T/GXDSL 031-2024 药用植物毛状根高通量培养技术规程
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资料介绍
ICS 19 .020
M731
团体标准
T/GXDSL 031—2024
药用植物毛状根高通量培养技术规程
Technical Regulations for High-throughput Culture of Hairy Roots of MedicinalPlants
2024 - 12 - 28 发布2024 - 12 - 29 实施
广西电子商务企业联合会发布
目 次
前 言............................................................................. II
一、范围.............................................................................. 1
二、规范性引用文件.................................................................... 1
三、术语和定义........................................................................ 1
四、实验室设施与环境.................................................................. 1
1. 设施布局......................................................................... 2
2. 环境参数......................................................................... 2
3. 人员资质与培训................................................................... 2
五、材料与试剂........................................................................ 2
1. 药用植物材料..................................................................... 3
2. 发根农杆菌菌株与培养基........................................................... 3
六、培养技术流程...................................................................... 3
1. 发根农杆菌的活化与培养........................................................... 3
2. 毛状根的诱导与筛选............................................................... 3
3. 毛状根的高通量培养............................................................... 4
七、质量控制.......................................................................... 4
1. 培养物的无菌检测................................................................. 4
2. 毛状根的生长指标检测............................................................. 4
3. 次生代谢产物的含量测定........................................................... 5
4. 数据管理与保存................................................................... 5
5. 培养物的检测..................................................................... 5
6. 培养基及培养条件的监测........................................................... 5
7. 次生代谢产物的检测............................................................... 6
8. 微生物污染检测................................................................... 6
八、质量标准制定...................................................................... 6
九、附则.............................................................................. 7
T/GXDSL 031—2024
II
前 言
本文件依据GB/T 1.1-2020 《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起
草。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。
本文件由广西产学研科学研究院提出。
本文件由广西电子商务企业联合会归口。
本文件起草单位：广西研科院高新技术有限公司，广西产学研科学研究院，广西研科院传媒有限公
司，广西壮族自治区农业科学院园艺研究所，容县农业科学研究所，广西容县农乐农业科技有限公
司，容县大藤树餐饮有限公司，广西泽灵科技有限公司.
本文件主要起草人：庄文斌，周伯韬,甘汉才,周广,梅华,赖桂华，莫朝森，黄丽萍，张婷梁标，刘
福平，曾少兰，李健，林松，梁勇，黄云，赖业明，黎雄。
本文件为首次发布。
T/GXDSL 031—2024
1
药用植物毛状根高通量培养技术规程
一、范围
本标准规定了药用植物毛状根高通量培养的实验室设施与环境要求、人员资质与培训、材料与试剂、
培养技术流程、质量控制、数据管理与保存等方面的技术规范。适用于各类药用植物毛状根的高通量培
养研究与生产实践。
二、规范性引用文件
• GB 50457-2019《医药工业洁净厂房设计规范》
• GB/T 6682-2008《分析实验室用水规格和试验方法》
• NY/T 1281-2007《花卉植物组织培养技术规程》
三、术语和定义
• 药用植物毛状根：由发根农杆菌介导，将其Ri 质粒上的T-DNA 整合到药用植物细胞基因组中
诱导产生的特殊不定根，具有生长迅速、遗传稳定、次生代谢产物合成能力强等特点。
