黄连代谢及生理特性对增强UV-B的响应研究

论文摘要

为了阐明不同强度UV-B对黄连体内小檗碱合成代谢的初步调控机理及黄连对UV-B的生理响应。试验设置了CK（自然光）、UL（0.05 W·m-2）、UM（0.10 W-m-2）、UH （0.20 W-m-2）4个处理组,探讨长期（35d每天辐射3h） UV-B辐射下黄连初生代谢中光合特性、PPP途径和次生代谢中酪氨酸酶及黄连根、茎、叶中小檗碱含量的变化特性；同时探讨短期（1～9h） UV-B辐射对黄连SOD、SOD、CAT同工酶、逆境指标的变化特性,以及短时UV-B（0～30min）处理黄连叶片后,运用[γ-P32]ATP放射性同位素测定蛋白激酶活性变化特性。得到如下结果：1.蛋白激酶活性的激活具有瞬时性,通过液体闪烁计数器对γ-P32放射强度表明,UL、UM辐射强度处理黄连叶片1min后,蛋白激酶活性显著增强,且UL组蛋白激酶活性要大于UM组,UL强度辐射2min后,蛋白激酶活性开始下降,到30min降至最低,UM强度辐射1min后,蛋白激酶活性开始回落,5min后基本恢复到正常水平,而重度UV-B辐射下,黄连叶片内的蛋白激酶活性无明显变化。2.在UH辐射强度下,黄连叶片中光合色素、qN、Fo、ETR以及葡萄糖-6-磷酸脱氢酶活性、根中小檗碱含量均较其它组低。而处于UM辐射下的黄连,光合作用能力、葡萄糖-6-磷酸脱氢酶活性、酪氨酸酶活性以及根中小檗碱含量均高于对照组,且黄连会通过胁迫应激反应来抵御轻、中度UV-B辐射。3.UV-B辐射3h后,SOD1 （Rf=0.125）、SOD2 （Rf=0.312）、CAT1 （Rf=0.428）. POD3 （Rf=0.290）、POD4 （Rf=0.636）谱带被先后诱导,随着UV-B辐射时间的增长,这些谱带开始丢失或减弱,尤其处于重度UV-B胁迫下,CAT1 （Rf=0.428）、POD3 （Rf=0.290）谱带会提前丢失；此外,UV-B辐射使得叶片中MDA、可溶性糖、脯氨酸含量显著高于对照组,但UV-B辐射7h后,除UL组脯氨酸上升外,各组MDA、可溶性糖、脯氨酸含量开始有所下降,可溶性蛋白谱带数增多。4.在本试验条件下,UL辐射强度处理35d最有利于黄连叶片中小檗碱含量的积累,处理21d有利于根中小檗碱的积累,增幅为46.9%；UM辐射强度处理黄连14d后,黄连叶中小檗碱含量的迅速积累,增幅达到72.9%,35d有利于根中小檗碱含量的积累；UH辐射强度处理黄连超过21d会导致根及叶中的小檗碱含量明显下降,但使得茎中小檗碱积累量增加。结论：UL（轻度）、UM（中度）辐射有利于诱导根和叶中小檗碱含量的积累,原因可能是黄连处于UL、UM辐射时,蛋白激酶活性升高,激活相关酶的活性及基因的表达,增强光合作用及PPP途径,以致提供较多的次生代谢物前体物及次生代谢物所必需的NADPH,进而小檗碱的含量也相应提高。且UL、UM组辐射强度会诱导黄连增加抗氧化酶同工酶的表达量及谱带数,积累可溶性糖、可溶性蛋白等抗性物质来提高自身抗性能力,虽然UH（重度）UV-B辐射会导致茎中小檗碱含量增加,但减少了根及叶中的小檗碱,这可能是重度UV-B辐射持续时间过长将使得黄连自身调节系统被破坏,代谢开始紊乱,小檗碱合成受阻。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 文献综述
• 1 UV-B对植物生理代谢特性的影响
• 1.1 UV-B对植物逆境指标及同工酶的影响
• 1.2 UV-B对植物光合作用的影响
• 1.3 UV-B对植物次生代谢产物的影响
• 1.4 逆境对葡萄糖-6-磷酸脱氢酶活性的影响
• 1.5 逆境对蛋白激酶活性的影响
• 1.6 酪氨酸酶与小檗碱的关系
• 2 黄连抗逆生理代谢的研究现状
• 2.1 逆境对黄连光合作用的影响
• 2.2 逆境对黄连生理特性的影响
• 2.3 逆境对黄连小檗碱含量的影响
• 3 立题依据
• 第2章 增强UV-B对黄连蛋白激酶及相关初生代谢的影响
• 1 材料与方法
• 1.1 试验材料
• 1.2 方法
• 2 结果与分析
• 2.1 增强UV-B对黄连体内蛋白激酶活性的影响
• 2.2 增强UV-B对黄连光合色素含量的影响
• 2.3 增强UV-B对黄连叶绿素荧光特性的影响
• 2.4 增强UV-B对黄连体内葡萄糖-6-磷酸脱氢酶（G6PD）活性的影响
• 3 讨论
• 4 结论
• 第3章 黄连同工酶及相关逆境指标对UV-B的响应
• 1 材料与方法
• 1.1 试验材料
• 1.2 方法
• 2 结果分析
• 2.1 增强UV-B对SOD同工酶的影响
• 2.2 增强UV-B对CAT同工酶的影响
• 2.3 增强UV-B对POD同工酶的影响
• 2.4 增强UV-B对逆境指标的影响
• 3 讨论
• 4 结论
• 第4章 增强UV-B对黄连相关次生代谢的影响
• 1 材料与方法
• 1.1 试验材料
• 1.2 方法
• 2 结果分析
• 2.1 增强UV-B对黄连体内酪氨酸酶活性的影响
• 2.2 增强UV-B对黄连根中小檗碱含量的影响
• 2.3 增强UV-B对黄连茎中小檗碱含量的影响
• 2.4 增强UV-B对黄连叶中小檗碱含量的影响
• 3 讨论
• 4 结论
• 结论
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 发表论文及参加课题一览表