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黄花石蒜愈伤组织培养研究



全 文 :黄花石蒜 Lycoris aurea Herb 为石蒜科石蒜属多年
生草本植物,其鳞茎中含有多种生物碱成分。 现代人们
对其所含生物碱成分进行了广泛的药理活性研究,认为
其具有中枢神经系统作用、心血管系统作用、抗癌、抗肿
瘤、抗菌、抗病毒作用等 [1]。 其中加兰他敏(Galantamine)
是治疗重症肌无力、小儿麻痹后遗症和老年性痴呆症的
特效药 [2]。 但上述活性成分在植物体中含量甚微,且提取
成本很高。 我们拟通过愈伤组织培养并确定其能否产生
生物碱成分,为黄花石蒜细胞培养生产活性成分提供参
考依据。
1 材料与方法
1.1 试药
供试材料于 7 月花期采自湖南衡山, 经彭菲教授鉴
定为黄花石蒜 Lycoris aurea Herb, 取鳞茎放入 4 ℃冰箱
冷藏备用。 加兰他敏对照品由南京苏朗医药科技开发有
限公司提供,批号 20061214,纯度 99%。
1.2 诱导与培养方法
〔收稿日期〕2009-06-03
〔基金项目〕湖南省科技厅科研基金项目(2009SK3121);湖南省教育厅重点科研资助项目(07A052)。
〔作者简介〕赵志敏(1985-),女,青海西宁人,硕士研究生,主要从事中药生物技术研究。
〔通讯作者〕* 彭菲,女,教授,硕士研究生,Tel:0731-88458225,E-mail:pengfei63@163.com。
黄花石蒜愈伤组织培养研究
〔摘要〕 目的 探讨黄花石蒜愈伤组织的最佳诱导条件,并确定培养物中是否含有生物碱活性成分。 方法 以
黄花石蒜的鳞茎为外植体,接种于不同激素组合的培养基上,开展愈伤组织诱导研究;以诱导出的愈伤组织为材
料,采用紫外分光光度法测定总生物碱含量。 结果 双鳞片在 MS+2,4-D2 mg/L 培养基上诱导愈伤组织效果最佳;
经 UV 法测定其总生物碱含量为 13.33 mg/g。结论 黄花石蒜离体培养能够产生愈伤组织,且愈伤组织能够产生生
物碱成分。
〔关键词〕 黄花石蒜;愈伤组织;总生物碱;紫外分光光度法
〔中图分类号〕R282.2 〔文献标识码〕A 〔文章编号〕1674-070X(2009)05-0048-03
Study on callus culture of Lycoris aurea
ZHAO Zhi-min, ZHONG Xiang-yun, YANG-Shuai, LU Yao-bang, PENG Fei
(Hunan University of TCM, Changsha, Hunan 410208, China)
〔Abstract〕 Objective To investigate the optimum induction of callus of Lycoris aurea,
and define whether the active principle was exist in the callus. Methods The bulb of Lycoris
aurea was taken as explant to be cultured in different mediums to induce callus which was
then detected the volume of total alkaloids with UV-sepctrophotography. Results The medium
MS+2, 4-D2 mg/L was the best condition to induce the callus, and the total alkaloids contents
was 13.33 mg/g. Conclusions The vitro culture of Lycoris aurea can produce the callus
which contained alkaloids.
