欧洲花楸细胞悬浮培养生长动力学研究

目的:探讨欧洲花楸悬浮细胞生长规律和动力学参数。方法:测定欧洲花楸悬浮细胞生物量及细胞悬浮液pH值变化;利用细胞鲜重和干重值对欧洲花楸悬浮细胞生长曲线进行拟合,用数学建模模拟欧洲花楸悬浮细胞增殖情况,并对拟合函数求一阶、二阶导数,求算欧洲花楸悬浮细胞生长速率及生长加速度。结果:欧洲花楸悬浮细胞液的pH值随培养时间增加而越来越大,培养时间到16 d,pH>6,不再适宜细胞生长;Logistic模型能够描述欧洲花楸悬浮细胞生长曲线变化。培养第5d时细胞增长加速度达到最大,在8 d时生长速率达到最大,结论:欧洲花楸悬浮细胞生长函数符合logistic曲线,函数为f(x)=0.369 9/(1+10.77e-0.329 2x),细胞在14 d时进入增长平台期,在细胞生长至第5 d时可进行诱导子处理。

欧洲花楸及其悬浮细胞在植物抗逆性研究中的应用

欧洲花楸原产欧洲,为蔷薇科苹果亚科花楸属落叶乔木,是集药用、食用、园林和生态等价值于一身的珍贵树种,目前在我国部分地区已成功引种。欧洲花楸能够抵抗早霜、晚霜、低温、干旱、酸沉降等多种灾害。当其受到病原菌侵害时产生联苯类化合物作为植保素,其抗逆性特点被越来越多的学者所关注。目前已成功构建了欧洲花楸悬浮细胞培养-诱导子处理的系统研究模式,挖掘欧洲花楸的抗逆性特点及应用优势,使欧洲花楸及其悬浮细胞在植物抗逆性研究中能够得到广泛有效利用。

酵母诱导欧洲花楸悬浮细胞的化学成分及抑菌活性

以酵母提取物(yeast extract,YE)作为外加诱导子对欧洲花楸悬浮细胞(Sorbus aucuparia suspension cell,SASC)产生生物胁迫作用并对胁迫环境下产生的悬浮细胞次生代谢产物进行分离鉴定及抑菌活性研究。运用正相硅胶、Sephadex LH-20、半制备型HPLC等色谱方法及现代波谱技术,从SASC甲醇提取物中分离鉴定了13个化合物,分别为:eriobofuran(1)、4,5-dihydroxy-3-methoxybiphenyl(2)、2′-hydroxyaucuparin(3)、aucuparin(4)、trans-cinnamic acid(5)、citrostadienol(6)、β-谷甾醇(7)、uvaol(8)、白桦脂酸(9)、tormentic acid(10)、alphitolic acid methyl ester(11)、fupenzic acid(12)、亚油酸(13)。其中,化合物5~13为首次从SASC中分离得到。选择化合物1~3、5、8和12对15种植物病原真菌进行抑菌活性测试,其中联苯类化合物1和2对苹果轮纹菌具有显著的抑制活性,MIC分别为3.13和6.25μg/mL。

酵母提取物诱导欧洲花楸悬浮细胞合成次生代谢产物的机制探究

以欧洲花楸悬浮培养细胞(SASC)为材料,检测酵母提取物(YE)处理后SASC生理生化指标的变化,初步探究YE诱导SASC合成次生代谢产物的机制。结果表明:YE诱导SASC合成了5种联苯类化合物,且5种化合物含量随诱导时间的延长呈现不同的变化规律;YE处理抑制细胞的生长;细胞培养液中的pH随着处理时间的延长逐渐降低;细胞中的可溶性蛋白质含量表现为缓慢下降的变化趋势,YE处理组(YE组)可溶性蛋白质含量与对照组(CK组)相比显著增加,最高时相对增量达到了147.76%;CK组和YE组细胞外Ca2+都表现为内流,但YE组的内流明显小于CK组。说明YE诱导使细胞处于一种胁迫状态,不利于细胞的生长,迫使细胞合成了联苯类化合物抵御外界胁迫;细胞内可溶性蛋白可能作为酶类参与调控化合物的合成;Ca2+信号分子可能介导细胞应对YE胁迫的信号转导。

欧洲花楸病程相关蛋白基因Sa PR1-like的克隆及序列分析

目的:探究欧洲花楸类病程相关蛋白1(Sa PR1-like)在响应生物胁迫中的功能。方法:克隆得到了Sa PR1-like基因全长序列,并对该序列进行生物信息学分析;通过实时荧光定量聚合酶链式反应(PCR)方法检测Sa PR1-like在欧洲花楸悬浮细胞响应harpin蛋白胁迫后的表达特征。结果:克隆得到的Sa PR1-like基因包含1个完整开放阅读框,编码161个氨基酸。该编码蛋白质亲水性强且稳定,具有跨膜结构和信号肽,属于分泌蛋白。氨基酸序列比对分析发现,Sa PR1-like蛋白C端具有高度保守结构域[富含半胱氨酸的分泌蛋白、抗原5和致病性相关蛋白1肽段(CAPE)],推测其在欧洲花楸响应生物胁迫中发挥作用。harpin蛋白诱导欧洲花楸悬浮细胞24 h后,Sa PR1-like基因表达量显著提高。结论:克隆得到了欧洲花楸Sa PR1-like基因,并证明其在响应生物胁迫时表达和积累,可为进一步阐释欧洲花楸响应生物胁迫机制奠定基础和提供参考。

欧洲花楸悬浮细胞对生物胁迫的记忆功能初探

植物对其所遭受的环境胁迫存在记忆功能,当再次受到重复的环境胁迫时能更快更好地启动对环境胁迫的应答和适应机制,从而实现长期稳定的繁衍生存。但是这类研究大都体现在农作物以及模式植物拟南芥中,在药用植物中少有研究这种记忆功能对植物生长状态的作用以及对植保素生物合成的影响。该研究采用酵母提取物(YE)作为模拟生物胁迫的诱导子,通过对欧洲花楸悬浮细胞给予重复生物胁迫,测定了重复胁迫及单次胁迫下生物量以及部分次生代谢产物含量的变化。结果表明,与第一次受到环境胁迫的欧洲花楸悬浮细胞相比,受到重复胁迫的欧洲花楸悬浮细胞在再次受到环境胁迫后生物量积累水平在部分时间点下显著提高,次生代谢产物在部分时间点下积累水平也显著升高。上述工作确定了欧洲花楸悬浮细胞存在记忆环境胁迫的现象,以及这种记忆环境胁迫的现象对欧洲花楸悬浮细胞部分次生代谢产物合成与积累的影响,为进一步研究药用植物的胁迫记忆功能及其代际遗传机制奠定了基础。