黄芪种子脂肪酸在幼苗形态建成中的代谢研究

发布时间：2020-06-04 04:39

【摘要】：黄苗(Astragalus membranaceus)是一种传统中药材,其药用历史已有2000多年。黄芪从种子萌发到幼苗形态建成的过程是其完成从种子供养到光合作用供养转变的过程,也是其生活史中面对环境变化表现较为脆弱的阶段。本文以黄芪种子为材料,利用GC-MS研究了种子萌发以及形态建成过程中包括脂肪酸在内的贮藏物质代谢变化,同时利用UPLC-MS还研究了形态建成过程中黄芪幼苗黄酮和皂苷等活性物质含量变化,以期为深入了解黄芪种子萌发和形态建成的养分代谢规律提供参考。得到如下主要结果:在黄芪种子萌发及后生长过程,发现子叶贮藏的淀粉被优先利用,而脂质则主要在萌发后生长阶段被动员。脂肪酸组分分析结果显示,子叶中主要饱和及单不饱和脂肪酸所占比例降低,多不饱和脂肪酸则与它们相反,但总体变化幅度都较小。外源脱落酸和茉莉酸甲酯处理均抑制了黄芪种子萌发及后生长。同时,脱落酸和茉莉酸甲酯抑制了贮藏物质动员,降低了其利用效率,还引发了早期贮藏物质碳的高消耗,阻止了子叶脂肪酸的去饱和及碳链延长。在黄芪幼苗形态建成过程,发现子叶脂肪酸组分发生了较大幅度的变化。与暗形态建成过程相比,光照条件下子叶中α-C18:3比例增加了 28.62%,而C18:1则降低了30.96%。同时,子叶脂肪酸去饱和酶基因FAD7和FAD2的转录水平在光形态建成过程中均有明显上调,表明它们可能参与了 α-C18:3和C18:1比例转变的过程。在细胞器膜脂组分研究中,与暗形态建成相比,光照诱导了质体膜C16:1、α-C18:3、线粒体膜C22:0、C24:0、C16:0、α-C18:3以及过氧化物酶体膜C16:0、C18:0的大幅度增加。同时,相关性分析结果显示,质体和线粒体中α-C18:3与子叶α-C18:3表现出显著正相关,表明光照诱导的子叶α-C18:3增加可能与质体和线粒体中α-C18:3增加密切相关。与子叶不同,新生组织中α-C18:3、C18:2和C18:1三种主要不饱和脂肪酸比例在形态建成过程中逐渐下降,而C16:0和C18:0比例则持续升高,并且光照条件下α-C18:3的下降幅度以及C16:0和C18:0的升高幅度均小于黑暗下。此外,在黄芪幼苗形态建成过程中,光照均诱导了异黄酮和皂苷的积累,并且其主要是由新生组织中芒柄花黄素和黄芪甲苷的含量变化引起的。与暗形态建成相比,子叶和新生组织中H2O2含量和POD活性在光形态建成中明显增加。异黄酮和皂苷等次生代谢产物的积累变化可能通过调控组织细胞氧化还原水平参与了黄芪幼苗光形态建成中的脂肪酸氧化还原代谢过程。
【图文】：

进样量：１邋ｐＬ；柱温箱的升温程序为初始柱温为１４０°Ｃ，并保持５邋ｍｉｎ１：的速度，使温度从１４０１：上升到２４０１，并在２４０１：保持１５１１＾。逡逑件：电离方式ＥＩ，电离能量为７０ｅＶ，离子源温度为２００°Ｃ，扫描质量００邋ｍ／ｚ。样品分流比：２０：１。将测得样品色谱图中各峰的保留时间与３７混标（Ｎｕ－Ｃｈｅｋ邋Ｐｒｅｐ，美国）的色谱图中各峰保留时间进行比较，确定峰的性质。采用面积归一法确定每种脂f 酸占总脂肪酸的百分比。逡逑处理逡逑数据均表示为均值士标准差，均数比较采用ＳＰＳＳ软件（ＳＰＳＳ邋１７．０，邋Ｓ）进行相关性分析。同时平均值的差异（ｐ邋＜０．０５）用单因素方差分析检数据标准化为－１至１，其中－１表示最佳下调，１表示最佳上调。然后ａｔｍａｐ邋Ｉｌｌｕｓｔｒａｔｏｒ邋１．０邋版）制作热图。逡逑结果逡逑芪种子萌发及萌发后生长含水量变化逡逑说，种子萌发常被分为３个阶段。第Ｉ阶段为快速吸水阶段，主要是Ｄ１００邋逦逡逑

代表着种子萌发的完成以及贮藏物质进一步被利用来保证新生组织的发生逡逑［７９］。黄芪种子萌发含水量也遵循种子吸胀吸水三个阶段的明显变化如图２－１。第一阶段逡逑为０－４邋ｈ，含水量出现显著的增加（８．０３％－５６．２７％）。第二阶段为８－２４邋ｈ，含水量达到一逡逑个平台期，呈缓慢增加的趋势（５８．７１％－６１．９７％）。第三阶段为３６－１２０邋ｈ，种子再次快逡逑速吸水，，在１２０邋ｈ，含水量高达８９．６８％。因此，根据含水量的动态变化，选取０、０．５、逡逑１．５、３、４、５邋ｄ这５个时间点来进一步研究黄芪种子萌发过程贮藏物质的利用方式以及逡逑ＡＢＡ和ＭｅＪＡ的影响。逡逑２．３．２邋ＡＢＡ和ＭＥＪＡ对黄芪种子萌发及萌发后生长的影响逡逑８０邋逦逦逦逦—逦—逦逦逦邋７０邋逦—逦逦逦逦逦逦逦逦逡逑＾：ＡＢＡ逦＾邋ａ邋６0邋ｒ＾ｌ逦ｂ逡逑篆邋－－ｒ－邋ＭｅＪＡ逦６０邋—逡逑ｉ６０＇邋ＺＶ５邋Ｉｓ。－逡逑Ｉ逦＃逦ｉ：］逦Ｈｎ逡逑０邋？邋４逦￣＞逦，逦，逦
【学位授予单位】：东北林业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S567.239

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本文编号：2695905