全 文 ：一少L九O 年六月 《天然产物研究与开发 》 V o l. 2 N o
寡糖素对滇紫草愈伤组织色素合成的影响
周立刚 郑光植 王世林
(中国科学院昆明植物研究所 昆明 65 02 04 )
摘 婆 从黑节草 、 红花和人参中提取的寡搪素对滇紫草愈伤组织的色素合成 均
能起促进作用 , 当它们单独使用时 , 分别找到了它们作用于愈伤组织以生产色素的
最适浓度 . 本研究对将来采用组织培养方法进一步工 业化生产紫草素提供了依据 .
关键词 滇紫草 , 愈伤组织 , 寡搪素 , 紫草素
滇紫草 ( : )厂 a : 。 a 了a ,“ c : , l a t o m ) 属
紫草科 ( B o r a g i n a e e a e ) 植物 , · 其 根 部
皮层富含的紫草素 ( a 一 蔡醒色素 ) 可用作
治疗外伤与痔疮的药物或高级染料以及化
妆品 l[ 1。 滇紫草主产云南 , 由于人 工 栽
培困难 , 加之不 断采佗 , ·致使这一资源受
到严重的破坏 , 产 品供不 应 求 。 寡 糖 素
( o l i g o s a e e h a r i n ) 作为一 类新的植物调
节因子 , 目前 已越来越 引起人们的重视 。
郑光植等 件 1曾 报 道 用 从 人 参 (尸。 。 `
g `。 、 : 、 多 ) 培养细胞获得的寡糖素来培 养
三七 ( P a ; : a 一: , ; 。 t o g 厂, ` s e , ; g ) 细 胞 , 既
能促进三七细胞生长 , 又能 提高细胞培养
物 中皂贰的 含量 。 寡糖素对滇紫草色素合
成的影响还未见报道 。 本文报道从高等植
物人参 、 黑节草 ( , : 汇了: 。 “ “ 。 二二 z!cj -
“ 。 ) 和红花 ( C a 公飞: 胡 “` 、 t萝沂` : t` r i “ 、 ) 中
分离的寡糖素对滇紫草愈伤组织培养物中
紫草素 含量 的影响 , 以探讨应用组织培养
技术工业化生产紫草素的可能性 。
材料和方法
实验材料 实验材料是云南昆明产的
滇紫草 ( 夕 ,了a : 。 a P : ,“ 艺。 ,` l ` , 才, `。 ) , 从其
幼苗茎外植体诱导愈伤组织 , 诱导培养基
为附加 2 , 4一 D l p pm 、 K T l p p m 的 L s ` “
培养基 。 在 L S 培养上经 8一 9 代继代培养
后 , 用于愈伤组织培养的研究 。
培养条件 以 L S 培 养基为愈伤组织
生长和接种物继代培养的培养基 , 激 素组
合为 I A A l o 一 。 M和 K T l o 一 S M 。 以 M 一 g 仁` l
培养基为愈伤组织培养以生产紫草素的培
养基 , 激素组合为 I A A I O~ ” M 。均置于 25 ℃
恒温条件下暗培养 。 除接种物继 代培养时
间为 30 天外 , 其它培养时间均为 40 天 。
寡糖素 的制备 寡糖素由人参 、 黑节
草 、 红花培养细胞的新生细胞壁经水解后
制得 , 纯度为弱 % 以上 。
愈伤组织 中紫草素含最的测定 、 愈伤
组织样品经冰冻干燥后打成细粉 , 含量侧
收稿 日期 : 一99 0年礴月2 日
\, 0 1
.
