利用悬浮培养技术可以获得高质量、高产量的黄芩替代品,具有次生代谢产物含量高、抗氧化活性较强的优点。而黄芩是我国传统中药材之一,其次生代谢产物黄芩苷等具有清热燥湿、抗炎、抗病毒、抗菌和抗癌等多种病理效用,因此多年来在国际医学界也得到广泛应用。本论文以黄芩实生苗为材料,诱导愈伤组织。在此基础上,建立起黄芩细胞悬浮培养体系,通过在细胞悬浮培养过程中研究不同浓度诱导子,茉莉酸甲酯(MJ)和水杨酸(SA)对黄芩细胞悬浮培养不同时间的影响,并对愈伤组织诱导的黄芩再生苗的玻璃化问题进行分析,为利用细胞培养进行次生代谢产物的大规模工业化生产提供了理论依据。主要研究结果如下：1.黄芩细胞悬浮培养体系的建立以黄芩盆栽2个月的实生苗为外植体,诱导出了生长稳定、质地疏松的黄芩愈伤组织,取之置于液体MS培养基中培养,继代三代后获得生长稳定的黄芩悬浮培养细胞团。并测定了悬浮培养不同时间时黄芩细胞的抗氧化能力,以综合隶属度来表示抗氧化能力大小。结果表明,随着悬浮培养时间的延长,其抗氧化能力和黄芩苷含量逐渐增加。在悬浮培养20天时,黄芩悬浮培养细胞抗氧化能力的综合隶属度最大,为2.69；说明其抗氧化能力最强。同时,结果表明黄芩苷等黄芩次生代谢产物,在悬浮培养20天时获得了最高的产量(78.31mg/g)。2.诱导子对黄芩悬浮培养细胞的影响为了获得高产量的黄芩次生代谢产物,本论文研究了诱导子茉莉酸甲酯和水杨酸对悬浮培养细胞生长、次生代谢产物合成及其抗氧化活性进行了探究。实验结果表明,添加150μmol/L茉莉酸甲酯对黄芩悬浮培养细胞的影响最显著,悬浮培养至72h,细胞生长率达到967%,黄芩苷含量为184.62mg/g,其抗氧化能力也提高了很多,FRAP值达到了558.46,对DPPH的清除率也达到了101.51%。SA对黄芩悬浮培养的细胞影响不是很大,12.5mg/L水杨酸处理下的细胞黄芩苷最高含量为48.05mg/g,且低于对照组；其总抗氧化能力的FRAP值分别为356.92、334.61和171.92,均低于未处理样品(FRAP453)。3.降低黄芩再生苗玻璃化率及生根的研究为了降低黄芩再生苗的玻璃化率并提高其生根率,本研究以黄芩愈伤组织诱导的再生苗为实验材料,分别研究了6-苄基嘌呤(6-BA)、蔗糖、琼脂及多效唑(PP333)等组培条件对黄芩再生苗玻璃化的影响以及吲哚丁酸(IBA)对再生苗生根的影响。研究结果表明：低浓度的6-BA有利于降低不定芽的玻璃化率,当培养基中添加0.2mg/L 6-BA时,不定芽的玻璃化率最低且增殖系数比对照增加1倍。当培养基中添加25g/L蔗糖和7.5g/L琼脂时,黄芩不定芽长势最好且玻璃化率为零,增殖系数也最高。而0.2mg/L PP333对黄芩再生苗也起到了很好的壮苗作用,再生苗明显变得粗壮。0.1mg/L的IBA最有利于黄芩再生苗的生根,生根率为100%,平均生根数为7,移栽成活率达95%以上。4.黄芩再生苗玻璃化机制的研究本实验对黄芩再生苗玻璃化苗和正常苗进行了形态学和生理生化特性进行了表征,研究了黄芩再生苗玻璃化的原因。与正常苗相比,黄芩玻璃化苗形态学和生理学都发生了很大变化。玻璃化苗叶片表皮细胞变大,不连续,栅栏组织和海绵组织分布混乱,细胞间隙变大；气孔畸形,保卫细胞肿胀。而正常苗叶片是表皮细胞由单层细胞整齐排列而成,栅栏组织棒状,与海绵组织分布清晰。在玻璃化苗茎段解剖结构中观察到其表皮细胞分布间断不连续,皮层薄壁细胞和髓细胞等大部分细胞液泡化,有的甚至已经破碎,韧皮部和木质部发育不完全。而正常苗中,表皮细胞是有两层排列整齐的细胞组成,薄壁细胞排列紧密,韧皮部和木质部也开始形成。此外,与黄芩正常苗相比在玻璃化苗中叶绿素和可溶性蛋白含量在玻璃化苗中下降,丙二醛(MDAA)、H2O2的含量明显增加,分别增加了43.75%和46.43%。同时,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性显著增加。结果表明,黄芩玻璃化苗的生理变化引起了黄芩苗的过氧化应激反应。