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微量元素对大花金挖耳悬浮细胞生长与黄酮含量的影响及其化感作用

李玉平 李惟雄

李玉平, 李惟雄. 微量元素对大花金挖耳悬浮细胞生长与黄酮含量的影响及其化感作用[J]. 福建农业学报, 2019, 34(1): 1-8. doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2019.01.001
引用本文: 李玉平, 李惟雄. 微量元素对大花金挖耳悬浮细胞生长与黄酮含量的影响及其化感作用[J]. 福建农业学报, 2019, 34(1): 1-8. doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2019.01.001
LI Yu-ping, LI Wei-xiong. Effects of Trace Elements in Culture Medium on Growth, Flavonoids Content and Intracellular Metabolite Allelopathy of Carpesium macrocephalum[J]. Fujian Journal of Agricultural Sciences, 2019, 34(1): 1-8. doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2019.01.001
Citation: LI Yu-ping, LI Wei-xiong. Effects of Trace Elements in Culture Medium on Growth, Flavonoids Content and Intracellular Metabolite Allelopathy of Carpesium macrocephalum[J]. Fujian Journal of Agricultural Sciences, 2019, 34(1): 1-8. doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2019.01.001

微量元素对大花金挖耳悬浮细胞生长与黄酮含量的影响及其化感作用

doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2019.01.001
基金项目: 

国家公益性行业(农业)科研专项 200903052

国家重点研发计划项目 2016YFC0402904

详细信息
    作者简介:

    李玉平(1970-), 男, 博士, 副教授, 研究方向:植物资源保护与利用(E-mail:liyuping1970@nwsuaf.edu.cn)

  • 中图分类号: Q813.1

Effects of Trace Elements in Culture Medium on Growth, Flavonoids Content and Intracellular Metabolite Allelopathy of Carpesium macrocephalum

  • 摘要:   目的  筛选微量元素对大花金挖耳细胞培养胞内活性物质的浓度条件,为大花金挖耳大规模细胞培养活性物质开发利用提供依据。  方法  以大花金挖耳悬浮培养细胞为材料,研究Zn2+、Mn2+、Co2+、Cu2+、Fe2+、I-、BO33-、MoO42-等8种微量元素对大花金挖耳悬浮培养细胞生长和黄酮类化合物累积的影响;并采用微量活性测定法测定细胞培养物的化感潜力。继代培养基为NT+1.0 mg·L-1 NAA+0.2 mg·L-1 BA。  结果  随培养基中Zn2+、Co2+、MoO42-、Cu2+、BO33-等各处理微量元素浓度增加,大花金挖耳悬浮培养细胞生长量和黄酮含量呈先增后降趋势。MoO42-、Zn2+浓度为3.0 μmol·L-1、0.06 mmol·L-1时,黄酮含量分别高达1.53%、1.46%,是对照的1.25、1.20倍;Cu2+、BO33-、Co2+浓度分别为0.4 μmol·L-1、0.4 mmol·L-1、0.2 μmol·L-1时,黄酮含量均高达1.35%,是对照的1.11倍;Mn2+浓度0.1~0.8 mmol·L-1时,黄酮含量逐渐降低,从1.22%下降到0.43%;I-浓度在5~20 μmol·L-1范围内时,黄酮含量变化不大;0.1 mmol·L-1 Fe2+浓度最适于细胞生长和黄酮合成;试验中,添加Zn2+、Mn2+、Co2+、Cu2+、Fe2+、I-、BO33-、MoO42-等8种微量元素可分别使细胞总黄酮产量达到382.00、291.28、327.34、337.82、288.89、293.90、333.76、379.00 mg·L-1,微量元素提高细胞总黄酮产量大小顺序依次是:Zn2+ > MoO42- > Cu2+ > BO33- > Co2+ > I- > Mn2+ > Fe2+。大花金挖耳悬浮培养细胞的粗提物对供试的苘麻Abutilon theophrasti、鬼针草Bidens pilosa、黄瓜Cucumis sativus和黄豆Glycine max等4种植物幼苗根生长均具有抑制作用,毒力依次为19.86、14.69、19.03、59.07 mg·L-1  结论  在培养基中适量添加微量元素有利于大花金挖耳细胞的生长和黄酮的生物合成,但过高浓度的微量元素会导致黄酮生物合成能力下降;大花金挖耳悬浮细胞的胞内代谢产物对4种受体植物具有不同程度的化感作用。
  • 图  1  锌离子对悬浮培养细胞生长和黄酮含量的影响

    注:图中不同字母表示不同处理在0.05水平存在显著差异(P < 0.05),下同。

    Figure  1.  Effects of Zn2+ concentration on cell growth and flavonoids content in suspension culture

    Note:Different lowercase letters on columns indicate significant difference between treatments at P < 0.05.The same as following charts.

