诱导子对喜树幼苗中喜树碱含量及色氨酸脱羧酶活性的影响

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水杨酸、茉莉酸甲酯及乙烯利等诱导子在植物抗逆性方面的作用越来越受到科学工作者的关注,它们可以作为细胞信使激活特定的防御基因的表达,从而诱导与植物抗逆相关的次生代谢产物的合成。喜树中的喜树碱(CPT)作为一种次生代谢产物,可以对多种环境胁迫产生应答。因此,本试验研究了伤害及诱导子--SA、MeJa、Ethrel对喜树幼苗中喜树碱含量的诱导效应、诱导周期以及诱导物的适宜浓度,探讨诱导子对喜树碱合成的调控机制,以期为增加喜树碱产量提供有效途径。另外,通过研究诱导子与UV-B辐射复合处理后喜树幼叶中喜树碱含量及其合成途径中的关键酶--色氨酸脱羧酶(TDC)活性的变化规律,探讨诱导子缓解UV-B辐射伤害的可能机制,取得的主要结果如下: 1.机械伤害及喷施诱导子--SA、MeJa、Ethrel均能在一定程度上增强喜树碱的合成,其中水杨酸处理和机械伤害诱导效果最明显,比对照分别提高了47.7%和27.2%,伤害与诱导子复合处理对喜树碱含量的诱导无协同效应,相反,机械伤害可以抑制诱导子的诱导作用。 2.诱导作用受诱导剂的使用浓度的影响,SA、MeJa和Ethrel的适宜浓度分别为50~100 mg·L<-1>、5~10 mg·L<-1>、5~10 mg·L<-1>。 3.在喜树幼苗不同的发育时期,诱导作用不同。在子叶展开10d时用SA诱导可以使CPT含量提高106.3%,MeJa、Ethrel和伤害处理后含量也相应的增加了66.1%、70.2%和40.6%。在之后的发育时期进行诱导处理,诱导作用明显下降,这表明喜树次生代谢对诱导子的敏感期局限在生长发育的初始阶段。 4.不同的诱导子均能在不同程度上影响喜树幼叶中TDC活性及CPT含量。UV-B辐射处理后TDC的活性较对照处理低,但后期幼叶中CPT含量却有升高趋势,表明植株对UV-B辐射的伤害已经产生了一定的防御反应。诱导子能迅速诱导幼叶中TDC活性显著升高,处理24h后,SA、MeJa、Ethrel诱导TDC活性分别升高了281%、514%、139%,随后,幼叶中CPT含量不断升高。 5.SA、MeJa和Ethrel预处理均可以促进喜树次生代谢,从而缓解UV-B辐射对幼苗的伤害。SA、MeJa、Ethrel与UV-B辐射复合处理24h后,三组叶片中的TDC活性较UV-B辐射组的分别了提高48%、13%、153%,且在72h后仍保持较高活性。同时,复合处理大大提高了喜树幼叶中的CPT含量,增长幅度依次为32.8%、59.2%、75.3%。 6.单一诱导子处理时,TDC活性在24h时达到高峰,而CPT含量的峰值出现较晚;UV-B辐射与乙烯利复合处理时,叶片中TDC活性与CPT含量均在24h出现峰值,而UV-B辐射与水杨酸、茉莉酸甲酯复合处理后,TDC活性与CPT含量之间的没有明显关系。
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