• 高通量培养：利用自动化、微型化、集成化的培养设备与技术体系，在短时间内对大量药用植物
毛状根培养物进行同步、高效培养与监测的方法。
四、实验室设施与环境
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1. 设施布局
• 实验室应划分接种区、培养区、检测区等功能区域，各区域之间应有效隔离，避免交叉污染。接
种区应配备超净工作台、紫外灯等灭菌设备，洁净度等级应达到100 级。
• 培养区应具备温度、湿度、光照、气体浓度等环境参数自动调控功能，安装通风换气系统与空气
净化装置，保持空气清新，减少微生物与尘埃粒子污染。
2. 环境参数
• 温度控制在22°C - 28°C，精度为±1°C；相对湿度维持在40% - 60%，精度为±5%。光照强
度根据药用植物种类设定在1000 lx - 5000 lx 之间，光照周期为12 h - 16 h 光照/8 h - 12 h 黑
暗。
• 培养室内二氧化碳浓度控制在300 ppm - 800 ppm，氧气浓度不低于20%，通过气体传感器与通
风设备实时监测与调节。
3. 人员资质与培训
• 从事药用植物毛状根高通量培养的技术人员应具有生物学、药学、生物技术等相关专业本科及以
上学历，或具有同等专业技术水平与实践经验。
• 定期组织人员参加专业培训，内容包括无菌操作技术、植物组织培养原理与方法、仪器设备使用
与维护、质量控制与数据分析等，培训时间不少于40 学时/年。
五、材料与试剂
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1. 药用植物材料
• 选择健康、无病虫害的药用植物种子、幼苗、叶片、茎段等作为外植体材料。采集后应进行预处
理，如清洗、消毒、表面灭菌等操作，消毒试剂可选用70% - 75%酒精、0.1% - 0.2%升汞溶液等，消
毒时间根据材料类型与污染程度确定，一般为30 s - 10 min。
2. 发根农杆菌菌株与培养基
• 选用适宜的发根农杆菌菌株，如A4、R1601 等，购自专业菌种保藏机构或经鉴定的实验室自行
保存菌株。
• 培养基应根据药用植物种类与培养目的进行优化配置，常用的基本培养基有MS、B5、White 等，
添加适量的生长素、细胞分裂素、氨基酸、维生素、蔗糖、琼脂等成分，pH 值调节至5.5 - 6.5。
六、培养技术流程
1. 发根农杆菌的活化与培养
• 从甘油保存菌种中取少量发根农杆菌接种于LB 固体培养基平板上，在28°C 培养箱中倒置培
养24 h - 48 h，待菌落长出后，挑取单菌落接种于LB 液体培养基中，在28°C、150 r/min - 200 r/min
条件下振荡培养至对数生长期，菌液浓度达到10^8 - 10^9 cfu/mL。
2. 毛状根的诱导与筛选
• 将预处理后的药用植物外植体与活化后的发根农杆菌菌液共培养，共培养时间为10 min - 60
min，共培养温度为22°C - 25°C。共培养结束后，将外植体转移至筛选培养基上，筛选培养基添加
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适量抗生素以抑制农杆菌生长，培养2 - 4 周后，观察外植体上毛状根的诱导情况，筛选出生长迅速、
形态正常的毛状根。
3. 毛状根的高通量培养
• 采用生物反应器进行毛状根高通量培养，生物反应器类型可选择气升式、搅拌式、鼓泡式等。根
据生物反应器容积与毛状根生长特性确定接种量，一般为10% - 30%（v/v）。
• 培养过程中，通过在线监测系统实时监测温度、pH 值、溶解氧、电导率等参数，并根据设定阈
值自动调控。定期取样检测毛状根的生长状况与次生代谢产物含量，培养周期根据药用植物种类与培养
目的确定，一般为2 - 8 周。
七、质量控制
1. 培养物的无菌检测
• 定期取少量毛状根培养物，采用平板划线法或稀释涂布平板法接种于LB 固体培养基与PDA 固
体培养基上，分别在28°C 与25°C 培养2 - 3 天，观察有无细菌与真菌污染菌落生长，无菌检测
频率为每周1 - 2 次。
2. 毛状根的生长指标检测
• 每隔3 - 5 天测量毛状根的鲜重、干重、根长、分支数等生长指标，计算生长速率与增殖倍数。
生长速率公式：GR=(W2 - W1)/(t2 - t1)，其中GR 为生长速率，W1、W2 分别为两次测量的鲜重或干
重，t1、t2 为对应的时间；增殖倍数公式：PF = N2/N1，其中PF 为增殖倍数，N1、N2 分别为初始与
最终的毛状根数量。
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3. 次生代谢产物的含量测定
• 采用高效液相色谱法（HPLC）、气相色谱法（GC）、质谱法（MS）等分析技术测定毛状根中次生
代谢产物的含量。建立标准曲线，计算样品中次生代谢产物的浓度，含量测定频率为每培养周期2 - 3
次。
4. 数据管理与保存
• 建立完善的数据管理系统，实时记录培养过程中的环境参数、操作记录、检测数据等信息，数据
记录应准确、完整、可追溯。
• 数据保存时间不少于5 年，采用电子文档与纸质文档双重备份方式，电子文档存储在专用服务
器或硬盘中，定期进行数据备份与更新；纸质文档分类整理归档，存放在干燥、通风、防虫的档案室。
5. 培养物的检测
• 形态与生长状况检测：定期观察毛状根的形态特征，包括根的长度、直径、分支数量、颜色及质
地等，并记录生长数据，绘制生长曲线，以便及时掌握毛状根的生长动态。正常的毛状根应呈现白色或
淡黄色，质地紧密，分支发达。
• 遗传稳定性检测：运用分子生物学技术，如PCR、Southern 杂交等，定期检测毛状根的遗传稳定
性，确保其在长期培养过程中Ri 质粒中的T-DNA 稳定整合于植物基因组中，未发生丢失、重排或突变
等现象，维持稳定的次生代谢产物合成能力。
6. 培养基及培养条件的监测
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• 营养成分监测：定期检测培养基中的大量元素、微量元素、碳源、氮源等营养成分的含量，确保
其浓度在适宜范围内，为毛状根生长和次生代谢产物合成提供充足的营养支持。
• 理化性质监测：实时监测培养基的pH 值、温度、溶氧浓度等理化参数，使其严格控制在设定范
围内。如pH 值应保持在5.5-6.5，溶氧浓度控制在50%-80%饱和度，以保障毛状根的正常生长和代谢。
7. 次生代谢产物的检测
• 含量检测：采用高效液相色谱法（HPLC）、气相色谱法（GC）、质谱法（MS）等分析方法，定期
检测毛状根及培养液中次生代谢产物的含量，如药用植物中的生物碱、黄酮类、萜类等活性成分，建立
含量变化曲线，为优化培养条件提供依据。
• 成分分析：对次生代谢产物进行成分分析，确保所合成的次生代谢产物种类符合预期，且无异常
成分出现。同时，关注产物中杂质的含量，保证产品的质量和安全性。
8. 微生物污染检测
• 定期抽检：定期对培养物进行微生物检测，包括细菌、真菌和病毒等的检测。采用平板划线法、
稀释涂布平板法等方法，检测培养基和毛状根表面的微生物菌落数量，确保无菌生长。
