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Improvement effects of Viscum coloratum on growth of photosynthetic bacteria

槲寄生对光合细菌生长的促进作用



全 文 :中草115ChineseTraditionalandHerbalDrugs第37卷第8期2006年8月·1241·
愈伤组织培养提取药用活性成分是一种行之有效的
方法。郭志刚[53等对盐生肉苁蓉愈伤组织培养方法
与苯乙醇苷化合物合成进行了研究,认为愈伤组织
中的主要成分与天然肉苁蓉基本相同。于荣敏等[63
对银杏愈伤组织培养和其代谢产物银杏内酯进行了
研究,筛选出了银杏内酯高产细胞系,银杏内酯量达
万分之一,与天然植物的量相当。
笔者利用高效液相色谱技术对野生肉苁蓉肉质
茎和由肉质茎诱导出的愈伤组织物质中主要药用活
性成分麦角甾苷的测定比较,证明了愈伤组织培养
物质中含有较高质量浓度的毛蕊花糖苷。《中国药
典>>2005年版一部[9]中对肉苁蓉药材质量标准的要
求中明确指出,样品干样中松果菊苷(C。。H。。O。。)和
毛蕊花糖苷(C:。H。。O,。)的量应不低于0.3%。测定
的愈伤组织干物质中松果菊苷(C。。H。。O。。)和毛蕊花
糖苷(C。。H。。O。。)的量为4.37%,野生肉苁蓉肉质茎
为3.99%。充分说明利用肉苁蓉愈伤组织培养技术
来提取药用有效成分是可行的,可以减少对自然资
源的采挖压力。
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槲寄生对光合细菌生长的促进作用
杨官娥1’2,张肇铭¨,王玉军1,马怀彦1,白红娟1
(1.山西大学生命科学与技术学院,山西太原030006;2.山西医科大学药学院,山西太原030001)
摘要:目的考察槲寄生对光合细菌生长的促进作用。方法通过光合细菌培养液中不同槲寄生浓度及常规培
养基浓度对光合细菌活菌数的影响、不同浓度槲寄生对光合细菌生长曲线的影响及槲寄生提取液对光合细菌脱氢
酶活性的影响来考察槲寄生对光合细菌生长的促进作用。结果 培养液中添加槲寄生最高可使光合细菌活菌数增
加达8倍以上;而且可以使光合细菌不经过延迟期直接进入指数期,缩短光合细菌的生长周期;且使光合细菌脱氢
酶活性提高8.4倍。结论培养液中添加槲寄生提取物可促进光合细菌生长,提高光合细菌的活力。
关键词:槲寄生;光合细菌;生长促进作用
中图分类号:R282.2 文献标识码:A 文章编号:0253—2670(2006)08—1241一04
Improvementffec sofViscumcoloratumongrowthofphotosyntheticbacteria
YANGGuan—e1“,ZHANGhao—min91,WANGYu—junl,MAHuai—yanl,BAIHong~juanl
(1.CollegeofLifeScienceandTechnology,ShanxiUnivers ty,Taiyuan030006,China;2.School
ofPharmaceuticalSciences,ShanxiMedicalUniversity,Taiyuan030001,China)
Abstract:ObjectiveTostudytheimprovementeffectsofViscumcoloratumongrowthof
photosyntheticbac eria(PSB).MethodsImprovementffectofV.coloratumongrowthofPSBwas
researchedbyobservingtheffectsofvariousV.coloratumconcentrationsndge eralcu turemedium
concentrationonthenumberofalivebacteria,observingth ffectsofV.coloratumongrowthcurveof
收稿日期:2005一11—20
基金项目:国家科技攻关项目(2001BA540C)
作者简介:杨官娥(1967一),女,山西怀仁人,副教授,在读博士,研究方向为天然药物化学。
Tel:(0351)4690143E—mail:yangguane@yahoo.corn.cn
*通讯作者张肇铭Tel:(0351)7011409
万方数据
·1242· 中草菊 ChineseTraditionalandHerbalDrugs第37卷第8期2006年8月
PSBandehydrogenaseactivity.ResultsAddingV.coloratumin oculturemediumwasabletOincrease
thenumberofalivePSBin8timestoactPSBdirectlyenteringexponentialperiodwithoutdelayperiod
whichs ortenedthgrowthperiodofPSB,andtoimprovedehydrogenaseactivationofPSBin8.4times.
