药用植物印度香须树愈伤组织诱导及细胞悬浮体系优化以提高羽扇豆醇产量

【字体: 时间:2025年05月15日 来源:Plant Cell, Tissue and Organ Culture (PCTOC) 2.3

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  印度香须树因需求增加濒临灭绝,为获取其药用次生代谢物,研究人员优化其叶片外植体的固体及液体培养体系。发现半强度 MS 培养基加 32.2 μM NAA、5% 蔗糖和黑暗条件下,愈伤组织生长及羽扇豆醇(5.68 mg g-1 DW)产量最佳,为商业化生产提供新路径。

  
印度香须树(Hemidesmus indicus (L.) R.Br.)是具有重要民族药理学价值的药用植物,含有珍贵生物活性化合物和工业重要次生代谢物,在治疗癌症、呼吸系统疾病、肝脏疾病、糖尿病和神经系统疾病等多种病症中具有广阔前景。然而,对该植物及其代谢物的需求不断上升已使其被列为濒危物种。因此,为满足对次生代谢物的需求,离体培养系统(尤其是细胞悬浮系统)被视为一种替代策略。本研究尝试利用叶片外植体建立印度香须树的细胞悬浮培养体系,对固体培养系统中的生长素(NAA、IAA 和 2,4-D)、光周期(16 小时光照 / 8 小时黑暗或完全黑暗)、培养基浓度(1x、?x、?x 和 ?x)、碳源(葡萄糖、蔗糖和果糖)以及液体培养基中的生长素(NAA、IAA 和 2,4-D)、培养基浓度(1x、?x、?x 和 ?x)和碳源(葡萄糖、蔗糖和果糖)进行了优化。在固体培养基中,叶片外植体在添加 32.2 μM NAA 和 5% 蔗糖的 ? MS 培养基中、黑暗条件下培养时表现出最佳效果,且叶片外植体比节间具有更好的再生潜力。而在液体系统中,当易碎愈伤组织悬浮于含有 32.2 μM NAA 和 5% 蔗糖的 ? 强度 MS 培养基中并在完全黑暗条件下培养时,生物量显著增加(19.2 g?flask-1),生长动力学分析显示在第 25 天生物量达到最大值。此外,5% 蔗糖处理显示出更高水平的酚类、黄酮类和萜类物质,这与 DPPH 和 FRAP assays 中抗氧化活性的增强相关。高效液相色谱(HPLC)分析表明,5% 蔗糖使印度香须树细胞悬浮培养物中的羽扇豆醇含量提高至 5.68 mg?g-1干重(DW),与对照(1.1 mg?g-1 DW)相比提高了 5.2 倍。据我们所知,这是首次探索从印度香须树细胞悬浮培养物中生产羽扇豆醇的研究,标志着通过细胞培养系统实现商业化规模提高羽扇豆醇产量的重大进展。

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