全 文 ：中草药ChineseTraditionalandHerbalDrugs第36卷第7期2005年7月·1075·
以对两种黄芪种子进行辅助鉴别。
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不同碳源对掌叶大黄毛状根生物量和蒽醌产量的影响
杨世海1，刘晓峰2，果德安3，郑俊华3
(1．吉林农业大学中药材学院，吉林长春130118；2．吉林亚泰(集团)股份有限公司，吉林长春130031；
3．北京大学药学院，北京100083)
摘 要：目的 研究不同碳源对掌叶大黄毛状根生物量和蒽醌产量的影响。方法 选取3个克隆的掌叶大黄毛状
根和非转化根，采用统计分析方法，对7种糖作为培养基碳源时对大黄根生物量的积累和5种蒽醌类化合物的产
量的影响进行了研究。结果 不同糖作为碳源对大黄根生物量积累和葸醌产量有极显著影响。大黄根类型与糖种
类互作分析显示，DH7a与麦芽糖对于蒽醌产量来说是优势组合，而DH5a和DH5c在蔗糖和果糖差异不显著，非转
化根在蔗糖作碳源的培养基中蒽醌产量极显著地高于其他6种糖。结论果糖作为碳源最利于大黄根培养的生物
量的积累，蔗糖作为碳源时大黄根蒽醌产量最高。
关键词：掌叶大黄；毛状根；单克隆；碳源；蒽醌类化合物
中图分类号：R282．6 文献标识码：A 文章编号：0253—2670(2005)07一1075一04
Effectsofdifferentcarbonsourcesonbiomassccumulationandanthraquinone
yieldofhairyootculturesofRheumpalmatum
YANGShi—hail，LIUXiao—fen92，GUODe—an3，ZHENGJun—hua3
(1．CollegeofChineseMedicinalMaterial，Ji!inAgriculturalUniversity，Changchun130118，China；2．JilinYaTaiGroup
Co．Ltd．，Changchun130031，China；3．SchoolofPharmaceuticalSciences，PekingUniversity，Beijing100083，China)
Keywords：RheumpalmatumL．；hairyoot；monoclone；carbonsource；anthraquinone
大黄是我国特产的世界著名的传统中药，主要
化学成分是蒽醌类化合物。蒽醌类成分具有多种生
物活性，如1，8一二羟基蒽醌衍生物有抗菌、抗病毒、
抗肿瘤、免疫抑制和抗牛皮癣等作用。现代药理实验
表明，许多蒽醌衍生物如大黄素、大黄酸、大黄素一1一
甲醚、大黄素一8一甲醚都具有上皮生长因子受体
(EGF—R)酪氨酸蛋白．激酶(tyrosinep te
kinases，TPKs)抑制剂活性。因为TPKs是一些癌
变的主要原因，因而蒽醌类成分很有希望开发成为
新的抗癌药物[1]。
常振战等用野生型发根农杆菌Agrobacterium
rhizogenes9402菌株对掌叶大黄进行了毛状根诱
导，但产生的毛状根生长速度缓慢[2]。本实验是在成
功诱导掌叶大黄毛状根的基础上，研究不同碳源对
掌叶大黄毛状根生长及蒽醌类化合物合成的影响，
为进一步筛选并建立适宜的掌叶大黄毛状根培养体
收稿日期：2004—10-12
系，进而用于蒽醌类化合物工业化生产奠定基础。
1材料与方法
