香豌豆（Melilotus officinalis）中基于文化类型和植物生长调节剂的次生代谢物分析：异黄酮的富集及其与这种草本植物的差异

《Plant Cell, Tissue and Organ Culture (PCTOC)》：Culture-type and plant growth regulators-dependent secondary-metabolite profiling in Melilotus officinalis: isoflavone enrichment and divergence from the herb

蒙古甘草离体培养系统生物量、代谢物及抗氧化活性研究表明，愈伤组织在含2iP的培养基中异黄酮（如ononin达374 mg/100g DW，daidzein达168 mg/100g DW）积累量显著高于原植物，悬浮培养抗氧化活性更优，但整体活性较原植物低1.4-2.2倍。该系统为高附加值异黄酮生物合成研究提供了可控平台。

　　

摘要

Melilotus officinalis L. 是一种具有药用价值的植物，因其多样的植物化学成分而在皮肤科和药理学领域受到重视。尽管该植物有着悠久的使用传统，但其体外培养物此前尚未被作为生物活性代谢物的潜在生物技术来源进行过评估。在本研究中，我们在添加了不同生长素-细胞分裂素组合的固体和液体Murashige–Skoog培养基上建立了愈伤组织、悬浮培养液和芽培养物，并对其生物量生长、代谢物组成、抗氧化活性以及次生代谢物的产生能力进行了评估，并与原始植物进行了比较。通过LC-HRMS/MS分析技术，鉴定了52种代谢物，其中异黄酮类化合物在所有体外培养系统中占主导地位。其中，ononin的含量达到了374毫克/100克干重（DW），daidzein的含量达到了168毫克/100克干重，分别比原始植物高出6.5倍和16.8倍；formononetin的含量为96毫克/100克干重，也超过了原始植物中的含量。相比之下，通常存在于植物地上部分的香豆素和芸香苷在培养组织中并未检测到。抗氧化活性检测显示，未分化的培养物在所有体外系统中表现出最强的抗氧化能力：静止状态的愈伤组织具有最高的DPPH和FRAP值，而悬浮培养液在ABTS和CUPRAC测试中表现更优；然而，所有测试结果均表明其抗氧化水平比原始植物提取物低1.4至2.2倍。不同培养类型的总生产力存在显著差异，其中在6-(γ,γ-二甲基烯丙氨基)嘌呤（2iP）培养基上生长的静止愈伤组织产率最高，这反映了旺盛的生物量生长与异黄酮积累之间的协同作用。总体而言，这些结果表明：M. officinalis的体外培养物提供了一个可控、可重复且成分独特的实验室系统，能够积累高浓度的异黄酮类化合物，为进一步研究具有药理意义的化合物提供了有希望的基础。

Melilotus officinalis L. 是一种具有药用价值的植物，因其多样的植物化学成分而在皮肤科和药理学领域受到重视。尽管该植物有着悠久的使用传统，但其体外培养物此前尚未被作为生物活性代谢物的潜在生物技术来源进行过评估。在本研究中，我们在添加了不同生长素-细胞分裂素组合的固体和液体Murashige–Skoog培养基上建立了愈伤组织、悬浮培养液和芽培养物，并对其生物量生长、代谢物组成、抗氧化活性以及次生代谢物的产生能力进行了评估，并与原始植物进行了比较。通过LC-HRMS/MS分析技术，鉴定了52种代谢物，其中异黄酮类化合物在所有体外培养系统中占主导地位。其中，ononin的含量达到了374毫克/100克干重（DW），daidzein的含量达到了168毫克/100克干重，分别比原始植物高出6.5倍和16.8倍；formononetin的含量为96毫克/100克干重，也超过了原始植物中的含量。相比之下，通常存在于植物地上部分的香豆素和芸香苷在培养组织中并未检测到。抗氧化活性检测显示，未分化的培养物在所有体外系统中表现出最强的抗氧化能力：静止状态的愈伤组织具有最高的DPPH和FRAP值，而悬浮培养液在ABTS和CUPRAC测试中表现更优；然而，所有测试结果均表明其抗氧化水平比原始植物提取物低1.4至2.2倍。不同培养类型的总生产力存在显著差异，其中在6-(γ,γ-二甲基烯丙氨基)嘌呤（2iP）培养基上生长的静止愈伤组织产率最高，这反映了旺盛的生物量生长与异黄酮积累之间的协同作用。总体而言，这些结果表明：M. officinalis的体外培养物提供了一个可控、可重复且成分独特的实验室系统，能够积累高浓度的异黄酮类化合物，为进一步研究具有药理意义的化合物提供了有希望的基础。