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真菌诱导子对白鲜细胞产生白鲜碱能力的影响



全 文 :2009年 第 10卷 第 1期
近年来, 在植物细胞培养生产天然活性物质的
研究中, 利用诱导子处理植物培养细胞以促使细胞
快速、 大量合成有用次生物质已成为人们普遍重视
的新方法[1-2]。真菌诱导子作为一种特定的化学信号,
能产生一些促进植物细胞次生代谢的化合物。 本文
以不同种类的真菌诱导子处理白鲜悬浮细胞, 以提
高白鲜悬浮细胞产白鲜碱的能力, 筛选出提高白鲜
悬浮细胞产生白鲜碱能力的最适真菌诱导子。
1 实验材料
编号为 1-3,1-5,1-2,1-4,6-5,6-1,1-6,6-5
的 7种真菌菌种均由湖南农业大学生物技术学院彭
国平老师提供; 白鲜碱标准品购自中国药品生物制
品检定所;超净工作台(苏州净化设备有限公司);恒
温培养箱 (上海博迅实业有限公司医疗设备厂);高
温灭菌锅;冷冻干燥机;超低温冰箱;754 紫外分光
光度计;旋转蒸发仪;恒温水浴锅;UV-2100 型双光
束紫外/可见分光光度计。
2 方法与结果
2.1 白鲜愈伤组织的诱导
取白鲜茎段 2 cm~3 cm清水清洗后在 0.1%Hg-
Cl2溶液中浸泡 10 min 灭菌, 用无菌水清洗 3 次~4
次后接于愈伤组织诱导培养基中,诱导愈伤组织,挑
选用于细胞悬浮培养的愈伤组织。结果见表 1。由表
1 可以看出,以 8 号培养基获得的愈伤组织产量高,
真菌诱导子对白鲜细胞产生白鲜碱能力的影响
朱新洲 1,2,彭国平 1,向 华 3,王玉慧 1,饶力群 1
(1.湖南农业大学生物科学技术学院,湖南 长沙 410128; 2.长沙理工大学城南学院,湖南 长沙 410076;
3.湖南省医药学校,湖南 长沙 410014)
摘要 目的:研究提高白鲜悬浮细胞产生白鲜碱能力的方法。 方法:将 7 种真菌诱导子溶液各 1 mL 分别在白鲜悬浮细
胞培养的早、中、末期(第 4 d、第 8 d、第 12 d)加入,共培养至第 15 d,测定产生的白鲜碱的含量。 结果:7 种真菌诱导子
均能提高白鲜悬浮细胞中白鲜碱的含量, 在细胞培养的 3 个不同时期加入真菌诱导子, 以末期加入促进白鲜碱产生
的效果最显著,中期加入效果次之,早期加入效果最差。 结论:加入真菌诱导子能有效地提高白鲜碱的产量,且与加入时
间有关。
关键词 悬浮细胞培养体系;真菌诱导子;白鲜碱
中图分类号:R284 文献标识码:A 文章编号:1671- 0258( 2009) 01- 0023- 03
Influence of Fungal Elicitor on Producing Dictamnine of
Dictamnus dasycarpus Turcz. Suspension Cells
Zhu Xinzhou1,2,Peng Guoping1,Xiang Hua3,Wang Yuhui1,Rao Liqun1
(1.College of Biological Science Technology,Hunan Agricultural University,Changsha Hunan 410128;2.Chengnan College,Changsha
University of Science and Technology,Changsha Hunan 410076;3.Hunan Medical School,Changsha Hunan 410014)
Abstract Objective:To observe the method of improving dictamnine yield of Dictamnus dasycarpus Turcz. suspension
cell. Method:Seven kinds of fungal elicitor were respectively added into suspension culture system of Dictamnus dasycar-
pus Turcz.cell at the 4th day,the 8 th day,the 12 th day of cell culture,then dictamnine content in Dictamnus dasycarpus
Turcz. cell was measured. Result:Adding fungal elicitors into suspension culture system of Dictamnus dasycarpus Turcz.
cell led to an increase in dictamnine content,and the effect of adding in late period of the culture was the most signifi-
cant,the effect of adding in middle period took the second place,adding in early period had the poorest effect. Conclu-
sion:Adding fungal elicitors into suspension culture system of Dictamnus dasycarpus Turcz. cell could improve the content
of dictamnine,and there is a positive correlation between the effect and adding time.