1．1单克隆掌叶大黄毛状根培养：3种单克隆掌叶
大黄毛状根，编号分别为DHSa、DH5c和DH7a，其
中前2种由发根农杆菌LBA9402诱导产生，后一种
由发根农杆菌R1601诱导产生(另文报道)。每种毛
状根以0．5g的接种量分别接种于以7种糖作为碳
源的100mL液体培养基中(质量分数3％)。所用培
养基为无机盐浓度均为1／2的无激素WP液体培养
基。每种毛状根均设3组重复，置于转速为100
r／min的摇床上振荡培养，培养温度为25℃。非转化
根的接种量为1．0g，其余同毛状根。
1．2 掌叶大黄毛状根和非转化根生物量的测定：培
养40d后，收获4种掌叶大黄根培养物。先用镊子
取出根，挤净根中所含培养基，用分析天平称鲜质
量。用蒸馏水漂洗1min，80℃烘干，称干质量。
万方数据
·1076· 中草药ChineseTraditionalandHerbalDrugs第36卷第7期2005年7月
1．3蒽醌类化合物的测定
1．3．1总蒽醌类化合物的提取：将已称于质量的毛
状根，用研钵研成粉末，分别装入5mL试管中，每个
试管中加入2mL丙酮一甲醇(1：1)混合液，超声振
荡5min，置4℃冰箱中过夜。用注射器吸取每管中
上清液，通过滤膜滤于1．5Eppendorf管中，通风橱
中挥干溶剂后准确加入2mL甲醇，液相色谱测定。
1．3．2对照品溶液配制：分别称取芦荟大黄素2．5mg、
大黄酸4．9mg、大黄素2．4mg、大黄酚4．1mg、大黄素
甲醚2．9mg，将它们共同溶于丙酮一甲醇(1：1)的溶液
中，用容量瓶定容成25mL作为对照品储备液，取1mL
该储备液定容于25mL容量瓶作为对照品溶液。
1．3．3HPLC色谱条件：TSPP100高效液相色谱
仪，TSPUVl00紫外检测器，PhenomenexODS一3
色谱柱，流动相为甲醇一1％高氯酸(85：15)，体积流
量为1mL／min，检测波长为254am。
1．3．4测定与分析：在上述色谱条件下，用HPLC
测定各样品峰面积，根据回归方程计算芦荟大黄素、
大黄酸、大黄素、大黄酚、大黄素甲醚的质量分数。
1．4统计分析：用SPSS8．0软件进行数据处理和
统计分析。
2结果
2．1不同大黄根及不同糖对大黄根生物量积累的
影响：在培养基选择实验中，发现WP培养基最有
利于毛状根的生长，故本实验选用WP培养基为培
养毛状根基本培养基。表1列出以WP为基本培养
基，分别以7种糖作为培养基的碳源时大黄根生物
量(鲜质量)积累的结果。
表1不同糖分培养基中掌叶大黄根生物量 (g·瓶-1)
Table1 EffectsofdifferentsugarsonbiomassccumulationofR．palmatumroots (g·瓶_1)
对表1中的数据进行方差分析结果列于表2，发现
糖种类和根类型对生物量积累有极显著的差异，说明培
养基中不同的糖分及不同的根生物量积累差异极大。
表2不同糖分培养基里掌叶大黄单克隆
毛状根生物量方差分析
Table2 Varianceanalysisofhairyootmonoclones
onbiomassccumulationofR．palmatum
rootsindifferentsugarmedia
根类型 3 203．01767．6725．659P<0．01
糖 6 1 054．514175．75214．697P<0．01
误差 18 215．24711．958
璺奎墨 !! !!!!：!!!