2 N o Z
~
-
-
-
-一一一一 ~ .一 . -- - -- -一
2 3
一一 - -一一一一一一定同于 M i z u k a ln i 等 ( 1 9 7了) I S J。 文 中所列结果均来 自 4 次重复平均值 。 将紫草素含量乘以愈伤组织干重即得 紫 草 素 产
鸯旦. 0
愈伤组织产量的计算 50 m l 容 积 的
三角瓶内装培养基 20 m l , 将收获的愈伤组
织干重 ( g) 除 以培养基体积 (l ) 即得愈
伤组织产量 。
结果与讨论
1
. 黑节草寡糖 素对滇紫草愈伤组织
色素合成的影响
采用 L S和M 一 9培养基 , 进行了黑节草
寡糖素 ( D O ) 对滇紫草愈伤组织 色 素合
成影响的研究 。 所加入的黑节草寡糖素浓
度为 o p pm 、 s p p m 、 一o p pm 、 1 5 p Pm 、
2 0 P P m和 2弓P Pm , 结果如表 1 所示 。 在 L S
培养基中 , 所加入不 同浓度 的 D O , 对 紫
草素含量的影响均不大 , 当 D O为百p p m时
能轻微地提高紫草素含量 , 其余均比对照
要差 。 在 M 一 9 培养基中 , D o 在 s p p m ,
z o p p m
、
1 5 p p m和 2 0 p P m时 , 均能 明显地
提高紫草素含量和产量 , 促进色素合成的
最适浓度亦为 s p p m 。
表 1 黑节草寡糖素对滇紫草愈伤组织色素合成的影响
T a b l e 1 E f f e c t s o f t h e o l i g o s a c c h a r i n s f r o m D e n d r o b` u 川 e a 几 d `d u 娜 o n
p 1 g m e n t s s y n t h e s i s o f O
.
P a ” ` e o l a ` u m c a l l梦s
培养基 寡糖素浓度
( P P m )
一一一05一一
L S
M
一 9
1 0
1 5
2 0
2 5
O
5
1 O
1 5
2 0
2 5
紫草素含量 愈伤组织产量 紫草素产量
(帕 ) ( 9 w t . / l ) ( m g / l )
0
.
1 8 3土 0 . 0 0 8 0 9 . 0 0 1 6 一通 3
0
.
2 5 5士 0 . 0 0 7 2 7 。 S Q 1 9 。 1 6
0
.
2 2 2士 0 . 0 0 5 9 7 . 3 5 1 6 . ` 0
0
.
1 4 0土 0 . 0 0 7 1 9 . 5 0 1 3 . 2 6
0
.
1 3 7 士 0 . 0 0 9 9 1 0 . 7 5 1 4 , 7 5
0
.
1 8 0 士 0 . 0 0 1 5 7 . 8 1 1 4 . 0 3
1
.
0 0 5土 0 . 0 1 0 3 8 . 4 9 8 5 . 3 0
1
.
9 4 0 士 0 . 0 Q7 2 二 9 . 3 5 1 8 1 . 3 9
1
.
7 6 1土 0 . 0 0 0 9 二 1 0 . 2 5 1 8 0 . 5 0
一 4 2 3 土 0 . 0 0 8 2 . 9 . 1 0 1 2 9 . 4 9
1
.
5 4 1士 0 . 0 0 2 4 . 8 . 0 0 1 2 3 . 2 8
0
.
5 7 8士 0 . 0 2 3 7 6 . 7 6 3 9 . 0 9
与时照相 止 一 P < 0 . 0 5 , * * P < 0 . 0 -
2
。 红花寡糖素对滇紫草愈伤组织色
案合成的影响
红花寡糖素 (C 0 ) 对滇紫草愈伤组织
色素合成的影响 , 结果如表 2所示 。 在 L S
培养基中 , 所加入的 C O 浓度 5 一 25 p p m均
能明显地促进紫 草 素 的 合 成 , 当 浓 度
为 10 p p m 时 , 紫 草 素 产 量 达最高值为
3 4
.
0 3叱 / z ,是对照 ( 1 6、 4 3m g / 1 )的 2 . 2倍 。
在 M 一 9 培养基中 , 当C O 浓度为 s p p m 、
I O p p m 和 1 5 p p m时 , 能有效地提高紫草素
的含量 。 当 c o 浓度为 2 0` p p m和 2 5 p p m时 ,
对愈伤组织生长呈现轻微的抑制效应 。
3
. 人参寡摘素对滇紫草愈伤组织色
素合成的影晌
2 4 V o l
.
2 N o
.
