Die Auswirkungen von Methyljasmonat und Salicyls\u00e4ure auf das Wachstum von Kallusgewebe und die Saponinbildung bei Panax quinquefolius L. ist eine mehrj\u00e4hrige krautige Pflanze aus der Familie der Araliaceae. Ihre Hauptwirkstoffe sind Ginsenoside und Saponinverbindungen, und sie ist eines der am h\u00e4ufigsten verwendeten chinesischen Kr\u00e4uter der Welt. Nach modernen Forschungsergebnissen hat sie eine bedeutende Wirkung bei der Senkung der Blutfette, der Verbesserung der Myokardisch\u00e4mie und der Vorbeugung von Krebs und hat einen extrem hohen medizinischen und kommerziellen Wert. Gegenw\u00e4rtig ist Chinas amerikanischer Ginseng seit langem auf Importe angewiesen und hat mit der Knappheit der Wildbest\u00e4nde, hohen Produktionskosten und langen Wachstumszyklen zu k\u00e4mpfen. Insbesondere der Gehalt an seltenen Saponinen in amerikanischem Ginseng ist extrem niedrig, was es schwierig macht, die Anforderungen der klinischen Anwendung zu erf\u00fcllen. Durch den Einsatz der Zellkulturtechnik f\u00fcr Arzneipflanzen kann in relativ kurzer Zeit eine gro\u00dfe Menge an Biomasse und sekund\u00e4ren Stoffwechselprodukten aus amerikanischem Ginseng gewonnen werden, ohne dass dies durch Zeit, Region und Wachstumsperiode des Materials begrenzt ist. Es ist erw\u00e4hnenswert, dass das etablierte amerikanische Ginseng-Kallus-Kultursystem immer noch das Problem der geringen Ginsenosid-Produktion hat, was die schnelle Entwicklung der amerikanischen Ginseng-Industrie beeintr\u00e4chtigt.<\/p>\n
Mit der kontinuierlichen Entwicklung und weit verbreiteten Anwendung von Induktoren ist es zu einem hei\u00dfen Thema geworden, Induktoren als spezifisches Signal zu verwenden, um die Expression von Zielgenen in Zellen zu induzieren und dadurch die Synthese von Sekund\u00e4rmetaboliten in Pflanzenzellen zu regulieren. Daher ist die Untersuchung der Verwendung von Induktoren zur F\u00f6rderung der Akkumulation von Sekund\u00e4rmetaboliten in Pflanzengewebekulturen besonders wichtig geworden. Methyljasmonat (MeJA) und Salicyls\u00e4ure (SA) sind h\u00e4ufig verwendete Induktoren, die die Synthese verschiedener Metaboliten f\u00f6rdern. Sie wurden erfolgreich bei der Induktion von Sekund\u00e4rmetaboliten in verschiedenen Heilpflanzen wie Tripterygium wilfordii, F\u00e4rberdistel, Scutellaria baicalensis und Salvia miltiorrhiza eingesetzt. Derzeit gibt es nur wenige Berichte \u00fcber die Verwendung von MeJA und SA zur Erh\u00f6hung des Saponingehalts in amerikanischem Ginseng-Kallusgewebe. Daher wurde in diesem Experiment amerikanisches Ginseng-Kallusgewebe als Material verwendet, um die Auswirkungen der Behandlung mit MeJA und SA auf das Wachstum, die damit verbundene Enzymaktivit\u00e4t und den Gehalt an chemischen Hauptbestandteilen, den Ginsenosiden, in amerikanischem Ginseng-Kallusgewebe zu untersuchen, was eine theoretische Grundlage f\u00fcr den Anbau von amerikanischem Ginseng-Kallusgewebe und die Produktion von Sekund\u00e4rmetaboliten darstellt.<\/p>\n
