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《天津大学》 2012年
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人参、西洋参和甘草组织培养研究

王娟  
【摘要】:人参(Panax ginseng C. A. Meyer)、西洋参(Panax quinquefolium L.)和甘草(Glycyrrhiza uralensis Fisch.)属于大宗类药材,应用十分广泛。本文建立了人参不定根、西洋参细胞和甘草细胞培养体系,并进行了反应器培养研究。 本文以5年生人参根为外植体诱导出愈伤组织,在附加IBA5mg·L_(-1)的MS培养基中,由愈伤组织诱导得到人参不定根。采用5L近球型鼓泡式反应器培养人参不定根40天后,生长速率达到50倍。总皂苷含量在培养第30天达到最大值。利用LC-MS鉴定了人参不定根中8种人参皂苷单体(Rg1、Re、Ro、Malonyl-Rb1、Rb1、Rc、Rb2和Rd);人参不定根培养体系生长速度较快,皂苷合成能力也有明显优势。利用诱导子10mg/L MJ培养人参不定根24h后,人参皂苷含量显著提高,其中以二醇型皂苷尤为显著,这一结果与SE, DS, P450基因表达密切相关。抗氧化活性研究表明:人参不定根中皂苷和多糖的DPPH抑制率均高于栽培人参。不定根中皂苷含量为60mg·L_(-1)时,DPPH抑制率为96.03%。 以5年生栽培西洋参为外植体诱导出愈伤组织,将愈伤组织加入到附加2mg·L_(-1)2,4-D1,0.25mg·L-KT的MS培养基中诱导得到悬浮细胞。5L反应器培养中,西洋参细胞的生长和活性成分含量基本在第21天达到最大值,这一过程与营养成分消耗相关。添加混合诱导子后(100mg·L_(-1)LH和2mg·L_(-1)MJ),细胞的生物量和多糖含量没有显著变化,而皂苷含量要高于添加单一诱导子的处理组。第16天补加30g·L_(-1)蔗糖后,细胞干重生长率以及多糖含量均高于对照组,多糖产率在第21天达到最大值(1.608g/L),为对照组的1.96倍。西洋参两步培养法获得了较高的皂苷产率(31.52mg·L_(-1))和多糖产率(1.72g·L_(-1)),分别是对照组的4.34倍和2.1倍。西洋参细胞中鉴定出了4种成分,分别为Rg1、Re、Rf和Rb1。较高的多糖含量是西洋参悬浮细胞的显著优势,但皂苷含量较低。抗氧化活性研究表明:西洋参细胞中皂苷的DPPH抑制率(55.72%)高于栽培西洋参,栽培西洋参和细胞中多糖的DPPH抑制率均较低。 以甘草下胚轴为外植体诱导出愈伤组织,将愈伤组织加入到附加1.0mg·L_(-1)2,4-D,1.0mg·L_(-1)NAA,0.2mg·L_(-1)6-BA的MS培养基中诱导得到悬浮细胞。采用5L近球型鼓泡式反应器培养甘草细胞20天后,干重生长率达到最大值。三萜皂苷和黄酮分别在培养第10天和15天达到最大值。采用10L近球型鼓泡反应器培养18天后,甘草悬浮细胞生长率为10.86倍。甘草细胞中鉴定出了5种成分,分别为甘草苷、甘草皂苷B、甘草皂苷J_2、甘草酸和甘草皂苷B_2;甘草细胞中三萜类成分较少且甘草酸含量较低,甘草黄酮的成分和含量与栽培甘草接近。甘草细胞中多糖含量为11.7%,高于栽培甘草。抗氧化活性研究表明:当黄酮浓度为500mg·L_(-1)时,栽培甘草和甘草细胞的DPPH抑制率分别为93.98%和100%。两种材料中甘草多糖的DPPH抑制率则较低。 以上研究为工业化生产人参、西洋参和甘草的活性成分奠定了基础。
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:S567.5;S567.71

【参考文献】
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