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18350μg·g-1,干茎中为140074μg·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]10015302(2007)13127704
[收稿日期] 20060610
[通讯作者] 文涛,Tel:(0835)2882449,Email:wtlst@sicau.
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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[13]。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05cm左右长,叶片切成05cm×05cm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),30%的蔗糖,06%的琼脂粉固
化,pH58],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+6BA10+KT02~05+NAA
02;叶片为MS+6BA20+KT02+2,4D01~05。
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045μm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00500g,置于50mL量
瓶中,用甲醇溶解并稀释,制成含白藜芦醇10000
g·L-1的标准溶液,备用。
1.2.3.2 色谱条件 AgilentCODS柱(46mm×
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250mm,5μm),柱温25℃,流动相为甲醇水(48∶
52),流速06mL·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98min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=1789160X-703400,r=09999。
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DPSv655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4300%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3000%以上,而叶片
鲜(干)重增长率最高仅1739%,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 229Aa 88Aa 10000Aa 1000Aa
弱光 60 60 8 10 233Aa 91Aa 9756Aa 981Aa
强光 60 60 9 11 251Aa 101Aa 9262Ab 918Bb
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 447600 238200 53568 20631 3472Cc 1386Bb 3313Cc 1390Bb
弱光 511860 269450 66937 26932 4116Bb 1691Aa 4118Bb 1686Aa
强光 536820 274750 73715 27212 4369Aa 1739Aa 4305Aa 1704Aa
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18350,1555μg·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140074,15547μg·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<001)。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
茎
鲜样/μg·g-1 折干率/% 干样/μg·g-1
叶
鲜样/μg·g-1 折干率/% 干样/μg·g-1
对照 17224Bb 232 74241Cc 1370Bb 182 7690Cc
暗光 13320Dd 120 111000Bb 1314Bb 87 15107Aa
弱光 18350Aa 131 140074Aa 1555Aa 100 15547Aa
强光 15635Cc 138 113297Bb 1348Bb 102 13431Bb
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140074μg·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
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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] 20060521
[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,Email: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757%,768%。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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