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西洋参冠瘿组织培养条件优化及其对多糖含量的影响_陈敏青

JournalofChineseMedicinalMaterials  第32卷第9期2009年9月

·1339·

西洋参冠瘿组织培养条件优化及其对多糖含量的影响

陈敏青,于荣敏

1

2*

(1.广州市第一人民医院药剂科,广东广州510180;2.暨南大学药学院,广东广州510632)

  摘要 目的:考察西洋参冠瘿组织培养条件及其对多糖含量的影响。方法:采用正交设计法优化考察了转基因西洋参冠瘿组织的培养条件(如培养基、接种量、培养基pH值和无机元素等)及其对多糖含量的影响。结果:(1)该转基因组织能够在无激素的MS固体培养基中生长,并累积多糖;(2)得到了MS固体培养条件下冠瘿组织生长和多糖含量随时间变化的规律:培养21d时,多糖含量最高,培养24d时,冠瘿组织达到最大的生物量;(3)培养基pH值为5.6时,西洋参冠瘿组织生长状态良好,冠瘿组织生长量最高,多糖含量最高;(4)冠瘿组织接种量在4~7g(新重每瓶)时,对西洋参冠瘿组织生长较有利,但接种量对多糖含量无明显影响。结论:此培养方法能实现西洋参冠瘿组织多糖的高累积。

关键词 西洋参;冠瘿组织培养;多糖含量

中图分类号:R282.71  文献标识码:A  文章编号:1001-4454(2009)09-1339-04

OptimizationofCultureConditionsforCrownGallofPanaxquinquefolium

andtheContentDeterminationofTheirPolysaccharides

12

CHENMin-qing,YURong-min

(1.PharmacyDepartmentofGuangzhouNO.1PeopleHospital,Guangzhou510180,China;2.CollegeofPharmacyJinanUniversity,Guangzhou510632,China)

Abstract Objective:TooptimizethecultureconditionsanddeterminethecontentofpolysaccharidesincrowngallofPanaxquinquefolium.Methods:Theorthogonaldesignwasusedfortheoptimizationofculturecondition(suchasmedia,inoculumamount,pHandthecontentofinorganicelementsinmedia)andtheireffectsonthepolysaccharidescontent.Results:(1)ThecrowngalltissuecouldgrowandproducepolysaccharidesinMS(Murashige&Skoog)solidmediumwithoutanyhormones;(2)Thetime-dependentreg-ularityofthegrowthamountandpolysaccharidescontentofthecrowngalltissueinMSsolidmediumwasapproached:polysaccharidescontentwasthehighestin21dandbiomassachievedtothegreatestin24d;(3)ThepolysaccharidescontentandgrowthamountwerethehighestwhenpH5.6ofmedia;(4)Theinoculationof4~7g(FW/flask)wascomparativelyadvantagetothegrowthofthecrowngall,butnoeffectonpolysaccharidescontent.Conclusion:ThismethodcanbeusedtoaccumulatethehighcontentsofpolysaccharidesincrowngallculturesofP.quinquefolium.

Keywords PanaxquinquefoliumL.;Crowngallculture;Polysaccharidescontent

  西洋参(PanaxquinquefoliumL.)为五加科人参属植物,原产于美国东部和加拿大,为名贵药材。又称洋参、花旗参、西洋人参等,具有补气生血、生精

养神之功效。其主要活性成分为皂苷类、多糖类和氨基酸类成分,为临床抗疲劳、抗衰老、抗癌的滋补佳品。野生或栽培西洋参生长缓慢,5~6年才能入药,对土壤、气候等条件要求较严格,故西洋参药材市场供应偏紧且价格较贵。

西洋参多糖(PolysaccharidefromPanaxquinque-folium,PPQ)对环磷酰胺所致的外周血白细胞减少有明显保护作用,并能拮抗CY作用下的胸腺、脾脏重量降低,增强正常及免疫低下小鼠网状内皮系统的吞噬功能;增加小鼠的非特异性免疫和细胞免疫

〔1,2〕

功能,其免疫增强作用随剂量增加而增强,具有一定的量效关系

〔3,4〕

。另有报道西洋参果实中的多糖提

取液对肥胖小鼠有降血糖作用,可以治疗糖尿病,但

〔5〕

不改变其体重。

随着分子生物学的发展,将基因工程用于组织培养中生产代谢产物颇引人关注。其中利用发根农杆菌的Ri质粒和根瘤农杆菌的Ti质粒转化形成转基因器官(如毛状根和冠瘿瘤)方面的研究较多。转基因西洋参冠瘿组织培养及其皂苷类成分的产生已由本研究组进行了较系统研究,但西洋参冠瘿组织培养物中多糖的研究尚未见报道。本文在前期工作基础上,优化西洋参冠瘿组织培养条件及探讨其对多糖累积的影响。

