全 文 ：第 49 卷 第 5 期
2 0 1 3 年 5 月
林 业 科 学
SCIENTIA SILVAE SINICAE
Vol. 49，No. 5
May，2 0 1 3
doi:10．11707 / j．1001-7488．20130510
收稿日期: 2012 － 05 － 07; 修回日期: 2012 － 07 － 08。
基金项目: 公益性行业(农业)科研专项(200903052) ;陕西省“13115”科技创新工程重大科技专项(2009ZDKG － 01)。
* 张兴为通讯作者。
培养基成分对雷公藤不定根生长和
次生代谢产物含量的影响*
李 琰1，2 杨钰琪1，2 陈 培1，2 冯俊涛2 张 兴2
(1． 西北农林科技大学生命科学学院 杨凌 712100;
2． 西北农林科技大学 无公害农药研究服务中心 /陕西省生物农药工程技术研究中心 杨凌 712100)
摘 要: 以 NT 为基本培养基，以雷公藤不定根为材料，研究 NT 培养基中氮总量、硝态氮和铵态氮之比、磷酸盐、
钾盐、钙盐、镁盐、铁盐浓度对雷公藤不定根生长及雷公藤甲素和总生物碱含量的影响。结果表明: 适合雷公藤不
定根生长的培养基中氮含量为 NT 培养基的 1. 7 倍，NO －3 /NH
+
4 为 9 ∶ 1，PO
3 －
4 浓度、K
+ 浓度、Ca2 + 浓度、Mg2 + 浓度为
NT 培养基的 2 倍，Fe2 +浓度不变。NT 培养基中原有的 Mg2 +浓度、总氮浓度及其比例，1. 7 倍的 PO3 －4 浓度，1. 3 倍
的 K +浓度，2 /3 的 Ca2 +浓度，1 /3 的 Fe2 +浓度比较适合雷公藤甲素的积累。而对雷公藤总生物碱的积累各成分
的最佳浓度为:NT 培养基中原有的 PO3 －4 ，K
+，Ca2 +，Mg2 +浓度，将硝态氮全部换成铵态氮以及 1 /3 的 Fe2 +浓度。
关键词: 雷公藤; 不定根; 组织培养; 雷公藤甲素; 雷公藤总生物碱
中图分类号: S718. 43; Q946. 8 文献标识码: A 文章编号: 1001 － 7488(2013)05 － 0071 － 06
Effects of Medium Components on the Growth and Secondary Metabolites
Contents in Adventitious Roots of Tripterygium wilfordii
Li Yan1，2 Yang Yuqi1，2 Chen Pei1，2 Feng Juntao2 Zhang Xing2
(1 ． College of Life Science，Northwest A＆F University Yangling 712100;2 ． Research and Development Center of Biorational
Pesticide Northwest A＆F University / Shaanxi Province Technology and Engineering Center of Biopesticide Yangling 712100)
Abstract: In this paper the adventitious root of Tripterygium wilfordii was used as experiment material to study effects
of different components in NT medium on the growth，triptolide and total alkaloid contents of the adventitious roots． The
components include total nitrogen，the ratio of nitrate nitrogen and ammonium nitrogen，and different concentrations of
PO3 －4 ，K
+，Ca2 +，Mg2 +，Fe2 + etc． Additionally， this study was also to explore the change patterns of secondary
