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Effects of Different Concentrations of Organic Affixture on the Growth and Secondary Metabolites Contents in Adventitious Roots of Tripterygium wilfordii

不同浓度有机物对雷公藤不定根生长和次生代谢产物含量的影响



全 文 :植物科学学报  2014ꎬ 32(2): 174~180
Plant Science Journal
    DOI:10􀆰 3724 / SP􀆰 J􀆰 1142􀆰 2014􀆰 20174
不同浓度有机物对雷公藤不定根生长和
次生代谢产物含量的影响
李 琰1ꎬ2ꎬ 崔 蕾1ꎬ2ꎬ 雷嘉敏1ꎬ2ꎬ 李 群1ꎬ2ꎬ 张 兴2∗
(1. 西北农林科技大学生命科学学院ꎬ 陕西杨凌 712100ꎻ 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ꎬ 陕西杨凌 712100)
摘  要: 以 NT为基本培养基ꎬ 雷公藤(Tripterygium wilfordii)不定根为材料ꎬ 研究了肌醇、 VB1、 烟酸、 VB6、
甘氨酸、 叶酸、 生物素等有机物质对雷公藤不定根生长及其次生代谢产物雷公藤甲素和总生物碱含量的影响ꎮ 结
果表明: NT培养基中原有浓度的肌醇、 VB1含量即可使雷公藤不定根生长量、 雷公藤甲素含量、 总生物碱含量及
产量达到最大值ꎮ 在添加的其他有机物中ꎬ 添加 1 mg / L烟酸、 1 mg / L VB6和 5 mg / L甘氨酸适合不定根的生长ꎻ
添加 0􀆰 5 mg / L烟酸、 0􀆰 5 mg / L生物素、 1 mg / L VB6、 1 mg / L甘氨酸和 1 mg / L叶酸适合雷公藤甲素的积累ꎻ 添
加 0􀆰 5 mg / L甘氨酸、 1 mg / L VB6、 1 mg / L叶酸和 1 mg / L生物素则适合不定根中雷公藤总生物碱的合成ꎮ
关键词: 雷公藤ꎻ 不定根ꎻ 组织培养ꎻ 有机物ꎻ 次生代谢产物
中图分类号: Q946􀆰 8ꎻ R282􀆰 71          文献标识码: A          文章编号: 2095 ̄0837(2014)02 ̄0174 ̄07
      收稿日期: 2013 ̄09 ̄03ꎬ 修回日期: 2013 ̄12 ̄04ꎮ
  基金项目: 公益性行业(农业)科研专项(200903052)ꎻ 陕西省自然科学基金(2011JM3006)ꎮ
  作者简介: 李琰(1971-)ꎬ 女ꎬ 博士ꎬ 副教授ꎬ 主要从事经济植物细胞培养及次生代谢研究(E ̄mail: ly2659@163􀆰 com)ꎮ
  ∗通讯作者(Author for correspondence􀆰 E ̄mail: zhxing1952@126􀆰 com)ꎮ
Effects of Different Concentrations of Organic Affixture on the
Growth and Secondary Metabolites Contents in Adventitious
Roots of Tripterygium wilfordii
LI Yan1ꎬ2ꎬ CUI Lei1ꎬ2ꎬ LEI Jia ̄Min1ꎬ2ꎬ LI Qun1ꎬ2ꎬ ZHANG Xing2∗
(1. College of Life Scienceꎬ Northwest A & F Universityꎬ Yanglingꎬ Shaanxi 712100ꎬ Chinaꎻ 2. Research and
Development Center of Biorational Pesticide Northwest A & F University / Shaanxi Province Technology
and Engineering Center of Biopesticideꎬ Yanglingꎬ Shaanxi 712100ꎬ China)
Abstract: Taking NT as the basic mediumꎬ the effect of different concentrations of organic
affixture on the growth of adventitious root and accumulation of secondary metabolites were
studied in Tripterygium wilfordii. The results showed that the optimal NT medium component of
inositol and VB1 was the best standard not only for the growth of adventitious rootꎬ but also for
the accumulation of total alkaloid and triptolide. The adventitious root increment was
significantly improved by other organic affixtures including 1 mg / L niacinꎬ 1 mg / L VB6ꎬ and
5 mg / L glycine. Total alkaloid content was significantly improved by 0􀆰 5 mg / L niacin and
0. 5 mg / L biotinꎬ 1 mg / L VB6ꎬ 1 mg / L glycine and 1 mg / L folate. The test of 0􀆰 5 mg / L
glycineꎬ 1 mg / L VB6ꎬ 1 mg / L folate and 1 mg / L biotin were the highest for triptolide content.
