关于水培营养液对Picrorhiza kurroa Royle ex Benth的形态生理、鸢尾素糖苷积累及基因表达调控的影响的深入研究

《Plant Biotechnology Reports》：Insight into hydroponic nutrient solution mediated morpho-physiological, iridoid glycosides accumulation and gene expression modulations in Picrorhiza kurroa Royle ex Benth

Picrorhiza kurroa 水培法显著提升植株形态、代谢物（Picroside-I/II）积累及基因表达关联性，为商业开发提供新途径。

　　

摘要

Picrorhiza kurroa 由于含有多种次级代谢产物（尤其是 Picroside-I 和 Picroside-II），因此具有多样的药理活性。传统的栽培方法，包括组织培养和露天种植，面临成本高昂、环境限制以及栽培周期较长等挑战。因此，研究人员对在体外培养、分别经过 3 个月和 6 个月水培的 P. kurroa 植物进行了形态生理特征、次级代谢产物积累及基因表达的评估。结果表明，6 个月生长的植物在形态上表现最佳，其茎长为 17.4 厘米，叶片数量为 18.1 片，根毛长度为 14.4 厘米。虽然 3 个月水培的植物叶片生物量最高（鲜重 1.13 克，干重 0.11 克），但 6 个月水培的植物根系生物量最大（鲜重 0.42 克，干重 0.03 克）。6 个月生长的植物叶绿素荧光参数和总光合色素含量也更高。植物激素分析显示，叶片和根部的 ABA、GA₃ 和 IAA 水平较高，根部还含有较高的 JA 水平。UPLC 定量分析发现，3 个月水培叶片组织中含有 1.08% 的 PI，而 6 个月水培根组织中积累了 2.16% 的 PII，这表明随着时间的推移，代谢产物的生成量有所增加。比较基因表达谱分析表明，相关通路基因与代谢产物水平之间存在正相关关系。总体而言，水培栽培显著改善了 P. kurroa 的形态、生长情况以及次级代谢产物的生成，使其成为商业草药制剂开发的可行方法。