metabolites and total alkaloid of the adventitious roots． The results showed that the optimal NT medium composition for the
root growth was 1． 7 strength of nitrogen，9 ∶ 1 of NO －3 /NH
+
4 ，and 2 strengths of PO
3 －
4 ，K
+，Ca2 + and Mg2 +，without
change in Fe2 + conentration． The basic NT Mg2 + concentration，total nitrogen concentration and the NO －3 /NH
+
4 ratio，1. 7
strength of PO3 －4 ，1． 3 strength of K
+，2 /3 strength of Ca2 +，and 1 /3 strength of Fe2 + were relatively favorable for the
accumulation of triptolide． As for the accumulation of total alkaloids，the optimal component composition was the basic NT
PO3 －4 ，K
+，Ca2 + and Mg2 + concentration，but completely replacing the nitrate nitrogen with ammonium nitrogen，and 1 /3
strength of Fe2 + ．
Key words: Tripterygium wilfordii; adventitious root; tissue culture; triptolide; total alkaloids
雷公藤甲素和雷公藤生物碱是从雷公藤
(Tripterygium wilfordii)根皮中分离提取得到的一类
次生代谢产物 ( Brinker et al．，2005; Tao et al．，
1995)，这类化合物不仅是一类很好的免疫抑制药
物以及治疗类风湿性关节炎的有效成分(林绥等，
2009; Li et al．，2010; Johnson et al．，2011)，也是重
要的杀虫有效成分 (周琳等，2006; 罗都强等，
2001; Swingle et al．，1941)。在解决临床用药和生
物农药的开发方面，研究雷公藤甲素和雷公藤生物
碱的药源问题中起着不可替代的作用。这些有效成
林 业 科 学 49 卷
分人工合成困难 ( Fu et al．，2006; Aoyagi et al．，
2008)，价格昂贵，市场需求量大，而且资源日益遭
到破坏，限制了市场开发新药以及生物农药的使用。
因此，利用室内工厂化生产雷公藤次生代谢产物为
解决这一问题的一条有效途径 (于树宏等，1998;
Ramachandra et al．，2002)。笔者前期探讨了利用植
物组织培养方法生产雷公藤次生代谢产物的可能性
(李琰等，2008; 2009; 2010)。本试验主要研究 NT
培养基中主要成分氮总量、硝态氮和铵态氮之比、磷
酸盐、钾盐、钙盐、镁盐、铁盐浓度对雷公藤不定根生
长和次生代谢产物甲素及总生物碱积累的影响，为
进一步进行工厂化生产雷公藤次生代谢产物提供技
术参考。
1 材料与方法
1. 1 试验材料
利用雷公藤根系诱导愈伤组织进一步建立的悬
浮细胞。悬浮细胞经多次继代培养，诱导使其形成
不定根，经过驯化培养的不定根作为供试材料。
1. 2 试验方法
试验以 NT 培养基为标准，总氮量对雷公藤不
定根生长和次生代谢产物含量的影响试验中，保持
NO －3 /NH
+
4 比例不变，浓度梯度设为 0、标准浓度的
1 /3，2 /3，标准浓度(CK)，4 /3，5 /3，2 倍，7 /3，8 /3，3
倍 10 个水平; NO －3 /NH
+
4 之比对雷公藤不定根生长
和雷公藤甲素及生物碱含量的影响试验中，总氮量
以 NT 培养基为标准，NO －3 /NH
+
4 之比分别 0 ∶ 10，
1∶ 9，3∶ 7，5∶ 5，7 ∶ 3 (CK)，8 ∶ 2，9 ∶ 1，10 ∶ 0 8 个水平;
