光质对玛咖愈伤组织生长、分化的影响.pdf

第7卷第4期过程工程学报Vol . 7 No . 4 2007年 8 月 The Chinese Journal of Process Engineering Aug. 2007收稿日期:2006?10?16,修回日期:2007?01?30 作者简介:王亚丽(1971?),女,山西省垣曲县人,博士研究生,主要从事植物细胞工程和植物快繁的研究,E-mail: zkywyl@;王玉春,通讯联系人,E-mail: ******@. 光质对玛咖愈伤组织生长、分化的影响王亚丽1,2, 王晓东1, 赵兵1, 王玉春1(1. 中国科学院过程工程研究所生化工程国家重点实验室,北京 100080;2. 中国科学院研究生院,北京 100049) 摘要:研究了在组织培养过程中光质对玛咖愈伤组织生长、分化及细胞内糖代谢关键酶的影响. 在红光、黄光和白光下培养25 d, 玛咖愈伤组织的干重明显高于在绿光和蓝光下. 在分化培养基上,红光、黄光和白光条件下玛咖愈伤组织的出芽率达78%～82%,而在绿光和蓝光下出芽率几乎为0. 进一步研究表明,红光、黄光和白光条件下糖代谢中3种关键酶(葡萄糖-6-磷酸酶、己糖激酶、苹果酸脱氢酶)的活性明显高于绿光和蓝光条件下,与愈伤组织生长、分化情况相关联,说明细胞内的糖代谢受光质调节并参与了对愈伤组织生长和分化的调节. 关键词:玛咖;光质;生长;分化;糖代谢中图分类号: 文献标识码:A 文章编号:1009?606X(2007)04?0782?041 前言玛咖(Lepidium meyenii)属于十字花科独行菜属,主要生长在海拔3500～5000 m的秘鲁安第斯山区,其膨大的根具有很高的营养价值和药用价值. 研究发现,玛咖中除富含大量人体必需的氨基酸、多种不饱和脂肪酸、维生素和矿物质外[1],还含有多种次生代谢产物,如玛咖烯和玛咖酰胺[2]、生物碱[3]、芥子油苷[4]、甾醇[1]等. 药理实验表明玛咖具有提高生殖力、增强性欲、治疗性功能障碍等[2,5]作用. 受生长环境限制,现有玛咖产量已无法满足日益增长的市场需求. 通过植物组织培养快速繁殖和细胞大规模培养技术研究,扩大玛咖适宜种植区域和进行有效成分提取分离是解决玛咖供需矛盾的重要途径. 迄今为止,对玛咖的研究主要集中在成分分析和药理学作用两方面,对组织培养的系统研究少见报道. 组织培养过程中光质是重要的外部影响因素,光质主要通过两种途径影响植物的生长,一是通过色素系统进行光合作用,二是通过光受体接受光信号引起一系列生理生化反应[6]. 在组织培养中,植物组织和细胞的能量主要来自培养基中的蔗糖,光质的作用主要是作为光信号来调节植物的生长、分化和代谢. 不同光质条件下,植物愈伤组织的形成及分化存在显著差异[7?9]. 光质还可以影响组织细胞中次生代谢产物的产生,如人参发根中人参皂甙的合成[10]、肉苁蓉愈伤组织中苯乙醇甙的合成[11]. 本工作首次考察了在细胞组织培养过程中,不同光质对玛咖愈伤组织生长和分化的影响,以期优化光质条件并提高玛咖愈伤组织的生长速度和分化能力. 同时进一步考察了细胞内糖代谢关键酶的活性变化,初步探索了光质调节细胞生长、分