• 污染处理：一旦发现微生物污染，应立即采取相应的处理措施，如对污染的培养物进行隔离、销
毁，对培养环境和设备进行彻底消毒等，防止污染扩散。
八、质量标准制定
• 制定质量指标：根据药用植物的种类、用途及相关法规要求，制定毛状根培养物及其次生代谢产
物的质量标准，包括外观、纯度、含量、杂质限度等指标，确保产品质量符合药用标准。
• 质量认证：建立质量认证体系，对培养过程和产品质量进行严格的审核和认证，确保质量控制措
施的有效实施和产品质量的稳定可靠。
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九、附则
• 本标准自发布之日起实施。
• 本标准在药用植物毛状根高通量培养领域具有创新性，通过规范的技术流程与严格的质量控制，
填补了当前该领域缺乏统一标准的空白，为药用植物毛状根培养技术的标准化、规模化应用提供了前瞻
性的指导依据，有助于推动药用植物生物技术产业的发展。
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团体标准
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药用植物毛状根高通量培养技术规程
Technical Regulations for High-throughput Culture of Hairy Roots of MedicinalPlants
2024 - 12 - 28 发布2024 - 12 - 29 实施
广西电子商务企业联合会发布
目 次
前 言............................................................................. II
一、范围.............................................................................. 1
二、规范性引用文件.................................................................... 1
三、术语和定义........................................................................ 1
四、实验室设施与环境.................................................................. 1
1. 设施布局......................................................................... 2
2. 环境参数......................................................................... 2
3. 人员资质与培训................................................................... 2
五、材料与试剂........................................................................ 2
1. 药用植物材料..................................................................... 3
2. 发根农杆菌菌株与培养基........................................................... 3
六、培养技术流程...................................................................... 3
1. 发根农杆菌的活化与培养........................................................... 3
2. 毛状根的诱导与筛选............................................................... 3
3. 毛状根的高通量培养............................................................... 4
七、质量控制.......................................................................... 4
1. 培养物的无菌检测................................................................. 4
2. 毛状根的生长指标检测............................................................. 4
3. 次生代谢产物的含量测定........................................................... 5
4. 数据管理与保存................................................................... 5
5. 培养物的检测..................................................................... 5
6. 培养基及培养条件的监测........................................................... 5
7. 次生代谢产物的检测............................................................... 6
8. 微生物污染检测................................................................... 6
八、质量标准制定...................................................................... 6
九、附则.............................................................................. 7
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II
前 言
本文件依据GB/T 1.1-2020 《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起
草。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。
本文件由广西产学研科学研究院提出。
本文件由广西电子商务企业联合会归口。
本文件起草单位：广西研科院高新技术有限公司，广西产学研科学研究院，广西研科院传媒有限公
司，广西壮族自治区农业科学院园艺研究所，容县农业科学研究所，广西容县农乐农业科技有限公
司，容县大藤树餐饮有限公司，广西泽灵科技有限公司.