〔Key words〕 Lycoris aurea; callus; total alkaloids; UV-sepctrophotography
赵志敏 1,钟湘云 2,杨 帅 1,鲁耀邦 1,彭 菲 1*
(1.湖南中医药大学,湖南 长沙 410208;2.湖南中医药高等专科学校,湖南 长沙 412012)
2009 年 10 月第 29 卷第 5 期
Oct. 2009 Vol. 29 No. 5
湖 南 中 医 药 大 学 学 报
Journal of TCM Univ. of Hunan48
1.2.1 愈伤组织的诱导 将黄花石蒜的鳞茎用自来水冲
洗干净,剥去外层黑色鳞片,切除根部,切留鳞茎下半部
分约(1/3),并将其切成 4 块。 用洗涤剂液浸泡 10 min 后再
用自来水冲洗干净,放于超净工作台中,用 70%乙醇浸泡
灭菌 40 s, 无菌水冲洗 2~3 次, 再用 0.1%的升汞灭菌
12 min,无菌水冲洗 4~6 次,置于无菌纸上将鳞茎切留距
鳞茎底部 1.0~1.5 cm 的高度, 之后将鳞茎切成带有鳞茎
盘的双鳞片,取中部以内的双鳞片分别竖插接种到以 MS
为基本培养基, 添加不同激素到以下培养基中, 于 (24±
1)℃下进行暗培养。 见表 1。
1.2.2 愈伤组织的继代与增殖 将黄花石蒜双鳞片诱导
出的愈伤组织切除残留的白色鳞片,转接到以 MS 为基本
培养基,添加到不同激素的表 2 培养基中,于 (24±1)℃下
进行暗箱培养,并分别统计增殖情况,以比较不同激素配
比对黄花石蒜愈伤组织增殖的影响。 见表 2。
1.3 培养物中总生物碱含量的检测
1.3.1 供试品溶液的制备 [3] 取继代 5 次以后的愈伤组
织干燥、粉碎,称取粉末约 12 g,精密称定,置 500 mL 圆
底烧瓶中 , 加 15 mL 10%NaOH 溶液静置 15 min,加
50 mL 乙酸乙酯,摇匀后放在 80 ℃水浴中保持回流,第 1
次回流 2 h,第 2、3 次各 1 h。 过滤、合并滤液,减压浓缩
至干,用甲醇定容至 25 mL,将此溶液过滤后用移液枪精
密吸取 50 μL 入 10 mL 容量瓶中,甲醇定容后备用。
1.3.2 对照品溶液的制备 精密称取加兰他敏对照品
0.018 5 g,置于 25 mL 容量瓶中,加甲醇至刻度,摇匀,得
到 0.74 mg/mL 对照品溶液。
1.3.3 标准曲线 精密量取对照品溶液 0.1,0.2,0.4,0.6,0.8,
1.0 mL 入 10 mL 容量瓶,补甲醇至刻度。 以甲醇为空白
于 289 nm[3]下测得吸光值,以取样量为横坐标,吸光值为
纵坐标,绘制标准曲线。
2 结果
2.1 愈伤组织的诱导
从表 1 可见, 接种到⑦号培养基上的外植体诱导效
果最为明显,7 d 左右双鳞片开始张开, 鳞茎片翘起向内
弯曲,15 d 左右双鳞片夹角处开始膨胀, 表面凹凸不平,
数天后在双鳞片夹角处或鳞茎盘周围出现黄白色颗粒状
的愈伤组织,30 d 后愈伤组织开始不断扩大,双鳞片被撑
开,诱导率达 66.6%。 愈伤组织在接种后随着时间的延长
不断长大。 见图 1。
而接种到其余培养基上的外植体 7 d 后大部分只是
双鳞片张开,鳞茎片向内弯曲,只有少数在双鳞片夹角处
产生少许愈伤组织,其余随着时间延长逐渐褐化死亡,诱
导率均偏低。 实验表明,⑦号培养基(2,4-D2 mg/L)的诱导
率是最高的,随着 2,4-D 浓度的继续升高,诱导率逐渐下
降。由此看出,黄花石蒜的愈伤组织诱导对激素 2,4-D 的
浓度较为敏感, 激素浓度过高或偏低都不利于愈伤组织
的诱导。
2.2 愈伤组织的继代与增殖
转接到新鲜培养基上的愈伤组织增殖迅速,团块大、
疏松,呈黄白色颗粒状。 其中,接种于④、⑤号培养基上的
愈伤组织增殖倍数最高, 但由于接种于⑤号培养基中的
愈伤组织较容易产生更多的根原基, 故选取④号培养基
为愈伤组织增殖培养基。 每 15 d 可切割继代 1 次,连续
继代 3~4 次后愈伤组织的量已逐渐扩大。 见图 2。
表 1 生长调节物质对黄花石蒜愈伤组织诱导率的影响
编号 培养基(mg/L)
1 2,4-D1
2 2,4-D1+NAA1
3 2,4-D2+NAA1
