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大叶秦艽研究现状

2022-12-17谢欣娟王丽华刘红艳刘意元

现代农业科技 2022年2期
关键词:大叶化合物培养基

谢欣娟 王丽华 刘红艳 刘意元

(阿坝师范学院,四川汶川 623002)

大叶秦艽(Gentiana macrophylla Pall.)属于龙胆科(Gentianaceae)龙胆属(Gentiana)秦艽组多年生草本植物,栽培时间较长,7—8月为开花期,9—10月为结果期,年生育期100 d左右;分布于我国陕西、辽宁、甘肃、青海等地,多生长在海拔400~2 400 m的区域。

1 大叶秦艽的化学成分

大叶秦艽的化学成分主要有环烯醚萜类物质、生物碱类物质、黄酮类物质、氧杂蒽酮类物质、三萜类化合物、酚类物质和其他类型物质等。在以往的研究中,已对分离和鉴定的化学成分进行了详细描述。现综合近5年研究大叶秦艽化学成分的文献,对大叶秦艽成分分析方法及从大叶秦艽中分离鉴定的新化学成分补充陈述如下。

1.1 大叶秦艽成分分析方法

通过查阅相关文献,总结得知研究者们所用成分分离方法为柱层析色谱法、制备液相色谱法、半制备高效液相色谱法、薄层色谱法和结晶法,分析鉴定方法为波谱分析(MS和NMR)、对照品对照分析、核磁共振谱(一维谱、二维谱)、高分辨质谱、圆二色谱等。

1.2 大叶秦艽中的新化学成分

杨洋[1]从大叶秦艽药材醇提取物中分离和鉴定出12个新化合物,分别为6′-O-乙酰龙胆苦苷、2′-(2,3-二羟基苯甲酰)-龙胆苦苷、6′-O-β-D-葡萄糖基马钱苷酸、乌苏醇、山楂酸、1α,2α,3β,24-四羟基-12-烯-28-乌苏酸、硬脂酸、二十一烷酸、棕榈酸、棕榈酸乙酯、5-formylisochromen-1-one和原儿茶醛,其中5-formylisochromen-1-one、二十一烷酸和棕榈酸乙酯为首次从龙胆属植物中分离鉴定。

王欣[2]分离鉴定出5种新非环烯醚萜化合物,分别是 4-hydroxyl-roburic acid methyl ester、(6R,8R)-hydroxyl-swerimuslactone A、(6R,8S)-hydroxyl-swerimuslactone A、swerimusic acid B methyl ester、3-hydroxyl-1H-gentioxepine。4种首次从龙胆属分离得到的化合物,它们是 swerpalactone、swermacrolactone、6-Demethoxycapillarisin、5-hydroxym ethylisochromen-1-one。王欣利用分离和分析鉴定方法,得到16种化合物,且均为非环烯醚萜化合物,这为只提取非环烯醚萜化合物提供了方法和方向。

胡海敏[3]在对正丁醇层进行化学成分研究时,鉴定出20个化合物,其中首次从大叶秦艽中获得berchemol-4-O-β-D-glucoside、phenethanol-βvicianoside、 甲基松柏苷(methylconiferin)、phenolic glucoside、6-(3′,4′-dihydroxystyryl)-2-pyrone-4-O-β-D-glucopyranoside、olivieroside C、腺嘌呤核糖核苷酸(adenosine)化合物。

侯姝冰[4]以正丁醇萃取物为试验原料,试验结果 表 明 ,gentiana I、gentiana I1、swertiamarin H、3-O-caffeoylgentiopicroside、ethyl-3-(β-D-glucopyranosyloxy)-2-hydroxybenzoate为新发现的未知化合物。byzantionoside B、2-phenylethy1-β-D-glucopyranoside、 β-D-glucofuranosyl-α-D-glucofuranosyl-β-D-glucofuranoside、blumenol C为第一次从龙胆科植物中分离得到的化合物。