Key words: Tripterygium wilfordiiꎻ Adventitious rootꎻ Tissue cultureꎻ Organic affixtureꎻ Se ̄
condary metabolites
    随着西方国家对中医药的不断了解ꎬ 利用中医
药越来越受到重视ꎬ 人们更希望获得由中药材提取
的纯有效成分ꎮ 组织培养技术是获得植物纯有效成
分的手段之一ꎬ 对于那些人工合成困难、 价格昂
贵、 市场需求量大、 资源紧缺的木本植物有效成分
的获得ꎬ 组织培养技术显得尤为重要[1ꎬ2]ꎮ
卫矛科雷公藤属植物雷公藤(Tripterygium wil ̄
fordii Hook. f.)ꎬ 为多年生木质藤本植物ꎬ 其根中
的主要有效成分为雷公藤甲素和生物碱[3ꎬ4]ꎮ 雷公
藤甲素主要用于自身免疫性疾病的治疗[5]ꎮ 雷公
藤生物碱是治疗类风湿性关节炎的有效成分[6-8]ꎬ
还有抗肿瘤、 抗雄性生育等作用[9]ꎮ 雷公藤也是
传统的杀虫植物ꎬ 被称为“菜虫药” [10]ꎬ 雷公藤甲
素对粘虫(Mythimna separata)等有较好的触杀活
性[11]ꎬ 雷公藤总生物碱对小菜蛾(Plutella xylos ̄
tella)、 菜青虫(Pieris rape)等有较好的胃毒毒杀
活性和拒食活性[12-14]ꎮ 雷公藤药材主要来自野生ꎬ
自然生长周期较长[15]ꎬ 野生资源有限ꎬ 人工种植
较少[16]ꎬ 因市场需求的不断扩大ꎬ 雷公藤从 20世
纪 90年代开发利用以来ꎬ 不到 20 年时间ꎬ 其野
生资源就大幅减少ꎬ 甚至面临枯竭的危险[17]ꎮ 利
用植物组织培养技术来获得雷公藤有效成分ꎬ 不仅
可以保护野生资源ꎬ 还能更好地持继发展雷公藤产
业ꎬ 不失为一种值得探索的途径ꎮ
本课题组在利用组织培养技术研究雷公藤次生
代谢产物积累方面已进行了大量的探索[18-20]ꎮ 如
何提高培养物的生长量以及次生代谢产物的含量ꎬ
是植物组织培养技术的关键ꎮ 影响培养物的生长量
以及次生代谢产物含量的因素很多ꎬ 如基本培养基
的种类、 激素的种类配比和浓度、 碳源的种类及浓
度、 有机物的种类和浓度等ꎮ 目前ꎬ 有关基本培养
基的种类、 激素的种类配比和浓度对组织培养及次
生代谢产物含量积累的影响方面的研究较多[20-22]ꎬ
而利用有机物的不同种类和浓度对植物组织培养影
响方面的研究较少ꎬ 针对雷公藤的组织培养及其有
机物对雷公藤不定根生长和次生代谢产物含量积累
影响的研究还未见报道ꎮ 为了探索雷公藤不定根生
长和次生代谢产物雷公藤甲素及总生物碱积累的规
律ꎬ 我们通过在 NT 培养基[23]中添加不同浓度的
肌醇、 VB1、 烟酸、 VB6、 甘氨酸、 叶酸、 生物素
等有机物ꎬ 探讨培养基中有机物及其浓度对雷公藤
不定根生长和雷公藤甲素及总生物碱含量的影响ꎬ
可望为下一步进行大规模培养雷公藤不定根提供理
论依据ꎮ
1  材料与方法
1􀆰 1  试验材料
利用本实验室多代驯化培养的雷公藤(Triptery ̄
gium wilfordii)悬浮细胞ꎬ 对雷公藤不定根进行诱
导ꎬ 并将经过多代驯化后的不定根ꎬ 作为供试材料ꎮ
1􀆰 2  不定根的培养
按照试验设计ꎬ 在添加的有机物质中ꎬ 将肌醇
浓度梯度设为 0、 50、 100、 200 mg / L 4 个水平ꎬ
VB1、 烟酸、 VB6、 甘氨酸、 叶酸、 生物素浓度梯
度设为 0、 0􀆰 5、 1􀆰 0、 5􀆰 0 mg / L 4 个水平(其余
成分以 NT培养基为标准)ꎮ
以上培养基ꎬ 分别添加 1􀆰 0 mg / L 2ꎬ4 ̄D +
0􀆰 5 mg / L KT + 4􀆰 0 mg / L NAAꎬ 蔗糖浓度为
30 g / Lꎬ 在高压灭菌前用 PHS ̄2C 型酸度计将 pH