ConclusionAddingV.coloratumin oculturemediumisabletOimproveboththegrowthandtheactivity
ofPSB.
Keywords:Viscumcoloratura(Kom.)Nakai;photosyntheticbacteria(PSB);growthimprovement
effeCts
光合细菌是一类具有原始光能合成体系的原核
生物,在自然界分布十分广泛。在不同的自然环境
下,具有固氮、脱氮、固碳、硫化物氧化等多种功能。
自20世纪80年代以来,人们逐步认识到菌体的营
养价值及一些特殊的生理活性,被广泛应用于生态环
境及人类生活方面[1’2],如何在短时间低成本的条件
下,获得高浓度高活性的光合细菌菌体,以适应生产
实际的需要,是一个值得研究的课题。英荣等[33通过
研究发现,木瓜、栝楼、女贞子、郁金、夏枯草等5种药
材对光合细菌的生长均有不同程度的促进作用。
槲寄生来源于桑寄生科槲寄生Viscum
coloratura(Kom.)Nakai的带叶茎枝,其中含有黄
酮、生物碱、三萜、蛋白质、多糖等类型化合物。已有
文献报道,槲寄生粗提物、槲寄生总生物碱具有抗肿
瘤活性,但因其中含有对人体有害的毒肽和小分子
蛋白质,限制了其应用[4’5]。光合细菌可以转化中药
中的一部分成分[6’7]。本课题组通过一定工艺制得光
合细菌转化槲寄生制剂,前期动物实验证明:其抗肿
瘤活性明显高于槲寄生提取液、纯光合细菌培养液、
简单的槲寄生提取物加光合细菌培养液;其毒性显
著低于槲寄生提取液,给最大可用药量未见受体动
物出现任何毒性作用。但其前提条件必须是槲寄生
可以促进光合细菌的生长。本实验对槲寄生促进光
合细菌的生长作用进行了研究。
1材料
1.1药材:槲寄生饮片,购自定州医药公司东亭批
发部,经山西医科大学高建平教授鉴定为桑寄生科
植物槲寄生Viscumcoloratum(Kom.)Nakai的干
燥茎叶。
1.2实验菌株:光合细菌系紫色非硫菌群红细菌属
的球形红细菌Rhodobactersphaeroides,由山西大学
光合细菌研究室分离鉴定保藏[8],采用下述培养基,
光照厌氧培养3d,菌液含菌数5.0×108个/mL。
1.3 培养基:乙酸钠1640mg,CaCl2·2H2075
mg,MgS04·7H20200mg,EDTA20mg,酵母膏
1 000mg,K2HP0490mg,(NH4)2S041 320mg,
KH2P046 0mg,FeS04·7H2011.8mg,微量元素
1mL,去离子水1000mL,pH6.8~7.2。
2 方法
2.1 实验条件:实验用培养基和器皿都经过高温灭
菌消毒,实验前又在洁净工作台内经过30min紫外
线照射灭菌。实验容器为100mL血清瓶,平行样3
个,重复3次。实验温度(30±2)C,光照厌氧培养,
光照强度2500lx左右。用血球计数法测定菌液活菌
数以示球形红细菌的生长。在平行样之间的相对偏差
小于15%时,实验数据取至3个平行样的均值。
2.2培养方法:槲寄生饮片称质量后分别加入5倍
量水提取3次,每次30min,合并滤液,浓缩至一定
体积,按槲寄生原药材不同的克数分装入不同的血
清瓶,分别加入不同毫升数的水或培养基,调节pH
值为7.0左右,121。C灭菌30min,得不同质量浓度
常规培养基(全量常规培养基、半量常规培养基、无
常规培养基)、不同质量浓度槲寄生提取液(1000、
400、200、100g/L等)(按槲寄生原药材计)的光合
细菌培养基。无菌条件下,接种1/lo体积的光合细
菌菌液后培养3d得槲寄生光合细菌菌液。
2.3脱氢酶活性测定方法:取培养好的光合细菌菌
液500mL,离心后得湿菌体1.02g,以聚乙烯醇为
固定化材料,以饱和硼酸溶液为固定剂,制成固定化
细胞20.6g,于培养基中活化12h后,取一半培养
于250mL常规培养基中,一半培养于250mL25g
槲寄生水提取液中,各培养3d后,弃去培养液,取
固定化细胞用蒸馏水洗数次,以氯化三苯基四氮唑
(TTC)法[93测定固定化光合细菌脱氢酶活性(以每
小时每毫升光合细菌菌液产生的三苯基甲酯(TF)
为一个活力单位)。实验重复3次。
3 结果
