乙烯膦与生长素对夏季雪花莲（Leucojum aestivum L.）离体小鳞茎增殖及加兰他敏生物合成的协同效应

《Plant Cell, Tissue and Organ Culture (PCTOC)》：Synergistic effect of ethephon and auxin on in vitro bulblet proliferation and galanthamine biosynthesis in summer snowflake (Leucojum aestivum L.)

雷公藤离体培养优化研究显示，联合使用ethephon和IBA显著提升小鳞茎数量（6倍）及石蒜碱含量（10倍），HPLC验证有效成分。抗氧化酶（SOD/CAT/PAL）活性及酚类物质同步增强，揭示代谢协调机制，且酶活性与碱含量负相关。该方案为野生资源保护和药物开发提供高效平台。

　　

摘要

Leucojum aestivum L.（石蒜科）是一种具有药用价值的球根植物，同时也是用于治疗阿尔茨海默病的生物碱——加兰他敏的天然来源。然而，其较低的天然产量和过度采伐已经威胁到了其野生种群，这凸显了制定可持续生产策略的必要性。本研究旨在通过使用乙烯释放剂乙烯利（ethephon）与生长素（NAA和IBA）结合，在Murashige和Skoog（MS）培养基上诱导激素反应，从而优化体外小鳞茎的增殖和加兰他敏的积累。在所有处理方法中，1 mg/L的乙烯利与1.5 mg/L的IBA的组合显著增加了小鳞茎的数量（比对照组增加了6倍，达到6.00 ± 0.58个）和加兰他敏的含量（比对照组高出10倍，达到2.024 ± 0.097 mg/g干重）。通过高效液相色谱（HPLC）检测发现，这一组合处理使加兰他敏含量显著提高。在激素诱导胁迫下，抗氧化反应表现为超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）和苯丙氨酸氨解酶（PAL）的活性显著增强，其中在1 mg/L乙烯利 + 1 mg/L NAA的处理条件下，SOD的活性提高了7.5倍。非酶类抗氧化剂，包括总酚类化合物和FRAP值也有所升高，表明植物的氧化还原平衡得到了改善。相关性分析显示，加兰他敏水平、小鳞茎增殖能力和抗氧化能力之间存在强烈的正相关关系（r > 0.85），表明这些过程之间存在协调的代谢和形态发生响应。有趣的是，酶类抗氧化剂的活性与生物碱含量呈负相关。这些发现证明了乙烯利和IBA在促进生物量及次级代谢产物生成方面的协同作用。所优化的实验方案为Leucojum aestivum的体外繁殖和高价值生物碱生物合成提供了一个高效且可持续的平台，有助于其保护和药用开发。