调至 5􀆰 8ꎮ 培养容器为 250 mL 三角瓶ꎬ 每瓶加入
100 mL培养液ꎬ 120℃高压灭菌 30 minꎬ 每瓶接
种量为 1 g新鲜不定根ꎬ 每个处理设 5个重复ꎮ 培
养室温度(25 ± 1)℃ꎬ 摇床转速为 120 r / minꎬ 培
养 45 d后收获ꎮ 将收获的不定根用去离子水冲洗干
净ꎬ -50℃冷冻干燥至恒重ꎬ 然后计算不定根增长
量ꎬ 将不定根粉碎过 60目筛ꎬ 密闭保存于 4℃冰箱
中ꎬ 备雷公藤甲素、 雷公藤生物碱含量的测定使用ꎮ
不定根增长量计算方法: 不定根增长量 = 收
获量 /瓶 -接种量 /瓶ꎮ
1􀆰 3  仪器和试剂
雷公藤甲素含量检测采用日本岛津 LC ̄6ATVP
高效液相色谱仪和紫外检测器ꎮ 雷公藤总生物碱含
量检测采用 UV120 ̄02型紫外 /可见分光光度计(日
本岛津)ꎮ 雷公藤甲素标准品(批号 1566 ̄200201ꎬ
纯度 95%)由中国药品生物制品鉴定所提供ꎮ 雷公
藤总生物碱标准品(纯度 95%)ꎬ 从雷公藤根皮中
分离所得ꎬ 由西北农林科技大学无公害农药研究服
务中心提供ꎮ 甲醇为色谱纯ꎬ 水为超纯水ꎬ 其他试
剂均为分析纯ꎮ
1􀆰 4  次生代谢产物含量的测定
参照文献[24]的方法对雷公藤次生代谢产物含
量进行测定ꎮ 称取雷公藤不定根样品 1 gꎬ 置于磨
口瓶中ꎬ 加入乙酸乙酯 20 mL 过夜ꎬ 超声提取
40 minꎬ 过中性氧化铝柱ꎬ 减压回收乙酸乙酯ꎬ 用
571  第 2期                李 琰等: 不同浓度有机物对雷公藤不定根生长和次生代谢产物含量的影响
45%甲醇溶解并定容至5 mLꎬ 测定雷公藤甲素和总生
物碱含量ꎮ 雷公藤甲素含量的测定采用 HPLC法ꎬ 色
谱条件为ꎬ 色谱柱 C18(4􀆰 6 mm × 250 mm) 5 μmꎻ
流动相ꎬ 甲醇 ∶ 水 = 45 ∶ 55ꎻ 流速 1 mL/ minꎻ 检测
波长为 218 nmꎻ 以雷公藤甲素为标准品ꎬ 用
45%甲醇溶解并定容制得 100 μg / mL 标准液ꎮ
将标准液用 45%甲醇稀释成 1、 10、 30、 50、
75、 100 μg / mL系列浓度溶液ꎬ 分别进样 3次ꎬ 以
峰面积平均值(A)为纵坐标ꎬ 浓度(C)为横坐标ꎬ
得线性回归方程为: A = 46866C - 10771ꎬ R2 =
0􀆰 9999ꎮ 雷公藤总生物碱含量的测定采用紫外分
光光度法ꎬ 将提取液用 45%甲醇稀释 10 ~30 倍ꎬ
用紫外 /可见分光光度计在 268 nm 波长下进行比
色ꎬ 测定吸光度ꎻ 以总生物碱为标准品ꎬ 用 45%
甲醇溶解并定容制得 100 μg / mL 的标准液ꎮ 将标
准品溶液用 45%甲醇稀释成 5、 10、 40、 60、 80、
100 μg / mL系列浓度溶液ꎬ 以 45%甲醇为空白对
照ꎬ 于 268 nm波长处测定吸光度(OD 值)ꎮ 以吸
光度 A为纵坐标ꎬ 浓度 C 为横坐标ꎬ 制作标准曲
线ꎬ 其回归方程为: A = 0􀆰 0087C - 0􀆰 0081ꎬ
R2 = 0􀆰 9998ꎮ
2  结果与分析
2􀆰 1  肌醇对雷公藤不定根生长、 雷公藤甲素和总
生物碱含量的影响
肌醇本身并没有促进生长的作用ꎬ 但却有助于
活性物质的发挥ꎬ 使培养物快速生长ꎮ 本试验结果
表明ꎬ 在培养基中加入一定量的肌醇能满足雷公藤
不定根的生长和雷公藤甲素及总生物碱的合成(表
1)ꎮ 肌醇浓度在 0~100 mg / L时ꎬ 不定根增长量、
雷公藤甲素、 总生物碱含量及产量随着肌醇浓度的
升高而增加ꎬ 当肌醇浓度为 100 mg / L(为 NT培养
基正常标准范围)时ꎬ 不定根增长量、 雷公藤甲素
含量、 总生物碱含量及产量达到最大值ꎬ 当肌醇浓
度过高对雷公藤不定根生长、 次生代谢产物的合成
