蛇足石杉离体工程诱导Huperzine A含量不同的株系

【作者】 涂艺声； 陈曼； 叶丽婻； 徐贤柱； 蔡险峰； 杨萍； 吉枝单；

【机构】 江西师范大学生命科学学院；

【摘要】 石杉碱甲(Huperzine A,Hup-A)制剂是目前国内外最为成功的治疗老年性痴呆症药物,尤其是来源于植物源蛇足石杉的石杉碱甲具有活性高的药效。但此药源匮乏已成为新药研发的最大瓶颈。为了探索蛇足石杉离体培养工程提高培养物有效成分石杉碱甲的含量,文章对蛇足石杉离体叶状体分别进行紫外线辐照结合双氧水胁迫、双氧水隔代连续胁迫以及不同培养基组分的培养,获得继代培养15代的离体培养物,通过生物量检测、PHLC检测、POD同工酶电泳图谱、细胞学观察、检测DNA分子电泳梯带特征。结果表明:46个株系的生长相对增殖率和累积石杉碱甲含量的差异明显,建立了4个石杉碱甲(Hup-A)含量较高的株系HZ2、HZ4、HZ12、HZ45,并且对不同株系中Hup-A含量检测与其POD同工酶电泳图谱对比分析,两者尚存在显著地正联系,即Hup-A含量高的株系POD同工酶分子表达量丰富,其中HZ4株系生长的相对增殖率达3577.5%,培养物的石杉碱甲含量达102.45 ug/L;还发现在Sh、W、Shx三种培养基质中,培养物分化成叶状体、根状体、苔藓状体三种不同的形态,三者的细胞增殖拟由单细胞出芽成串丛生发育成组织,苔藓状体和根状体比叶状体的细胞表面分化更多的根和假根细胞原基,叶状体表面无根和假根的生长点,三种形态培养物的总DNA分子电泳存在差异,35d、45d、55d的苔藓状体均出现DNA电泳梯带,表明形态异变与细胞凋亡相关;叶状体、根状体、苔藓状体的生物量增长分别为1788%±31%、833%±27%、1963%±52%,石杉碱甲的含量分别为71.7±1.54 ug/L、20.1±0.82 ug/L、0 ug/L,三者之间存在显著性差异P<0.01,叶状体生长速度比苔藓状体略慢,石杉碱甲的含量最高,苔藓状体生长速度快但不产生石杉碱甲,培养基成份变化可以使相同的基因型材料生成不同的形态。这些研究结果创造了多样表型蛇足石杉离体培养物,为深入探究合成天然石杉碱甲的分子遗传学机制奠定了材料基础,对研发保护天然石杉碱甲资源具有很好的科学意义。更多还原