瑞香狼毒细胞悬浮培养及黄酮积累的研究

草业学报 ›› 2010, Vol. 19 ›› Issue (6): 132-139.

瑞香狼毒细胞悬浮培养及黄酮积累的研究

王文星,安琪,汪莹,王猛,曹成有^*

东北大学理学院生物技术研究所,辽宁沈阳110004

收稿日期:2010-03-29 出版日期:2010-06-25 发布日期:2010-12-20
作者简介:王文星 (1973-),女,辽宁沈阳人,讲师,博士。E-mail:wangwenxing@126.com
基金资助:
国家“十一五”科技支撑计划项目(2006BAD26B04)和国家大学生创新性实验计划项目(080105)资助。

A study on cell suspension culture and flavonoids accumulation of Stellera chamaejasme

WANG Wen-xing, AN Qi, WANG Ying, WANG Meng, CAO Cheng-you

Institute of Bio-technology, College of Sciences, Northeastern University, Shenyang 110004, China

Received:2010-03-29 Online:2010-06-25 Published:2010-12-20

摘要/Abstract

摘要： 以瑞香狼毒顶芽、叶片和茎段为外植体,考察不同植物生长调节剂对愈伤组织诱导率及生长状态的影响。由疏松型的愈伤组织建立稳定的瑞香狼毒细胞悬浮培养体系,采用正交试验法初步研究碳源种类和植物生长调节剂对细胞生长和黄酮积累的影响。结果表明,在附加了2,4-D1.0mg/L+NAA0.1mg/L的MS培养基上诱导茎段可获得适于悬浮培养的疏松型愈伤组织,诱导率达到90%。正交试验中各因素对细胞生长和黄酮含量的影响效应均为2,4-D＞碳源＞NAA＞6-BA;较高浓度的2,4-D、NAA和6-BA均有利于细胞生长和黄酮积累;蔗糖最有利于细胞生长和黄酮积累,其次是葡萄糖和果糖;适于细胞生长和黄酮积累的培养基为:MS+2,4-D2.0mg/L+NAA1.0mg/L+6-BA0.5mg/L+蔗糖30g/L。细胞生长与黄酮积累呈极显著正相关(R²=0.967),P<0.01,这属于生长偶联型的次生代谢模型。

Abstract: A cell suspension culture system was established using cultures of loose calli of Stellera chamaejasme to investigate the effects of different plant growth regulators on callus induction rate and growth state from explants such as buds, leaves and stem segments of S. chamaejasme, and to study the effects of carbon species and plant growth regulators on cell growth and flavonoids accumulation using orthogonal tests. The loose calli suitable for suspension culture can be induced from stem segments on MS with 2,4-D 1.0 mg/L+NAA 0.1 mg/L, and the induction rate can reach 90%. The effects of factors in the orthogonal test on cell growth and flavonoids content are consistent and in the order 2,4-D＞carbon source＞NAA＞6-BA. Higher concentrations of 2,4-D, NAA or 6-BA are more conducive to cell growth and flavonoids accumulation. Sucrose is most conducive to cell growth and flavonoids accumulation, followed by glucose and fructose. The optimum medium for cell growth and flavonoids accumulation is MS+2,4-D 2.0 mg/L+NAA 1.0 mg/L+6-BA 0.5 mg/L+surcrose 30 g/L. There is a significant positive correlation between cell growth and flavonoids content (R²=0.967, P<0.01), belonging to growth-coupling-type of the secondary metabolism model.

中图分类号:

王文星,安琪,汪莹,王猛,曹成有. 瑞香狼毒细胞悬浮培养及黄酮积累的研究[J]. 草业学报, 2010, 19(6): 132-139.

WANG Wen-xing, AN Qi, WANG Ying, WANG Meng, CAO Cheng-you. A study on cell suspension culture and flavonoids accumulation of Stellera chamaejasme[J]. Acta Prataculturae Sinica, 2010, 19(6): 132-139.

