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Effect of different light intensity on Polygonum cuspidatum callus

不同光照强度对虎杖愈伤组织的影响



全 文 :不同光照强度对虎杖愈伤组织的影响
文 涛,梁 莉,曾 杨,喻 晓
(四川农业大学 农学院,四川 雅安 625014)
[摘要] 目的:研究光照强度对虎杖愈伤组织的诱导形成及其白藜芦醇含量的影响。方法:分别以虎杖茎段、
叶片为外植体,在不同光照强度下诱导和培养愈伤组织,对愈伤组织生长状况进行观察统计,HPLC测定其中白藜
芦醇的含量。结果:光强为1340~1560lx条件下诱导的茎段愈伤组织诱导形成较早,生长速度适宜,维持时间
长,且其白藜芦醇质量分数最高,鲜茎中为18350μg·g-1,干茎中为140074μg·g-1,高于同期野生品。结论:不
同光照强度下,虎杖愈伤组织的诱导和形态有差别,适当的光照强度能促进虎杖愈伤组织中白藜芦醇的合成。
[关键词] 光照强度;虎杖;愈伤组织;白藜芦醇
[中图分类号]S567 [文献标识码]A [文章编号]10015302(2007)13127704
[收稿日期] 20060610
[通讯作者] 文涛,Tel:(0835)2882449,Email:wtlst@sicau.
edu.cn
  虎杖 PolygonumcuspidatumSiebetzucc为蓼科
萝属多年生草本植物,主要活性成分为白藜芦醇(简
称Res),是一类多酚类化合物。它对人体具有降血
脂、抗血栓、预防动脉硬化、增强免疫功能等重要调节
作用,是当今研究较热门而有希望的抗癌药物之
一[13]。目前,虎杖中白藜芦醇的研究主要集中在提
取工艺、测定方法、药理等方面,仅见于树宏对虎杖各
种组织培养物中白藜芦醇和白藜芦醇苷含量进行了
研究[4]。本试验主要研究了不同光照强度对愈伤组
织的诱导生长及其白藜芦醇含量的影响,筛选出白藜
芦醇含量最高的光照培养条件,为进一步用细胞培养
提取虎杖中的白藜芦醇提供一定的依据。
1 材料与方法
1.1 材料
材料采于雅安市天全县海拔900m的当年新生植
株,经四川农业大学植物教研室鉴定为虎杖。所采材
料一式两份,一份速冻保存,另一份分别以茎段和叶片
为外植体进行组织培养。色谱系统为AgilentTechnol
ogies1100series,对照品购于 SIGMA公司(纯度 >
99%)。
1.2 方法
1.2.1 愈伤组织的诱导
取当年新生虎杖的带叶茎段为外植体,消毒后茎
段分割成05cm左右长,叶片切成05cm×05cm小
片,接种于选定培养基上[MS为基础,附加不同激素
(单位mg·L-1,下同),30%的蔗糖,06%的琼脂粉固
化,pH58],于暗光(0lx)、弱光(1340~1560lx)、强
光(3110~3310lx)3个条件下进行培养。培养基激素
配比[5]:茎段为MS+6BA10+KT02~05+NAA
02;叶片为MS+6BA20+KT02+2,4D01~05。
1.2.2 愈伤组织统计项目
在上述条件下培养,每处理10瓶,重复3次,初
代培养7d后统计污染率,14d后统计成愈率。愈
伤组织经5次继代后,随机取样,分别称鲜重和65
℃烘至恒重用于生物量的统计。
成愈率=愈伤组织个数/未污染外植体个数×100%;
鲜重增长率=(收获鲜重-接种鲜重)/接种鲜重×100%;
干重增长率=(收获干重-接种干重)/接种干重×100%;
折干率=∑收获干重/∑收获鲜重×100%[6,7]
1.2.3 虎杖愈伤组织中白藜芦醇含量的测定
1.2.3.1 初提物与白藜芦醇对照品的制备 参见
曹庸提取方法[8],略有改动:分别取当年新生虎杖
的鲜茎、鲜叶及3个处理培养数月的愈伤组织各10
g,冰浴研磨,加入过量醋酸乙酯,超声提取15min,4
℃浸提48h,然后低温离心15min(4℃,5000r·
min-1),经旋转蒸发仪(30℃)浓缩蒸干后,用甲醇
定容到5mL,过045μm滤膜作为供试样品,存于4
℃冰箱中待用。以同期所采的新鲜茎、叶为对照。
精密称取白藜芦醇对照品00500g,置于50mL量