其余磷酸盐、钾盐、钙盐、镁盐、铁盐浓度对雷公藤不
定根生长和雷公藤甲素及生物碱含量的影响试验中
依次设为 0、标准浓度的 1 /3，2 /3，标准浓度(CK)，
4 /3，5 /3，2 倍 7 个水平(其余成分以 NT 培养基为标
准)，按试验设计在培养基配制时分别添加不同质
量浓度的物质。
以上培养基，分别添加 1. 0 mg·L － 1 2，4-D + 0. 5
mg·L － 1 KT + 4. 0 mg·L － 1 NAA，蔗糖均为30 g·L － 1，
pH 用 PHS-2C 型酸度计高压灭菌前调至 5. 8。培养
容器为 250 mL 三角瓶，每瓶加入100 mL培养液，
120 ℃高压灭菌 30 min，每瓶接种量为每升培养基
8 ～ 12 g新鲜不定根，每个处理设 5 次重复。培养室
温度(25 ± 1) ℃，摇床转速120 r·min － 1，继代培养
45 ～ 50 天收获。将不定根用蒸馏水冲洗干净，并冷
冻干燥至恒质量，计算不定根增长量，将其粉碎过
60 目筛后备用。
不定根增长量计算方法为: 不定根增长量 =收
获量 /瓶 －接种量 /瓶
1. 3 次生代谢产物含量的测定
参照文献(李琰等，2009)的方法进行。
2 结果与分析
2. 1 培养基中总含氮量对雷公藤不定根生长和次
生代谢产物含量的影响
雷公藤不定根增长量随着培养基中总氮浓度的
升高而升高(表 1)，当总氮浓度为 50 mmol·L － 1时，
不定根增长量最高，然后随着总氮浓度的增加反而
对其生长不利。而雷公藤甲素和总生物碱含量及产
量的最大值是在 30 mmol·L － 1，也即 NT 培养基的标
准浓度。说明 NT 培养基中的总氮浓度适合不定根
中雷公藤甲素和总生物碱的积累，而对于雷公藤不
定根的生长需要的总氮浓度为 NT 培养基 1. 7 倍。
表 1 NT 培养基中总氮量对雷公藤不定根生长和次生代谢产物含量的影响①
Tab． 1 Effects of total nitrogen on the growth and secondary metabolites contents of T． wilfordii adventitious root
总氮量
Total nitrogen /
(mmol·L － 1 )
增长量
Increment(DW) / g
雷公藤甲素含量
Triptolide
content /(μg·g － 1 )
雷公藤甲素产量
Triptolide yield /
μg
总生物碱含量
Total alkaloids
content /(mg·g － 1 )
总生物碱产量
Total alkaloids
yield /mg
0 0. 39 ± 0. 03 g 11. 71 ± 0. 49 f 4. 57 ± 0. 35 i 1. 69 ± 0. 06 d 0. 66 ± 0. 05 h
10 0. 75 ± 0. 03 f 22. 90 ± 1. 23 d 17. 18 ± 0. 61 h 1. 96 ± 0. 10 c 1. 47 ± 0. 05 f
20 1. 01 ± 0. 03 e 28. 26 ± 1. 96 c 28. 44 ± 0. 91 e 2. 31 ± 0. 12 b 2. 33 ± 0. 07 d
30(CK) 1. 37 ± 0. 02 ab 39. 14 ± 1. 91 a 53. 75 ± 0. 60 a 2. 97 ± 0. 08 a 4. 08 ± 0. 05 a
40 1. 40 ± 0. 03 a 33. 49 ± 1. 82 b 46. 88 ± 0. 89 b 2. 82 ± 0. 08 a 3. 94 ± 0. 08 a
50 1. 43 ± 0. 02 a 28. 72 ± 1. 37 c 40. 98 ± 0. 44 c 2. 37 ± 0. 04 b 3. 39 ± 0. 04 b
60 1. 37 ± 0. 03 ab 23. 18 ± 1. 26 d 31. 84 ± 0. 58 d 1. 96 ± 0. 08 c 2. 69 ± 0. 05 c
70 1. 30 ± 0. 04 bc 17. 58 ± 1. 10 e 22. 86 ± 0. 63 f 1. 30 ± 0. 05 e 1. 69 ± 0. 05 e
