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本实验室以秋水仙碱处理药用植物长春花(Catharanthus roseus)的愈伤组织得到了突变愈伤组织。突变愈伤组织从表观特征、染色体数目、显微结构、生物产量、药用成分含量等方面都有别于普通愈伤组织。它的生长速率和药用成分含量明显高于普通愈伤组织,并且通过RP-HPLC分析,还含有普通愈伤组织没有的未知成分。所以,长春花突变愈伤组织可能成为更适用于工业化生产长春花药用成分的理想材料。
本文以突变愈伤组织为实验材料,采用RP-HPLC测定法,围绕提高长春质碱和阿玛碱含量,重点开展了突变愈伤组织的培养条件优化、吲哚生物碱的增产处理、未知成分的鉴定和突变愈伤组织植株再生等方面的研究。
培养条件的优化研究发现:光培养既有利于突变愈伤组织生长又有利于长春质碱、阿玛碱的积累;pH6.5的培养基最适于突变愈伤组织的生长和长春质碱、阿玛碱的积累;综合生物产量和吲哚总碱含量两方面考虑,蔗糖较葡萄糖更适合作为碳源,且40 g·L-1蔗糖处理的突变愈伤组织中长春质碱达到65.53μg·g-1FW,是对照的6倍多;随继代次数的增加,吲哚生物碱呈现出先上升后下降的变化趋势。
植物生长物质2,4-D的存在对于突变愈伤组织的生长和吲哚生物碱的积累有一定的抑制作用;KT对突变愈伤组织生长和药用成分积累的作用优于6-BA;ABA抑制了突变愈伤组织的生长,但有利于吲哚总碱包括阿玛碱和长春质碱的积累;乙烯利对生物产量和吲哚生物碱的积累都有促进作用。
吲哚生物碱合成的前体物质色氨酸、钙和锌离子、有机化合物NAE12和NAE18对吲哚生物碱积累均有不同程度的正向调节作用。其中1mg·L-1的NAE18对吲哚生物碱的积累有明显的促进作用,长春质碱的含量是对照的7倍。
利用RP-HPLC分离纯化了未知成分,通过HPLC-MS分析检测未知成分的分子量是239,并通过二级碎片分析,含有一个分子量为161的基团,由于抗癌药物的前体之一文多灵中也含有一个分子量为161的基团,推断未知成分可能与文多灵有一定的关系。具体的结构有待进一步证明。
通过改变激素水平对长春花突变愈伤组织进行植株再生实验,得到了绿色带有突起的突变愈伤组织,为获得四倍体再生植株奠定了一定的实验基础。