    图  2  锰离子对悬浮培养细胞生长和黄酮含量的影响

    Figure  2.  Effects of Mn2+ concentration on cell growth and flavonoids content in suspension culture

    图  3  钴离子对悬浮培养细胞生长和黄酮含量的影响

    Figure  3.  Effects of Go2+ concentration on cell growth and flavonoids content in suspension culture

    图  4  铜离子对悬浮培养细胞生长和黄酮含量的影响

    Figure  4.  Effects of Cu2+ concentration on cell growth and flavonoids content in suspension culture

    图  5  铁离子对悬浮培养细胞生长和黄酮含量的影响

    Figure  5.  Effects of Fe2+ concentration on cell growth and flavonoids content in suspension culture

    图  6  碘离子对悬浮培养细胞生长和黄酮含量的影响

    Figure  6.  Effects of I- concentration on cell growth and flavonoids content in suspension culture

    图  7  硼离子对悬浮培养细胞生长和黄酮含量的影响

    Figure  7.  Effects of BO33- concentration on cell growth and flavonoids content in suspension culture

    图  8  钼离子对悬浮培养细胞生长和黄酮含量的影响

    Figure  8.  Effects of MoO42- concentration on cell growth and flavonoids content in suspension culture

    表  1  大花金挖耳培养细胞的粗提物对4种供试植物幼苗根生长的毒力(2 d)

    Table  1.   Virulence of crude extracts from C. macrocephalum culture on root growth of plant seedlings(2 d)

    供试种子
    Tested seeds
    毒力回归线
    Regression equation
    有效中浓度/(mg·mL-1)
    EC50(95%CL)
    相关系数
    R
    苘麻(根)Root of A.theohprasti Y=-2.3061+5.6291 X 19.8571(10.0363~39.2878) 0.9971
    鬼针草(根)Root of B.bipinnata Y=3.3295+1.4313 X 14.6940(9.3904~22.9931) 0.9640
    黄瓜(根)Root of C.sativus Y=3.6709+1.0389 X 19.0260(12.2396~29.5752) 0.9522
    黄豆(根)Root of G.max Y=3.7408+0.7109 X 59.0704(49.8513~69.9943) 0.9914
    注:Y表示生长抑制率的几率值;X表示粗提物质量浓度的对数值。
    Note:Y is probability of growth inhibition rate and X logarithmic mass concentration of crude extracts.
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  • [1] 中国科学院中国植物志编委会.中国植物志[M], 北京:科学出版社, 1989:295-296.

    CHINESE ACADEMY OF SCIENCER CHINESE FLORA WRITERS.Flora of China[M]. Beijing:Sciene Press, 1989:295-296.(in Chinese)
    [2] KIM M R, LEE S K, KIM C S, et al.Phytochemical constituents of Carpesium macrocephalum[J]. Arch Pharm Res, 2004, 27(10):1029-1033. doi: 10.1007/BF02975426
    [3] YANG C, SHI Y P, JIA Z J.Sesquiterpene lactone glycosides, eudesmanolides and other constituents from Carpesium macrocephalum[J]. Planta Med, 2002, 68: 626-630. doi: 10.1055/s-2002-32899
    [4] 王俊儒, 胡志彬, 冯俊涛, 等.大花金挖耳不同部位挥发油化学成分比较分析[J].西北植物学报, 2008, 28(6):1239-1245. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/xbzwxb200806028

    WANG J R, HU Z B, FENG J T, et al.Chemical constituents of essential oil from different parts of Carpesium macrocephalum[J]. Acta Botanica Boreali-Occidentalia Sinica, 2008, 28(6):1239-1245.(in Chinese) http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/xbzwxb200806028
    [5] 谢宗万, 余友芩.全国中草药名鉴[M].北京:人民卫生出版社, 1996:756.

    XIE Z W, YU Y Q.Appraisal of Traditional Chinese Medical Herbs in China[M]. Beijing:People's Medical Publishing House, 1996:756.(in Chinese)
    [6] 李玉平, 慕小倩, 冯俊涛, 等.几种菊科植物杀菌活性的初步研究[J].西北农林科技大学学报(自然科学版), 2002, 30(1): 68-72. doi: 10.3321/j.issn:1671-9387.2002.01.016

    LI Y P, MU X Q, FENG J T, et al.Primary study on the fungicidal activity of compositae plants[J]. Journal of Northwest A & F University (Natural Science Edition), 2002, 30(1): 68-72.(in Chinese) doi: 10.3321/j.issn:1671-9387.2002.01.016
    [7] 郝双红, 祝木金, 冯俊涛, 等.35种菊科植物除草活性初步测定[J].西北农林科技大学学报(自然科学版), 2005, 32(5):22-26. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/xbnydxxb200405006