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Obwohl Induktoren die gezielte Sekretion bestimmter sekund\u00e4rer Produkte durch Pflanzenzellen f\u00f6rdern k\u00f6nnen, um den vom Menschen geforderten medizinischen Wert zu erreichen, k\u00f6nnen die erzeugten sekund\u00e4ren Produkte auch das Wachstum und die Entwicklung der Pflanzenzellen selbst sch\u00e4digen und die Gesamtbiomasse der Pflanzenzellen verringern. Mao et al. f\u00fchrten orthogonale Experimente unter Verwendung von Induktoren unterschiedlicher Konzentrationen durch und stellten fest, dass unterschiedliche Konzentrationen von MeJA und Hefeextrakt unterschiedliche physiologische Auswirkungen auf das Wachstum von Zinnober-Kallusgewebe haben; au\u00dferdem verwendeten Miao et al. Miao et al. verwendeten HPLC, um den Cumaringehalt im Experiment zu bestimmen, und die Ergebnisse zeigten, dass SA und MeJA eine gewisse f\u00f6rdernde Wirkung auf das Wachstum von Kallusgewebe und Cumarin in Panax ginseng hatten; Wang et al. wiesen in ihrem Experiment darauf hin, dass MeJA in Konzentrationen von 50-100 \u03bc mol\/L die Akkumulation von Flavonoiden in Ginkgo biloba-Suspensionszellen f\u00f6rdert, w\u00e4hrend Konzentrationen von 150-200 \u03bc mol\/L ihre Synthese hemmen. Die in diesem Versuch verwendeten Induktoren MeJA und SA wirkten sich beide auf die Biomasse des amerikanischen Ginseng-Kallusgewebes aus und behinderten dessen Wachstum. Dies k\u00f6nnte darauf zur\u00fcckzuf\u00fchren sein, dass hohe Konzentrationen von Induktoren verschiedene Stressreaktionen in Pflanzen ausl\u00f6sen k\u00f6nnen, die dazu f\u00fchren, dass sich das Zellmembransystem ausdehnt, zusammenzieht oder bricht, wodurch die normale Struktur der Zellen gest\u00f6rt und das Wachstum des Pflanzengewebes gehemmt wird.<\/p>\n
Wenn Pflanzenzellen, die unter normalen Bedingungen gez\u00fcchtet werden, durch exogene Ausl\u00f6ser stimuliert werden, ist der Gehalt an reaktiven Sauerstoffspezies in den Zellen in unterschiedlichem Ma\u00dfe unausgewogen. Pflanzenzellen aktivieren ihr eigenes antioxidatives Enzymsystem, indem sie die koordinierte Koordination von Enzymen wie SOD, CAT und POD nutzen, um \u00fcbersch\u00fcssige freie Radikale im K\u00f6rper zu eliminieren und so die Pflanze vor Sch\u00e4den in ung\u00fcnstigen Umgebungen zu sch\u00fctzen. MDA, ein Produkt der Peroxidation von Zellmembranlipiden, kann indirekt den Grad der Sch\u00e4digung des pflanzlichen Zellmembransystems und die Stressresistenz der Pflanze widerspiegeln. Li et al. fanden heraus, dass SA und MeJA eine f\u00f6rdernde Wirkung auf die Aktivit\u00e4ten von SOD, POD, CAT, den MDA-Gehalt und die Akkumulation von Syringol III und 3,6'-Sinapyrylsucrose haben. Taimoor et al. stellten fest, dass die Aktivit\u00e4ten von POD und SOD im Buchweizenkallusgewebe mit zunehmender Dauer der SA-Behandlung zun\u00e4chst ansteigen und dann abnehmen, wobei die h\u00f6chste Aktivit\u00e4t in Woche 7 auftrat. Marziyeh et al. stellten fest, dass die Polyethylenglykol-Konzentrationen 4% und 6% den MDA-Gehalt im Kallusgewebe von Taxus chinensis signifikant erh\u00f6hten, w\u00e4hrend die Polyethylenglykol-Konzentrationen 