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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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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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