80 1. 25 ± 0. 02 c 16. 70 ± 0. 70 e 20. 82 ± 0. 35 g 1. 11 ± 0. 03 e 1. 39 ± 0. 02 f
90 1. 14 ± 0. 03 d 14. 96 ± 0. 75 ef 17. 00 ± 0. 46 h 0. 81 ± 0. 02 f 0. 92 ± 0. 03 g
①表中数据为 3 次重复的平均值。不同字母表示经 Duncan 氏新复极差测验差异显著(P ＜ 0. 05)。Data in the column are the means of three
repetitions． Different letters in the columns show significant difference at P ＜ 0. 05 by Duncan’s multiple test． 下同。The same below．
27
第 5 期 李 琰等: 培养基成分对雷公藤不定根生长和次生代谢产物含量的影响
2. 2 硝态氮和铵态氮之比对雷公藤不定根生长和
次生代谢产物含量的影响
以 NT 为基本培养基，对保持总氮浓度不变
NO －3 /NH
+
4 比例不同的 8 个处理中(表 2)，培养基中
只有铵态氮存在时不仅限制了不定根的生长，也抑
制不定根中雷公藤甲素的形成，但有利于不定根中
总生物碱的形成，此时总生物碱含量为正常标准的
1. 3 倍，总生物碱含量随着硝态氮浓度的增加成下降
趋势。而后，随着硝态氮浓度的增加，雷公藤甲素含
量和产量最大值出现在 NT 培养基中 2 种氮源比例
为 7∶ 3时，而最有利于不定根生长的硝态氮和铵态氮
之比为 9 ∶ 1，NO －3 /NH
+
4 之比为 5 ∶ 5时总生物碱产量
达最大值。培养基中只有硝态氮时，不仅不利于不
定根的生长，也不利于雷公藤甲素和总生物碱的
积累。
表 2 NT 培养基中 NO －3 /NH
+
4 之比对雷公藤不定根生长和次生代谢产物含量的影响
Tab． 2 Effects of NO －3 /NH
+
4 on the growth and secondary metabolites contents of T． wilfordii adventitious root
NO －3 /NH
+
4
增长量
Increment(DW) / g
雷公藤甲素含量
Triptolide
content /(μg·g － 1 )
雷公藤甲素产量
Triptolide yield /
μg
总生物碱含量
Total alkaloids
content /(mg·g － 1 )
总生物碱产量
Total alkaloids
yield /mg
0∶ 10 0. 43 ± 0. 03 g 2. 26 ± 0. 23 e 0. 98 ± 0. 07 g 3. 82 ± 0. 07 a 1. 65 ± 0. 12 e
1∶ 9 0. 65 ± 0. 04 f 11. 84 ± 0. 66 d 7. 66 ± 0. 49 f 3. 55 ± 0. 07 b 2. 29 ± 0. 15 d
3∶ 7 0. 96 ± 0. 02 e 30. 19 ± 1. 78 c 28. 98 ± 0. 60 c 3. 41 ± 0. 06 bc 3. 28 ± 0. 07 b
5∶ 5 1. 31 ± 0. 03 cd 35. 50 ± 0. 89 b 46. 39 ± 1. 09 b 3. 24 ± 0. 09 c 4. 24 ± 0. 10 a
7∶ 3(CK) 1. 37 ± 0. 02 bc 39. 61 ± 1. 90 a 54. 40 ± 0. 83 a 2. 96 ± 0. 07 d 4. 07 ± 0. 06 a
8∶ 2 1. 44 ± 0. 03 ab 32. 67 ± 1. 13 bc 47. 16 ± 0. 82 b 2. 40 ± 0. 05 e 3. 47 ± 0. 06 b
9∶ 1 1. 52 ± 0. 02 a 14. 79 ± 0. 69 d 22. 47 ± 0. 30 d 2. 30 ± 0. 08 e 3. 49 ± 0. 05 b
10∶ 0 1. 29 ± 0. 02 d 12. 16 ± 0. 95 d 15. 73 ± 0. 25 e 2. 09 ± 0. 07 f 2. 71 ± 0. 04 c