1%, 2%, 3% und 5% keinen Einfluss auf den MDA-Gehalt hatten. In dieser Studie wurde festgestellt, dass beide Arten von Induktoren die Aktivit\u00e4ten der antioxidativen Enzyme SOD, CAT, POD und den MDA-Gehalt im Kallusgewebe von amerikanischem Ginseng bei entsprechenden Konzentrationen signifikant aktivieren k\u00f6nnen. Au\u00dferhalb des Konzentrationsbereichs waren die entsprechenden Enzymaktivit\u00e4ten niedriger als in der Kontrollgruppe. Dies k\u00f6nnte darauf zur\u00fcckzuf\u00fchren sein, dass Induktoren einen bestimmten Grenzwert f\u00fcr die Aktivit\u00e4t der antioxidativen Enzyme haben. Wird dieser Grenzwert \u00fcberschritten, wird die Enzymaktivit\u00e4t stark reduziert, was zu einer gro\u00dfen Ansammlung reaktiver Sauerstoffspezies in den Zellen f\u00fchrt, die das normale Wachstum der Pflanzenzellen beeintr\u00e4chtigen.<\/p>\n
Zahlreiche Studien haben gezeigt, dass verschiedene Ausl\u00f6ser und Konzentrationen erhebliche Unterschiede in ihrer Wirkung auf dasselbe Pflanzenmaterial haben. So kann beispielsweise die Zugabe von Natriumacetat, SA und Cu2+ den Ertrag von Adventivwurzeln von Bupleurum chinense und den Gehalt an Saikosaponin in unterschiedlichem Ma\u00dfe steigern; niedrige Konzentrationen des Seltenerdelements Ce3+ k\u00f6nnen die Produktion von Flavonoiden in Suspensionszellen von Ginkgo biloba erh\u00f6hen, hohe Ce3+-Dosen k\u00f6nnen jedoch zum Zelltod f\u00fchren. Die optimale Konzentration von Sekund\u00e4rmetaboliten, die durch Induktoren induziert werden, variiert innerhalb ein und derselben Pflanze. Qi et al. fanden heraus, dass die optimalen Konzentrationen von MeJA, SA und Hefeextrakt, die der Haarwurzelkultur von Gynostemma pentaphyllum zugesetzt wurden, das Wachstum und den Gesamtsaponingehalt der Haarwurzeln in unterschiedlichem Ma\u00dfe erh\u00f6hten. In diesem Versuch wurde festgestellt, dass beide Arten von Induktoren die Anh\u00e4ufung von Ginsenosiden im Kallusgewebe des amerikanischen Ginsengs erheblich f\u00f6rdern k\u00f6nnen. Die optimalen Konzentrationen von MeJA und SA, die Ginsenoside induzieren, betrugen 100 bzw. 200 \u03bc mol\/L, was 4,23 bzw. 2,49 Mal h\u00f6her war als in der Kontrollgruppe. Dar\u00fcber hinaus wurde festgestellt, dass unterschiedliche Induktoren und Konzentrationen die Synthese monomerer Saponine im amerikanischen Ginseng-Kallusgewebe beeinflussen, wobei die Auswirkungen auf die monomeren Saponine Rg1, Re, Rb1, Rd, Rc und Rb2 erheblich variierten. Daraus l\u00e4sst sich schlie\u00dfen, dass im Kallusgewebe des Amerikanischen Ginseng der Induktionseffekt MeJA>SA ist. In der Gewebekultur von amerikanischem Ginseng k\u00f6nnen Hefeextrakt, SA, Silbernitrat, Calciumchlorid, MeJA und Pilzinduktoren den Gehalt an Ginsenosiden erh\u00f6hen, was mit unseren Ergebnissen \u00fcbereinstimmt. Dieses Ergebnis ist m\u00f6glicherweise auf eine Kombination mehrerer Faktoren zur\u00fcckzuf\u00fchren, die mit den Arten und Mengen der Rezeptoren f\u00fcr die verschiedenen Induktoren zusammenh\u00e4ngen k\u00f6nnten. Obwohl niedrige Konzentrationen von Induktoren