    HAO S H, ZHU M J, FENG J T, et al.Preliminary study on the herbicidal activity of composite plants[J]. Journal of Northwest A & F University (Natural Science Edition), 2005, 32(5):22-26.(in Chinese) http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/xbnydxxb200405006
    [8] 张宏利, 冯俊涛, 陈安良, 等.秦岭山区204种植物对粘虫生物活性测定[J].西北林学院学报, 2004, 19(3):92-94. doi: 10.3969/j.issn.1001-7461.2004.03.027

    ZHANG H L, FENG J T, CHEN A L, et al.Insecticidal activity of 204 plants to mythimna separata in the Qinling Mountains[J]. Journal of Northwest Forestry University, 2004, 19(3):92-94.(in Chinese) doi: 10.3969/j.issn.1001-7461.2004.03.027
    [9] ZHANG J P, WANG G W, TIAN X H.et al.The genus Carpesium: A review of its ethnopharmacology, phytochemistry and pharmacology[J]. Journal of Ethnopharmacology, 2015, 163:173-191. doi: 10.1016/j.jep.2015.01.027
    [10] 刘晓明, 冯俊涛, 易晓华, 等.大花金挖耳内生真菌H-18菌株的鉴定及其抑菌活性研究[J].西北植物学报, 2008, 28(7):1371-1376. doi: 10.3321/j.issn:1000-4025.2008.07.015

    LIU X M, FENG J T, YI X H, et al.Identification and antifungal activity of the endophytic fungus strain H-18 from Carpesium macrocephalum[J]. Acta Botanica Boreali-Occidentalia Sinica, 2008, 28(7):1371-1376.(in Chinese) doi: 10.3321/j.issn:1000-4025.2008.07.015
    [11] 万明香, 何顺志, 王悦芸, 等.天名精属药用植物的研究现状[J].贵阳中医学院学报, 2009, 31(6):76-78. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/gyzyxyxb200906046

    WAN M X, HE S Z, WANG Y Y, et al.Current research status of medicinal plants of Carpesium[J]. Journal of Guiyang College of Traditional Chinese Medicin, 2009, 31(6):76-78.(in Chinese) http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/gyzyxyxb200906046
    [12] 李玉平, 龚宁, 王永宏, 等.大花金挖耳细胞悬浮系的建立及黄酮类化合物的产生[J].食品科学, 2010, 31(11):239-243. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/spkx201021054

    LI Y P, GONG N, WANG Y H, et al.Optimization of cell suspension culture of Carpesium macrocephalum for flavonoid production[J]. Food science, 2010, 31(21):239-243.(in Chinese) http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/spkx201021054
    [13] 李琰, 冯俊涛, 王永宏, 等.培养基及培养条件对雷公藤愈伤组织生长和次生代谢产物含量的影响[J].林业科学, 2010, 46(5):65-69. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/lykx201005011

    LI Y, FENG J T, WANG Y H, et al.Effects of basic media and culture conditions on callus growth and secondary metabolite content of Tripterygium wilfordii[J]. Scientia Silvae Sinicae, 2010, 46(5):65-69.(in Chinese) http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/lykx201005011
    [14] 姜玲, 章文才, 魏泽兰.微量元素对银杏愈伤组织细胞生长和黄酮醇糖苷含量的影响[J].湖北农业科学, 1995(5):45-47. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/hbnykx199905019

    JIANG L, ZHANG W C, WEI Z L, et al.Effects of trace elements on growth and flavonol glycoside content of Ginkgo Biloba callus cells[J]. Hubei Agricultural Sciences, 1995(5):45-47.(in Chinese) http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/hbnykx199905019
    [15] 郑梅霞, 朱育菁, 刘波, 等.地毯草黄单胞菌发酵生产黄原胶工艺条件优化[J].福建农业学报, 2017, 32(7):762-767. doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2017.07.014

    ZHENG M X, ZHU Y J, LIU B, et al.Optimized fermentation for production of xanthan gum using Xanthomonas axonovodis[J]. Hubei Agricultural Sciences, 2017, 32(7):762-767.(in Chinese) doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2017.07.014
    [16] 朱至清.植物细胞工程[M].北京:化学工业出版社, 2003:20, 209.

