不同氮素形态对喜树生长及喜树碱含量的影响

发布时间：2020-06-13 05:40

【摘要】：喜树(Camptotheca acuminata)是我国的特有树种,因其含有重要的抗癌物质喜树碱受到广泛关注,氮是高效培育喜树的措施之一。实验以二年生喜树实生苗为材料,用分析纯硫酸铵((NH_4)_2SO_4)、硝酸钾(KNO_3)为氮肥进行施肥,设置对照(CK)、铵态氮(NH_4~+-N)(NH2.5,NH5,NH7.5,NH10)和硝态氮(NO_3~--N)(NO2.5,NO5,NO7.5,NO10)8个不同浓度与5个不同的配比处理(0∶100=T1,30∶70=T2,50∶50=T3,70∶30=T4,100∶0=T5),研究不同水平的NH_4~+-N和NO_3~--N水平及不同氮素配比对喜树生长、叶绿素含量、叶绿素荧光参数、喜树碱含量、TSB和TDC酶活性和喜树碱合成相关基因表达的影响,探究适于喜树生长的最佳氮素水平和氮素形态,为喜树施肥栽培提供一定的理论依据,其研究结果如下:(1)与CK相比,不同NH_4~+-N和NO_3~--N处理水平显著促进了二年生喜树的苗高、地径、叶长和叶面积的生长(P0.05),NH7.5和NO7.5处理水平下喜树的苗高、地径、叶长和叶面积的生长显著高于其他同类处理水平,且NO_3~--N处理下喜树生长优于NH_4~+-N。在NO_3~--N中适量添加NH_4~+-N有利于喜树生长,当配比处理为T2(NH_4~+-N:NO_3~--N为30:70)时苗高、地径、叶长和叶面积最大,生长优于其他配比处理。(2)不同水平NH_4~+-N和NO_3~--N处理下,NH7.5和NO7.5叶绿素含量、F_v/F_m、F_v’/F_m’、ΦPSⅡ和qP显著高于其他处理(P0.05),继续提高氮素含量时,叶绿素含量和光和特性显著下降(P0.05)。同一氮素水平下,NO_3~--N较NH_4~+-N更佳。在NO_3~--N中适量添加NH_4~+-N可以促进叶绿素合成和光合特性,T2(NH_4~+-N∶NO_3~--N为30∶70)最有利于喜树叶片中叶绿素合成。(3)适宜的低氮胁迫可有效促进喜树碱合成,处理第30 d,NH2.5和NO2.5喜树碱含量显著高于其他处理(P0.05),随着氮素浓度的增加,喜树碱呈逐渐下降趋势。处理后期喜树碱含量显著下降(P0.05)。不同NH_4~+-N∶NO_3~--N处理在第30 d喜树碱含量达到最大值,后下降,且T2(NH_4~+-N∶NO_3~--N为30∶70)喜树碱含量最高高于其他配比处理。(4)不同NH_4~+-N和NO_3~--N处理水平下,TSB活性差异不显著(P0.05),第30天时达到最大值,后显著下降趋于平稳,其中NH2.5和NO2.5 TSB活性高于其他处理。TDC活性差异显著(P0.05),NH2.5和NO2.5处理下TDC活性显著高于其他同类处理水平。不同NH_4~+-N:NO_3~--N处理下,TSB活性差异不显著(P0.05),TDC活性差异显著(P0.05),T2(NH_4~+-N:NO_3~--N为30:70)TSB和TDC活性高于其余处理。(5)不同NH_4~+-N和NO_3~--N处理水平下,CaTSB、CaTDC1表达量在30 d时达到最大值,后显著下降,且NH2.5和NO2.5处理下,CaTSB、CaTDC1表达量显著高于其余同类处理水平,与CaTDC1相比,CaTDC2的表达水平较低,但均高于CK处理。不同NH_4~+-N:NO_3~--N处理在第30 dCaTSB、CaTDC1表达量达到最大值,后显著下降,T2CaTSB、CaTDC1表达量显著高于其同类处理水平,CaTDC2在第105 d时达到最大值,CaTDC1与喜树碱合成中起关键作用,NH_4~+-N有利于促进喜树碱的合成。综上所述,NH7.5、NO7.5和T2处理下二年生喜树生长最佳;NH2.5、NO2.5和T2处理下最利于喜树碱合成积累,且适宜的NH_4~+-N胁迫可促进喜树碱的合成,在胁迫30 d左右可进行采收,获得最高喜树碱含量。
【图文】：

生物合成途径,胡豆,哌啶,噻吩

异胡豆苷和喜树碱含量都没有增加，这可能是 STR 的低活力导致的。廖志华[82]将长春花的 CaSTR 与 CaTDC 基因转化到喜树细胞中，有效增加了喜树碱含量，这些都表明 STR 对喜树碱含量具有至关重要的支点作用。HMGR(3-hydroxy-3-methyl glutaryl coenzyme A reductase)为 CPT 的萜类部分及其羟基化衍生物 10-羟基喜树碱(10-OH-CPT)提供甲羟戊酸。HMGR 是MVA 途径中研究最多的酶，并且它也被称为关键酶，因为它催化类异戊二烯生物合成途径中的第一个特定步骤，HMGR 在 MVA 途径的调节中起关键作用。对植物 HMGR 的研究不断表明，，激素差异，环境信号和代谢需求会影响 HMGR的活性及相关基因的表达[83]。HMGR 由三个同源性很高的基因编码，分别为HMGR1、HMGR2 和 HMGR3，它们在不同器官、不同时期表达均有显著差异，表现出很强的组织特异性，HMGR1 和 HMGR3 可能参与了 CPT 的代谢过程，表现出与CPT含量的显著相关性。HMGR1在喜树干种子中表达量最高；HMGR2在各个器官表达量均很低，顶芽几乎不表达；HMGR3 在树皮中表达量最高，虽然在喜树的均呈低水平表达。

技术路线图,技术路线

技术路线
【学位授予单位】：浙江农林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S792.99

【参考文献】