Page 159 - 《广西植物》2026年第3期

３ 期 柳建丽等: 外源激素诱导黄芩愈伤组织形成关键基因初筛 ５ ３ ５

ｂａｉｃａｌｅｎｓｉｓ ｔｉｓｓｕｅ ｃｕｌｔｕｒｅ ｓｅｅｄｌｉｎｇｓ ａｓ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ａｎｄ ｅｍｐｌｏｙｅｄ ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｏｍｅ ｓｅｑｕｅｎｃｉｎｇ ａｎｄ ｅｎｚｙｍｅ ａｃｔｉｖｉｔｙ
ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ ａ ｈｉｇｈ－ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ ｓｅｑｕｅｎｃｉｎｇ ｐｌａｔｆｏｒｍ ｔｏ ｓｃｒｅｅｎ ｋｅｙ ｇｅｎｅｓ ｒｅｌａｔｅｄ ｔｏ ｃａｌｌｕｓ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｉｎ
Ｓ. ｂａｉｃａｌｅｎｓｉｓ. Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｗｅｒｅ ａｓ ｆｏｌｌｏｗｓ: (１) Ａｆｔｅｒ ｔｈｅ ｃａｌｌｕｓ ｏｆ Ｓ. ｂａｉｃａｌｅｎｓｉｓ ｗａｓ ｔｒｅａｔｅｄ ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｈｏｒｍｏｎｅ
ｇｒｏｕｐｓꎬ ｔｈｅｒｅ ｗｅｒｅ ３３ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｌｙ ｅｘｐｒｅｓｓｅｄ ｇｅｎｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ｐｌａｎｔ ｈｏｒｍｏｎｅ ｓｉｇｎａｌ ｔｒａｎｓｄｕｃｔｉｏｎ ｐａｔｈｗａｙ. Ｕｓｉｎｇ ＷＧＣＮＡ
ａｎａｌｙｓｉｓꎬ ｎｉｎｅ ｋｅｙ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｌｙ ｅｘｐｒｅｓｓｅｄ ｇｅｎｅｓ ｔｈａｔ ｍａｙ ｒｅｓｐｏｎｄ ｔｏ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｈｏｒｍｏｎｅ ｓｉｇｎａｌｓ ｄｕｒｉｎｇ ｃａｌｌｕｓ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｉｎ
Ｓ. ｂａｉｃａｌｅｎｓｉｓ ｗｅｒｅ ｓｃｒｅｅｎｅｄꎬ ｎａｍｅｌｙ ＰＰ２Ｃꎬ ＪＡＺꎬ ＤＥＬＬＡꎬ ＡＢＦꎬ ＢＲＩ１ꎬ ＥＩＮ３ꎬ ＥＲＦ１ꎬ ＧＩＤ１ꎬ ａｎｄ ＭＹＣ２. (２) Ｅｘｃｅｐｔ
ｆｏｒ ｓｕｐｅｒｏｘｉｄｅ ｄｉｓｍｕｔａｓｅ (ＳＯＤ) ａｃｔｉｖｉｔｙ ｉｎ ｔｈｅ ＢＡ＿ＮＡＡ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｇｒｏｕｐ ａｎｄ ｐｅｒｏｘｉｄａｓｅ (ＰＯＤ) ａｃｔｉｖｉｔｙ ｉｎ ｔｈｅ ＢＡ＿２ꎬ
４￣Ｄ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｇｒｏｕｐ ｒｅａｃｈｉｎｇ ｔｈｅｉｒ ｍａｘｉｍｕｍ ｌｅｖｅｌｓ ｏｎ ｔｈｅ ２１ｓｔ ｄａｙꎬ ｔｈｅ ｍａｘｉｍｕｍ ｅｎｚｙｍｅ ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ ｏｆ ＳＯＤꎬ ＰＯＤꎬ
ｃａｔａｌａｓｅ (ＣＡＴ) ａｎｄ ｐｈｅｎｙｌａｌｎｉｎｅ ａｍｍｏｎｉａｌｙａｓｅ (ＰＡＬ) ｉｎ ｔｈｅ ｏｔｈｅｒ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｇｒｏｕｐｓ ｗｅｒｅ ｏｂｓｅｒｖｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ７ｔｈ ｏｒ １４ｔｈ
ｄａｙꎬ ｄｕｒｉｎｇ ｗｈｉｃｈ ｔｈｅ ｃａｌｌｕｓ ｐｒｏｌｉｆｅｒａｔｅｄ ｒａｐｉｄｌｙ. Ｍｅａｎｗｈｉｌｅꎬ ｔｈｅ ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ ｏｆ ＳＯＤꎬ ＰＯＤꎬ ａｎｄ ＣＡＴ ｉｎ ｈｉｇｈｌｙ
ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｅｄ ｏｒ ｇｒｅｅｎ ｃａｌｌｕｓ ｗｅｒｅ ｈｉｇｈｅｒ ｔｈａｎ ｔｈｏｓｅ ｉｎ ｙｅｌｌｏｗ ｃａｌｌｕｓ. (３) Ｔｈｒｏｕｇｈ ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ａｎａｌｙｓｉｓ ｂｅｔｗｅｅｎ ｅｘｐｌａｎｔ
ｅｎｚｙｍｅ ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ ａｎｄ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｌｙ ｅｘｐｒｅｓｓｅｄ ｇｅｎｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ｐｌａｎｔ ｈｏｒｍｏｎｅ ｓｉｇｎａｌ ｔｒａｎｓｄｕｃｔｉｏｎ ｐａｔｈｗａｙ ｉｎ ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｇｒｏｕｐ
ａｎｄ ｅｘｐｌａｎｔｓ ｔｒｅａｔｅｄ ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｈｏｒｍｏｎｅｓ ｆｏｒ ７ ｄꎬ ｔｗｏ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｌｙ ｅｘｐｒｅｓｓｅｄ ｇｅｎｅｓ ｒｅｌａｔｅｄ ｔｏ ＣＡＴ ａｎｄ ＰＯＤ ｅｎｚｙｍｅ
ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ ｉｎ Ｓ. ｂａｉｃａｌｅｎｓｉｓ ｃａｌｌｕｓ ｗｅｒｅ ｓｃｒｅｅｎｅｄꎬ ｎａｍｅｌｙ ＥＩＮ３ ａｎｄ ＤＥＬＬＡ. Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔｕｄｙ ｐｒｏｖｉｄｅ ａ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ
ｂａｓｉｓ ｆｏｒ ｃｌａｒｉｆｙｉｎｇ ｔｈｅ ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ ｃａｌｌｕｓ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｉｎ Ｓ. ｂａｉｃａｌｅｎｓｉｓ.
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ: Ｓｃｕｔｅｌｌａｒｉａ ｂａｉｃａｌｅｎｓｉｓꎬ ｃａｌｌｕｓꎬ ｅｎｚｙｍｅ ａｃｔｉｖｉｔｙꎬ ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｏｍｅꎬ ｈｏｒｍｏｎｅ ｓｉｇｎａｌ ｔｒａｎｓｄｕｃｔｉｏｎ ｐａｔｈｗａｙ