3.1 不同槲寄生浓度和常规培养基浓度对光合细
菌生长的影响:由图1可知,在全量常规培养基条件
下,随着槲寄生质量浓度的增加(3.125~12.5g/
L),光合细菌活菌数由5.1×108个增加到16.8×
109个,以后随着槲寄生浓度的继续增加(12.5~
万方数据
中草菊 ChineseTraditionalandHerbalDrugs第37卷第8期2006年8月·1243·
1000g/L),光合细菌活菌数由1.68×109个减少
到3.8×108个。说明在全量常规培养基条件下,当
槲寄生质量浓度比较低时,槲寄生可以促进光合细
菌的生长,且呈量效关系,但随着槲寄生质量浓度的
继续增加,在一定程度上开始抑制光合细菌的继续
生长,当为400g/L时,基本和原菌液菌数相同,当
浓度继续增加时,表现为比较强的抑制作用;在半量
常规培养基条件下,随着槲寄生提取液浓度的增加,
可以一直促进光合细菌的生长,但当质量浓度为
1000g/L时,虽菌液含活菌量为4.11×109个,但
高压灭菌过程中发生喷瓶现象,在实验或生产操作
过程中有一定困难,推荐培养液槲寄生最高为1000
g/L,且任何浓度活菌数均高于半量常规培养基时
的活菌数3.5×108个,槲寄生达到6.25g/L时,活
菌数即开始超过全量常规培养基时的活菌数5.0×
108个;在无常规培养基条件下,随着槲寄生提取液
浓度的增加,可以一直促进光合细菌的生长,但当
l 000g/L时,虽菌数活菌数达4.04×109个,但高
压灭菌过程中亦发生喷瓶现象,在实验或生产操作
过程中有一定困难,推荐培养液槲寄生最高为1000
g/L,当升高到25g/L时,菌液活菌数开始大于全
量常规培养基时的活菌数5.0×108个,即槲寄生提
取液可以作为光合细菌生长的唯一培养基。
l 000400200100 50 25 125 O25j 12,0
质量浓度/(g.L—t)
图1不同浓度常规培养基条件下槲寄生浓度对
光合细菌活菌数的影响
Fig.1EffectsofV.coloratumconcentration
onnumberofalivePSBundervarious
culturemediumconcentrations
3.2不同浓度槲寄生对光合细菌生长曲线的影响:
由3.1可知,200g/L槲寄生半量常规培养基、6.25
g/L槲寄生全量常规培养基可以很好地促进光合细
菌的生长,为初步探索其促生长机制,以常规培养
基、200g/L槲寄生半量常规培养基、6.25g/L槲寄
生全量常规培养基平行作生长曲线。由图2可知,常
规培养基中光合细菌大约30h度过延迟期,开始进
入指数期,大约60h进入稳定期,以后逐渐进入衰
亡期;200g/L槲寄生半量常规培养基、6.25g/L槲
寄生全量常规培养基中光合细菌基本无延迟期,直
接进入指数期,大约40、50h分别进入稳定期,且延
迟进入衰亡期的时间。说明槲寄生提取液特别适合
光合细菌的生长,可以不经过延迟期直接进入指数
期,缩短了光合细菌的生长周期,并且使菌数分别提
高大约4、3倍。
图2槲寄生浓度对光合细菌生长曲线的影响
Fig.2EffectsofV.coloratumconcentration
onPSBgrowthcurve
3.3槲寄生对光合细菌脱氢酶活性的影响:常规光
合细菌培养基中固定化细胞脱氢酶活性为23.5弘g
TF/(mL·h),槲寄生提取液中固定化细胞脱氢酶
活性为196.8肛gTF/(mL·h),即槲寄生提取液中
固定化细胞脱氢酶活性是常规培养基中固定化细胞
脱氢酶活性的8.4倍,证明槲寄生可以提高光合细
菌的活性。
4讨论
在全量常规培养基条件下,当槲寄生质量浓度
小于400g/L时,可以使光合细菌活菌数提高,且可
以缩短光合细菌的生长期,提高光合细菌的活力。当
槲寄生为12.5g/L时,光合细菌的活菌数达到最
高,为1.68×109个,是未加槲寄生的原光合细菌菌
液中光合细菌活菌数的3倍(原为5.0×108个)。为
在短时间低成本条件下,获得高浓度高活性的光合
细菌菌体创造了条件。
在半量常规培养基、无常规培养基条件下,当槲
寄生分别大于6.25、25g/L时,可以使光合细菌活
菌数提高,当槲寄生为1000g/L时,菌液含活菌量