均有抑制作用ꎮ
2􀆰 2  维生素 B1 对雷公藤不定根生长、 雷公藤甲
素和总生物碱含量的影响
为了能使离体培养的雷公藤不定根很好地生
长ꎬ 在培养基中必需添加一种或几种维生素或氨基
酸ꎮ 一般认为 VB1 是必需的成分ꎮ 本试验研究发
现ꎬ 培养基中缺乏 VB1 不仅影响雷公藤不定根的
生长ꎬ 也明显抑制不定根中雷公藤甲素及总生物碱
的合成(表 2)ꎮ NT培养基中 VB1的含量为 1 mg / L
时ꎬ 即可使雷公藤不定根的增长量、 雷公藤甲素及
总生物碱的含量达到最大值ꎬ VB1 浓度过高时反
而有抑制作用ꎮ
2􀆰 3  烟酸对雷公藤不定根生长、 雷公藤甲素和总
生物碱含量的影响
烟酸对植物代谢和胚发育有一定影响ꎬ 本试验
在培养基中加入 0 ~ 1 mg / L 的烟酸时ꎬ 对雷公藤
不定根的生长有一定的作用ꎬ 当烟酸浓度为
0􀆰 5 mg / L时ꎬ 可以促进不定根中雷公藤甲素的合成
(表 3)ꎬ 但加入烟酸会对不定根中总生物碱的合成
起到明显的抑制作用ꎬ 且浓度越高抑制作用越强ꎮ
2􀆰 4  维生素 B6 对雷公藤不定根生长、 雷公藤甲
素和总生物碱含量的影响
维生素 B6在体内不仅是很好的抗氧化剂ꎬ 也
是某些辅酶的组成成分ꎬ 和氨基酸代谢有密切关
系ꎬ VB6 还可促进根的生长ꎮ 本试验中对不同
VB6浓度的 4个处理结果表明ꎬ 维生素 B6对雷公
藤不定根的生长、 雷公藤甲素及总生物碱含量均有
较大的影响(表 4)ꎮ 当 NT 培养基中加入 VB6 时ꎬ
明显促进了雷公藤不定根的生长及对雷公藤甲素和
总生物碱的合成ꎬ 当 VB6 浓度在 0 ~1 mg / L 时ꎬ
不定根增长量、 雷公藤甲素及总生物碱含量均随着
VB6浓度的升高而增加ꎬ 当 VB6 浓度为 1 mg / Lꎬ
不定根增长量、 雷公藤甲素及总生物碱含量达到最
大值ꎬ 之后随着 VB6浓度的升高而下降ꎮ
2􀆰 5  甘氨酸对雷公藤不定根生长、 雷公藤甲素和
总生物碱含量的影响
组织培养中ꎬ 氨基酸是很好的有机氮源ꎬ 可直
接被细胞吸收利用ꎬ 培养基中最常用的氨基酸是甘
氨酸ꎮ 本试验结果表明ꎬ 甘氨酸的加入对雷公藤不
定根的生长起促进作用ꎬ 在试验范围内ꎬ 不定根增
长量随着甘氨酸浓度的增加而升高(表 5)ꎮ 雷公藤
甲素含量及产量在甘氨酸浓度为 1 mg / L时ꎬ 达到
最大值ꎮ 总生物碱含量及产量在甘氨酸浓度为
0􀆰 5 mg / L时ꎬ 达到最大值ꎮ 甘氨酸浓度过高时反
而抑制其合成ꎮ
671 植 物 科 学 学 报 第 32卷 
表 1  不同浓度肌醇对雷公藤不定根生长及其对雷公藤甲素和总生物碱含量的影响
Table 1  Effects of inositol concentrations on adventitious root growth and secondary
metabolites content in Tripterygium wilfordii
肌醇浓度
Inositol concentration
(mg / L)
根增长量
Root increment
(DWꎬ g / flask)
雷公藤甲素含量
Triptolide content
(μg / g)
雷公藤甲素产量
Triptolide yield
(μg / flask)
总生物碱含量
Total alaloids content
(mg / g)
总生物碱产量
Total alkaloids yield
(mg / flask)
0 1􀆰 15 ± 0􀆰 036 c 35􀆰 11 ± 0􀆰 485 c 40􀆰 38 ± 1􀆰 266 c 1􀆰 98 ± 0􀆰 028 d 2􀆰 28 ± 0􀆰 071 d
