Kontakt:joanna.jia@wecistanche.com/ WhatsApp: 008618081934791

Forbedring av fenylethanoid glykosider produksjon av en sopp elicitor i celle suspensjon kultur av Cistanche deserticola

Cui-tao Lu¹,∗ og Xing-guo Mei²

Søkeord Cistanche deserticola, sopp elicitor,fenylethanoid glykosid, plantecellekultur

Abstrakt
Når, på den femtende dagen av vekst, en elicitor fraFusarium solanible tilsatt ved 40 mg l^-1tilCistanche deserticolacellefjæringskulturer, innholdet i echinacoside, acteoside og totalfenylethanoid glykosider(PeGs) i dyrkede celler økte alle i løpet av de neste 27 d med over 100% til 15 mg g^-1tørr wt, 9 mg g-1 tørr wt og 57 mg g^-1tørr wt, henholdsvis. Den endelige biomassen (1,3 mg tørr wt ml^-1) ble ikke påvirket.

Cistanche deserticola

Introduksjon

Cistanche deserticolaMa. (Orobanchaceae), en innfødt urt av Kina er mye brukt i tradisjonell medisin for ulike behandlinger, inkludert bruk som beroligende eller immunrespons intensiverer (Hsu et al. 1995, Chang et al. 1995).Fenylethanoid glykosider(PeGs) er de viktigste bioaktive metabolittene iCistanche deserticola(Xiong et al. 2000) og består av mange komponenter som echinacoside, acteoside, cisacteoside, isoacteoside, 2-acetylacteoside, cistanoside A og osmanthuside B (Wang et al. 2000). Med den økende etterspørselen etter disse produktene og den raske nedgangen iCistanche deserticolaplanter, vil cellekultur være et attraktivt alternativ til produksjon. Mange elicitors (spesielt sopp elicitors) kan forbedre metabolittproduksjonen i plantecellekultur (Wang et al. 2001). Li et al. (1998) fant at en sopp elicitor av Fusarium solani isolert fra rotsystemer av beggeCistanche deserticolaog verten, Halaxylon ammodendron, kan forbedre aminosyreinnholdet i calli avCistanche deserticolaMen endringene i PeGs innhold i denne callus-linjen ble ikke nevnt i studien deres. I dette dokumentet ble effekten av en elicitor fra F. solani på biosyntesen av totale PeGs og to hovedbioaktive pegs (echinacoside og acteoside), og på endringene i cellevekst studert i suspensjonskulturen tilCistanche deserticola.

Materialer og metoder

Plantecellekulturer
Callus ble indusert fra skalaer avCistanche deserticolaog vedlikeholdes på Gamborgs B5 medium (1968) supplert med 0,5 mg indole-3-eddiksyre l.^-1, 2 mg kinetin l^-1,og 1 g kasein hydrolysat l^-1. pH ble justert til 6 før sterilisering. Alle eksperimenter ble utført i 250 ml risteflasker, hver inneholder 100 ml medium på en roterende shaker (120 rpm og 25 °C) under mørket. Inoculum var ca 100 g frisk wt l^-1.

effektivt innhold av cistanche deserticola--fenylethanoid glykosid

Forberedelse av sopp elicitor

Separasjon av soppstamme, Fusarium solani og tilberedning av sopp elicitor ble utført som tidligere beskrevet (Li et al. 1998, Yu et al. 2001). Ulike mengder (karbohydratekvivalenter) av sopp elicitor ble lagt til shake kolbekulturer på 15 d (total kulturperiode var 42 d).