2. 3 磷酸盐浓度对雷公藤不定根生长和次生代谢
产物含量的影响
培养基中不添加磷酸盐时，不仅制约了雷公藤
不定根的生长，2 种次生代谢产物的合成也受到一
定的限制(表 3)。在本试验中，不定根增长量及雷
公藤甲素含量和 PO3 －4 浓度成正相关，总生物碱的含
量及产量的最高值出现在 NT 培养基中原有的
PO3 －4 浓度，PO
3 －
4 浓度过高或者过低均不利于不定根
中总生物碱的积累。当 PO3 －4 浓度加倍时，总生物碱
含量仅为正常标准的一半，此时雷公藤甲素含量是
正常标准的 1. 2 倍。
表 3 NT 培养基中磷酸盐对雷公藤不定根生长和次生代谢产物含量的影响
Tab． 3 Effects of PO3 －4 on the growth and secondary metabolites contents of T． wilfordii adventitious root
PO3 －4 浓度
PO3 －4 concentration /
(mmol·L － 1 )
增长量
Increment(DW) / g
雷公藤甲素含量
Triptolide
content /(μg·g － 1 )
雷公藤甲素产量
Triptolide yield /
μg
总生物碱含量
Total alkaloids
content /(mg·g － 1 )
总生物碱产量
Total alkaloids
yield /mg
0 1. 06 ± 0. 03 e 12. 88 ± 0. 57 e 13. 69 ± 0. 41 g 1. 49 ± 0. 05 d 1. 58 ± 0. 05 g
1. 7 1. 25 ± 0. 01 d 25. 88 ± 1. 22d 32. 34 ± 0. 26 f 1. 59 ± 0. 04 d 1. 99 ± 0. 02 f
3. 3 1. 30 ± 0. 02 cd 30. 50 ± 2. 00 c 39. 54 ± 0. 64 e 2. 02 ± 0. 07 c 2. 62 ± 0. 04 d
5(CK) 1. 36 ± 0. 02 bc 39. 78 ± 1. 15 b 54. 11 ± 0. 80 d 3. 20 ± 0. 11 a 4. 35 ± 0. 06 a
6. 7 1. 38 ± 0. 02 b 41. 95 ± 1. 46 b 58. 03 ± 0. 64 c 2. 72 ± 0. 09 b 3. 77 ± 0. 04 b
8. 3 1. 42 ± 0. 03 ab 43. 05 ± 1. 19 b 60. 99 ± 1. 08 b 2. 05 ± 0. 09 c 2. 90 ± 0. 05 c
10 1. 46 ± 0. 03 a 47. 61 ± 1. 45 a 69. 35 ± 1. 45 a 1. 61 ± 0. 04 d 2. 35 ± 0. 05 e
2. 4 钾盐浓度对雷公藤不定根生长和次生代谢产
物含量的影响
对不同 K +盐浓度的 7 个处理，当培养基中缺乏
钾盐时，不仅限制了雷公藤不定根的生长，也限制 2
种次生代谢产物的合成。随着 K +浓度的升高，不定
根增长量、雷公藤甲素及总生物碱含量也逐渐升高，
在本试验中，不定根增长量和 K +浓度成正相关，雷公
藤甲素含量最高是在 K +浓度为19. 2 mmol·L － 1时，而
适合总生物碱积累的 K + 最佳浓度是 NT 培养基的
标准浓度(表 4)，说明雷公藤不定根的生长需要较
高的 K + 浓度，而不定根中雷公藤甲素和总生物碱
的形成需要的 K +浓度较低。
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林 业 科 学 49 卷
表 4 NT 培养基中钾盐对雷公藤不定根生长和次生代谢产物含量的影响
Tab． 4 Effects of K + on the growth and secondary metabolites contents of T． wilfordii adventitious root
K + 浓度
K + concentration /
(mmol·L － 1 )
增长量
Increment(DW) / g
雷公藤甲素含量
Triptolide
content /(μg·g － 1 )
雷公藤甲素产量
Triptolide yield /
