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应用代谢组学策略研究茉莉酸甲酯对三七不定根次生代谢产物的影响

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三七是我国特有的贵重药材之一，也是国际市场上的畅销植物药，具有活血化瘀、镇静止痛、滋补强壮等功效。由于生长缓慢和地理条件的限制以及市场需求的不断扩大，导致资源供不应求。为了缓解日益突出的资源短缺和需求量增加之间的矛盾，利用代谢组学策略评价优化三七组织培养方法生产大量三七活性次生代谢产物成为当务之急。本实验室已经建立了三七不定根液体培养体系。因此，研究优化三七不定根组织培养生产大量次生代谢产物具有可行性和迫切性。本文首先建立了基于UPLC-MS的代谢组学分析方法，然后分别分析比较了茉莉酸甲酯刺激的三七不定根，三七不定根，大田三七根和花蕾之间的次生代谢差异，初步证明了茉莉酸甲酯作为诱导剂的有效性，进一步研究了茉莉酸甲酯对三七不定根的影响，为继续深入研究奠定了基础。 研究结果如下： 1. 首次建立了UPLC-MS和PCA，PLS-DA结合的分析方法对三七次生代谢产物进行研究。与传统高效液相色谱法相比，该方法全面、快速、高效而且方法的线性范围、回收率、日内日间精密度和稳定性均符合分析天然产物的测定要求。多维统计方法的应用，能够更加准确的从三七次生代谢轮廓中找出关键活性物质，评价三七不定根。 2. 首次利用建立的代谢组学分析方法研究三七不定根，茉莉酸甲酯刺激三七不定根，三七根和三七花蕾的次生代谢产物的差异，从而评价茉莉酸甲酯作为诱导剂对三七不定根的作用。发现茉莉酸甲酯对三七不定根次生代谢产物合成的影响非常明显，且合成的次生代谢产物的比例与大田三七更加相似，确定了进一步研究的意义。 3. 研究茉莉酸甲酯对三七不定根的最佳刺激时间和加入量，并深入研究了随时间变化，茉莉酸甲酯对三七不定根生长和次生代谢产物合成的影响。根据PCA得分图上的分布发现培养21天时加入400μmol/L的茉莉酸甲酯第七天能够达到最佳的刺激次生代谢产物合成的作用。同时根据PLS-DA的分析结果发现茉莉酸甲酯明显刺激皂苷类次生代谢产物的合成，且对二醇型皂苷合成的作用（如人参皂苷Rb1，Rb2，Rc，Rd）大于对三醇型皂苷的作用，部分三醇型皂苷的含量还有略微下降（如人参皂苷Re，三七皂苷R2）。整体来说茉莉酸甲酯刺激后的三七不定根的次生代谢产物与天然三七根更为相似，证明茉莉酸甲酯可以作为三七不定根增加活性次生代谢产物合成的有价值的诱导剂，值得进一步研究。

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