50 1􀆰 32 ± 0􀆰 020 ab 38􀆰 19 ± 0􀆰 802 b 50􀆰 41 ± 0􀆰 764 b 2􀆰 43 ± 0􀆰 047 c 3􀆰 20 ± 0􀆰 049 c
100 1􀆰 36 ± 0􀆰 010 a 40􀆰 11 ± 0􀆰 757 a 54􀆰 55 ± 0􀆰 401 a 3􀆰 00 ± 0􀆰 027 a 4􀆰 08 ± 0􀆰 030 a
200 1􀆰 30 ± 0􀆰 017 b 40􀆰 25 ± 0􀆰 885 a 52􀆰 32 ± 0􀆰 697 ab 2􀆰 81 ± 0􀆰 026 b 3􀆰 65 ± 0􀆰 049 b
    注: 表中数据为 3次重复的平均值ꎮ 同列不同字母表示经 Duncan氏新复极差测验差异显著(p < 0􀆰 05)ꎮ 下表同ꎮ
Note: 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􀆰 Same in the following table􀆰
表 2  不同浓度 VB1对雷公藤不定根生长及其对雷公藤甲素和总生物碱含量的影响
Table 2  Effects of VB1 concentrations on adventitious root growth and secondary metabolites content in T􀆰 wilfordii
VB1浓度
VB1 concentration
(mg / L)
根增长量
Root increment
(DWꎬ g / flask)
雷公藤甲素含量
Triptolide content
(μg / g)
雷公藤甲素产量
Triptolide yield
(μg / flask)
总生物碱含量
Total alkaloids content
(mg / g)
总生物碱产量
Total alkaloids yield
(mg / flask)
0 1􀆰 18 ± 0􀆰 010 c 29􀆰 23 ± 0􀆰 616 d 34􀆰 49 ± 0􀆰 292 d 1􀆰 74 ± 0􀆰 030 d 2􀆰 05 ± 0􀆰 017 d
0􀆰 5 1􀆰 30 ± 0􀆰 020 b 35􀆰 14 ± 0􀆰 601 b 45􀆰 69 ± 0􀆰 703 b 2􀆰 00 ± 0􀆰 027 c 2􀆰 60 ± 0􀆰 040 c
1􀆰 0 1􀆰 36 ± 0􀆰 026 a 40􀆰 11 ± 0􀆰 757 a 54􀆰 55 ± 1􀆰 061 a 3􀆰 00 ± 0􀆰 027 a 4􀆰 08 ± 0􀆰 079 a
5􀆰 0 1􀆰 31 ± 0􀆰 017 ab 31􀆰 38 ± 0􀆰 538 c 41􀆰 11 ± 0􀆰 544 c 2􀆰 66 ± 0􀆰 042 b 3􀆰 49 ± 0􀆰 046 b
表 3  不同浓度烟酸对雷公藤不定根生长及其对雷公藤甲素和总生物碱含量的影响
Table 3  Effects of niacin concentrations on adventitious root growth and secondary metabolites content in T􀆰 wilfordii
烟酸浓度
Niacin
concentration
(mg / L)
根增长量
Root increment
(DWꎬ g / flask)
雷公藤甲素含量
Triptolide content
(μg / g)
雷公藤甲素产量
Triptolide yield
(μg / flask)
总生物碱含量
Total alkaloids content
(mg / g)
总生物碱产量
Total alkaloids yield
(mg / flask)
0 1􀆰 36 ± 0􀆰 026 b 40􀆰 11 ± 0􀆰 757 b 54􀆰 55 ± 1􀆰 061 b 3􀆰 00 ± 0􀆰 027 a 4􀆰 08 ± 0􀆰 079 a