Biomasseakkumulering og levedyktighetsanalyse
Celler fra en risteflaske ble vasket med destillert vann og frysetørket til en konstant vekt. Den tørre wt ble dermed bestemt. Celle levedyktighet (prosentandel av levedyktige celler i en cellepopulasjon) ble bestemt av reduksjonen av 2,3,5-triphenyl tetrazoliumklorid (Towill &Mazur 1975).

fenylethanoid glykosidavcistanche deserticola

Bestemmelse av innholdet i echinacoside, acteoside og totalfenylethanoid glykosider(PeGs)
Utvinning av PeGs ble utført i henhold til metoden til Du &Liu (1993). FrysetørketCistanche deserticolaceller ble ekstrahert med 70% (v / v) etanol. Etanolfraksjonen var konsentrert, avfettet med vannmettet etylacetat, og deretter utvasket med vannmettet n-butanol. N-butanolfraksjonen var konsentrert, oppløst i vann, lastet inn i en makroporeharpikskolonne (AB-8, kjemisk produkt av Nankai University, Tianjin, Kina), og unngikk med vann og metanol, suksessivt. Metanolfraksjon ble samlet inn og det totale PeGs-innholdet ble bestemt ved å bruke echinacoside som standard ved 334 nm. Echinacoside og acteoside ble bestemt ved hjelp av Nova Pak C18-kolonnen (250 × 4,6 mm) i et HPLC-system (farvann) med en UV-detektor (334 nm).

Resultater

Effekt av sopp elicitor på biomasse akkumulering og total PeGs biosyntese Effekter av sopp elicitor på cellebiomasse og total PeGs akkumulering var avhengig av doseringen tilsatt (karbohydratekvivalenter). Som vist i figur 1 var lavere doser elicitor gunstige for den tørreCistanche deserticolaCeller. Toppen var med elicitor på 20 mg l^-1(gir 1,76 mg tørr wt ml^-1).
Total PeGs akkumulering ble betydelig forbedret av soppedikatoren ved mellom 20 mg l^-1og 80 mg l^-1. Elicitor ved 40 mg l-1 oppnådde det høyeste utbyttet (57 mg g^-1), som var over dobbelt så mye som oppnådd i den ikke-elicitor kontrollkulturen. Det videre eksperimentet brukte soppeicitoren ved 40 mg1^-1.

Fig. 1. Tørrcellevekt og total PeGs akkumulering i suspensjonscellekultur avCistanche deserticolasom svar på ulike doser sopp elicitor. En sopp elicitor ble lagt til mediet på 15 d. Prøver ble tatt etter ytterligere 27 d. ▲, Endelig tørrcellevekt; ◆, det totale innholdet i PeG. Verdier er metoder for å triplikere resultater, og feilfelt representerer standardavvik.

Tidsforløp for cellevekst og PeGs biosyntese
Figur 2 viser tidsforløpet for celle levedyktighet og pegs (echinacoside og acteoside) biosyntese av suspensjon celler etter at kulturer ble utsatt for en 40 mg l^-1sopp elicitor på 15th d. I de påfølgende 27 d kultur, echinacoside og acteoside ble de to viktigste bioaktive pegs iCistanche deserticola, begge økte betraktelig. på 39 d maksimale akkumuleringer ble begge oppnådd, og nådde 14,7 mg g^-1tørr wt og 8,9 mg g^-1tørr wt, henholdsvis. En signifikant forskjell i celle levedyktighet mellom elicitorbehandlede kulturer og kontrollen ble ikke observert.

Fig. 2. Celle levedyktighet og echinacoside og acteoside biosyntese i suspensjon cellekultur avCistanche deserticolaetter behandling med 40 mg l^-1sopp elicitor. Sopp elicitor ble lagt til mediet på 15th d.◆, Echinacoside-behandlet med elicitor; ◇, echinacoside-kontroll; ●, akteosidebehandlet med elicitor;○,

acteoside-kontroll; ▲, celle levedyktighet-behandlet med elicitor;△ , celle levedyktighet-kontroll. Verdier er metoder for å triplikere resultater, og feilfelt representerer standardavvik.

Diskusjon

Mange komponenter avledet fra sopp (celleveggfragmenter, polysakkarider, oligosakkarider, glykoproteiner, etc.) har blitt brukt som ulike sopp elicitors i sekundær metabolittproduksjon med mange plantecellearter. I dette papiret er homogenatet (hovedsakelig sammensatt av polysakkarider) fra soppstammen Fusarium solani isolert fra rotsystemer avCistanche deserticolaog Halaxylon ammodendron ble vist å være en effektiv elicitor for PeGs biosyntese i cellekulturen tilCistanche deserticola. Bruken av denne elicitoren for å stimulere PeGs syntese i celler var ikke bare signifikant, men ble utstilt kort tid etter fremføring. Denne konklusjonen var enig med noen tidligere studier om plantecellekultur (Wang et al. 2001).