4 2,4-D1+6-BA0.5
5 2,4-D1+6-BA1
6 2,4-D2+6-BA0.5
7 2,4-D2
8 2,4-D4
9 2,4-D6
10 2,4-D8
接种数(块)
32
28
31
30
30
31
30
31
32
29
出愈数(块)
11
3
5
11
11
19
20
18
11
9
诱导率(%)
34.3
10.7
16.1
36.6
36.6
61.3
66.6
58.1
34.4
31.3
表 2 生长调节物质对黄花石蒜愈伤组织增殖的影响
编号 培养基(mg/L)
1 2,4-D1
2 2,4-D1+NAA1
3 2,4-D1+6-BA0.5
4 2,4-D2
5 2,4-D2+6-BA0.5
6 2,4-D42
7 2,4-D6
8 2,4-D8
1 个月时
增殖倍数
0.40
0.04
1.10
2.00
2.13
1.22
0.82
0.06
2 个月时
增殖倍数
0.54
0.07
1.65
4.04
4.13
2.21
0.88
0.70
根原基
少许
/
少许
少许
较多
少许
/
/
图 1 双鳞片诱导出愈伤组织图
赵志敏,等 黄花石蒜愈伤组织培养研究第 5 期 49
《深圳中西医结合杂志》征订启事
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2.3 培养物中总生物碱含量检测
以甲醇为空白于 289 nm下测定吸光度值。 以取样量
为横坐标,吸光值为纵坐标,绘制标准曲线,计算得回归
方程:
Y=0.662 1X-0.027 7, r=0.999 9(n=6)
加兰他敏在 7.40~74.00 μg/mL 浓度范围内与吸光度
值呈良好的线性关系。在 289 nm波长处测得样品吸光值
为 0.257, 由此计算出愈伤组织中总生物碱含量为
13.33 mg/g(n=2)。 见图 3。
3 讨论
石蒜属植物自然繁殖主要是靠鳞茎分球繁殖, 繁殖
系数很低,我们曾以黄花石蒜的叶、花丝、花药、花葶等不
同部位为外植体进行离体诱导, 但均未见有任何启动分
裂的迹象。 何树兰等 [4]在石蒜的组织培养中,以双鳞片为
外植体直接诱导形成不定芽,也未见愈伤组织的形成。 关
于石蒜属植物离体诱导愈伤组织目前还未见有成功报
道,因此,本实验的初步结果可为石蒜属其他植物提供借
鉴,并为其细胞培养生产活性成分奠定基础。
由于材料采集季节和前处理时间的限制, 接种季节
选择了当年的 10月份和次年的 3月份。 采用同样的培养
基和培养条件, 结果发现,10 月份接种的诱导时间较长,
需 1 个月后才出现愈伤组织,且诱导率偏低(以⑦号培养
基为例,诱导率为 45.2%),而 3 月份接种的,半个月左右
就可出现愈伤组织,且诱导率明显提高(66.6%)。 其原因是
10 月份时黄花石蒜鳞茎于 4 ℃下冷藏时间较短, 接种时
外植体分泌的黏液较多,较易褐化死亡,且 10 月份时已
渐入秋季,鳞茎活力下降;而次年 3 月份时黄花石蒜鳞茎
于 4 ℃下冷藏时间较长, 接种时外植体分泌的黏液也相
对较少,材料容易成活,且 3 月份已经进入春天,鳞茎活
力逐渐恢复,此时接种诱导较为容易。 见图 4。
参考文献:
[1] 贾献慧,周铜水,郑 颖,等.石蒜科植物生物碱成分的药理学研究
[J].中医药学刊,2001,12(19):573-574.
[2] 杨志玲,谭梓峰.石蒜资源的开发利用研究和繁育研究建议[J].经
济林研究,2003,21(4):97-99.
[3] 李亚仲,单 宇,吴志平,等.紫外分光光度法测定石蒜鳞茎的总生
物碱含量[J].时珍国医国药,2007,18(7):1 695-1 696.
[4] 何树兰 ,束晓春 ,姚青菊 ,等 .石蒜的组织培养 [J].江苏林业科技 ,
2003,30(4):18-20.
图 2 增殖后的愈伤组织图
图 3 加兰他敏标准曲线图
图 4 ⑦号培养基中的双鳞片在 10 月与
次年 3 月接种的愈伤组织诱导率图
μg/mL
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(本文编辑 徐爱良)
湖南中医药大学学报 2009 年第 29 卷50