进一步分析结果表明大黄根的生物量积累以
DH7a最高，显著高于DH5a和NOR，与DH5c差异
不显著，这与培养基实验结果相近。进一步证实了大
黄不同克隆根的产量是有很大差异的，且经过多次
继代后其各自生长速度快慢顺序依然不变。
生长在含果糖培养基里的大黄根生物量积累最
高，显著高于蔗糖培养基，以半乳糖和甘露糖最低。
说明果糖最有利于大黄根生物量的增加。
2．2不同单克隆根及糖分对大黄根蒽醌产量的影
响：4种单克隆大黄根在含有不同糖分培养基里培养
40d后收获，提取总蒽醌类化合物，用HPLC测定5
种蒽醌产量，结果列于表3。对表3中的数据进行方
差分析结果列于表4。
表4中的各项均存在极显著的差异，说明蒽醌
种类、糖分、根类型以及它们之间的互作对蒽醌产量
存在极显著差异。
进一步分析结果表明，不同糖分对大黄蒽醌产
量有极显著的影响。与生物量积累结果不同的是，生
长在含蔗糖培养基里的大黄根蒽醌产量最高，极显
著地高于其他糖分。果糖和麦芽糖居中。以半乳糖、
乳糖和甘露糖为低。因此从蒽醌产量兔度来看，蔗糖
最有利于大黄根蒽醌类的积累。
大黄素甲醚、大黄酚和大黄素占蒽醌产量的90％
以上，而芦荟大黄素和大黄酸所占比例要小得多，这与
培养基实验结果吻合。另外，在此实验中DH7a大黄单
克隆毛状根蒽醌产量显著高于其他3种。
从5种蒽醌化合物在7种糖分培养基上比较分
析来看，不论在蒽醌总体水平上，还是每种蒽醌单个
水平，都是以在含有蔗糖培养基积累最高，显著高于
果糖，极显著高于其他5种成分，以半乳糖最低。再
一次说明蔗糖有利于蒽醌的积累。
从4种大黄根对5种蒽醌积累量来看，各根不同
蒽醌产量不尽相同。如前所述，DH7a中5种蒽醌总量
最高，但针对每种蒽醌产量而言，差异很大。如DH7a
中大黄酚产量最高，显著高于大黄素甲醚和大黄素产
量；而DH5a中大黄素甲醚最高，显著高于大黄素和大
黄酚；非转化根中5种蒽醌产量都处于较低水平。
万方数据
中草药ChineseTraditionalandHerbalDrugs第36卷第7期2005年7月·1077·
根类型 糖 分——声要天i泵—————天贾面——蔓堡耋丝要芸箬坐上苎￡∑—i曩语r————_丽
表4不同类型根及糖种类对掌叶大黄根
蒽醌产量方差分析
’Table4 Variancea alysisofanthraquinOneyieldindiffer—
entrootsandsugarsonR．palmatumroots
尽管前面已提到，蔗糖最有利于大黄根蒽醌量的
积累，但就每种根而言，在不同培养基里的差异很大。
以蒽醌产量最高的DH7a为例，在含麦芽糖的培养基
里蒽醌产量显著高于蔗糖培养基，因此，可以说用
DH7a生产大黄蒽醌类化合物应选择麦芽糖为毛状根
培养的主要碳源。DH5a和DH5c在蔗糖和果糖培养
基中的蒽醌总量相近，极显著地高于其他糖分。非转化
根在蔗糖培养基里的蒽醌含量极显著地高于其他6种
糖分，说明非转化根培养最适宜的碳源是蔗糖。
3结论
糖是毛状根离体生长必需的重要碳源。已有的
研究表明，它在培养基中的代谢变化与毛状根的生
长、形态及其次生物质的积累密切相关[3]。糖的种类
和浓度不同，对毛状根生长和次生代谢物积累影响
不同[4~6]。本实验结果表明，果糖作为碳源最有利于
掌叶大黄毛状根生物量的积累，而蔗糖作为碳源最
适合蒽醌类化合物的合成。可见，毛状根生物量积累
和次生产物合成对糖类的响应与植物种类有关。
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云南省悬钩子属药用植物资源研究
和加卫1，唐开学弘，杨静全3，和秀云1，龙春林4，程在全5
(1．云南省农业科学院高山经济植物研究所，云南丽江674100；2．云南省农业科学院，云南昆明650231；
3．云南省丽江市国土资源局，云南丽江674100；4．中国科学院昆明植物研究所，云南昆明650204；
5．云南省农业科学院生物研究所，云南昆明650231)
悬钩子属(RubusL．)是蔷薇科的一个大属，我
国已经发现的种类有201种98变种口~3]，产于全国
各地，但以长江流域西南地区种类最丰富，分布最集
中。‘本属植物大部分种类的果实多浆，味甜酸，可供
食用，在国外早已长期栽培作为重要水果；许多种类