Key words suspension cell culture system;fungal elicitor;dictamnine
[作者简介]朱新洲,男,在读硕士,从事中草药资源开发利用研究
[通讯作者]饶力群,男,博士生导师
[收稿日期]2008-12-02
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2009 Vol.10 No.1
质地疏松,生长旺盛,适合作为悬浮培养的材料。
2.2 悬浮体系的建立
选生长旺盛、色泽鲜艳的白鲜愈伤组织,转至经
优化了的液体生长培养基[MS+(2,4-D0.5)+KT1.5+BA1.5,
pH5.8~pH6.0]中,于摇床上在 120 r/min~130 r/min、
温度 22 ℃~25 ℃ 、光照条件下悬浮振荡培养,每 12 d
继代一次。 生产阶段以 5 mL 接种量在相同培养条
件下转至生产培养液中悬浮培养。
2.3 真菌的活化与诱导子的制备
取冻干菌种,接种在马铃薯琼脂斜面培养基上,
置于 28 ℃恒温培养箱培养 4 d作为工作用菌。 供试
菌种活化后, 接种到真菌液体培养基中置于振荡培
养箱中进行培养。 待菌丝体充分生长,取 1 mL菌液
在摇床上培养 7 d 后,过滤,取菌丝用蒸馏水冲洗 2
次,在 121 ℃下灭菌 25 min,即为诱导子。
2.4 诱导子与悬浮细胞的共培养
在悬浮细胞培养的第 4 d(前期)、第 8 d(中期)
和第 12 d(末期)分别加入 1 mL 真菌诱导子溶液,
共培养至第 15 d,每个时期每种处理做 15 个重复,
以未加真菌诱导子的一组为对照。 将各组白鲜悬浮
细胞放入超低温冰箱(-40 ℃)中冷冻 4 h,转入冷冻
干燥机中进行干燥。
2.5 白鲜碱标样的全波长扫描
称取白鲜碱标样 0.2 mg, 用无水乙醇溶解定容
至 2 mL,以无水乙醇作为空白,用 UV-2100 型双光
束紫外/可见分光光度计扫描。结果见图 1。由图 1 可
知,白鲜碱在 237 nm 处有强吸收峰,故以此波长作
为白鲜碱的检测波长。
2.6 白鲜碱标准曲线的制作
称取 0.2 mg 白鲜碱标准品,用无水乙醇溶解定
容至 25 mL,然后分别吸取 1 mL 用无水乙醇稀释至
2倍、4倍、6倍、8倍、10 倍, 用 754紫外分光光度计
在 237 nm 波长处测定其吸光度(A)值,根据所测的
数据得回归方程为 Y=0.315 7X-0.000 5,r2=0.996 3。
2.7 白鲜碱的提取与含量测定
称取干燥过的经不同诱导子处理过的白鲜悬浮
细胞样品及对照品各 0.2 g,研磨,放入三角瓶中,加
入 10 mL 35%乙醇,置于 85 ℃的水浴锅提取 2 h;过
滤,减压浓缩,用无水乙醇 25 mL 定容;取 1 mL 定
容到 10 mL,用紫外分光光度计在 237 nm 波长处测
定 A 值,根据回归方程计算白鲜碱的含量。 不同真
菌诱导子处理的悬浮细胞中白鲜碱的含量, 结果见
表 2。
由表 2可知,各诱导子均有明显的促进作用,在
细胞培养的 3个不同时期加入真菌诱导子, 以末期
(第 12 d)加入促进白鲜碱产生的效果最显著,中期
(第 8 d)加入效果次之,早期(第 4 d)加入效果最
差; 所有诱导时期, 均以诱导子 1-5 诱导效果最为
明显, 诱导子 1-2、6-1 和 1-4 次之, 诱导子 6-5、
1-6 和 1-3 对白鲜悬浮细胞产白鲜碱的促进作用不
显著。
注:表中结果是同浓度下做 15 次重复试验所得的平均值
表 2 不同真菌诱导子处理的悬浮细胞中白鲜碱的含量 (%)
诱导子加
入时间
诱导子类型
对照 1-3 1-5 1-2 1-4 6-1 1-6 6-5
第 4 d 0.210 0.214 0.265 0.256 0.238 0.258 0.208 0.210
第 8 d - 0.212 0.281 0.278 0.251 0.264 0.221 0.214
第 12 d - 0.234 0.353 0.285 0.278 0.281 0.250 0.241
注:培养基 pH5.8~pH6.0
编号 培养基组成 愈伤组织诱导结果
1 B5+(2,4-D0.5)+KT1.5+BA1.5 愈伤组织产生,生物量较大,但质较坚实,淡绿色
2 B5+(2,4-D1.0)+KT1.5+BA1.5 少量愈伤组织出现
3 B5+(2,4-D0.2)+KT1.5+BA1.5 少量较坚实的愈伤组织出现
4 B5+(2,4-D0.5)+KT1.0+BA1.5 愈伤组织出现率很低
5 B5+(2,4-D0.5)+KT1.5+BA1.0 较多愈伤组织产生,生物量较大,淡绿色,质地较坚实