瓶中,用甲醇溶解并稀释,制成含白藜芦醇10000
g·L-1的标准溶液,备用。
1.2.3.2 色谱条件 AgilentCODS柱(46mm×
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July,2007
250mm,5μm),柱温25℃,流动相为甲醇水(48∶
52),流速06mL·min-1,进样量10μL,检测波长
303nm;采用外标法进行定量测定。
1.2.3.3 线性关系的确定 分别吸取标准溶液制
成不同浓度的对照品溶液,依次取对照品溶液进样
(图1),出峰时间98min左右,以Y表示峰面积积
分值,以 X表示对照品浓度,绘制标准曲线,其线性
回归方程Y=1789160X-703400,r=09999。
样品溶液按与标准曲线相同的色谱条件进样,根
据峰面积计算样品溶液中白藜芦醇的含量。所测数据
采用Microsoftexcel和DPSv655版进行统计分析。
图1 不同光强处理下愈伤组织中藜芦醇HPLC图
A.对照品;B.弱光处理茎段;C.强光处理茎段;
D.暗光处理茎段;E.弱光处理叶片;1.白藜芦醇
2 结果与分析
2.1 愈伤组织的诱导与生长
虎杖外植体接入培养基后,各处理的愈伤组织
逐步形成。由表1可知,虎杖愈伤组织诱导率高,各
处理均在90%以上,且随光强的增强而增高。从开
始出现愈伤组织的时间上看,茎段早于叶片,暗光早
于强、弱光。可见,暗光更有利于虎杖愈伤组织的形
成。愈伤组织形成过程中出现了一些污染,茎段较
叶片严重,但受光强影响差异不显著。污染物多以
无色半透明丝状物下渗到培养基中,估计为内生菌。
继代后,污染有所改善。
2.2 愈伤组织的生物量
由表2可见,相同外植体中,生物量大小关系
为:强光处理>弱光处理 >暗光处理。鲜(干)重增
长率同样随光强增加而增加,强光处理下增长率达
到4300%以上,说明光照强度对愈伤组织生物量
有明显影响,强光更有利于生物量的增加。不同外
植体中,愈伤组织的增殖存在差别,各处理茎段愈伤
组织的鲜(干)重增长率均在3000%以上,而叶片
鲜(干)重增长率最高仅1739%,说明了茎段愈伤
组织生长速度比叶片快。
表1 不同光照条件对愈伤组织生长的影响
处理
接种总数
茎 叶
出现愈伤组织/d
茎 叶
7d后污染率/%
茎 叶
14d后成愈率/%
茎 叶
暗光 60 60 7 8 229Aa 88Aa 10000Aa 1000Aa
弱光 60 60 8 10 233Aa 91Aa 9756Aa 981Aa
强光 60 60 9 11 251Aa 101Aa 9262Ab 918Bb
  注:表中大写字母表示1%极显著水平,小写字母表示5%显著水平(表2,3同)
表2 不同光照条件对愈伤组织生物量的影响
处理
鲜重/g·L-1
茎 叶
干重/g·L-1
茎 叶
鲜重增长率/%
茎 叶
干重增长率/%
茎 叶
暗光 447600 238200 53568 20631 3472Cc 1386Bb 3313Cc 1390Bb
弱光 511860 269450 66937 26932 4116Bb 1691Aa 4118Bb 1686Aa
强光 536820 274750 73715 27212 4369Aa 1739Aa 4305Aa 1704Aa
2.3 愈伤组织的形态
在生物量积累的同时,愈伤组织的形态也出现
了不同程度的改变。愈伤组织形成初期,所有培养
物色泽鲜艳,生长旺盛,周围有红色素分泌,茎段形
成的愈伤组织较为疏松,光照越强,长势越强,体积
增长越快;叶片形成的愈伤组织较为致密,生长略
慢,不同光强下体积改变不明显。愈伤组织形成中
后期,培养物出现老化,且随着光强的增加老化加
快。具体表现为愈伤组织体积膨胀停止,颜色逐渐
加深,红色素消失,底部出现黄褐色物质,强光培养
下的茎段愈伤组织尤为明显。综上所述,弱光处理
下的茎段愈伤组织诱导形成较早,生长速度适宜,维
持时间长,优于其他处理。
2.4 不同光强对愈伤组织中白藜芦醇含量的影响
HPLC测定结果表明,培养后的愈伤组织中均
含有白藜芦醇(表3)。相同植株器官条件下,鲜样
中白藜芦醇含量的大小关系为弱光>对照>强光>