μg
总生物碱含量
Total alkaloids
content /(mg·g － 1 )
总生物碱产量
Total alkaloids
yield /mg
0 1. 03 ± 0. 04 d 1. 67 ± 0. 05 e 1. 72 ± 0. 07 g 1. 67 ± 0. 05 e 1. 72 ± 0. 07
4. 8 1. 21 ± 0. 03 c 3. 64 ± 0. 08 e 4. 42 ± 0. 11 f 2. 23 ± 0. 04 d 2. 71 ± 0. 07
9. 6 1. 30 ± 0. 04 bc 20. 11 ± 1. 00 d 26. 07 ± 0. 81 e 2. 47 ± 0. 04 c 3. 20 ± 0. 10
14. 4(CK) 1. 36 ± 0. 03 ab 39. 56 ± 1. 45 b 53. 93 ± 1. 00 c 3. 04 ± 0. 07 a 4. 15 ± 0. 08
19. 2 1. 37 ± 0. 03 ab 46. 13 ± 1. 69 a 63. 36 ± 1. 16 a 2. 87 ± 0. 07 b 3. 94 ± 0. 07
24 1. 42 ± 0. 03 a 40. 96 ± 1. 29 b 58. 03 ± 1. 03 b 2. 21 ± 0. 07 d 3. 13 ± 0. 06
28. 8 1. 44 ± 0. 02 a 33. 07 ± 1. 02 c 47. 73 ± 0. 69 d 2. 18 ± 0. 03 d 3. 15 ± 0. 05
2. 5 钙盐浓度对雷公藤不定根生长和次生代谢产
物含量的影响
钙盐浓度对雷公藤不定根的生长、2 种次生代
谢产物的形成均有较大的影响，在本试验中，不定根
增长量和钙盐浓度成正相关，最适合雷公藤甲素积
累的钙盐浓度为 1. 0 mmol·L － 1，而 NT 培养基中的
钙盐浓度则适合总生物碱的合成，当钙盐浓度加
倍时，雷公藤甲素含量仅为正常标准的 38%，总生
物碱含量为正常标准的 57% (表 5)。
表 5 NT 培养基中钙盐对雷公藤不定根生长和次生代谢产物含量的影响
Tab． 5 Effects of Ca2 + on the growth and secondary metabolites contents of T． wilfordii adventitious root
Ca2 + 浓度
Ca2 + concentration /
(mmol·L － 1 )
增长量
Increment(DW) / g
雷公藤甲素含量
Triptolide
content /(μg·g － 1 )
雷公藤甲素产量
Triptolide yield /
μg
总生物碱含量
Total alkaloids
content /(mg·g － 1 )
总生物碱产量
Total alkaloids
yield /mg
0 0. 94 ± 0. 03 d 8. 22 ± 0. 29 e 7. 76 ± 0. 25 f 2. 65 ± 0. 08 c 2. 50 ± 0. 08 e
0. 5 1. 08 ± 0. 03 c 17. 59 ± 0. 51 cd 19. 00 ± 0. 47 e 2. 68 ± 0. 06 c 2. 89 ± 0. 07 d
1 1. 29 ± 0. 04 b 42. 53 ± 1. 85 a 54. 72 ± 1. 72 a 2. 86 ± 0. 06 ab 3. 68 ± 0. 12 b
1. 5(CK) 1. 37 ± 0. 02 a 40. 10 ± 2. 71 a 55. 07 ± 0. 61 a 3. 03 ± 0. 08 a 4. 16 ± 0. 05 a
2 1. 41 ± 0. 03 a 29. 32 ± 1. 65 b 41. 34 ± 0. 88 b 2. 74 ± 0. 07 b 3. 86 ± 0. 08 b
2. 5 1. 44 ± 0. 02 a 20. 03 ± 0. 82 c 28. 85 ± 0. 40 c 2. 24 ± 0. 06 c 3. 23 ± 0. 05 c
3 1. 45 ± 0. 03 a 15. 45 ± 0. 55 d 22. 41 ± 0. 41 d 1. 73 ± 0. 02 de 2. 52 ± 0. 05 e
