水分调控对人参皂苷生物合成的影响
发布时间：2021-08-05 16:06
人参（Panax ginseng C.A.Meyer）为多年生草本植物,其干燥根及根茎入药,是传统名贵中药材,人参皂苷为人参主要药效成分,是评价其药材质量重要标准,具有补脾益肺、生津止渴、提高免疫力等功效。目前人参药材主要来自于栽培,吉林省是主要人工栽培地,人参栽培受外界环境条件的影响使其药材质量出现差异。相关研究发现,水分是影响人参质量的重要生态因子,通过调控其合成途径关键酶基因表达而影响皂苷的生物合成。本研究以3年生盆栽人参及其根源愈伤组织为试验材料,从植物生理及分子生态学的角度,开展不同水分调控下人参皂苷积累的动态变化规律研究,初步探讨人参药材质量形成的分子生态机制,对完善人工栽培生产过程中水分管理、实现人参质量调控具有重要意义和应用价值。本文对不同水分调控下人参皂苷积累规律进行研究,在此基础上,对人参皂苷合成过程中关键酶基因表达量、保护酶（SOD、POD、CAT）活性及丙二醛（MDA）含量进行测定,并进行相关性分析,进一步阐释人参皂苷积累及关键酶基因表达量、保护酶活性对水分调控的响应规律,最终为实现药材质量的生态调控提供理论依据。主要结果如下:1、通过水分调控对人参愈伤组织及盆...
【文章来源】：吉林农业大学吉林省
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
水分调控对人参愈伤组织保护酶活性、MDA含量的影响
取样日期sampling date图 2-2 水分调控对盆栽人参保护酶活性、MDA 含量的影响Fig2-2 Effects of water regulation on protective enzyme activity and MDA content of potted ginseng2.4 讨论活性氧（ROS）是氧化伤害的主要来源，当植物处于不利环境时会启动自身的保护酶系统来抵御氧自由基带来的伤害。ROS 的大量积累会导致丙二醛（MDA）含量升高，其含量的高低标志着膜脂损伤的程度，含量越高说明植物收到氧化伤害越严重[92]。超氧化物歧化酶（SOD）为抗氧化酶系统的第一道防线，过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT催化体内产生的过氧化氢（H2O2），二者在一定的环境胁迫下有互补的作用。随着植物处于不利条件时间的持续增加，植物体内超氧离子（O2-）和过氧化氢过度积累超过抗氧化酶系统清除能力时，就开始表现为酶活性的下降或丧失。只有抗氧化酶系统协同作用，共同抵抗外界活性氧的侵害，避免或减轻机体的氧化伤害。通过对愈伤组织及盆栽人参中抗氧化酶活性的检测发现，人参愈伤组织中 SOD 与 POD 活性变化基本一致，呈现出先降低后上升的变化趋势，CAT 活性呈升-降的变化趋势。这是可能是由于当机体处于不利环境条件时，SOD 把超氧化物歧化为 H2O2后，POD 和 CAT 发挥协同作用将其清除，并且一
培养时间/dculture date/d图 3.1 不同水分调控下皂苷合成关键酶基因表达量分析Fig3.1 Effects of water regulation on gene expression of key enzyme in saponin synthesis.2.3 水分调控对人参根中皂苷合成关键酶基因表达量的影响如图 3.2 所示，以 7 月 31 日第一次取样时土壤含水量达饱和含水量的 40%作为对照实时荧光定量 PCR 结果显示，不同水分处理下人参皂苷合成关键酶基因表达在不同时表达量不同。（1）HMGR 基因在整个处理期间表达较活跃且各个处理组织间基因表达量差异不大 月 20 日 W1组基因表达量达最大值且显著高于其他处理组。可能是由于短时间的水分胁促进了基因的表达。9 月 9 日各处理组的基因表达量相对于其他时期都有降低，W1处理基因表达量显著高于 W3处理组，是 W3处理组的 1.53 倍，与 W2处理组差异不明显。（2）W2、W3处理组 SS 基因表达量整体变化趋势相似，水分调控初期基因表达量下，但在水分调控后期 8 月 30 日至 9 月 9 日基因表达量呈上升趋势。8 月 30 日 W1处理基因表达量显著高于 W2处理组是 W2处理组的 3.38 倍。W3处理组在 9 月 19 日表达量
