外源因素对花青素合成的影响
1.L-Phe对花青素合成的作用
将不同浓度的L-Phe加入悬浮培养8天的玫瑰茄细胞培养液中,再培养7天后收获测定,不同剂量的L-Phe对生物量并无多大影响。当培养液中L-Phe的浓度为10-6mol/L时,培养细胞花青素产量明显增加,为对照的1.2倍。分别在培养的第2、4、6、8、10、12天添加终浓度为10-6mol/L的L-Phe,色素含量逐渐增加,其中以第12天花青素含量与产量最高。L-Phe能显著地促进玫瑰茄悬浮培养细胞花青素的合成,在培养的第12天,添加终浓度为10-6mol/L的L-Phe,花青素产量为0.20g/L,为对照的1.6倍。
2.槲皮素对花青素合成的作用
槲皮素为3,3',4',5,7-五羟黄酮,是植物培养细胞花青素合成途径中二氢槲皮素的结构类似物。在植物中,槲皮素为植物花青素合成途径中的中间产物,二氢槲皮素能够提高植物培养细胞花青素的产量。添加槲皮素对玫瑰茄愈伤组织产花青素的能力影响不明显。在B5培养液中添加槲皮素,悬浮培养玫瑰茄愈伤组织,细胞产量受槲皮素的影响甚小;细胞花青素的产量变化显著,当槲皮素浓度为10-7mol/L时,玫瑰茄细胞花青素产量达0.30g/L,为对照(0.13g/L)的2.3倍。
3.金属离子对花青素合成的影响
(1)锰离子的影响
锰离子在细胞中主要是参与酶的组成,为多种氧化还原酶的激活剂,它能够刺激胡萝卜培养细胞积累花青素。于B5培养基中添加不同剂量的锰离子(锰离子浓度在6×10-8~6×10-3mol/L范围内),细胞产量变化不大,花青素含量与产量变化显著;当添加锰离子浓度为6×10-4mol/L时,花青素产量高达0.34g/L,是对照(0.12g/L)的2.82倍。其余4个浓度梯度也都不同程度地提高了花青素的产量。(https://www.daowen.com)
(2)铜离子的影响
不同剂量的硫酸铜加入B5培养基中,进行单因子试验,培养玫瑰茄愈伤组织和悬浮细胞。当铜离子浓度不低于10-4mol/L时,悬浮培养及愈伤组织培养的细胞生长受抑或死亡,细胞及培养液呈现黄绿色。随着培养基中铜离子浓度的降低,细胞生长受抑现象解除,在0~10-5mol/L浓度变化区间内,当培养基中铜离子浓度为0时,愈伤组织产量减少,比对照低9.09%。当铜离子浓度高于10-7mol/L时,愈伤组织产量急速下降。愈伤组织在铜离子浓度为10-7mol/L时,花青素产量最高,为6.4mg/flask。悬浮培养的玫瑰茄细胞在含铜量为10-8mol/L的B5培养基中获得了高达0.230g/L的花青素产量,比对照高11%。其余几个浓度梯度的产量都很低,细胞产量也低。
(3)钙离子的影响
钙离子对玫瑰茄悬浮培养细胞产量的影响不明显。当钙离子含量为2×10-3mol/L时,花青素的产量处于最低谷,仅为0.16g/L;钙浓度为4×10-3mol/L时,得最高花青素产量0.23g/L,略高于对照。进行愈伤组织培养时,在2×10-3mol/L的钙含量时获得最高细胞产量、最高色素含量及产量,分别为0.66g/flask、1.31%及8.62mg/flask。钙离子浓度为3×10-3mol/L时,花青素的含量及产量最低。
(4)亚铁离子的影响
Fe2+在1~2.5μmol/L范围内,玫瑰茄悬浮细胞中花青素产量与含量有下降的趋势,对细胞的生物量影响不大;其中,1μmol/L时,花青素产量最高,为0.27g/L。当培养基中铁含量达到5μmol/L时,细胞的生长与花青素的合成严重受抑。