分别为4.11×109个、4.04×109个,分别是未加槲
寄生的原光合细菌菌液中光合细菌活菌数的8倍多
(原为5.0×108个),但高压灭菌过程中发生喷瓶现
象,实验中已不可能再增加槲寄生的浓度,如果能解
决这一问题,槲寄生浓度继续增加,还能否促进光合
细菌的生长,有待于进一步研究。不仅为在短时间低
成本条件下,获得高浓度高活性的光合细菌菌体创
造了条件,而且为制得光合细菌转化槲寄生抗肿瘤
5
O
5
0
5
O
5
O
5
0
4
4
3
3
2
2●●O
。。一×/赫楹露
万方数据
·1244· 中草115ChineseTraditionalandHerbalDrugs第37卷第8期2006年8月
制剂创造了条件。
另外,在实验过程中发现,培养液中只要添加少
量槲寄生,即可改变光合细菌的贴壁性能,解决了光
合细菌培养过程中由于贴壁现象造成的光线不能透
过培养液的问题。
本课题组通过总蛋白测定表明,光合细菌转化
槲寄生培养液中总蛋白的量低于槲寄生提取液总蛋
白量的80%以上,证明光合细菌利用了槲寄生提取
液中的蛋白类成分,在一定程度上可以解释槲寄生
促进光合细菌生长的机制。但槲寄生对光合细菌生
长的促进作用机制需进一步探索。
本实验只对中药槲寄生对光合细菌生长的促进
作用进行了研究,具体应在什么条件下培养光合细
菌需要根据用途而定,如果仅仅需要光合细菌菌体,
比如饲料、肥料中应用,应在全量常规培养基条件
下,槲寄生质量浓度3.125~12.5g/L(以槲寄生原
药材计)为佳;如果是用于抗肿瘤制剂,应在充分考
虑槲寄生生物转化的前提下,提高光合细菌活菌数。
具体的最佳培养条件不是仅仅根据光合细菌活菌数
来确定的,课题组正在进一步研究。
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摘要:目的光强和光质对灯盏花生长与总黄酮量的影响。方法、用遮阳网形成的不同光强以及不同颜色塑料
膜下形成的不同光质的光照条件生境下,种植灯盏花试管苗至开花,取样测定生物量和黄酮的量。结果全光照和
遮光20%生境中的植物生物量和黄酮的量明显高于遮光50%生境的植株;与无色塑料膜相比,黄、红、紫和蓝色塑
料膜下平均植株的生物量均下降;无色和有色塑料膜下,蓝色膜下植株的黄酮量最高,而无色塑料膜下植株的黄酮
产量最高。结论光强和光质影响灯盏花生长与总黄酮量,灯盏花在全阳光照射下植株有最高的生物量积累和黄
酮产量。
关键词:灯盏花;总黄酮含量;光强;光质
中图分类号:R282.6 文献标识码:B 文章编号:0253—2670(2006)08—1244—04
Effectoflightintensityandlightqualityongrowthandtotalf avonoid
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Abstract:ObjectiveTostudytheffectoflightintensityandlightqualityonthegrowthandtotal
收稿日期:2005—11-10
基金项目:国家自然科学基金项目(30360009)
作者筒介:苏文华(1962一),男,云南昆明人,副教授,主要从事植物次生代谢生态学研究。E—mail:whsu@ynu.edu.ca
万方数据
槲寄生对光合细菌生长的促进作用
作者: 杨官娥, 张肇铭, 王玉军, 马怀彦, 白红娟, YANG Guan-e, ZHANG Zhao-ming,
WANG Yu-jun, MA Huai-yan, BAI Hong-juan
作者单位: 杨官娥,YANG Guan-e(山西大学生命科学与技术学院,山西,太原,030006;山西医科大学药学
院,山西,太原,030001), 张肇铭,王玉军,马怀彦,白红娟,ZHANG Zhao-ming,WANG Yu-
jun,MA Huai-yan,BAI Hong-juan(山西大学生命科学与技术学院,山西,太原,030006)
刊名: 中草药
英文刊名: CHINESE TRADITIONAL AND HERBAL DRUGS
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