2 大叶秦艽的药理活性

大叶秦艽的根部可入药。作为用途较广的中药材,很多研究者对其药理活性进行了研究。已进行的研究方向有抗炎、抗氧化、抗菌、抗肿瘤、镇痛、抗病毒、保肝利胆以及对中枢神经、免疫调节、心脏和神经的保护作用等。近5年关于大叶秦艽药理活性研究的试验并不多,且都是硕士论文,研究的热点方向为抗炎活性和抗氧化活性。现对近5年关于抗炎活性和抗氧化活性的研究进展做如下陈述。

2.1 抗炎活性

侯姝冰[4]通过试验研究发现,正丁醇萃取层抑制NO生成的效果最佳。贾 娜等[5]研究得出,大叶秦艽花中的环烯醚萜类物质(GMI)在一定程度上可以治疗患有胶原诱导性关节炎(CIA)的小鼠。

2.2 抗氧化活性

胡海敏[3]所做的抗氧化活性试验表明:环烯醚萜类、胡萝卜苷类和苯丙素类化合物都能不同程度地清除自由基(DPPH),其中獐芽菜苷清除率高达80.13%,具有优异的抗氧化性;自由基模型反应速率随时间的变化数据表明,样品的清除速率由大变小,与DPPH溶液浓度成正相关。

3 大叶秦艽的质量控制方法

关于大叶秦艽质量控制方法的研究甚少,现目前能查阅到的文献仅有3篇。已建立的质量控制方法有HPLC、UPLC和HPLC-ELSD指纹图谱分析法。曹晓燕等[6]利用超高效液相色谱法建立大叶秦艽药材HPLC指纹图谱分析方法。杨燕梅等[7]研究UPLC指纹图谱表明,该方法准确可靠。杨洋[1]测定并采集10批大叶秦艽药材的色谱图谱,经国家药典委员会中药指纹图谱软件分析后,建立了HPLC-ELSD指纹图谱,并通过对比对未知化学成分进行了确认,为大叶秦艽药材内在质量控制提供了依据。

4 大叶秦艽的组织培养

组织培养是一种利用植物细胞、组织或器官作为外植体,通过无菌培养、增殖、生根、炼苗,从而长成完整植株体的无性繁殖方式。通过组培,植物可以大量繁殖,缩短生长周期。组织培养的过程包括初代培养、继代培养、生根培养,培养基的状态有固态、半固态和液态,外植体可以选择细胞、组织、器官、胚胎、原生质体和植株。组织培养有2条途径,一条是通过诱导产生愈伤组织,愈伤组织再进一步分化成芽,芽再生长发育成完整植株;另一条是通过诱导直接产生丛生芽。目前,受临床用量增加、过度采挖以及生长年限长等因素影响,大叶秦艽野生资源日渐匮乏,因而对于其组织培养的研究就显得至关重要。查阅大叶秦艽组织培养的文献发现,从2005年至今,相关文献仅有5篇。已有的研究方向为大叶秦艽的组织培养、原生质体培养、离体诱导多倍体培养以及细胞培养。

