利用多平台技术对Bacopa monnieri体外和离体培养物中的代谢物进行解析性分析

《Plant Cell, Tissue and Organ Culture (PCTOC)》：Analytical profiling of metabolites from in vitro and ex vitro cultures of Bacopa monnieri using multi-platform approaches

Bacopa monnieri在离体培养与盆栽条件下氨基酸和代谢物组成差异显著，UHPLC、FTIR和GC-MS分析显示离体培养的谷氨酸、半胱氨酸等含量更高，而盆栽独有亮氨酸，代谢物以脂肪酸及其衍生物为主，差异源于环境因素和代谢重编程，为优化药用植物栽培提供新策略。

　　

摘要

在本研究中，对在两种不同条件下生长的Bacopa monnieri植物的氨基酸和代谢物谱进行了比较评估：一种是体外培养（盆栽/托盘培养），另一种是体内培养（组织培养）。通过超高效液相色谱（UHPLC）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）和气相色谱-质谱（GC-MS）系统地分析了生物分子组成的显著定性和定量变化。基于UHPLC的氨基酸分析发现，体外培养样本与体外培养样本之间存在显著差异。体外培养样本中谷氨酸（23.145%）、半胱氨酸（7.216%）、精氨酸（2.586%）和3,4-二羟基苯丙氨酸（2.299%）的含量较高，并且还检测到了异亮氨酸、缬氨酸和色氨酸等氨基酸。相比之下，体外培养样本的氨基酸谱更为均衡，其中仅检测到了亮氨酸（0.565%）。此外，GC-MS分析在体外培养样本中鉴定出17种化合物，在体内培养样本中鉴定出11种化合物，其中大部分属于脂肪酸、它们的酯类和其他脂质衍生物，还有少量的萜类化合物和不饱和酸。这些变化反映了在受控体外条件下与自然环境暴露相比的代谢重编程现象。这些发现为通过控制培养策略来优化B. monnieri的治疗潜力提供了途径。观察到的这些差异归因于环境因素、营养物质的可用性以及植物在各自生长环境中所经历的胁迫条件。此类策略有助于标准化生物活性化合物的生产，提高草药制剂的质量控制，并支持可持续的高通量培养。