暗光,弱光培养的愈伤组织中白藜芦醇含量极显著
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高于其他处理,其茎段、叶片愈伤组织鲜样的白藜芦
醇含量分别为18350,1555μg·g-1;干样中白藜
芦醇含量仍以弱光培养的愈伤组织中白藜芦醇含量
最高,茎段、叶片分别为140074,15547μg·g-1,
强光与暗光处理的白黎芦醇含量低于弱光,但明显
高于对照 (P<001)。可见,光照强度的差异会
影响愈伤组织中白藜芦醇的含量。经培养后的愈伤
组织中白藜芦醇干样和鲜样的含量有明显差别,干
样中每一处理愈伤组织的白藜芦醇含量均高于对
照,而鲜样的含量除弱光处理外都低于对照,这与
折干率有关,说明受含水量的影响,鲜样的含量是
不稳定的。
表3 不同培养条件对虎杖愈伤组织中白藜芦醇含量的影响
处理

鲜样/μg·g-1 折干率/% 干样/μg·g-1

鲜样/μg·g-1 折干率/% 干样/μg·g-1
对照 17224Bb 232 74241Cc 1370Bb 182 7690Cc
暗光 13320Dd 120 111000Bb 1314Bb 87 15107Aa
弱光 18350Aa 131 140074Aa 1555Aa 100 15547Aa
强光 15635Cc 138 113297Bb 1348Bb 102 13431Bb
  注:对照为同期野生品
  不同植株器官情况下,茎段鲜样与干样中白藜
芦醇的含量均明显高于叶片,光照强度的不同,茎段
与叶片愈伤组织的白藜芦醇含量也有差异。茎段
鲜、干愈伤组织的白藜芦醇含量受不同光照强度的
影响较叶片明显,说明了白藜芦醇含量在叶片愈伤
组织培养过程中受光敏感度低于茎段。
3 讨论
光照对外植体生长分化有很大的影响,主要表
现在光强,光质和光周期等方面。前人的研究表明,
有的材料适合暗培养,有的则适合光培养,而暗光更
有利于愈伤组织的诱导形成[9],本试验研究结果与
此相符。虎杖愈伤组织在暗光培养下7d出愈,成
愈率达到100%,优于光照处理。愈伤组织的外部
形态也会受光照强度的影响,但这方面的研究较少,
仅孙桂英[10]等研究发现,在光照强度1000lx下的
茄子愈伤组织块致密,不易褐变。本研究结果进一
步证实,弱光培养的愈伤组织生长迅速,质地外松内
实,不易褐化衰老,更适于转接和增殖。此外,本研
究发现,茎段愈伤组织的污染率高于叶片愈伤组织,
这不利于今后大规模培养,如何降低污染还需进一
步探讨。
利用组织培养可以生产多种次生代谢物,其中,
稀有植物中药用成分的获取已成为当今一大热门。
影响组织培养中次生代谢物的因素有很多,光照对
有效成分的形成和积累是必须的[11]。但是光照是
促进还是抑制次生物质的生成,研究结果不一致。
刘春朝[12]等研究表明,随着光照强度的提高,青蒿
素的合成得到明显地促进。叶和春[13]等试验表明,
白光对新疆紫草愈伤组织的生长和紫草宁衍生物的
形成具有强烈的抑制作用。而本研究中,以白藜芦
醇的含量为标准,弱光作用大于强光,暗光作用最
小,弱光培养的茎愈伤组织干样中白藜芦醇含量达
到140074μg·g-1,是同期所采野生品中的2倍。
这可能与白藜芦醇的合成和分解有关,一方面,白藜
芦醇的合成是通过前体物质phenylalanine在关键酶
(RS)的作用下转化形成的,在此过程中,由于光照
的不同,可能影响了白藜芦醇的合成;另一方面,白
藜芦醇是一种对光、热均不稳定的物质[14],在强光
下,愈伤组织细胞中的白藜芦醇可能发生了部分分
解,导致含量降低。有关白藜芦醇的前体物质和关
键酶在组织培养中的变化,是今后研究的重点。
[参考文献]
[1]  李银春,赵振成.虎杖[J].特种经济动植物,2004,7(7):25.
[2]  向 敏,匡晓东,杨 勇.白藜芦醇及其药理保健功能的研究
[J].中国食品添加剂,2002,(5):16.
[3]  刘 娅,王光慈.白藜芦醇生理活性作用研究进展[J].中国
食品添加剂,2002,(6):19.
[4]  于树宏,查建蓬,詹文红,等.虎杖野生植株及组织培养物中
白藜芦醇和虎杖苷含量的比较[J].中国中药杂志,2006,31
(8):637.