2
人 参寡糖素 (G o ) 对滇紫草愈 伤 组
织 色素合成的影响 , 结果 见 表 3 。 在 L S培
养基中 , 5一 1 5 p p m的 G O 浓度 , 能抑制紫草
素的合成 , 在 G O 浓度 较高时 , 对紫草素的
合成不 呈现抑制作用 。 在M 一 9养培基中 ,
5
一 2 5 p p m均能提高紫草素 的 含量和产量 。
表 2 红花寡健素对滇紫草愈伤组织色素合成的影 响
孔 b 1e 2 E f f e e t s o f t h e o l i g o s a e e h a r i n s f r o m C a t h a脚 2` 5 t i , Ze i o , 15
o n P i g m e n t s s y n t h e s i s o f o
。 广a ] z j e多f l召 i “ 加 e a l l u s
培养基 寡塘素浓度
( P P m )
紫草素含量
(肠 )
愈仿组织产量
( 9 w t
.
/ l )
紫草素产量
( m g / I )
0
.
1 8 3士 0 . 0 0 8 0
0
.
2 1 3士 0 . 0 0 2 4 .
0
.
3 6 3士 0 . 0 0 1 3 . ’
0
.
3 3 0土 0 . 0 0 9 1二
0
.
2 7 4士 0 . 0 0 7 9 .
0
.
2 1 0土 0 . 0 14 9
1
.
0 0 5士 0 . 0 1 0 3
1
.
1 4 2士 0 , 0 4 0 9 .
1
.
2 8 2士 0 . 0 0 9 1 .
1
.
4 6 9士 0 . 0 0 6 6 .
1
.
0 0 6 土 0 . 0 1 0 8
1
.
1 2 2士 0 . 0 1 8 9
9
。
0 0
1 0
。
9 4
M
一 9
9
。
3 8
9
.
6 9
9
。
3 1
9
.
2 5
8
。
4 9
9
.
8 6
9
。
3 8
8
。
8 8
7
。
9 0
7
。
6 4
1 6
。
4 3
2 3
.
3 0
3 4
。
0 3
3 1
.
9 7
2 5
.
5 2
1 9
。
4 3
8 5
。
3 0
1 1 2
。
6 3
1 2 0
。
1 9
1 3 0
.
3 7
7 9
.
4 7
8 5
.
6 9
n甘`曰人Ul匀O,匕八l勺n.ù含Uō
1
六`咋妇二唯1q`月`L S
与甘照相比 . P < o ’ 0 5 , 二 P < 0 . 0 1
表3
T a b l e l
人参寡枪素对滇紫草愈伤组织色素合成的影响
E f f e c t s o f t h e o l i g o s a c c h a r i n s f r o m 了a 声了a x g 考刀 S e 刀 g
O n P i g m e n t s s y n t h e s i s o f o
。
P a ” i c u l j t ; `阴 e a l l u s
培养基 寡塘素浓度
( P P m )
紫草素含量
(肠 )
愈伤组织产量
( 9 w t
.
/ l )
紫草素产量
( m g八 )
L S
M
一 9
0
.
1 8 3士 0 . 0 0 8 0
0
.
0 7 8士 0 . 0 0 6 6 ’ .
0
.
0 3 4土 0 . 0 0 1 1 二
0
.
0 5 1士 0 . 0 0 2 8 二
0
.
1 5 9土 0 . 0 0 5 9二
0
.
2 0 5土 0 . 0 0 1 0
1
.
0 0 6士 0 . 0 10 3
2 一 0 3土 0 . 0 3 1 2二
2
.
2 0 0土 0 . 0 5 4 5二
2
.
5 5 7土 0 . 0 0 5 1 3二
0
.
9 2 1士 0 . 0 0 5 5
2
.
0 0 1士 0 . 0 1 3 a
9
.
0 0
9
.
8 1
1 1
.
6 3
1 0
.
6 3
1 0
.
0 0
8
.
0 6
8
.
4 9
9
.
6 4
1 1
.
0 3
9
.
8 9
1 1
.
5 5
8
.
8 8
1 6
.
4 3
7
.
6 7
3
。
9 3
5
.
4 3
1 5
.
9 0
1 6
.
5 3
8 5
.
3 0
2 0 2
.
6 8
2 4 2
.
5 5
2 5 2
.
8 2
1 0 6
.