〔6-9〕

收稿日期:2008-10-7基金项目:教育部科技计划重点项目(104180);广东省自然科学基金项目(31891);广东省中医药局科研项目(103041)作者简介:陈敏青(1977-),女,主管药师,硕士,主要研究方向:现代生物技术与中药现代化;E-mail:prettycmq@126.com。

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,Tel-,E-majnuun。

·1340·

JournalofChineseMedicinalMaterials  第32卷第9期2009年9月

1 材料

转基因西洋参冠瘿组织由本研究组诱导所得。系由胭脂碱型根癌农杆菌C58菌株感染诱导西洋参茎,并经多年筛选驯化形成稳定、优良的培养体系

〔7〕

组织生长及多糖含量的影响:本实验采用了在植物组织培养中常用的6种培养基(MS、B5、H、White、Wood和N6)。按文献

〔12〕

配制上述6种培养基,分

别添加7.5g/L琼脂及30g/L蔗糖。每瓶接种新鲜材料6g生长24d的西洋参冠瘿组织。

2.5.1 接种量对西洋参冠瘿组织生长及多糖含量的影响:分别取生长2d西洋参冠瘿组织2、4、5、6、7、8、10及12g(FW/flask)接种于MS培养基中,考察接种量对冠瘿组织生长及多糖含量的影响。2.5.2 pH值对西洋参冠瘿组织生长及多糖含量的影响:取6g(FW)生长24d西洋参冠瘿组织接种在不同pH值(5.2、5.4、5.6、5.8及6.0)下的MS培养基中,考察pH值对西洋参冠瘿组织生长及多糖含量的影响。

2.5.3 采用正交设计考察N、P、Ca元素的影响:采用正交设计考察N、P、Ca3因素3个浓度水平对多糖含量的影响。表1。

 表1因素123

 正交设计考察的因素及水平N源与对照

摩尔比

0.51.01.5

P源与对照

摩尔比

0.51.01.5

2+

Ca源与对照摩尔比

2 方法2.1 冠瘿组织的继代培养 培养基为不含激素的MS固体培养基,pH5.7,121℃灭菌20min。西洋参冠瘿组织继代于装有40mL培养基的100mL三角瓶中,每瓶接种冠瘿组织鲜重6g,置(25±1)℃恒温培养箱中,暗培养。每24d继代一次。2.2 冠瘿组织生长参数的测定 以细胞的干重为指标,将收获的冠瘿组织用蒸馏水冲洗3次,去除表面黏附的琼脂,然后置烘箱中干燥(<60℃)至恒重,称重并记录干重(dryweight,DW)。重复6次取平均值。

2.3 西洋参冠瘿组织中多糖含量的测定2.3.1 标准曲线的制备

〔10〕

2+

2+

:精密称取干燥至恒重

的标准葡萄糖25mg,加水溶解,置于250mL容量瓶中,定容。分别量取0.2、0.4、0.6、0.8、1.0mL葡萄糖溶液于10mL容量瓶中,补水至2mL(以2mL水作为空白对照),分别加1mL5%苯酚溶液,并迅速加入5mL浓硫酸,置于50℃水浴中保温15min,取出冷却至室温;加水定容至刻度,摇匀。于490nm处测定光密度。以葡萄糖浓度对光密度作图,得标准曲线方程为Y=57.809x+0.04824(R=0.9986)。2.3.2 样品测定

〔11〕

2

0.51.01.5

3 结果与讨论

3.1 生长培养基的选择对多糖含量的影响 培养基对多糖含量的影响情况参见表2。由表2可见,

西洋参冠瘿组织在MS固体培养基上生长量明显比其它的培养基高,而且多糖的含量也最大,故实验选择MS培养基作为基本培养基。

 表2     在不同培养基里西洋参冠瘿

组织的生长及多糖含量变化

培养基N6HB5WhiteWoodMS

生长量/(g,DW/flask)

0.3870.3560.4880.4350.4400.586

多糖含量/%

7.947.388.228.057.969.23

:将收获的冠瘿组织用蒸馏水

冲洗3次,去除表面琼脂,置于烘箱烘干(<60℃)