[5]  杨培君,李会宁,赵 桦.虎杖的组织培养与快速繁殖[J].西
北植物学报,2003,23(12):2192.
[6]  吴鸣建,董建军,张海艳,等.小叶丁香组织培养生成橄榄苦
苷[J].中草药,2005,36(4):603.
[7]  李翠芹,王吉吉之.土贝母组织培养的研究[J].中国中药杂志,
2006,31(5):369.
[8]  曹 庸,于华忠,李国章,等.虎杖不同季节、不同组织部位白葫芦
醇含量动态变化研究[J].中国药学杂志,2004,39(5):337.
[9]  曹孜义,刘国民.实用植物组织培养技术教程(修订本)[M].
兰州:科学技术出版社,1999:238.
[10] 孙桂英,刘正坪.茄子愈伤组织诱导条件的初探[J].内蒙古
·9721·
第32卷第13期
2007年7月
         
    中 国 中 药 杂 志
ChinaJournalofChineseMateriaMedica
       
Vol.32,Issue 13
July,2007
农业大学学报(自然科学版),2004,25(2):66.
[11] 郭 勇,崔堂兵,谢秀祯.植物细胞培养技术与应用[J].北
京:化学工业出版社,2004:146.
[12] 刘春朝,叶和春,王玉春,等.适于青蒿芽生长和青蒿素积累
的光、温和培养方式探讨[J].植物生理学报,1999,25(2):
105.
[13] 叶和春,尹作鸿,李国风,等.不同理化因子对新疆紫草愈伤
组织生长及紫草宁衍生物合成的影响[J].植物学报,1991,
22(12):927.
[14] 曹 庸,于华忠,张 敏,等.HPLC法测定虎杖白藜芦醇的
含量及其稳定性研究[J].林产化学与工业,2004,24(2):64.
EfectofdiferentlightintensityonPolygonumcuspidatumcalus
WENTao,LIANGLi,ZENGYang,YUXiao
(AgronomyColege,SichuanAgriculturalUniversity,Ya’an625014,China)
[Abstract] Objective:Tostudytheefectoflightintensity(LI)onthecalusinductionandresveratrolcontentofPolygonum
cuspidatum.Method:TakingleavesandstemsegmentofP.cuspidatumasexplants,thecaluswasinductedandculturedunderdif
ferentLI.Thegrowthstatusofcaluswasobservedandanalyzed.ThecontentofresveratrolwasdeterminedbyHPLC.Result:The
formationandgrowthofthestemsegmentcaluswereoptimalunderlowlighttreatment(1340~1560lx).Theresveratrolcontentwas
18.350μg·g-1infreshstemsegmentand140.074μg·g-1indrystemsegment,whichwastwotimeshigherthanthatofwildP.
cuspidatum.Conclusion:IntroductionandstatusofP.cuspidatumcaluswereobviousdiverseunderdiferentLI,theresveratrolcon
tentofP.cuspidatumwasenhancedunderappropriateLI.
[Keywords] lightintensity;Polygonumcuspidatum;calus;resveratrol [责任编辑 张宁宁]
[收稿日期] 20060521
[基金项目] 国家自然科学基金资助项目(30371780)
[通讯作者] 杨明,Tel:(028)61800456,Email:yangming16@126.com
pH时滞型愈肠宁结肠靶向片的制备
及体外释放评价
谢兴亮1,杨 明1,邱雪兰2,马鸿雁1,许润春1
(1.成都中医药大学 药学院,四川 成都 610075;
2.四川大学 华西药学院,四川 成都 610041)
[摘要] 目的:以中药复方愈肠宁为研究药物,制备得pH时滞型愈肠宁结肠靶向片,并对其体外释放性能进
行评价。方法:以苦参碱、氧化苦参碱体外释放度及药片吸水率为指标,对包衣处方中成膜剂及致孔剂种类、成膜
剂与致孔剂比例、增塑剂种类及用量、包衣增重进行筛选。结果:该制剂制备方法为:取药物制备得素片,按7∶3取
乙基纤维素(EC)∶丙烯酸树脂Ⅱ(Eudragit)混合,加乙醇溶解,加入包衣量10%的邻苯二甲酸二乙酯(DEP)混匀,
调整含量为4%,包衣增重3%,即得;该制剂在人工胃液2h后中未见苦参碱、氧化苦参碱的溶出,在人工小肠液4
h后两指标累积溶出率均<10%,在人工结肠液2h后分别溶出757%,768%。结论:该制剂在体外能达到结肠
定位释药的目的。
[关键词] pH时滞型愈肠宁结肠靶向片;制备方法;体外释放度评价
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