外源乙烯对长春花生长及生物碱积累的影响

论文摘要

长春花中含有100多种生物碱,其中有很多种具有药用的功效,例如长春碱、长春新碱有抗癌的效果,文多灵有降血压降血脂的效果等,特别是抗癌的作用一直是科学家和医学界研究的热点。有研究证明,长春碱不能利用细胞培养的方法在植物体外合成,所以,探索使用其他方法使其生物碱量上升对长春花药用功效有重要意义。乙烯是一种植物激素,对植物自身代谢调节有一定影响。本文使用不同浓度乙烯利处理长春花幼苗,观察乙烯对长春花表型、生理代谢特别是药用活性成分生物碱的影响及相关基因表达方面的影响。主要结果如下：1、不同浓度乙烯利对长春花的形态和生物量有显著影响。乙烯浓度升高可以越来越明显的抑制长春花的株高和根长,并且增加茎秆直径、根重和根冠比。对单株生物量的影响是：5μM-45μM乙烯利使单株生物量增加,60μM和100μM乙烯利使单株生物量降低。2、不同浓度乙烯利对长春花的ROS和抗氧化酶含量有显著影响。总体上乙烯利会抑制ROS并促进长春花各类抗氧化酶含量增加,60μM乙烯利使长春花活性氧ROS明显降低并且各类抗氧化酶含量增加最多。3、不同浓度乙烯利对长春花叶片的光和特征有显著影响。5μM-45μM乙烯利使长春花叶片的净光合速率上升,并且5μM和15μM乙烯利使蒸腾速率下降,说明有利于保水；60μM和100μM乙烯利使叶片净光合速率下降,并且是由于非气孔因素。对于光和色素,5μM-45μM乙烯利增加了叶绿素的含量,胡萝卜素也有增高；60μM和100μM乙烯利叶绿素含量显著下降,类胡萝卜素含量明显增高。4、不同浓度乙烯利对长春花叶片中文多灵、长春质碱和长春碱等3种吲哚类生物碱含量均有显著的影响。5μM-45μM乙烯利使文多灵和长春质碱含量显著降低,长春碱含量从降低到增高；60gM和100μM乙烯利使三种生物碱含量都显著升高。5、不同浓度乙烯利对长春花生物碱合成催化酶和过氧化物酶相关基因表达量的影响显著。str和dat基因表达量随乙烯利浓度升高呈现“先降后升”的规律。12小时和24小时所取的样本都在5μM-45μM乙烯利处理时基因str和dat表达量逐渐下降,但60μM和100μM乙烯利使表达量显著上升。prx表达量总体随着乙烯利浓度增大而升高,其中60μM乙烯利使其表达量最高。6、对生物碱含量与基因表达量的相关性进行分析,结果表明,文多灵含量与其合成催化酶相关的dat基因表达量有明显相关性；另外,长春质碱与与其合成催化酶相关的prx基因表达量也显著相关。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 长春花的生物学特性及研究现状
• 1.1.1 长春花物种分类学特征
• 1.1.2 长春花常见品种
• 1.1.3 长春花生态学特性
• 1.1.4 长春花药用价值
• 1.1.5 长春花研究现状
• 1.2 乙烯对植物表型和生理代谢的影响
• 1.2.1 植物中乙烯的生物合成
• 1.2.2 乙烯对植物形态结构的影响
• 1.2.3 乙烯对植物光合特征的影响
• 1.2.4 抗氧化酶类对植物防御的作用
• 1.3 吲哚生物碱的代谢途径和相关基因表达的作用
• 1.3.1 植物吲哚类生物碱代谢途径
• 1.3.2 吲哚生物碱相关基因表达的作用
• 1.4 本文的研究内容与意义
• 2 材料与方法
• 2.1 实验材料与处理
• 2.1.1 实验材料
• 2.1.2 材料处理
• 2.2 形态指标及生物量测定方法
• 2.3 光合特征参数测定方法
• 2.3.1 光合作用参数测定
• 2.3.2 光合色素含量测定方法
• 2.4 ROS染色方法
• 2.5 抗氧化酶含量测定方法
• 2.5.1 提取酶液
• 2.5.2 抗氧化酶活性测量
• 2.6 吲哚类生物碱含量的测定方法
• 2.7 基因表达含量的测定方法
• 2.7.1 长春花叶片总RNA提取
• 2.7.2 cDNA的合成
• 2.7.3 RT-PCR合成目的基因片段
• 2.8 统计分析
• 3 乙烯对长春花形态及生物量的影响
• 3.1 乙烯对长春花形态特征的影响
• 3.1.1 乙烯对长春花株高及根长的影响
• 3.1.2 乙烯对长春花茎秆直径的影响
• 3.2 乙烯对长春花生物量分配的影响
• 3.2.1 乙烯对长春花单株生物量的影响
• 3.2.2 乙烯对长春花根冠比和根重的影响
• 3.3 讨论
• 3.4 本章小结
• 4 乙烯对长春花氧化胁迫及抗氧化酶含量的影响
• 4.1 乙烯对长春花ROS的影响
• 4.2 乙烯对长春花叶片抗氧化酶含量的影响
• 4.2.1 乙烯对长春花叶片中CAT含量的影响
• 4.2.2 乙烯对长春花叶片中POD含量的影响
• 4.2.3 乙烯对长春花叶片中SOD活性动态的影响
• 4.2.4 乙烯对长春花叶片中GR活性动态的影响
• 4.3 本章小结
• 5 乙烯对长春花光合特征的影响
• 5.1 乙烯对长春花净光合速率（Pn）的影响
• 5.2 乙烯对长春花叶片气孔导度（Gs）的影响
• 5.3 乙烯对长春花叶片的胞间二氧化碳浓度（Ci）的影响
• 5.4 乙烯对长春花叶片蒸腾速率（Tr）的影响
• 5.5 乙烯对长春花叶片光合色素含量的影响
• 5.6 讨论
• 5.7 本章小结
• 6 乙烯对长春花叶片吲哚生物碱类物质含量的影响
• 6.1 乙烯对长春花叶片文多灵含量的影响
• 6.2 乙烯对长春花叶片中长春质碱含量的影响
• 6.3 乙烯对长春花叶片中长春碱含量的影响
• 6.4 讨论
• 6.5 本章小结
• 7 乙烯对长春花生物碱合成过程相关催化酶的基因表达量的影响
• 7.1 增加乙烯对str表达量的影响
• 7.2 增加乙烯对dat基因表达量的影响
• 7.3 增加乙烯对prx基因表达量的影响
• 7.4 str、dat、prx三种基因表达量相关性分析
• 7.5 讨论
• 7.6 本章小结
• 8 乙烯对长春花生物碱合成机制的讨论
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