至恒重,研细。称取0.5g粗粉于250mL圆底烧瓶中,加100mL80%乙醇,回流提取1h,趁热过滤,滤渣用80%热乙醇洗涤3次。滤渣再转入100mL水中煮沸1h,趁热过滤,热水洗涤,滤液连同洗液转入250mL容量瓶中,加水至刻度,摇匀。

量取待测样品0.2mL,加1.8mL水,按“2.3.1”项下方法测光密度。将所得光密度代入标准曲线,得样品溶液糖浓度。

多糖含量(mg/g)=样品溶液糖浓度(μg/mL)×1250/(1000×0.5)×100%

2.4 西洋参冠瘿组织生长曲线及多糖含量累积曲线 将西洋参冠瘿组织以鲜重(freshweight,FW)6g/flask接种,按上述条件培养。每3d取样一次,烘干,按“2.3.2”项下方法制得供试品液,并测定多糖含量。分别绘制生长曲线及多糖累积曲线。2

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3.2 西洋参冠瘿组织生长曲线及多糖含量累积曲线 西洋参冠瘿组织的生长曲线及多糖累积曲线见图1。

  由图1可知:西洋参冠瘿组织以MS培养基,

1,08,

JournalofChineseMedicinalMaterials  第32卷第9期2009年9月

·1341·

瘿组织生长占优势,无多糖累积;9~21d为对数生

长期,22~27d为稳定期,以后为衰减期。多糖含量在21d时最高,故此时收获为宜。五加科植物西洋参的愈伤组织往往延迟期较长,一般为14d,培养40多天生物量才能达到最大值。而冠瘿组织培养周期大大缩短,只需21d就能达到最大生物量。

〔13〕

 表3指标123

3.3 接种量对冠瘿组织生长及多糖含量的影响 接种量

456789K1K2K3R

A111222333

 正交设计及其实验结果B123123123

C123231312

生长量多糖含量

/(g,DW/flask)/%

0.4780.5270.4620.5380.3930.4920.3260.4250.514

6.737.527.828.677.138.026.366.918.38

对冠瘿组织生长及多糖累积的影响情况见图2。由图2可知:接种量对冠瘿组织的生长有较大的影响。接种量低时,生长较慢或不生长;接种量过大则对数

生长期缩短,培养物生长速率降低而且较早停止生长。但接种量对多糖的累积没有明显的影响。最佳接种量为5~6g(FW/flask),此接种量对西洋参冠瘿组织生长较为有利

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24.0722.7622.6623.8221.8625.5721.6524.2221.312.42

2.36B3

4.26C2

2+

最优水平A1

  由表3可知:Ca源对多糖产量影响最显著,P源和N源对多糖产量的影响相似。最优组合为

A1B3C2。

[1]王艳宏,刘中申,关枫,等.西洋参及其制剂的免疫调节

作用研究[J].中医药学刊,2004,22(3):566-567.

3.4 pH值对西洋参冠瘿组织生长及多糖含量的影响 

[2]王红梅,马玲.西洋参的免疫调节作用研究进展[J].

中国食品卫生杂志,2002,14(5):43-45.

[3]李岩,曲绍春,孙文绢,等.不同浓度醇沉西洋参根粗多

糖升白作用的对比研究[J].长春中医学院学报,1996,12(6):57.

[4]李岩,马秀俐,曲绍春,等.西洋参根粗多糖对免疫功能

低下小鼠免疫功能的影响[J].白求恩医科大学学报,1996,22(2):137-139.

[5]XieJT,WuJA,MehendaleS,etal.Anti-hyperglycemic

effectofthepolysaccharidesfractionfromAmericangin-engbernob/oice[]Phytomedin,

pH值对冠瘿组织生长及多糖累积的影响见图3。不同的pH环境影响质膜的渗透性及细胞对营养物

质的吸收程度。pH值为5.4时,西洋参冠瘿组织生长状态良好,组织生长量最高;而在pH5.6时,西洋参冠瘿组织在无激素的MS培养基中糖含量最高,故选择5.6为最佳pH值。3.5 N、P、Ca元素的影响 正交设计法考察培养基中无机元素对冠瘿组织生长和多糖含量的影

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响2+

·1342·

2004,11:182-187.

JournalofChineseMedicinalMaterials  第32卷第9期2009年9月

养及人参总皂苷含量[J].中药材,2005,28(3):165-167.

[10]MichelDG,GillesKA,HamiltonJK,etal.Colorimetic

methodfordeterminationofsugarsandrelatedsubstances[J].Anal.Chem.1956,28:350-356.