I den forrige studien av Li et al. (1998), da en soppeicitor fra F. solani ble lagt til kulturmediet, ble callus indusert fra frøene tilCistanche deserticolakunne forbli i live i den påfølgende langsiktige subkulturen, og iridoidproduksjonen kunne forbedres. Den indikerte at dyrkede celler kunne syntetisere sekundære metabolitter av sykdomsresistens når de ble angrepet av mikroorganismer. Selv om iridoider ikke ble bestemt i vårt eksperiment, har vi vist at polysakkarider fra F. solani kunne brukes som effektive soppedikatorer i produksjonen av PeGs medCistanche deserticolaCeller.

effektivt innhold av cistanche deserticola--fenylethanoid glykosid

Fra: ' Forbedring avfenylethanoid glykosiderproduksjon av en soppeisator i cellefjæringskulturen tilCistanche deserticola' av Cui-tao Lu¹,∗ og Xing-Guo Mei²

----Biotechnology Brev 25: 1437–1439, 2003. © 2003 Kluwer akademiske forlag. Trykt i Nederland.

Referanser

Chang Y, Wu H, Wang SN, Cheng HC (1995) Studie av de sterke effektene avCistanche deserticolaMa., Cistanche salsa (C.A. Mey) G. Beck. og Cistanche tubulosa (Schenk) R Wight. Kina J. Chin. Mater. Med. 26: 143–146.
Du NS, Liu JL (1993) Bestemmelse avfenylethanoid glykosideriCistanche deserticolamakrovesikulærharpiksspektrofotometri. Nat. Prod. Res. Utvikle. 5: 30–33.

Gamborg OL, Miller RA, Ojima K (1968) Næringsbehov for suspensjonskulturer av soyabønner rotceller. Exp. Celle res. 50: 151–158.

Hsu WH, Chu SH, Sheng LC, Yuan KW, Mao CN (1995) Studie av kjemiske bestanddeler og farmakologiske effekter avCistanche deserticolaMa. og Cistanche salsa (C.A. Mey) G. Beck. Hake. Tradit. Urt. Narkotika 26: 143–146.

Li S, Wu X, Dong XC, Zheng X, Zheng JH, Lou ZC (1998) Effekt av elicitor av Fusarium solani på aminosyreinnholdet iCistanche deserticolacallus. Kina J. Nordvest-Pharm. 13: 247–248.
Towill LE, Mazur P (1975) Studier av reduksjon av 2,3,5-triphenyltrazoliumklorid som en levedyktighetsanalyse for plantevevskulturer. Kan.J. Bot. 53: 1097–1102.
Wang CG, Wu JY, Mei XG (2001) Forbedring av Taxol produksjon og utskillelse i Taxus Chinensis cellekultur ved soppopprykk og middels fornyelse. Appl. Mikrobiol. Bioteknologi. 55: 404–410.
Wang YM, Zhang SJ, Luo GA, Hu YN, Hu JP, Liu L, Zhu Y, Wang HJ (2000) Analyse avfenylethanoid glykosidi ekstrakt av urter Cistanchis av LC / ESI- MS / MS. Acta Pharm. Sin. 35: 839–842.
Xiong QB, Yasuhiro Tezukay, Takuji Kaneko, Li HY, Le Quan Tran, Koji Hase, Tsuneo Namba, Shigetoshi Kadota (2000) Hemming av nitrogenoksid av fenyletanoider i aktiverte makrofager. Eur. J. Pharm. 400: 137–144.
Yu LJ, Lan WZ, Qin WM, Xu HB (2001) Effekter av salisylsyre på sopp elicitor-indusert membran-lipid peroksidasjon og Taxol produksjon i celle suspensjon kulturer av Taxus Chinensis. Proc. Biokjemi. 37: 477–482.