本文件主要起草人：庄文斌，周伯韬,甘汉才,周广,梅华,赖桂华，莫朝森，黄丽萍，张婷梁标，刘
福平，曾少兰，李健，林松，梁勇，黄云，赖业明，黎雄。
本文件为首次发布。
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药用植物毛状根高通量培养技术规程
一、范围
本标准规定了药用植物毛状根高通量培养的实验室设施与环境要求、人员资质与培训、材料与试剂、
培养技术流程、质量控制、数据管理与保存等方面的技术规范。适用于各类药用植物毛状根的高通量培
养研究与生产实践。
二、规范性引用文件
• GB 50457-2019《医药工业洁净厂房设计规范》
• GB/T 6682-2008《分析实验室用水规格和试验方法》
• NY/T 1281-2007《花卉植物组织培养技术规程》
三、术语和定义
• 药用植物毛状根：由发根农杆菌介导，将其Ri 质粒上的T-DNA 整合到药用植物细胞基因组中
诱导产生的特殊不定根，具有生长迅速、遗传稳定、次生代谢产物合成能力强等特点。
• 高通量培养：利用自动化、微型化、集成化的培养设备与技术体系，在短时间内对大量药用植物
毛状根培养物进行同步、高效培养与监测的方法。
四、实验室设施与环境
T/GXDSL 031—2024
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1. 设施布局
• 实验室应划分接种区、培养区、检测区等功能区域，各区域之间应有效隔离，避免交叉污染。接
种区应配备超净工作台、紫外灯等灭菌设备，洁净度等级应达到100 级。
• 培养区应具备温度、湿度、光照、气体浓度等环境参数自动调控功能，安装通风换气系统与空气
净化装置，保持空气清新，减少微生物与尘埃粒子污染。
2. 环境参数
• 温度控制在22°C - 28°C，精度为±1°C；相对湿度维持在40% - 60%，精度为±5%。光照强
度根据药用植物种类设定在1000 lx - 5000 lx 之间，光照周期为12 h - 16 h 光照/8 h - 12 h 黑
暗。
• 培养室内二氧化碳浓度控制在300 ppm - 800 ppm，氧气浓度不低于20%，通过气体传感器与通
风设备实时监测与调节。
3. 人员资质与培训
• 从事药用植物毛状根高通量培养的技术人员应具有生物学、药学、生物技术等相关专业本科及以
上学历，或具有同等专业技术水平与实践经验。
• 定期组织人员参加专业培训，内容包括无菌操作技术、植物组织培养原理与方法、仪器设备使用
与维护、质量控制与数据分析等，培训时间不少于40 学时/年。
五、材料与试剂
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1. 药用植物材料
• 选择健康、无病虫害的药用植物种子、幼苗、叶片、茎段等作为外植体材料。采集后应进行预处
理，如清洗、消毒、表面灭菌等操作，消毒试剂可选用70% - 75%酒精、0.1% - 0.2%升汞溶液等，消
毒时间根据材料类型与污染程度确定，一般为30 s - 10 min。
2. 发根农杆菌菌株与培养基
• 选用适宜的发根农杆菌菌株，如A4、R1601 等，购自专业菌种保藏机构或经鉴定的实验室自行
保存菌株。
• 培养基应根据药用植物种类与培养目的进行优化配置，常用的基本培养基有MS、B5、White 等，
添加适量的生长素、细胞分裂素、氨基酸、维生素、蔗糖、琼脂等成分，pH 值调节至5.5 - 6.5。
六、培养技术流程
1. 发根农杆菌的活化与培养
• 从甘油保存菌种中取少量发根农杆菌接种于LB 固体培养基平板上，在28°C 培养箱中倒置培
养24 h - 48 h，待菌落长出后，挑取单菌落接种于LB 液体培养基中，在28°C、150 r/min - 200 r/min
条件下振荡培养至对数生长期，菌液浓度达到10^8 - 10^9 cfu/mL。
2. 毛状根的诱导与筛选
• 将预处理后的药用植物外植体与活化后的发根农杆菌菌液共培养，共培养时间为10 min - 60
min，共培养温度为22°C - 25°C。共培养结束后，将外植体转移至筛选培养基上，筛选培养基添加
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适量抗生素以抑制农杆菌生长，培养2 - 4 周后，观察外植体上毛状根的诱导情况，筛选出生长迅速、
形态正常的毛状根。
3. 毛状根的高通量培养
• 采用生物反应器进行毛状根高通量培养，生物反应器类型可选择气升式、搅拌式、鼓泡式等。根
据生物反应器容积与毛状根生长特性确定接种量，一般为10% - 30%（v/v）。