    ZHU Z Q.Plant Cell Engineering[M]. Beijing:Chemical Industry Press, 2003:20, 209.(in Chinese)
    [17] 寇建村, 杨文权, 冯桂丽, 等.不同苜蓿品种根、茎、叶水提液化感作用研究[J].草地学报, 2008, 16(1):70-75. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/cdxb200801014

    KOU J C, YANG W Q, FENG G L, et al.Study on allelopathy of root、stem and leaf aqueous extracts of different Medicago sativa varieties[J]. Acta Agrestia Sinica, 2008, 16(1):70-75.(in Chinese) http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/cdxb200801014
    [18] 戚金亮, 王忆, 印莉萍, 等.与植物铁素营养相关的蛋白和基因[J].植物生理学通讯, 2003, 39(3):294-298. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/zwslxtx200303040

    QI J L, WANG Y, YIN L P, et al.Proteins and genes related to plant iron nutrition[J]. Plant Physiological Communication, 2003, 39(3):294-298.(in Chinese) http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/zwslxtx200303040
    [19] 李琰, 张朝红, 马希汉.培养基成分对杜仲愈伤组织生长及次生代谢产物含量的影响[J].武汉植物学研究, 2004, 22(4):359-363. doi: 10.3969/j.issn.2095-0837.2004.04.016

    LI Y, ZHANG Z H, MA X H.Effects of medium concentration on callus growth and secondary metabolites of Eucommia ulmoides[J]. Journal of Wuhan Botanical Research, 2004, 22(4):359-363.(in Chinese) doi: 10.3969/j.issn.2095-0837.2004.04.016
    [20] 唐明, 汪超, 谭韵雅.不同种类无机盐对灰毡毛忍冬渝蕾1号悬浮培养体系中细胞生长和绿原酸含量的影响[J].广西植物, 2016, 36(5):582-588. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/gxzw201605011

    TANG M, WANG C, TAN Y Y, et al.Effects of different species of inorganic salt on the chlorogenic acid content and the growth of cell in suspension cultures of Lonicera macranthoides Hand.-Mazz.Yulei 1[J]. Guihaia, 2016, 36(5):582-588.(in Chinese) http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/gxzw201605011
    [21] 郑成木, 刘进平.热带亚热带植物微繁殖[M].长沙:湖南科学技术出版社, 2001:59-66.

    ZHENG C M, LIU J P.Micropropagation of Tropical and Subtropical Plants[M]. Changsha:Hunan Science and Technology Press, 2001:59-66.(in Chinese)
    [22] 郭志刚, 冯莹, 刘瑞芝.无机元素对紫杉醇和紫杉烷类化合物生物合成的调控作用[J].天然产物研究与开发, 1999, 12(5):23-27. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/trcwyjykf200005006

    GUO Z G, FENG Y, LIU R Z.Regulation of taxol and taxanes biosynthesis by mineral elements[J]. Nat Prod Res Dev, 1999, 12(5):23-27.(in Chinese) http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/trcwyjykf200005006
    [23] 韦安阜.植物营养贫乏病的识别[M].上海:上海科学技术出版社, 1961:1-9.

    WEI A F.Identification of Plant Nutritional Deficiency Diseases[M]. Shanghai:Shanghai Science and Technology Publishing House, 1961:1-9.(in Chinese)
    [24] 王火焰, 王运华, 周建民.细胞培养技术在植物营养研究领域中的应用[J].植物营养与肥料学报, 2001, 7(3):344-352. doi: 10.3321/j.issn:1008-505X.2001.03.016

    WANG H Y, WANG Y H, ZHOU J M.Application of cell culture technique in plant nutrition science[J]. Plant Nutrition and Fertilizer Science, 2001, 7(3):344-352.(in Chinese) doi: 10.3321/j.issn:1008-505X.2001.03.016
    [25] 陈雷, 刘新亮, 王欢利, 等.微量元素对银杏愈伤组织诱导及生长的影响[J].东北林业大学学报, 2013, 41(5):7-10. doi: 10.3969/j.issn.1000-5382.2013.05.002

    CHEN L, LIU X L, WANG H L, et al.Effect of trace elements on Ginkgo callus inductions and growths[J]. Journal of Northeast Forestry University, 2013, 41(5):7-10.(in Chinese) doi: 10.3969/j.issn.1000-5382.2013.05.002
    [26] 姚树宽, 李凤兰, 彭丽娜, 等.假苍耳不同部位水浸提液对五种十字花科植物化感作用的研究[J].草业学报, 2018, 27(9):56-66. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/caoyexb201809006

    YAO S K, LI F L, PENG L N, et al.A study of the allelopathic effect of extracts from different parts of Iva xantheefolia on five Brassicaceae species[J]. Acta Prataculturae Sinica, 2018, 27(9):56-66.(in Chinese) http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/caoyexb201809006
    [27] CECILIA B, MARTINAD F, ALESSIO, et al.Flavonoids as antioxidants and developmental regulators: relative significance in plants and humans[J]. International Journal of Molecular Sciences, 2013, 14:3540-3555. doi: 10.3390/ijms14023540
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-10-29
  • 修回日期:  2018-12-29
  • 刊出日期:  2019-01-28

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