全 文 ：植物生理学通讯 第 40 卷 第 3期，2004 年 6 月 303
植物生长调节物质对长春花细胞中吲哚生物碱积累的影响
张向飞1,* 张秀省2 王勇1 王宁宁1 曹岚1 王淑芳1
1 南开大学生命科学学院，天津 300071；2 聊城大学农学院，聊城 252000
提要 适当浓度的脱落酸(ABA)、乙烯利和乙酰水杨酸(ASA)均对长春花悬浮细胞中吲哚生物碱的积累有较明显的促进
作用。2 mg.L-1 ABA 对吲哚生物碱的诱导效果最好，乙烯利的最适剂量为 1 g.L-1，1 mg.L-1 ASA 有利于阿玛碱积累，而
2 mg.L-1 ASA 则有利于长春质碱积累。
关键词 长春花；植物生长调节物质；长春质碱；阿玛碱
Effects of Plant Growth Regulators on the Accumulation of Indole Alkaloids in
Catharanthus roseus Cells
ZHANG Xiang-Fei1,*, ZHANG Xiu-Xing2, WANG Yong1, WANG Ning-Ning1, CAO Lan1, WANG Shu-Fang1
1College of Life Sciences, Nankai University, Tianjin 300071; 2College of Agronomy, Liaocheng University, Liaocheng 252000
Abstract Plant growth regulators abscisic acid(ABA), ethrel and acetosalicylic acid(ASA) with the suitable
concentrations had obvious effects on the accumulation of indole alkaloids in Catharanthus roseus cells. 2
mg.L-1 ABA had the best effect on indole alkaloid production. The optimal concentration of ethrel was 1 g.L-1. 1
mg.L-1 ASA promoted the accumulation of ajmalicine. 2 mg.L-1 ASA incited catharanthine accumulation.
Key words Catharanthus roseus; plant growth regulator; catharanthine; ajmalicine
收稿 2003-06-30 修定 　 2003-12-24
资助　 天津市自然科学基金项目(013609211)。
*E-mail:xiangfeizxf@eyu.com, Tel:022-23504382
长春花的次生代谢产物中含有100多种吲哚
生物碱[1]，并且多数具有很高的药用价值。如阿
玛碱可治疗高血压、心率不齐等疾病；长春质碱
有抗菌止血、利尿、降低血糖等作用，是抗癌
药物长春碱、长春新碱等的合成前体[2]。目前，
这些药用成分主要从天然植物中获取，但在植物
中的含量极少，远远满足不了市场需求。因此，
采用细胞培养技术生产吲哚生物碱类药用成分可
能是一条很有希望的替代途径。至于如何提高长
春花细胞培养物中药用成分含量，也是人们关注
的问题。脱落酸、乙烯和水杨酸(及其衍生物)与
植物的次生代谢密切相关，可以调节许多次生代
谢相关酶的活性，进而影响次生代谢产物的合
成[3~5]。据此，本文研究了脱落酸(ABA)、乙烯
利和乙酰水杨酸(ASA)对长春花悬浮细胞中的吲哚
总碱及其中的长春质碱、阿玛碱积累的影响，以
寻找促进吲哚生物碱积累的有效因子。
材料与方法
长春花(Catharanthus roseus)愈伤组织细胞由
我们实验室选育，15 d继代1次，置于含有50 mL
MS 培养液的250 mL 三角瓶中，摇床(80~100 r.
min-1)培养，接种量为1.5~2 g.瓶-1。培养液中含
NAA、2,4-D、KT 各 1 mg.L-1，3% 蔗糖，pH 6.0
(灭菌前)，于26~28℃和光强为120 mmol.m-2.s-1的
光下培养。
按文献 6 的方法提取和测定吲哚总碱，然后
将所得吲哚总碱用甲醇定容至1 mL，过 0.22 mm
滤膜，采用 RP-HPLC法对其中的长春质碱和阿玛
碱进行色谱分析，以峰面积外标法定量。色谱条
件：Kromasil ODS C18(250 mm×4.6 mm, 7 mm)柱；检
测波长284 nm；流动相为甲醇∶5 mmol.L -1
NH4H2PO4=7∶3 (V/V, pH 7.0); 流速1.0 mL.min-1；
柱温 28℃；进样量 5 mL。长春质碱和阿玛碱的
峰面积与浓度(0.05~15 mg.L-1范围内)呈线性关系，
回归方程分别为：Y=8560X-113.78， r=0.9992,
RSD=1.65%；Y=8031.3X-528.2, r=0.9993,
RSD=1.83%。所有数据均为 3 次平行重复测定的
结果，标准偏差不超过 1 0 % 。
采用的仪器是日本岛津的 LC-4A 高效液相色
谱仪，SPD-2AS紫外检测仪和Anaster色谱数据工
作站。RP-HPLC 使用的甲醇为色谱纯，其他试剂
均为分析纯，水为去离子水。RP-HPLC 流动相经
0.45 mm 滤膜过滤，超声脱气后使用。长春质碱
标品购自上海康爱生物制品有限公司，阿玛碱标品
为 Sigma 产品。
结果与讨论
1 吲哚生物碱的积累动态
每4 d 收获 1次愈伤组织细胞，测其阿玛碱
植物生理学通讯 第 40 卷 第 3期，2004 年 6 月304
和长春质碱含量。结果表明：培养过程中，阿
玛碱和长春质碱含量不断增加，尤其在培养的后
期阶段，增加更显著。20 d时阿玛碱含量达到最
大值[0.796 mg.g-1(DW)]，长春质碱于24 d左右时
才达到最大值[0.161 mg.g-1(DW)](图1)。在培养前
期，吲哚生物碱含量增加之所以缓慢，可能是这
段时期愈伤组织细胞以增殖和生长为主，次生代
谢水平较低的缘故。
哚总碱产量呈上升趋势，1 g.L-1的乙烯利最有利
于长春质碱和阿玛碱的积累(图 3)。(3)不同浓度
ASA对吲哚总碱产量影响不大，但1 mg.L-1 ASA有
利于阿玛碱积累，而2 mg.L-1 ASA使长春质碱含量
增加 70%(图 4)。这可能是由于不同浓度 ASA 引
起不同吲哚生物碱之间的相互转化所致。
图2 ABA对吲哚生物碱积累的影响
Fig.2 Effect of ABA on accumulation of indole alkaloids
图3 乙烯利对吲哚生物碱积累的影响
Fig.3 Effect of ethrel on accumulation of indole alkaloids
参考文献
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图4 ASA对吲哚生物碱含量的影响
Fig.4 Effect of ASA on accumulation of indole alkaloids
2 植物生长调节物质影响下的吲哚生物碱含量变化
长春花细胞培养20 d后，在其培养液中加入
不同浓度的外源 A B A、乙烯利和 A S A，继续培
养24 h 后收获，测其生物量及吲哚生物碱含量。
结果表明：外源 A B A、乙烯利和 A S A 对长春花
细胞的生物量影响不大，但吲哚总碱及其中阿玛
碱和长春质碱含量均有明显提高。
从图2~4 可见：(1)2 mg.L-1ABA 对吲哚生物
碱的诱导效果最好；ABA 浓度过高，不利于吲哚
生物碱积累(图2)。(2)随着乙烯利浓度的增加，吲
图1 愈伤组织细胞中吲哚生物碱的积累进程
Fig.1 Course of accumulation of indole alkaloids in calli