利用诱导子技术优化竹叶花椒(Zanthoxylum armatum DC.)离体芽培养中次生代谢物生物合成的研究

本研究针对竹叶花椒(Zanthoxylum armatum)次生代谢物产量优化问题，通过体外培养技术探究五种诱导子(Proline、SA、NaCl、蔗糖及pH)对其芽生长及代谢产物合成的影响。结果表明40 g/L蔗糖处理获得最佳生长指标(芽长6.91±0.50 cm，叶片数14.56±1.69)，并通过GC-MS/HPLC分析发现诱导处理显著提升酚类、黄酮类化合物含量及抗氧化活性(DPPH、FRAP assay)，同时诱导出野生植株未检出的新化合物如γ-谷甾醇等，为药用植物次生代谢工程提供重要策略。

　　

本研究通过体外芽培养技术探究五种诱导子——脯氨酸(Proline，50/100/200 mg/L)、水杨酸(Salicylic acid, SA，50/100/200 mg/L)、氯化钠(NaCl，50/100/200 mg/L)、蔗糖(Sucrose，0/20/40/60 g/L)和pH值(4.0/8.0)——对"喜马拉雅牙痛树"竹叶花椒(Zanthoxylum armatum DC.)芽生长和次生代谢物合成的调控作用。采用添加40 g/L蔗糖的MS培养基获得最优生长效果，平均芽长达6.91±0.50 cm，叶片数14.56±1.69，培养时间仅需6.85±0.58天；而100 mg/L水杨酸处理组生长表现最差。通过2,2-二苯基-1-苦基肼(DPPH)测定、铁离子还原抗氧化能力(FRAP)和金属螯合实验等分析显示，诱导处理显著提升总酚类、黄酮类和单宁含量及抗氧化活性。气相色谱-质谱联用(GC-MS)和高效液相色谱(HPLC)分析进一步揭示：诱导处理不仅促进次生代谢物积累，更引发野生植株甲醇提取物中未检出的新化合物合成，包括2-(1-羟基-1-甲基乙基)-2,3-二氢呋喃[3,2-G]色烯-7-酮、1-十八碳烯、9,12-十八碳二烯酸(Z,Z)、γ-谷甾醇(Gamma-sitosterol)等。值得注意的是，经诱导处理的微芽中特定化合物含量显著提升：P1处理组四十四烷(Tetratetracontane)增加2倍，S1处理组植醇(Phytol)提升1倍，S2处理组法氏素(Fargesin)提高5倍，SU处理组芝麻素((+)-Sesamin)增长约4倍。本研究证实诱导子技术能有效增强竹叶花椒高价值次生代谢物的生物合成，该策略对其他药用植物开发具有重要参考价值。