的果实、种子、根或叶可供药用。近年来，国内许多研
究者对悬钩子属植物进行了一系列药理研究，发现
悬钩子属植物具有多种药理作用，对调节机体的生
命活动和医疗保健作用具有重要意义。据笔者初步
统计，在全国各地中医中药中应用的悬钩子属植物
有51种或变种，约占总种数的17％，其中藏医用药
3种[5]。该属植物药用部位不一，药效也不尽相似。
中医常用于清热解毒、祛风利湿、止血止泻、活血化
瘀等，治疗跌打损伤、阳萎、遗精、月经不调、感冒、风
湿关节痛、急慢性肝炎及乳腺炎等症[4]。
云南地处青藏高原南缘向南亚、东南亚过渡的斜
坡上，海拔76．4～6740m，形成的温度跨度相当于
从中国的海南岛到黑龙江的所有热量带和从华东华
南沿海湿润地带到西北内陆干旱、半干旱地带的所有
水湿梯度。地势由西北向东南呈阶梯状倾斜，境内高
山河流相间，地形复杂，加上地质历史上的相对稳定
和土地类型、地貌、景观的多样性及复合配置，构成极
为丰富的生境，“是另一个分布在北纬20。～40。，最丰
富、最古老的温带、亚热带北缘的植物区系”[6]，孕育
了世界知名“植物王国”，是中国生物多样性最丰富的
省份[7]。陆玲娣在《我国悬钩子属植物的研究》中提
到，我国西南地区，特别是滇西北和川西南到西部一
带不仅是悬钩子属的一个多样性中心，同时也可能是
起源中心，强烈地聚集了古老的、中问过渡的和进化
的复杂成分，特有种相当丰富[2]。1996--1997年中国
科学院江苏植物研究所对云南省悬钩子属的种类、分
布状况和利用价值进行了考察，提出“云南省悬钩子
植物种类资源和特有种数量之多，无不居全国各省之
冠，，[8|。根据文献资料和实地调查，云南省境内的野生
悬钩子有107种、45变种，其中有34种和变种可供
药用，占全省该属总种数的22．4％。然而，长期以来
这些宝贵的药用植物资源处于自生自灭的野生状态，
绝大多数基本上没有被人们利用。研究和调查云南省
悬钩子属药用植物资源，可为资源的保护和合理的开
发利用提供科学依据。
1云南省悬钩子属药用植物资源
云南省悬钩子属药用植物资源见表1。
2云南省主要药用悬钩子属植物
根据有关记载和民间用药情况，并结合野生资
源蕴藏量，云南省应用较多的主要有12种，各具不
同的功效。
2．1 粗叶悬钩子R．alceaefoliusP ir．：主要分布
于滇南和滇西，生于林缘路旁的灌木丛中。鲜果含总
糖3．77％、总酸2．03％、维生素C106．5／19／g、维生
素B10．69／tg／g、维生素B20．95／．tg／g、维生素E74．
76弘g／g，微量元素(p-g／g)：锌：27．5952、铁
49．6190、硒0．0408。此外还含有矿质元素(干基)
钾2．1667％、钙0．7398％、镁0．4895％；根及叶人
药，有清热止血、活血祛瘀之功效，治疗急慢性肝炎、
肝脾肿大、乳腺炎、行军性血红蛋白尿、外伤出血
等症。
收稿日期：2004—10—22
基金项目：云南省自然科学基金资助项目(2003C0015Z)
作者简介：和加卫(1973一)，男，云南丽江人，助理研究员，主要从事经济植物引种栽培。
Tel：(0888)5121385E—mail：hejw4522@163．corn
*通讯作者唐开学Tel：(0871)5120870E—mail：kxtang@public．km．yn．cn
万方数据
不同碳源对掌叶大黄毛状根生物量和蒽醌产量的影响
作者： 杨世海， 刘晓峰， 果德安， 郑俊华， YANG Shi-hai， LIU Xiao-feng， GUO De-an，
ZHENG Jun-hua
作者单位： 杨世海,YANG Shi-hai(吉林农业大学中药材学院,吉林,长春,130118)， 刘晓峰,LIU Xiao-
feng(吉林亚泰(集团)股份有限公司,吉林,长春,130031)， 果德安,郑俊华,GUO De-
an,ZHENG Jun-hua(北京大学药学院,北京,100083)
刊名： 中草药
英文刊名： CHINESE TRADITIONAL AND HERBAL DRUGS
年，卷(期)： 2005,36(7)
被引用次数： 6次

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