【参考文献】：
期刊论文
[1]黄芪皂苷生物合成对短期水分变化的响应[J]. 韦赫,程林,吴培,韩梅,杨利民. 中国中药杂志. 2019(03)
[2]植物组织培养技术研究进展[J]. 陶阿丽,曹殿洁,华芳,李胜男,杨梅兰. 长江大学学报(自科版). 2018(18)
[3]干旱胁迫影响药用植物品质的分子机制研究[J]. 于浩滢,徐志超,闵伟红,宋经元. 世界科学技术-中医药现代化. 2018(09)
[4]2018年中国中药协会人参属药用植物研究发展专业委员会年会暨长白山人参种植联盟工作会议在抚松县召开[J]. 吉林农业. 2018(19)
[5]人参皂苷Rd对组蛋白H3乙酰化的调控机制研究[J]. 张佳舒,孟雪,赵书涵,邱智东,刘达. 中草药. 2018(12)
[6]人参皂苷Rb1通过抑制炎症反应及氧化应激改善老年小鼠内皮功能[J]. 宋志明,余舒杰,巩贵宏,杨建涛,张海波,钱孝贤. 中国实验诊断学. 2018(06)
[7]药用植物离体培养研究进展[J]. 罗月芳,江灵敏,谭朝阳. 中南药学. 2018(06)
[8]温度对黄芩愈伤组织中黄芩苷含量及关键酶基因表达的影响[J]. 侯云亮,韩梅,杨利民,程林,罗燕. 中国中药杂志. 2018(13)
[9]人参叶片中人参皂苷含量、关键酶基因表达和生态因子的相关性分析[J]. 杨林林,张涛,杨利民,韩梅. 华南农业大学学报. 2018(03)
[10]人参皂苷Rb3联合二甲双胍对H2O2诱导血管内皮细胞损伤的保护作用[J]. 林光柱,徐国良,曹鸿雁,于晓风,睢大筼. 人参研究. 2018(02)
博士论文
[1]ITS序列和β-香树酯醇合成酶基因与甘草酸形成和积累的相关性研究[D]. 刘春生.北京中医药大学 2006
硕士论文
[1]不同生长时期人参皂苷合成及其关键酶基因表达对生态因子的响应[D]. 杨林林.吉林农业大学 2017
[2]水因子调控对农田栽参土壤微生态环境及人参产量和质量的影响[D]. 张超宇.吉林农业大学 2017
[3]水分胁迫对防风质量、生理生态特性及关键酶活性影响[D]. 胥苗苗.吉林农业大学 2016
[4]生态因子与人参CYP716A52v2和CYP716A53v2基因表达量和皂苷含量相关性研究[D]. 张涛.吉林农业大学 2016
[5]人参有效成分合成关键酶基因克隆及表达量与生态因子和总皂苷关系研究[D]. 侯双利.吉林农业大学 2015
[6]不同土壤及其不同含水量对人参光合特性和生长的影响[D]. 包京姗.吉林农业大学 2008
本文编号：3324054
【文章来源】：吉林农业大学吉林省
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
水分调控对人参愈伤组织保护酶活性、MDA含量的影响
取样日期sampling date图 2-2 水分调控对盆栽人参保护酶活性、MDA 含量的影响Fig2-2 Effects of water regulation on protective enzyme activity and MDA content of potted ginseng2.4 讨论活性氧（ROS）是氧化伤害的主要来源，当植物处于不利环境时会启动自身的保护酶系统来抵御氧自由基带来的伤害。ROS 的大量积累会导致丙二醛（MDA）含量升高，其含量的高低标志着膜脂损伤的程度，含量越高说明植物收到氧化伤害越严重[92]。