氧化铜和氧化锌纳米颗粒在白背叶天竺葵组织培养中诱导生物量及植物化学物质的产生：一种可持续的生物技术方法

《In Vitro Cellular & Developmental Biology - Plant》：Copper oxide and zinc oxide nanoparticle-mediated elicitation of biomass and phytochemicals in Eclipta alba (L.) Hassk. tissue cultures: a sustainable biotechnological approach

　　

摘要

Eclipta alba (L.) Hassk.是一种具有药用价值的植物，因其含有多种具有药理活性的次生代谢物而备受关注，尤其是wedelolactone、黄酮类化合物以及酚酸类物质。本研究探讨了在不同浓度（0.0、2.0、4.0、6.0、8.0、10.0和12.0 mg L?1）下，生物合成的氧化铜（CuO）和氧化锌（ZnO）纳米颗粒对E. alba离体培养物的影响。两种纳米颗粒在所有检测指标上均表现出浓度依赖性的双相反应，当浓度为8 mg L?1时，其刺激效果最佳。在此浓度下，CuO纳米颗粒可使植物的鲜重增加4.1倍，干重增加5.9倍，总酚含量增加7.4倍，总黄酮含量增加2.3倍，总抗氧化能力增加4.5倍，总还原力增加6.1倍，总蛋白质含量增加2.8倍；而ZnO纳米颗粒则使鲜重增加3.9倍，干重增加5.3倍，总酚含量增加7.7倍，总黄酮含量增加2.6倍，总抗氧化能力增加4.6倍，总还原力增加6.4倍，总蛋白质含量增加2.1倍。在10 mg L?1浓度时，这两种纳米颗粒的DPPH自由基清除率分别达到最高值，为96.85%和94.61%。当浓度超过10 mg L?1时，所有指标均出现显著下降，表明存在植物毒性。这些研究结果表明，生物合成的CuO和ZnO纳米颗粒可通过诱导可控的氧化应激，作为有效的非生物诱导因子，促进E. alba组织培养物中次生代谢物的生成。本研究为通过生物技术手段提高E. alba培养物中具有药用价值的植物化学物质的产量提供了一种前景广阔且可规模化的方法。未来还需要进一步研究以阐明纳米颗粒与植物相互作用的分子机制，并评估纳米颗粒应用可能带来的环境和健康影响。