4 1
8 8
。
8 4
05105205
与琦 照相 比 一 P < 0 . 0 5 , 一 价 P < 0 . 0 1
V o l
_
2N o Z
结 论
以上三种寡糖素在 L S 培养基中对 紫
草素的合成效应 , C O 的 作用最为明显 ,
所加入不同浓度的 C O 均能提高色素含量
和产量 , D O的作用不 明显 , G O则呈现轻
微的抑制作用 。 D O 、 C O和 G O 在 M 一 9 培
养基中对 紫草素合成影响 , 其最适浓度分
别为 s p p m 、 z s p p m和 2 0 p p m , 紫草素的
产量分另l{为 l s l . 3 9m g / 1 、 1 3 0 . 3 7m g / 1和
z 5 2
.
8 2m g / 1
, 是对 照 ( 8 5 。 3 8m g / 1 )的 2一 3
倍 , 以 G o 的作用最为明显 , 三种混合寡
糖素在M 一 9培养基中对愈伤组织的生长均
呈现轻微的促进作用 , 这是与在 L S 培养
基中所不同的 。 从表 中还不难看出 ,不论在
L S培养基中还是在M 一 9培养基中 , D O 在
低浓度 ( s p p m )下 就能提高紫草素的产量 ,
而 G O 要在比较高的浓度 ( 20 p p m ) 下才
能明显地促进紫草素的合成 。 总之 , 寡糖
素对滇紫草愈伤组织 色素合成影响是明显
的 , 对提高色素产量不失为一个很有效的
方法 。 寡糖素的种类不同 , 作用效果会差
别很大 , 一些寡糖素甚 至还有抑制细胞生
长和色素合成的作用 。 寡糖素对培养细胞
的作用机理 、 合适的使用时期以及使用方
法等还有待进一步研究 。 相信寡糖素的应
用 , 对植物细胞培养及其次生物质 ( 包括
色素 ) 生产的研究会产生深远的影响 。
参 考 文 献
〔 1 〕
〔 2 〕
〔 3 〕
〔 4 〕
〔 5 〕
F u j i t a
, Y
. a n d r a b a t a
,
M
. ,
P l a n t r i s
s u e a n d C e l l C u l t
-
u r e N e w Y o r k : A l a n R
.
L i s s
,
I n e
。 , 1 6 7一 1 8 5 ( 1 9 8 7 )
郑光植等 : 云南植物研究 , 1 1 ( 1 ) :
9 7一 1 0 2 ( 1 9 8 9 )
L i n s m a i e r
,
E
.
F
. a n d S k o o g
,
F
. , P h y s i o l
.
P l a n t , 1 8
: 1 0 0
( 1 9 6弓)
F u j i t a
, y
. e t a l
。 , P l a n t C e l l
R e P o r t s
, 1 : 5 9一 6 0 ( 1 9 8 1 )
M i z u k a m i
,
H
. e t a 1
. , P h y t o
-
e h e m i
s t r y , 1 6 ( 8 )
: 1 1 8 3一
1 1 8 6 ( 1 9 7 7 )
E F F E C T S O F O L IG O S A C C H A R IN S O N P IG M E N T S
O F O N A SM A P A NI C U L A T U M C A L L U S
Z h o u L i g a n g
, Z h e n g G u a n g z h i
,
W
a n g
( K “ , ,。 i n g l ” : l’ t “ t e o f B o r a n 夕 , A e a d e o f a S `路 f C a ,
S h i l i n
K
“ ” 川 f ” 9 6 5 0 2 0 4 )
A b s t r a e t
0 1 i g o s a c C h a r i n s w h i e h w e r e f r o m D e ” d r o b f “ 阴 e a , d f d u川 ,
明 幼 S t艺n e t o r f s a n d P a n a x 夕f n s e ” 夕 e e l l s c o u l d s t i m U l a t e t h
e
C a t h a
-
P i g m e n t s
s y n t h e s i s o f o 佗 a s 切 a P a 抢 i e “ l a t “ 协 。 T h e a P P r 0 P r i a t已 一 e o n c e n t r a t i o n w e r e
丈o u n d w h e n t h e y w e r e u s e d r e s p e c t i v e l y
. 仆 e 戈e s u l t s c o u l d w e l l
e m P l o y e d t o p r o d u c e s h i k o n i n s b y u s i n g t i s s u e c u l t u r e m e t h o d o n
i n d u s t r i a l s e a l e i n t h e f u t u r e
。
b e
a n
K
e丫 w “ r d ’ O n a S , a 户a ” ￡C “ l“ t u , ? C a l l u s , 0 11冬O S a c c h a r i n , s h i k o n 落n