4.1 组织培养

大叶秦艽组织培养一般是从诱导愈伤组织这条途径出发,其研究过程包括种子萌发,愈伤组织的诱导、继代和分化,根的诱导生长。在种子的萌发试验中,已有研究考虑的是不同温度、不同赤霉素浓度、光照和硫酸亚铁对种子萌发的影响。其中,曹建平等[8]研究得出,种子萌发率相对较高的温度范围为20~30℃,萌发率最高可达17%;当温度为20℃、赤霉素浓度为500 mg/L时,种子的萌发率最高,可达27%。刘 兴等[9]利用正交设计探究不同的水浴温度、赤霉素浓度和基质对秦艽种子萌发的影响,结果表明,最佳组合为水浴温度20℃、赤霉素500 mg/L、沙土播种,其种子萌发率可达到90%。牛晓雪等[10]探究FeSO4引发对于提高秦艽种子萌发抗性的生理机制,得出FeSO4引发降低了种子膜透性,从而提高种子活力,加速种子萌发。在诱导愈伤组织的试验中,变量一般设置为培养基类型(植物培养基包括MS培养基、B5培养基、N6培养基等)、培养基中生长调节物质或有机附加剂的种类或浓度以及外植体材料(无菌叶片或下胚轴)。有研究得出,培养基为2 mg/L 2,4-D+0.5 mg/L 6-BA+MS时,愈伤组织诱导率为100%。王海涛[11]研究不同激素组合处理,得出1.5 mg/L 2,4-D+0.5 mg/L 6-BA为最适组合。梁微[12]的试验得出,最佳胚性愈伤组织诱导培养基和继代培养基均为添加 1.5 mg/L 2,4-D、0.2 mg/L 6-BA 和 500 mg/L LH的MS培养基。

4.2 细胞悬浮培养

植物细胞培养是指利用细胞(单个或小的细胞团)进行体外培养、增殖的技术。通过细胞培养,研究人员可以获得细胞代谢产物,从而进行代谢产物的研究。曹建平[13]的研究表明,秦艽细胞培养的最适条件是 MS培养基+0.5 mg/L 2,4-D+0.5 mg/L 6-BA,初始pH 值为5.8~6.0,培养温度为(25±1)℃,摇床转速为120 r/min,在暗处振荡培养。王海涛[11]通过试验比较,系统地研究了大叶秦艽细胞悬浮培养的影响因素,得到各影响因素最适值。初始接种量为20 g/L,摇床转速为110 r/min,培养温度为22℃,最佳培养基为添加蔗糖 35 g/L、L-果糖 5 g/L、AgNO31 mg/L、水解酪蛋白100 mg/L、不加酵母膏和水杨酸的MS培养基。

4.3 多倍体培养

多倍体培养的方法很多,有生物方法、化学方法和物理方法。其中,化学方法中最为有名和有效的途径是利用秋水仙素进行多倍体诱导培养[14]。关于大叶秦艽多倍体培养的研究目前仅有1篇文献,研究人员梁薇[12]设置培养基中添加不同浓度秋水仙素培养和直接利用不同浓度秋水仙素浸泡2种方法处理胚性愈伤组织,试验得出2种方法都能有效地诱导出四倍体细胞,且浸泡方法变异率高于培养基培养法。至于单倍体培养,目前还没有找到相关的文献。

4.4 原生质体培养

原生质体培养指把植物的原生质体作为外植体进行无菌培养的技术。其中,原生质体指除去全部细胞壁的细胞。近5年仅有1篇关于大叶秦艽原生质体培养的研究文献。张改娜等[15]通过试验得出,适合用来进行原生质体培养的是黄色呈疏松状的愈伤组织,这样的愈伤组织可以连续分裂、分化,最终形成完整植株。培养基为MS固体培养基附加0.2 mg/L 2,4-D、1.0 mg/L 6-BA和3%蔗糖时,愈伤组织分化频率最高。

5 展望

很多研究者通过不同的方法或不同的提取液进行大叶秦艽化学成分分析与鉴定,可发现很多新化合物,因而大叶秦艽的化学成分以及不同成分对应的药理活性还需要进一步探究。大叶秦艽是多年生草本植物,研究其细胞培养可为改良大叶秦艽品质和大规模培养大叶秦艽奠定基础。目前有关大叶秦艽种子萌发的激素处理研究,在激素处理方面基本选用赤霉素,研究新的激素对其的影响至关重要。水杨酸类(调节种子发芽)、细胞分裂素(缩短休眠期)、油菜素甾醇类(提高种子的活力)等激素作为处理激素的案例是没有的,因而可以将其作为处理激素来探究对种子萌发的影响。

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