黄芩愈伤组织培养及其次级代谢物合成调控的研究

黄芩（Scutellaria baicalensis Georgi）为唇形科多年生草本植物,其根性寒味苦、具有清热燥湿、泻火解毒、止血、安胎等功效。随着对黄芩药用功能的深入研究,其市场需求量大幅增长,但黄芩的野生资源经过长期的掠夺性开发,大部分地区已濒临灭绝。而黄芩人工栽培存在生活周期长、存活率低、农药残留超标和有效成分较低等弊端。因此,利用植物组织培养技术进行黄芩有效成分的生产成为解决目前供需矛盾的有效途径之一。 本课题拟从生物学的角度出发,利用多学科手段,对黄芩愈伤组织中黄芩苷生物合成、积累规律及其影响因素进行系统研究,目的在于一方面研究工业化生产黄芩的可能性,另一方面为田间种植中提高黄芩植物体内黄芩苷含量措施的制定提供理论依据,并将实验室得到的重要结论应用到在黄芩的野外种植上,优化黄芩的种植模式。 本论文根据中药现代化的要求,利用组织培养技术结合现代分析测试手段,系统研究了碳源、激素、氮源、磷酸盐、有机添加物以及添加不同种类和不同浓度的前体化合物及其它诱导子,并采用分光光度法与高效液相色谱法等现代分析测试手段考察黄芩愈伤组织中有效成分含量的变化,并根据黄芩愈伤组织的生物量及其总黄酮、黄芩苷的含量,确定了黄芩愈伤组织生长和进行其有效成分生物合成的最佳条件,为大田栽培和工业化生产黄芩提供了科学依据。 结果表明:黄芩愈伤组织的生长和黄芩苷的积累并不同步,而是先合成后生长。蔗糖对黄芩苷的合成具有明显的调节作用,在蔗糖浓度小于3%时,能有效促进愈伤组织的生长,但对并不能刺激黄芩苷的合成;当蔗糖浓度在3%～8%时,愈伤组织表现出明显的生长和次生代谢功能,其生长量和黄芩苷积累量明显增加;当蔗糖浓度在8%时,二者均达到最大值;当蔗糖浓度达到10%,二者同时受抑。 在暗培养条件下,黄芩愈伤组织生长、总黄酮和黄芩苷积累的最佳培养条件为:在基本培养基MS中氮源浓度为60mmol·L-1(NH4-:NO3-为1:1),KH2PO4浓度1.5mmol·L-1,附加80g·L-1蔗糖,0.3mg·L-1IAA,2mg·L-16-BA和200mg·L-1蛋白胨,温度:（25±1）℃。培养40d后收获