0􀆰 5 1􀆰 40 ± 0􀆰 026 ab 43􀆰 46 ± 0􀆰 792 a 60􀆰 84 ± 1􀆰 150 a 2􀆰 71 ± 0􀆰 060 b 3􀆰 79 ± 0􀆰 072 b
1􀆰 0 1􀆰 42 ± 0􀆰 020 a 37􀆰 91 ± 0􀆰 398 c 53􀆰 83 ± 0􀆰 758 b 2􀆰 54 ± 0􀆰 043 c 3􀆰 61 ± 0􀆰 051 b
5􀆰 0 1􀆰 35 ± 0􀆰 010 b 27􀆰 97 ± 0􀆰 335 d 37􀆰 76 ± 0􀆰 280 c 2􀆰 42 ± 0􀆰 027 c 3􀆰 27 ± 0􀆰 024 c
表 4  不同浓度 VB6对雷公藤不定根生长及其对雷公藤甲素和总生物碱含量的影响
Table 4  Effects of VB6 concentrations on adventitious root growth and secondary metabolites content in T􀆰 wilfordii
VB6浓度
VB6 concentration
(mg / L)
根增长量
Root increment
(DWꎬ g / flask)
雷公藤甲素含量
Triptolide content
(μg / g)
雷公藤甲素产量
Triptolide yield
(μg / flask)
总生物碱含量
Total alkaloids content
(mg / g)
总生物碱产量
Total alkaloids yield
(mg / flask)
0 1􀆰 36 ± 0􀆰 026 b 40􀆰 11 ± 0􀆰 757 c 54􀆰 55 ± 1􀆰 061 c 3􀆰 00 ± 0􀆰 027 c 4􀆰 08 ± 0􀆰 079 c
0􀆰 5 1􀆰 41 ± 0􀆰 010 ab 46􀆰 30 ± 0􀆰 798 b 65􀆰 28 ± 0􀆰 463 b 3􀆰 33 ± 0􀆰 039 b 4􀆰 69 ± 0􀆰 033 b
1􀆰 0 1􀆰 44 ± 0􀆰 036 a 50􀆰 85 ± 0􀆰 759 a 73􀆰 23 ± 1􀆰 834 a 3􀆰 47 ± 0􀆰 038 a 4􀆰 99 ± 0􀆰 125 a
5􀆰 0 1􀆰 34 ± 0􀆰 035 b 46􀆰 56 ± 0􀆰 519 b 62􀆰 39 ± 1􀆰 613 b 2􀆰 83 ± 0􀆰 041 d 3􀆰 80 ± 0􀆰 098 d
表 5  不同浓度甘氨酸对雷公藤不定根生长及其对雷公藤甲素和总生物碱含量的影响
Table 5  Effects of glycine concentrations on adventitious root growth and secondary metabolites content in T􀆰 wilfordii
甘氨酸浓度
Glycine concentration
(mg / L)
根增长量
Root increment
(DWꎬ g / flask)
雷公藤甲素含量
Triptolide content
(μg / g)
雷公藤甲素产量
Triptolide yield
(μg / flask)
总生物碱含量
Total alkaloids content
(mg / g)
总生物碱产量
Total alkaloids yield
(mg / flask)
0 1􀆰 36 ± 0􀆰 026 b 40􀆰 11 ± 0􀆰 751 d 54􀆰 55 ± 1􀆰 061 c 3􀆰 00 ± 0􀆰 027 c 4􀆰 08 ± 0􀆰 079 c
0􀆰 5 1􀆰 39 ± 0􀆰 026 ab 44􀆰 77 ± 0􀆰 584 c 62􀆰 23 ± 1􀆰 184 b 3􀆰 34 ± 0􀆰 035 a 4􀆰 64 ± 0􀆰 088 a