6 B5+(2,4-D0.5)+KT1.5+BA0.5 部分产生愈伤组织,生长量较低
7 MS+(2,4-D0.2)+KT1.5+BA1.5 愈伤组织生长不旺盛,生物量较小,呈黄绿色,质地较硬,不适于作为悬浮培养
8 MS+(2,4-D0.5)+KT1.5+BA1.5 愈伤组织生长旺盛,生物量大,呈淡黄绿色,较疏松,适于作为悬浮培养
9 MS+(2,4-D1.0)+KT1.5+BA1.5 愈伤组织生长旺盛,生物量大,呈透亮黄白色,蓬松,不适于作为悬浮培养
10 MS+(2,4-D0.5)+KT1.0+BA1.5 愈伤组织生长较旺盛,生物量较小,呈黄色,较疏松,不适于作为悬浮培养
11 MS+(2,4-D0.5)+KT1.5+BA1.0 愈伤组织产生,生物量较小,呈淡黄绿色,较疏松,不适于作为悬浮培养
12 MS+(2,4-D0.5)+KT1.5+BA0.5 愈伤组织长生,生物量较小,呈黄绿色,较疏松,不适于作为悬浮培养
表 1 白鲜茎段愈伤组织的诱导结果
图 1 白鲜碱标样扫描
mg
nm
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2009年 第 10卷 第 1期
石沙参(Adenophora polyantha Nakai)为桔梗科
(Campanulaceae)沙参属(Adenophora Fisch.)药用植
物[1]。 在民间,石沙参以其丰富的药材资源和可靠的
疗效被广为应用,该药材具有养阴清肺、化痰益气等
功效,用于治疗肺热燥咳、阴虚劳嗽、干咳痰黏、气阴
不足、烦热口干等。 现代药理研究证明,石沙参的主
要有效成分为苷类物质和水溶性多糖 [2-9]。 目前,国
内有关石沙参的研究主要集中在生理活性及化学组
3 讨 论
已有研究表明白鲜碱具有广泛的药用价值,特
别在抗癌、抗溃疡、抗真菌、杀螨等方面表现出特色
[3-4]。 大幅度提高白鲜属植物离体培养细胞的白鲜碱
产量是实现白鲜碱广泛应用的技术关键。 在植物细
胞培养中,来源于真菌的细胞壁成分、多糖、单糖、糖
蛋白等成分都可作为诱导子使用。 真菌诱导子对次
生代谢的调节作用是在酶和基因水平上进行的。 本
实验的结果表明, 在细胞快速生长末期加入真菌诱
导子可以促进白鲜悬浮细胞产生白鲜碱, 但不同真
菌的效果差异很大。 因此,通过大量筛选,有可能会
得到促进作用更强的菌种。
本实验中所采用的真菌都是本实验室在白鲜组
培过程中获得的内生真菌中的一部分, 实验结果显
示这些真菌或多或少地提高了白鲜悬浮细胞产白鲜
碱的能力,且部分真菌作用显著。但本实验没有将所
获得的所有内生真菌进行实验, 也没有研究多种内
生真菌的协同效应。
实验研究中, 真菌诱导子加入的时期对白鲜悬
浮细胞的分裂速度产生影响。 早期加入真菌诱导子
引起白鲜细胞产量降低; 中期加入对细胞产量有一
定影响,但影响较小;末期加入对细胞产量影响小,
同时能获得较高产量的白鲜碱。 本实验结果以末期
加入诱导子获得了理想的效果。
白鲜为多年生草本, 以根皮入药, 取自野生资
源,近年来大量的采挖使资源几近枯竭。本实验利用
真菌诱导子提高白鲜悬浮细胞产白鲜碱的能力,作
用显著, 为白鲜碱的细胞培养生产提供了理论依据
和技术平台。通过细胞培养,可以不受资源的限制而
获得大量的白鲜碱,为其在药品、化妆品、保健美容
方面的广泛应用提供可能,并简化了生产工艺,降低
了生产成本,具有重要实际意义。
参考文献
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石沙参多糖提取工艺优选及含量测定
韩荣春 1,白增华 2
(1.辽宁中医药大学药学院,辽宁 大连 116600; 2.辽宁中医药大学针推学院,辽宁 沈阳 110032)
摘要 目的:通过对桔梗科植物石沙参根中多糖成分进行提取工艺研究和含量测定,为石沙参的深入利用和开发提供
实验依据和基础资料。 方法:以乙醇浓度、浸提次数、浸提时间和浸提温度为考察指标,采用正交设计法对石沙参中水溶
性多糖进行提取优化实验; 利用紫外检测器对石沙参中的多糖成分进行含量测定和方法学考察。 结果: 提取温度 100
℃,提取次数 3 次,提取时间 2 h,醇析浓度 85%为最佳提取条件;石沙参中水溶性多糖的提取率为 8.5%,多糖相对含量
为 89%。 结论:本实验方法简便,实验结果准确,重现性好。
关键词 石沙参;水溶性多糖;提取;正交设计;含量
中图分类号:R284.2 文献标识码:A 文章编号:1671- 0258( 2009) 01- 0025- 03
[作者简介]韩荣春,男,硕士,从事生药学研究
[收稿日期]2008-12-10
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