die Zellen weniger sch\u00e4digen, induzieren sie die Pflanzenzellen m\u00f6glicherweise nur teilweise, was zu einem geringeren Gehalt an Sekund\u00e4rmetaboliten f\u00fchrt. Es k\u00f6nnte auch mit dem unterschiedlichen Gehalt an endogenen Cytokininen im Kallus des Amerikanischen Ginsengs zusammenh\u00e4ngen, der zu mehreren Synthesewegen und Reaktionsschritten f\u00fchrt, die an Sekund\u00e4rmetaboliten in der Pflanze beteiligt sind, und mit verschiedenen Induktoren, die an verschiedenen Synthesewegen teilnehmen. Daher ist es besonders wichtig, geeignete Induktoren und die optimale Konzentration auszuw\u00e4hlen, um das Wachstum des amerikanischen Ginseng-Kallus und die Akkumulation von Ginsenosiden zu f\u00f6rdern.<\/p>\n
Sekund\u00e4rmetaboliten sind das Ergebnis der Anpassung der Pflanzen an die \u00f6kologische Umwelt w\u00e4hrend der langfristigen Evolution und haben eine wichtige Bedeutung f\u00fcr die Lebensaktivit\u00e4ten der Pflanzen. Sie sind auch eine wichtige Quelle f\u00fcr viele Verbindungen wie Arzneimittel, Farbstoffe und Duftstoffe. Inducer sind eines der wirksamsten und am weitesten verbreiteten biotechnologischen Instrumente in der Pflanzengewebekultur, um neue Sekund\u00e4rmetaboliten zu induzieren oder die Biosynthese und Akkumulation von Sekund\u00e4rmetaboliten zu f\u00f6rdern. In diesem Versuch wurden die Auswirkungen von MeJA- und SA-Induktoren auf das Wachstum, die Enzymaktivit\u00e4t und den Ginsenosidgehalt von amerikanischem Ginseng-Kallusgewebe untersucht. Die Ergebnisse zeigten, dass die Zugabe geeigneter Konzentrationen von MeJA und SA zu amerikanischem Ginseng-Kallusgewebe die Enzymaktivit\u00e4t deutlich aktivieren und den Gehalt an Ginsenosidverbindungen erh\u00f6hen konnte. Obwohl MeJA das Wachstum hemmte, erreichten der Gesamtsaponingehalt und der Ertrag im Kallusgewebe ihre H\u00f6chstwerte bei einer MeJA-Konzentration von 100 \u03bc mol\/L. Der Gehalt der Ginsenoside Rg1, Re, Rb1 und Rc war am h\u00f6chsten, was darauf hindeutet, dass MeJA die beste Wirkung auf die Induktion von Gesamtginsenosiden hatte. Dieser Artikel liefert eine Grundlage f\u00fcr die Verwendung von Induktoren zur F\u00f6rderung der Synthese von Wirkstoffen in amerikanischem Ginseng. Der Mechanismus, durch den Induktoren die Akkumulation von Ginsenosiden im Kallus des Amerikanischen Ginsengs regulieren, und die Frage, wie Induktoren synergistisch eingesetzt werden k\u00f6nnen, um die Qualit\u00e4t des Kallus des Amerikanischen Ginsengs zu verbessern, sind jedoch Fragen, die in nachfolgenden Experimenten gekl\u00e4rt werden m\u00fcssen.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
The effects of methyl jasmonate and salicylic acid on the growth of callus tissue and saponin formation in Panax quinquefolius L. is a perennial herbaceous plant in the family Araliaceae. Its main active ingredients are ginsenosides and saponin compounds, and it is one of the most commonly used Chinese herbs in the world. According to […]<\/p>","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[20],"tags":[],"yoast_head":"\n