2. 6 镁盐浓度对雷公藤不定根生长和次生代谢产
物含量的影响
雷公藤不定根的生长需要较高浓度的 Mg2 +，在
本试验中，不定根增长量和 Mg2 +浓度成正相关，NT
培养基中的 Mg2 + 浓度则适合雷公藤甲素和总生物
碱的合成，Mg2 + 浓度过高或者过低均对其合成不
利，当 Mg2 +浓度为 NT 培养基的 2 倍时，雷公藤甲素
含量仅为正常标准的一半(表 6)。
表 6 NT 培养基中镁盐对雷公藤不定根生长和次生代谢产物含量的影响
Tab． 6 Effects of Mg2 + on the growth and secondary metabolites contents of T． wilfordii adventitious root
Mg2 + 浓度
Mg2 + concentration /
(mmol·L － 1 )
增长量
Increment(DW) / g
雷公藤甲素含量
Triptolide
content /(μg·g － 1 )
雷公藤甲素产量
Triptolide yield /
μg
总生物碱含量
Total alkaloids
content /(mg·g － 1 )
总生物碱产量
Total alkaloids
yield /mg
0 0. 92 ± 0. 05 d 26. 36 ± 1. 64 c 24. 16 ± 1. 25 e 2. 29 ± 0. 05 d 2. 10 ± 0. 11 e
1. 7 1. 01 ± 0. 03 c 29. 62 ± 0. 71 bc 29. 92 ± 0. 89 d 2. 40 ± 0. 05 cd 2. 42 ± 0. 07 d
3. 3 1. 26 ± 0. 02 b 36. 06 ± 2. 12 a 45. 32 ± 0. 55 b 2. 71 ± 0. 08 b 3. 41 ± 0. 04 c
5(CK) 1. 37 ± 0. 02 a 39. 83 ± 1. 48 a 54. 43 ± 0. 92 a 3. 10 ± 0. 11 a 4. 23 ± 0. 07 a
6. 7 1. 38 ± 0. 02 a 31. 97 ± 1. 16 b 44. 12 ± 0. 64 b 2. 85 ± 0. 05 b 3. 93 ± 0. 06 b
8. 3 1. 40 ± 0. 03 a 28. 34 ± 1. 51 bc 39. 58 ± 0. 71 c 2. 48 ± 0. 04 c 3. 46 ± 0. 06 c
10 1. 43 ± 0. 03 a 20. 71 ± 0. 64 d 29. 61 ± 0. 55 d 2. 38 ± 0. 03 cd 3. 41 ± 0. 06 c
2. 7 铁盐浓度对雷公藤不定根生长和次生代谢产
物含量的影响
对不同铁盐浓度的试验表明，NT 培养基中铁盐
浓度可使雷公藤不定根的增长量达到最大值，而正
常标准的 1 /3 可满足不定根中雷公藤甲素和总生物
碱的积累，但铁盐浓度升高对雷公藤不定根的生长
并没有太大影响，但严重影响了 2 种次生代谢产物
的形成(表 7)。
47
第 5 期 李 琰等: 培养基成分对雷公藤不定根生长和次生代谢产物含量的影响
表 7 NT 培养基中铁盐对雷公藤不定根生长和次生代谢产物含量的影响
Tab． 7 Effects of Fe2 + on the growth and secondary metabolites contents of T． wilfordii adventitious root
Fe2 + 浓度
Fe2 + concentration /
(mmol·L － 1 )
增长量
Increment(DW) / g
雷公藤甲素含量
Triptolide
content /(μg·g － 1 )
雷公藤甲素产量
Triptolide yield /
μg
总生物碱含量
Total alkaloids
content /(mg·g － 1 )
总生物碱产量
Total alkaloids
yield /mg
0 1. 05 ± 0. 03 c 28. 16 ± 1. 26 d 29. 67 ± 0. 86 c 2. 99 ± 0. 13 c 3. 15 ± 0. 09 d
0. 03 1. 21 ± 0. 03 b 45. 35 ± 2. 46 a 55. 03 ± 1. 14 a 3. 59 ± 0. 04 a 4. 36 ± 0. 09 a