参考文献

[1] 刘英, 龙瑞军, 姚拓. 草地狼毒研究进展[J]. 草业科学, 2004, 21(6): 55-58.
[2] 裴月湖, 冯宝民, 华会明, 等. 瑞香狼毒化学及药理研究进展[J]. 中草药, 2001, 32(8): 764-766.
[3] 宋晓平, 曹光荣, 李绍君. 瑞香狼毒中总黄酮的提取分离及其毒性研究[J]. 西北农业大学学报, 1996, 24(4): 35-38.
[4] 冯宝民, 裴月湖, 韩冰. 瑞香狼毒中的黄酮类化合物[J]. 中草药, 2001, 32(1): 14-15.
[5] 王敏, 贾正平, 马骏, 等. 瑞香狼毒总黄酮提取物的抗肿瘤作用[J]. 中国中药杂志, 2005, 30(8): 603-606.
[6] Ikegawa T, Ikegawa A. Chamaejasmin and euchamaejasmin extraction from Stellera chamaejasme and their antiviral activities: Janpan, 08311056[P]. 1995-05-19.
[7] 秦宝福, 周乐, 苗芳, 等. 瑞香狼毒根的抑菌活性研究(Ⅰ)[J]. 西北植物学报, 2003, 23(11): 1977-1980.
[8] 王亚维, 张国洲, 徐汉虹, 等. 瑞香狼毒杀虫活性成分的提取与分离[J]. 安徽农业科学, 2004, 32(4): 671-672.
[9] 段晓明. 狼毒根提取物的杀虫活性测定[J]. 中国农学通报, 2006, 22(12): 345-347.
[10] 胡凯, 谈锋. 药用植物细胞的大规模培养技术[J]. 植物生理学通讯, 2004, 40(2): 251-259.
[11] 袁宗泉, 刘淑兰, 吴改道, 等. 细胞生长期、苯丙氨酸和放线菌-D对银杏黄酮产量的影响[J]. 农业生物技术学报, 1997, 5(2): 118-124.
[12] 赵德修, 汪沂, 赵敬芳. 不同理化因子对雪莲培养细胞中黄酮类形成的影响[J]. 生物工程学报, 1998, 14(3): 259-264.
[13] 赵德修, 乔传令, 汪沂. 水母雪莲的细胞培养和高产黄酮细胞系的筛选[J]. 植物学报, 1998, 40(6): 515-520.
[14] Smith M A L, Reid J F. Application of imaging tools to plant cell culture: Relationship between plant cell aggregation and flavonoid production[J]. In Vitro Cellular & Developmental Biology-Plant, 1999, 35(4): 290-295.
[15] 李燕, 王春兰, 郭顺星, 等. 植物组织和细胞培养物中黄酮类物质积累影响因素的研究进展[J].中国药学杂志, 2006, 41(9): 651-655.
[16] 罗建平, 夏宁, 沈国栋. 茉莉酸甲酯、水杨酸和一氧化氮诱导怀槐悬浮细胞合成异黄酮及细胞结构变化[J]. 分子细胞生物学报, 2006, 39(5): 438-444.
[17] 罗建平, 曹磊, 潘利华, 等. 稀土元素对怀槐悬浮培养细胞异黄酮合成及氧化还原态的影响[J]. 应用与环境生物学报, 2008, 14(3): 362-365.
[18] 崔兴华, 李兴林, 蔡津, 等. 黑暗培养条件下甘薯悬浮细胞黄酮类物质积累的初步研究[J]. 浙江大学学报(农业与生命科学版), 2008, 34(5): 502-508.
[19] 郭晔红, 蔺海明, 武睿. 唐古特白刺组织培养及其培养基筛选研究[J]. 草业学报, 2009, 18(6): 59-64.
[20] 李明军, 李萍, 赵喜亭, 等. 怀牛膝细胞悬浮培养及多糖含量变化的研究[J]. 西北植物学报, 2008, 28(3): 494-500.
[21] 王磊, 杨英, 周圆圆, 等. 甘草细胞培养物黄酮含量测定方法的建立[J]. 时珍国医国药, 2007, 18(12): 3046-3048.
[22] 赵智燕, 潘俊松, 何亚丽, 等. 两个高羊茅无性系的营养器官组织培养及再生体系的建立[J].草业学报, 2009, 18(5): 168-175.
[23] 赵洁, 张博, 王玉祥, 等. 疏叶骆驼刺茎段离体快繁技术的研究[J]. 草业科学, 2009, 26(5): 72-75.
[24] 王友生, 王瑛, 李阳春. 三叶草愈伤组织诱导及分化的研究[J]. 草业学报, 2009, 18(2): 212-215.
[25] 汤行春, 刘幼琪. 连翘悬浮细胞系的建立及不同理化因子对细胞生长和次生产物积累的影响[J]. 湖北大学学报(自然科学版), 2007, 29(4): 409-412.
[26] 李树敏, 朱蔚华. 人参色素细胞培养的研究[J]. 植物学报(英文版), 1990, 32(2): 103-111.
[27] 李春斌, 王关林, 岳玉莲, 等. 培养条件对银杏悬浮培养细胞黄酮合成影响研究[J]. 大连理工大学学报, 2003, 43(3): 287-291.
[28] Pasquali G, Erven A S, Ouwerkerk P B. The promoter of the strictosidine synthase gene from periwinkle confers elicitor-inducible expression in transgenic tobacco and binds nuclear factors GT-1 and GBF[J]. Plant Molecular Biology, 1999, 39(6): 1299-1310.
[29] Zhao J, Zhu W, Hu Q. Enhanced catharanthine production in Catharanthus roseus cell cultures by combined elicitor treatment in shake flasks and bioreactors[J]. Enzyme and Microbial Technology, 2001, 28(7-8): 673-681.
[30] 丁世萍, 严菊强, 季道藩. 糖类在植物组织培养中的效应[J]. 植物学通报, 1998, 15(6): 42-46.
[31] 姜玲, 章文才. 植物生长调节剂对银杏悬浮细胞生长和黄酮糖苷含量的影响[J]. 果树科学, 2000, 17(2): 110-113.
[32] Pasqua G, Monacelli I L, Mulinacci N. The effect of growth regulators and sucrose on ant hocyanin production in Camptotheca acuminata cell cultures[J]. Plant Physiology and Biochemistry, 2005, 43(3): 293-298.
[33] 杜晓映, 张振文, 夏惠, 等. 葡萄悬浮细胞系的建立[J]. 西北农林科技大学学报(自然科学版), 2009, 37(1): 199-204.