• 培养过程中，通过在线监测系统实时监测温度、pH 值、溶解氧、电导率等参数，并根据设定阈
值自动调控。定期取样检测毛状根的生长状况与次生代谢产物含量，培养周期根据药用植物种类与培养
目的确定，一般为2 - 8 周。
七、质量控制
1. 培养物的无菌检测
• 定期取少量毛状根培养物，采用平板划线法或稀释涂布平板法接种于LB 固体培养基与PDA 固
体培养基上，分别在28°C 与25°C 培养2 - 3 天，观察有无细菌与真菌污染菌落生长，无菌检测
频率为每周1 - 2 次。
2. 毛状根的生长指标检测
• 每隔3 - 5 天测量毛状根的鲜重、干重、根长、分支数等生长指标，计算生长速率与增殖倍数。
生长速率公式：GR=(W2 - W1)/(t2 - t1)，其中GR 为生长速率，W1、W2 分别为两次测量的鲜重或干
重，t1、t2 为对应的时间；增殖倍数公式：PF = N2/N1，其中PF 为增殖倍数，N1、N2 分别为初始与
最终的毛状根数量。
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3. 次生代谢产物的含量测定
• 采用高效液相色谱法（HPLC）、气相色谱法（GC）、质谱法（MS）等分析技术测定毛状根中次生
代谢产物的含量。建立标准曲线，计算样品中次生代谢产物的浓度，含量测定频率为每培养周期2 - 3
次。
4. 数据管理与保存
• 建立完善的数据管理系统，实时记录培养过程中的环境参数、操作记录、检测数据等信息，数据
记录应准确、完整、可追溯。
• 数据保存时间不少于5 年，采用电子文档与纸质文档双重备份方式，电子文档存储在专用服务
器或硬盘中，定期进行数据备份与更新；纸质文档分类整理归档，存放在干燥、通风、防虫的档案室。
5. 培养物的检测
• 形态与生长状况检测：定期观察毛状根的形态特征，包括根的长度、直径、分支数量、颜色及质
地等，并记录生长数据，绘制生长曲线，以便及时掌握毛状根的生长动态。正常的毛状根应呈现白色或
淡黄色，质地紧密，分支发达。
• 遗传稳定性检测：运用分子生物学技术，如PCR、Southern 杂交等，定期检测毛状根的遗传稳定
性，确保其在长期培养过程中Ri 质粒中的T-DNA 稳定整合于植物基因组中，未发生丢失、重排或突变
等现象，维持稳定的次生代谢产物合成能力。
6. 培养基及培养条件的监测
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• 营养成分监测：定期检测培养基中的大量元素、微量元素、碳源、氮源等营养成分的含量，确保
其浓度在适宜范围内，为毛状根生长和次生代谢产物合成提供充足的营养支持。
• 理化性质监测：实时监测培养基的pH 值、温度、溶氧浓度等理化参数，使其严格控制在设定范
围内。如pH 值应保持在5.5-6.5，溶氧浓度控制在50%-80%饱和度，以保障毛状根的正常生长和代谢。
7. 次生代谢产物的检测
• 含量检测：采用高效液相色谱法（HPLC）、气相色谱法（GC）、质谱法（MS）等分析方法，定期
检测毛状根及培养液中次生代谢产物的含量，如药用植物中的生物碱、黄酮类、萜类等活性成分，建立
含量变化曲线，为优化培养条件提供依据。
• 成分分析：对次生代谢产物进行成分分析，确保所合成的次生代谢产物种类符合预期，且无异常
成分出现。同时，关注产物中杂质的含量，保证产品的质量和安全性。
8. 微生物污染检测
• 定期抽检：定期对培养物进行微生物检测，包括细菌、真菌和病毒等的检测。采用平板划线法、
稀释涂布平板法等方法，检测培养基和毛状根表面的微生物菌落数量，确保无菌生长。
• 污染处理：一旦发现微生物污染，应立即采取相应的处理措施，如对污染的培养物进行隔离、销
毁，对培养环境和设备进行彻底消毒等，防止污染扩散。
八、质量标准制定
• 制定质量指标：根据药用植物的种类、用途及相关法规要求，制定毛状根培养物及其次生代谢产
物的质量标准，包括外观、纯度、含量、杂质限度等指标，确保产品质量符合药用标准。
• 质量认证：建立质量认证体系，对培养过程和产品质量进行严格的审核和认证，确保质量控制措
施的有效实施和产品质量的稳定可靠。
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九、附则
• 本标准自发布之日起实施。
• 本标准在药用植物毛状根高通量培养领域具有创新性，通过规范的技术流程与严格的质量控制，
填补了当前该领域缺乏统一标准的空白，为药用植物毛状根培养技术的标准化、规模化应用提供了前瞻
性的指导依据，有助于推动药用植物生物技术产业的发展。