0. 07 1. 27 ± 0. 03 b 41. 77 ± 1. 46 ab 52. 91 ± 1. 28 a 3. 20 ± 0. 03 b 4. 06 ± 0. 10 b
0. 1(CK) 1. 36 ± 0. 02 a 39. 81 ± 1. 56 b 54. 15 ± 0. 80 a 2. 95 ± 0. 06 c 4. 01 ± 0. 06 b
0. 13 1. 37 ± 0. 02 a 33. 65 ± 0. 65 c 45. 99 ± 0. 70 b 2. 55 ± 0. 06 d 3. 48 ± 0. 05 c
0. 17 1. 37 ± 0. 03 a 22. 13 ± 1. 00 e 30. 32 ± 0. 59 c 2. 23 ± 0. 03 e 3. 05 ± 0. 06 d
0. 2 1. 36 ± 0. 02 a 12. 68 ± 0. 54 f 17. 20 ± 0. 19 d 1. 99 ± 0. 04 f 2. 70 ± 0. 03 e
3 讨论
培养基的组成成分对植物细胞培养和次生代谢
产物的形成起着至关重要的作用，但是每种离体培
养物的生长和代谢，所需要的营养成分的浓度常有
所差异。为了适应不同培养物对生长和代谢对各种
营养元素需求，研究人员设计出高盐、高氮、中盐、低
盐等各种类型的基本培养基(上官新晨等，2006)，
一般认为无机盐浓度较高时适合培养物的生长，无
机盐浓度较低时适合次生代谢产物的形成。
本试验结果表明: NT 培养基中硝态氮和氨态
氮之比对不定根增长量影响最为明显。一般认为植
物组织培养采用的是混合氮源，以铵盐或者硝酸盐
作为唯一氮源时，往往不利于细胞的生长和次级代
谢物的积累(张宗申等，2009)。本试验中也得到了
印证，Moreno 等(1995)在对紫草宁( shikonin)衍生
物的合成试验中也取得类似的结果。邓建平等
(2010)在对葡萄 ( Vitis amurensis)愈伤组织研究中
发现，全硝态氮和全铵态氮对葡萄愈伤组织生长和
白藜芦醇的形成都有不利影响。这一现象在宋经元
等 ( 2008 ) 离 体 培 养 的 铁 皮 石 斛 ( Dendrobium
candidum)原球茎以及杨善云等 (2005 )对沙打旺
(Astragalus adsurgens)的组培根试验中也得到了证
实。在组织培养中，虽然铵态氮是直接被利用，但细
胞大量利用铵盐后，会引起培养基 pH 值下降，对细
胞造成毒害，从而抑制细胞的生长和代谢产物的形
成(郭肖红等，2007)。Kim 等(2002)也认为氮源的
种类和浓度对细胞生长和次生产物合成的影响非常
显著。
本试验发现: 除铁盐外其他大量元素浓度是在
NT 培养基正常标准的 2 倍时，最有利于雷公藤不定
根的生长，而不定根中次生代谢产物的合成所需要
的无机盐浓度一般都较低。由此人们在离体培养设
计培养基时，培养物的生长和次生代谢产物的形成
时往往选用的培养基也不同。在紫草( Lithospermum
erythrorhizon)细胞培养时采用的就是生长培养基
MG-5 和合成紫草宁的生产培养基 M-9 的 2 阶段培
养法(Fujita et al．，1981)，这 2 种培养基中，生长培
养基中无机盐的浓度远远高于生产培养基。芦韦华
等(2012)在对新疆紫草 ( Arnebia euchroma)毛状根
培养生产紫草素的研究中也采用了这种两步培养
法，并取得了很好的效果。本试验中，利用不定根培
养生产雷公藤代谢产物时，不定根生长和雷公藤甲
素及生物碱的形成所需要的大量元素差异也比较
大，因此，可采用在无机盐浓度较高的生长培养基上
让雷公藤不定根先快速繁殖，然后再转到无机盐浓
度较低的生产培养基上使其合成所需的代谢产物。
但雷公藤不定根的生长和雷公藤甲素和生物碱的形
成是多种营养元素共同作用的结果，雷公藤不定根
培养的两步培养法中各种成分之间的交互作用以及
生长培养基和生产培养的最优组合还需进一步
研究。
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(责任编辑 王艳娜)
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