[11]陈军辉,谢明勇,聂少平,等.西洋参多糖的定量测定

[J].食品与生物技术学报,2005,24(5):72-76.[12]于荣敏,赵昱主编.现代生物技术方法在中药现代化

中的应用[J].北京:中国医药科技出版社,2005:194.[13]张美萍,王义,孙春玉,等.培养方式对西洋参培养物

生长和有效成分的影响[J].中药材,2003,26(6):394-396.

[6]YuRM,JinQX,SunH,etal.Thegrowthcharacteris-ticsandginsenosidesisolationofsuspension-culturedcrowngallofPanaxquinquefolium(inEnglish)[J].生物工程学报,2005,21(5):754-758.

[7]于荣敏,宋永波,张辉,等.西洋参冠瘿组织培养及其人

参皂苷Re和人参皂苷Rg1的产生[J].生物工程学报,2003,19(3):272-275.

[8]于荣敏,宋永波,李铣,等.西洋参冠瘿组织培养培养条

件对其人参皂苷Rb1含量的影响[J].药物生物技术,2002,9(4):216-219.

[9]宋永波,徐珍霞,金钱星,等.西洋参转基因冠瘿组织培

滇重楼根茎腐烂的调查及其主要害虫研究

杨永红

1,2

,严 君,刘君英,王明辉,韦建荣,周朝训,陈士林

112223

(1.云南农业大学植物保护学院,教育部农业生物多样性和病虫害防治重点实验室/云南省植物病理重点实验室,云南昆明650201;2.云南白药集团股份有限公司,云南昆明650118;3.中国医学科学院药用植物研究所,北京100193)

  摘要 目的:调查滇重楼(Parispolyphylla)根茎病害发生情况,从腐烂的滇重楼根茎中分离、鉴定害虫,为在人工繁殖过程中出现的根茎腐烂问题和病虫害的防治提供一定的依据和措施。方法:利用植病研究法及昆虫学研究法,研究滇重楼根茎中的主要害虫及其造成的危害。结果:得到似小杆线虫(Rhabditissp.)、类符虫兆(FolsominaonychiurinaDenis)、罗宾根螨(RhizoglyphusrobiniClaparede)、吸螨(BdellaLatreille)和卡氏白线蚓(Fridericiacar-michaeliStephenson)及土壤昆虫幼虫等。结论:上述害虫为首次从滇重楼病害根茎中分离、鉴定并报道。

关键词 滇重楼;根茎;腐烂;害虫

中图分类号:R282.2  文献标识码:A  文章编号:1001-4454(2009)09-1342-05

  滇重楼[ParispolyphyllaSmithvar.yunnansensis(Franch.)Hand.-Mazz.]又称七叶一枝花、云南重楼、灯台七、铁灯台、蚤休等,是延龄草科重楼属植〔1〕

物。主要分布于云南、贵州和四川,生长在海拔1400~3100m的常绿阔叶林、云南松林、竹林、灌丛或草坡中。根茎入药,有清热解毒、消肿止痛、凉肝定惊之功效,用于疔肿痈肿、咽喉肿痛、毒蛇咬伤、跌打伤痛、惊风抽搐等症。重楼作为中药材,在我国有着悠久的药用历史,是一些中成药和新药的主要原料之一

〔3〕

〔2〕

材内在质量和产量的关键因素之一。近年来对重楼的研究主要集中在种子繁殖、组织培养、切块繁殖等

〔4-11〕

方面。本研究对滇重楼主要害虫进行研究,为在人工繁殖过程中出现的根茎腐烂问题和病虫害的防治提供一定的依据和措施。

1 方法

〔12〕

1.1 滇重楼根茎病害发生情况调查

1.1.1 调查样本计算指数:发病率:有病样本占调查总样本数的比率。

发病样

发病率(×100%

调查样本数

近年来由于对滇重楼需求量逐年增加,但滇重楼自然生长速度缓慢,长年的乱采滥挖使野生资源遭到严重破坏,所以必须对滇重楼进行人工栽培。对滇重楼进行了田间调查发现,滇重楼的根腐病发病率一般为50%,严重可达87.7%,成为制约该药

  病情指数又称感染指数,是单位面积上一种病

害发生的普遍程度和严重程度的综合指标。常用作病害的危害程度,药剂的防效及品种抗病性能评价标准,其计算公式如下。

收稿日期:2009-02-03作者简介:杨永红(1965-),女,教授,博士生导师,博士后,主要从事中药资源及其病虫害防治研究;Tel:13700656671,E-mail:yyh831994@y

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