其他策略的协同作用。此外,转基因系统通过将其生物合成或调控基因引入药用植物毛状根中,具有提高生物活性化合物含量的广阔前景。通过操纵途径基因与激发子和其他策略的整合,它具有进一步提高次生代谢产物产量的巨大潜力。然后详细说明了在毛状根培养物中两种有价值的药物生产的进展。最后,介绍了在生物反应器中通过毛根培养成功生产生物活性化合物的方法。通过将其生物合成或调控基因引入药用植物毛状根中,该转基因系统具有增加生物活性化合物含量的广阔前景。通过操纵途径基因与激发子和其他策略的整合,它具有进一步提高次生代谢产物产量的巨大潜力。然后详细说明了在毛状根培养物中两种有价值的药物生产的进展。最后,介绍了在生物反应器中通过毛根培养成功生产生物活性化合物的方法。通过将其生物合成或调控基因引入药用植物毛状根中,该转基因系统具有增加生物活性化合物含量的广阔前景。通过操纵途径基因与激发子和其他策略的整合,它具有进一步提高次生代谢产物产量的巨大潜力。然后详细说明了在毛状根培养物中两种有价值的药物生产的进展。最后,介绍了在生物反应器中通过毛根培养成功生产生物活性化合物的方法。

更新日期:2021-05-26
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