黄芩( Ｓｃｕｔｅｌｌａｒｉａ ｂａｉｃａｌｅｎｓｉｓ) 为唇形科黄芩属 的方向增殖、分化与生产( 郭巧生和王长林ꎬ２０１５ꎻ
多年生草本植物ꎬ以干燥根入药ꎬ性寒、味苦( 中华 王玉芬ꎬ２０２２)ꎬ具有生长周期短、生产条件可控、
人民共和国药典ꎬ２０２０)ꎬ在中医诊疗中常用于配 无条件限制等优点( 刘晓鹏等ꎬ２０１９)ꎮ 据不完全
伍ꎮ «本草纲目»记载黄芩可用于肺部感染、肝脏、 统计ꎬ利用植物组织培养技术获得的药用植物已
炎症、 腹 泻 和 痢 疾 等 多 种 疾 病 ( Ｓｈａｎｇ ｅｔ ａｌ.ꎬ 有近 １ ０００ 种ꎬ并且从中分离到了 ６００ 多种活性化
２０１０)ꎬ其含有的黄酮、萜类、多糖和挥发油等多种 合物且有些药用植物的活性成分生产已达到工业
活性成分ꎬ是发挥其抗炎(Ｄｉｎｄａ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１７ꎻＷａｎｇ 化水平ꎬ如紫杉醇和人参皂苷等( 李永成和蒋治
Ｊ Ｗ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１７ꎻＰｕ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１９)、抑菌(Ｑｉｕ ｅｔ ａｌ.ꎬ 国ꎬ２０１５)ꎮ 愈伤组织是离体的外植体经脱分化培
２０１２ꎻ黄浩等ꎬ２０１４)、抗病毒( Ｓｈｉ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１６ꎻＪｉｎ 养后形成的无定形细胞团ꎬ具有分化成任何细胞
ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１８)、 抗 氧 化 ( 李 平 等ꎬ ２０２１)、 抗 肿 瘤 的潜力ꎬ可以进行不断的定期传代及无限保存ꎬ是
(Ｗａｎｇ Ｙ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１６)、 保 肝 ( Ｗａｎｇ Ｈ Ｆ ｅｔ ａｌ.ꎬ 生产药物、香料、调味剂、食品添加剂和着色剂等
２０１６)、保护脑组织和心血管( Ｗａｎｇ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１８ꎻ 天然 化 合 物 的 有 效 方 法 ( Ｋｉｋｏｗｓｋａ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１２ꎻ
Ｌｉ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２０)、保护神经系统和免疫系统(Ｄａｉ ｅｔ Ｗａｎｇ Ｊ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１７ꎻＧｒｕｎｅｎｎｖａｌｄｔ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２０ꎻ张
ａｌ.ꎬ ２０１３)等药理活性的生物基础ꎬ目前普遍认为 昕ꎬ２０２２)ꎮ 据报道ꎬ利用愈伤组织培养物已成功
黄酮类化合物是黄芩的主要活性成分( 王玉芬ꎬ 用于生产莨菪烷生物碱、α￣生育酚、阿义马林、利
２０２２)ꎮ 血平、黄酮类化合物、东莨菪碱、紫杉醇、白藜芦醇
黄芩的药用历史已有 ２ ０００ 多年ꎬ早期主要以 和花青素等次生代谢产物(Ｅｆｆｅｒｔｈꎬ２０１９)ꎮ