1􀆰 0 1􀆰 42 ± 0􀆰 017 ab 52􀆰 08 ± 0􀆰 937 a 73􀆰 96 ± 0􀆰 902 a 3􀆰 12 ± 0􀆰 015 b 4􀆰 42 ± 0􀆰 054 b
5􀆰 0 1􀆰 44 ± 0􀆰 044 a 49􀆰 55 ± 0􀆰 516 b 71􀆰 36 ± 2􀆰 160 a 2􀆰 67 ± 0􀆰 030 d 3􀆰 85 ± 0􀆰 116 d
771  第 2期                李 琰等: 不同浓度有机物对雷公藤不定根生长和次生代谢产物含量的影响
2􀆰 6  叶酸对雷公藤不定根生长、 雷公藤甲素和总
生物碱含量的影响
叶酸是一种水溶性的维生素ꎬ 是蛋白质和核酸
合成的必需因子ꎮ 在本试验中ꎬ 叶酸的加入没有影
响雷公藤不定根的生长ꎬ 当在浓度为 0 ~ 1 mg / L
时ꎬ 还明显促进了雷公藤甲素及总生物碱的合成ꎬ
当浓度超过 1 mg / L时ꎬ 会对雷公藤不定根的生长
不利ꎬ 对雷公藤甲素及总生物碱的合成也起到明显
的抑制作用(表 6)ꎮ
2􀆰 7  生物素对雷公藤不定根生长、 雷公藤甲素和
总生物碱含量的影响
生物素是一种水溶性维生素ꎬ 是与碳水化合
物、 蛋白质和脂质代谢有关的一种辅酶ꎬ 又称辅酶
Rꎮ 在本试验中ꎬ 培养基中生物素的加入没有影响
到雷公藤不定根的生长ꎬ 还对雷公藤甲素及总生物
碱的合成起到了促进作用ꎬ 生物素在 0 ~ 1 mg / L
范围内时ꎬ 总生物碱的含量随生物素浓度的升高而
升高ꎬ 不定根中雷公藤甲素的积累对生物素浓度的
需求较低ꎬ 当生物素在 0 ~ 0􀆰 5 mg / L 范围内时ꎬ
雷公藤甲素含量随生物素浓度的升高而升高ꎬ 当生
物素浓度过高时反而抑制其合成(表 7)ꎮ
3  讨论
植物体在自然条件下ꎬ 有机物成分是依靠自身
的代谢加以调节的ꎬ 植物组织培养中的培养物不同
于完整的植株ꎬ 没有系统的物质合成等自养功能ꎮ
离体培养的细胞、 组织等虽能合成必需的碳源、 维
生素、 氨基酸等有机成分ꎬ 但是数量上远远不足ꎮ
为了能使离体培养的细胞、 组织或器官能很好的生
长ꎬ 在培养基中必需补加维生素或氨基酸等有机成
分[25]ꎮ 维生素在植物离体培养和次生代谢产物的
积累中主要以各种辅酶的形式参与代谢活动ꎬ 对离
体培养物的生长发育和次生代谢产物的积累有促进
作用ꎮ 虽然大多数的植物细胞在培养过程中都能合
成所必需的维生素ꎬ 但在数量上明显不足ꎬ 通常需
加入一种至数种维生素以获得最佳的生长发育ꎮ 郭
肖红等[26]在离体培养的丹参不定根中发现ꎬ 培养
基中缺少 VB1、 VB6、 肌醇、 烟酸中的任何一种
时ꎬ 丹参不定根中原儿茶醛的含量均明显下降ꎬ 添
加适当浓度的烟酸ꎬ 丹参不定根中原儿茶醛的含量
为对照的 2􀆰 47倍ꎮ
离体培养时ꎬ 除了选择合适的有机物的种类
外ꎬ 有机物质量浓度也影响着培养物的生长和次生
代谢产物的含量ꎮ 姜玲等[27]在有机物质对银杏细
胞生长和黄酮醇糖苷含量的影响试验中发现ꎬ 培养
基中添加适宜浓度的 VB1、 VB6、 烟酸等对银杏细
胞生长和黄酮醇糖苷的积累均有不同程度的促进作
用ꎮ 本试验发现ꎬ 添加的肌醇、 VB1、 烟酸、 VB6、
表 6  不同浓度叶酸对雷公藤不定根生长及其对雷公藤甲素和总生物碱含量的影响
Table 6  Effects of folate concentrations on adventitious root growth and secondary metabolites content in T􀆰 wilfordii
叶酸浓度
Folate concentration
(mg / L)
根增长量
Root increment
(DWꎬ g / flask)
雷公藤甲素含量
Triptolide content
(μg / g)
雷公藤甲素产量
