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菊芋Helianthus tuberosus L.)是菊科向日葵属多年生草本植物,原产于北美洲,现在在世界范围内广泛种植。与传统农作物相比,菊芋具有生产投入低,生物量大,不易染病等一系列的优点,成为当前研究的热点植物。菊芋叶片和块茎次生代谢物质的研究已经不少,但是关于菊芋花瓣的研究还未见报道。本实验以菊芋花瓣为研究材料,诱导了菊芋花瓣的愈伤组织、悬浮细胞,测定了花瓣愈伤组织、花瓣悬浮细胞、花瓣、花盘中的总酚、总黄酮含量,并使用FRAP、DPPH、ABTS三种抗氧化方法,对提取物的体外抗氧化活性进行了测定。(1)以菊芋花瓣为外植体,建立了菊芋花瓣的悬浮培养体系。花瓣愈伤组织的诱导在MS培养基上进行,筛选的最佳植物激素组合为NAA 1 mg/L + 6-BA2 mg/L,记录愈伤组织继代培养7周内的细胞鲜重,发现愈伤组织在2-5周进入对数生长期,在一周的稳定期后进入衰亡期。使用疏松透明的愈伤组织在相同的MS液体培养基中得到悬浮细胞,优化了培养基的碳源和氮源,确定培养基中蔗糖浓度为30 g/L,外加氮源的组合为谷氨酸0.5 mg/L+谷氨酰胺1 mg/L。测定了花瓣悬浮细胞的生长曲线,在第6-24天进入对数生长期,24-33天为稳定期,33天后进入衰亡期。(2)使用60%的乙醇为提取剂,测定了不同生长时期的菊芋花瓣悬浮细胞、愈伤组织总酚、总黄酮含量,发现稳定期的花瓣悬浮细胞总酚、总黄酮含量最高,分别为15.02 mg GAE/g DW和8.03 mg QE/g DW。对菊芋花瓣和花盘中的总酚、总黄酮含量也进行了测定,其中花瓣中总酚、总黄酮含量分别为8.67 mg GAE/g DW和5.39 mg QE/gDW,低于悬浮细胞中的含量。以14种酚类物质作为标品,使用超效液相色谱法测定了这14种酚类物质在植物材料中的含量,结果表明菊芋花瓣、花瓣愈伤组织和花瓣悬浮细胞中都检测到了这14种酚类物质,花盘中检测到11种。其中7种酚类物质(儿茶素、咖啡酸、水杨酸、3-羟基苯甲酸、阿魏酸、芥子酸、4-羟基香豆素)在悬浮细胞中含量最高,5种(没食子酸、原儿茶酸、绿原酸、表儿茶素、东莨菪内脂)在花瓣愈伤组织中含量最高,4-羟基苯甲酸在花瓣中含量最高,槲皮素在花盘中含量最高。(3)使用FRAP、DPPH、ABTS三种抗氧化方法对菊芋花瓣悬浮细胞等提取物的体外抗氧化活性进行测定。结果表明,在菊芋花瓣愈伤组织和花瓣悬浮细胞生长过程中,稳定期的愈伤组织和悬浮细胞提取物在这3种方法的检测下都具有最高的抗氧化活性。以菊芋花瓣、花盘为对照,菊芋花瓣悬浮细胞的FRAP抗氧化活性最高为9.07 mg TE/gDW(菊芋花瓣为5.64 mg TE/g DW),菊芋花瓣悬浮细胞的DPPH抗氧化活性最高为89.41%(菊芋花瓣为65.23%),菊芋花瓣悬浮细胞的ABTS抗氧化活性最高为93.92%(菊芋花瓣为43.97%)。