采挖野生资源为主ꎬ现已实现大规模规范化种植ꎬ 愈伤组织的形成包括诱导期、分裂期和分化
目前栽培黄芩大多分布在山西、陕西、河北、内蒙 期ꎬ在诱导期外植体表型无明显变化ꎬ但代谢活动

古、甘肃、山东、河南、辽宁和吉林等地( 王文涛等ꎬ 显著加强ꎻ分裂期由于外层细胞的迅速分裂导致
２０１９ꎻ王玉芬ꎬ２０２２)ꎮ 然而ꎬ栽培种子大部分来源 细胞体积缩小并逐渐恢复分生组织状态ꎬ完成脱

于自留种ꎬ其种质差异较大ꎬ同时由于农药残留、 分化ꎻ分化期细胞停止分裂形成不同形态和功能
连作障碍及与当地野生黄芩大量杂交ꎬ导致种质 的细胞团(王玉芬ꎬ２０２２)ꎮ 有研究表明ꎬ植物激素
混乱和质量参差不齐ꎬ药效成分含量偏低及不稳 信号转导途径与愈伤组织的形成和分化密切相
定已成为黄芩栽培过程中的最大问题ꎬ而植物组 关ꎬ植 物 激 素 在 其 中 起 关 键 作 用 ( Ｌｅｅ ｅｔ ａｌ.ꎬ
织培养技术可使外植体在离体条件下向人为干扰 ２００９)ꎬ高比例的生长素与细胞分裂素可诱导根再