Triptolide yield
(μg / flask)
总生物碱含量
Total alkaloids content
(mg / g)
总生物碱产量
Total alkaloids yield
(mg / flask)
0 1􀆰 36 ± 0􀆰 026 a 40􀆰 11 ± 0􀆰 753 d 54􀆰 55 ± 1􀆰 061 c 3􀆰 00 ± 0􀆰 027 c 4􀆰 08 ± 0􀆰 079 b
0􀆰 5 1􀆰 37 ± 0􀆰 026 a 46􀆰 30 ± 0􀆰 945 b 63􀆰 43 ± 1􀆰 225 b 3􀆰 43 ± 0􀆰 026 b 4􀆰 70 ± 0􀆰 091 a
1􀆰 0 1􀆰 34 ± 0􀆰 030 ab 50􀆰 74 ± 0􀆰 546 a 67􀆰 99 ± 1􀆰 522 a 3􀆰 57 ± 0􀆰 052 a 4􀆰 78 ± 0􀆰 107 a
5􀆰 0 1􀆰 30 ± 0􀆰 017 b 43􀆰 83 ± 0􀆰 432 c 56􀆰 98 ± 0􀆰 759 c 2􀆰 97 ± 0􀆰 049 c 3􀆰 86 ± 0􀆰 051 c
表 7  不同浓度生物素对雷公藤不定根生长及其对雷公藤甲素和总生物碱含量的影响
Table 7  Effects of biotin concentrations on adventitious root growth and secondary metabolites content in T􀆰 wilfordii
生物素浓度
Biotin concentration
(mg / L)
根增长量
Root increment
(DWꎬ g / flask)
雷公藤甲素含量
Triptolide content
(μg / g)
雷公藤甲素产量
Triptolide yield
(μg / flask)
总生物碱含量
Total alkaloids content
(mg / g)
总生物碱产量
Total alkaloids yield
(mg / flask)
0 1􀆰 36 ± 0􀆰 026 a 40􀆰 11 ± 0􀆰 753 c 54􀆰 55 ± 1􀆰 061 c 3􀆰 00 ± 0􀆰 027 c 4􀆰 08 ± 0􀆰 079 c
0􀆰 5 1􀆰 35 ± 0􀆰 036 a 53􀆰 86 ± 0􀆰 652 a 72􀆰 71 ± 1􀆰 942 a 3􀆰 09 ± 0􀆰 055 b 4􀆰 17 ± 0􀆰 111 c
1􀆰 0 1􀆰 37 ± 0􀆰 026 a 43􀆰 98 ± 0􀆰 473 b 60􀆰 25 ± 1􀆰 164 b 3􀆰 52 ± 0􀆰 037 a 4􀆰 83 ± 0􀆰 093 a
5􀆰 0 1􀆰 36 ± 0􀆰 026 a 43􀆰 70 ± 0􀆰 606 b 59􀆰 43 ± 1􀆰 156 b 3􀆰 34 ± 0􀆰 035 c 4􀆰 54 ± 0􀆰 088 b
871 植 物 科 学 学 报 第 32卷 
甘氨酸、 叶酸、 生物素等 7种有机物中ꎬ 除了烟酸
的加入对不定根中总生物碱的合成起明显的抑制作
用、 且浓度越高抑制作用越强、 是否添加生物素并
不影响雷公藤不定根的生长以外ꎬ 对雷公藤不定根
生长和雷公藤甲素及总生物碱的积累均有一定的促
进作用ꎬ 且在 7种有机物处理中ꎬ 均能找到适合于
雷公藤不定根生长和雷公藤甲素及总生物碱的积累
的最佳浓度ꎮ 其中生物素的含量为 0􀆰 5 mg / L时雷
公藤甲素的含量比对照提高了 1􀆰 3 倍ꎬ 生物素的
含量为 1􀆰 0 mg / L时雷公藤总生物碱的含量比对照
提高了 1􀆰 2倍ꎮ
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(责任编辑: 张 平)
081 植 物 科 学 学 报 第 32卷