水杨酸和IAA、BAP在滇紫草细胞生长和紫草宁合成中的互作及其作用机制的研究

• 作 者: 黄平
• 机 构: 南京大学
• 出 处: 南京大学
• 发表日期: 2003年期
• 关键词: 水杨酸 滇紫草 次生代谢 紫草宁 对羟基苯甲酸 香叶基转移酶 葡萄糖基转移酶 苯丙氨酸解氨酶 过氧化物酶 超氧化物歧化酶

水杨酸在植物中参与了一系列的生理活动。其中，最重要的一个作用就是水杨酸作为信号分子，和植物的抗病性和抗逆性密切相关。水杨酸还能调节细胞内诸如IAA、乙烯和脱落酸等内源激素的水平。本研究应用植物生理学及生物化学的方法，分析了水杨酸对滇紫草(Onosmapaniculatum)培养细胞生长及次生代谢的影响，检测了一些与次生代谢生物合成有关的酶活性，并探讨了水杨酸影响紫草宁生物合成的可能的作用机制。
本研究采用本实验室建立多年的滇紫细胞系YN12为材料，分别进行2种因了式交叉设计，包括水杨酸浓度为(5mg/L，10mg/L，20mg/L，50mg/L)和IAA(吲哚-3-乙酸)(0.05mg/L，0.1mg/L，1mg/L，10mg/L)双因素设计，以及水杨酸(浓度设置与上同)和BAP(6-苄氨基嘌呤)(0.5mg/L，1mg/L，5mg/L，10mg/L)双因素设计，用以研究水杨酸和IAA、BAP瓦作对滇紫草细胞生长和紫草宁合成上的作用。同时，进一步研究了水杨酸对紫草宁牛物合成的关键酶—对羟基苯甲酸(PHB)香叶基转移酶和对羟基苯甲酸葡萄糖基转移酶的活性，以及对苯丙氨酸解氨酶、过氧化物酶和超氧化物歧化酶活性的影响。结果表明：在对细胞牛长的影响上，水杨酸和IAA，BAP之间都有显著的交互作用。在没有加入IAA和BAP的时候，水杨酸抑制了培养基中细胞的生长。但是，在加入IAA或是BAP时，水杨酸可促进细胞的生长。值得注意的是，水杨酸可以缓解极高浓度的IAA(10mg/L)对细胞牛长的抑制作用。细胞生长的最适水杨酸和IAA浓度组合是10mg/L和0.05mg/L，最适水杨酸和BAP浓度组合是5mg/L和0.5mg/L。在对紫草宁合成的影响上，水杨酸和IAA、BAP之间也有显著的交互作用。在无IAA和BAP存在的条件下，高浓度的水杨酸可以促进紫草宁的合成。紫草宁合成的最适水杨酸与IAA浓度组合是20mg/L和0.05mg/L，最适水杨酸与BAP浓度组合是50mg/mL和0.5mg/L。最后，我们发现水杨酸可以显著提高PHB-香叶基转移酶的活性，而同时显著降低PHB-葡萄糖基转移酶的活性。由此可以推断水杨酸可能是通过调节紫草宁合成过程中的关键酶PHB-香叶基转移酶的活性和PHB-葡萄糖基转移酶的活性来调控紫草宁牛产。水杨酸处理提高了苯丙氨酸解氨酶、过氧化物酶和超氧化物歧化酶的活性。这几个酶都是植物抗性反应的几个关键酶，与次牛代谢的合成密切相关。水杨酸也可能是通过促进这几个酶活性的升高，从而促进紫荦宁合成。