不同LED光质对洋甘菊细胞培养物生物量积累与次生代谢物产生的影响

《BMC Plant Biology》：Study of different LED light impacts on growth mechanisms and secondary metabolites production in cell cultures of Matricaria chamomilla L. through analysis of H2O2 level, antioxidative responses, and cell ultrastructure

光在植物生长、发育以及次生代谢物生物合成中起着至关重要的作用。由于其成本效益和光谱特异性，发光二极管（LED）被广泛应用于可控农业系统，包括温室、体外培养以及植物组织和细胞培养系统。本研究调查了不同LED光谱对洋甘菊（*Matricaria chamomilla* L.）细胞培养物生理和生化反应的影响，特别关注生物量积累和次生代谢物产生。由洋甘菊下胚轴外植体诱导的愈伤组织被转移到Murashige和Skoog（MS）液体培养基中，随后将所得细胞培养物培养在MS固体培养基上。培养一周后，将细胞暴露于不同的LED光处理（白光、蓝光、红光、红蓝光）以及黑暗作为对照。分别在处理一、二和三周后采集样品。结果表明，与其他光处理相比，红蓝光促进了最高的生物量积累，其次是蓝光。在处理三周后，蓝光下观察到过氧化物酶（POX）和超氧化物歧化酶（SOD）的最大活性，而过氧化氢酶（CAT）的最高活性分别在红光、白光和蓝光下观察到。有趣的是，在各个生长阶段，最低和最高的过氧化氢（H?O?）和丙二醛（MDA）含量分别是在红蓝光和蓝光下测得的。蓝光下增强的氧化应激通过显微镜观察得到了进一步证实。在为期三周的培养期间，所有光处理都诱导了酚类和类黄酮代谢物的生物合成以及苯丙氨酸解氨酶（PAL）的活性，其中蓝光下的水平最高。总体而言，这些发现表明，蓝光在提高生物活性次生代谢物产生方面具有更大潜力，而红蓝光更有利于洋甘菊细胞培养物中的生物量积累。