超氧化物歧化酶（SOD）为抗氧化酶系统的第一道防线，过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT催化体内产生的过氧化氢（H2O2），二者在一定的环境胁迫下有互补的作用。随着植物处于不利条件时间的持续增加，植物体内超氧离子（O2-）和过氧化氢过度积累超过抗氧化酶系统清除能力时，就开始表现为酶活性的下降或丧失。只有抗氧化酶系统协同作用，共同抵抗外界活性氧的侵害，避免或减轻机体的氧化伤害。通过对愈伤组织及盆栽人参中抗氧化酶活性的检测发现，人参愈伤组织中 SOD 与 POD 活性变化基本一致，呈现出先降低后上升的变化趋势，CAT 活性呈升-降的变化趋势。这是可能是由于当机体处于不利环境条件时，SOD 把超氧化物歧化为 H2O2后，POD 和 CAT 发挥协同作用将其清除，并且一
培养时间/dculture date/d图 3.1 不同水分调控下皂苷合成关键酶基因表达量分析Fig3.1 Effects of water regulation on gene expression of key enzyme in saponin synthesis.2.3 水分调控对人参根中皂苷合成关键酶基因表达量的影响如图 3.2 所示，以 7 月 31 日第一次取样时土壤含水量达饱和含水量的 40%作为对照实时荧光定量 PCR 结果显示，不同水分处理下人参皂苷合成关键酶基因表达在不同时表达量不同。（1）HMGR 基因在整个处理期间表达较活跃且各个处理组织间基因表达量差异不大 月 20 日 W1组基因表达量达最大值且显著高于其他处理组。可能是由于短时间的水分胁促进了基因的表达。9 月 9 日各处理组的基因表达量相对于其他时期都有降低，W1处理基因表达量显著高于 W3处理组，是 W3处理组的 1.53 倍，与 W2处理组差异不明显。（2）W2、W3处理组 SS 基因表达量整体变化趋势相似，水分调控初期基因表达量下，但在水分调控后期 8 月 30 日至 9 月 9 日基因表达量呈上升趋势。8 月 30 日 W1处理基因表达量显著高于 W2处理组是 W2处理组的 3.38 倍。W3处理组在 9 月 19 日表达量
【参考文献】：
期刊论文
[1]黄芪皂苷生物合成对短期水分变化的响应[J]. 韦赫,程林,吴培,韩梅,杨利民. 中国中药杂志. 2019(03)
[2]植物组织培养技术研究进展[J]. 陶阿丽,曹殿洁,华芳,李胜男,杨梅兰. 长江大学学报(自科版). 2018(18)
[3]干旱胁迫影响药用植物品质的分子机制研究[J]. 于浩滢,徐志超,闵伟红,宋经元. 世界科学技术-中医药现代化. 2018(09)
[4]2018年中国中药协会人参属药用植物研究发展专业委员会年会暨长白山人参种植联盟工作会议在抚松县召开[J]. 吉林农业. 2018(19)
[5]人参皂苷Rd对组蛋白H3乙酰化的调控机制研究[J]. 张佳舒,孟雪,赵书涵,邱智东,刘达. 中草药. 2018(12)
[6]人参皂苷Rb1通过抑制炎症反应及氧化应激改善老年小鼠内皮功能[J]. 宋志明,余舒杰,巩贵宏,杨建涛,张海波,钱孝贤. 中国实验诊断学. 2018(06)
[7]药用植物离体培养研究进展[J]. 罗月芳,江灵敏,谭朝阳. 中南药学. 2018(06)
[8]温度对黄芩愈伤组织中黄芩苷含量及关键酶基因表达的影响[J]. 侯云亮,韩梅,杨利民,程林,罗燕. 中国中药杂志. 2018(13)
[9]人参叶片中人参皂苷含量、关键酶基因表达和生态因子的相关性分析[J]. 杨林林,张涛,杨利民,韩梅. 华南农业大学学报. 2018(03)
[10]人参皂苷Rb3联合二甲双胍对H2O2诱导血管内皮细胞损伤的保护作用[J]. 林光柱,徐国良,曹鸿雁,于晓风,睢大筼. 人参研究. 2018(02)
博士论文
[1]ITS序列和β-香树酯醇合成酶基因与甘草酸形成和积累的相关性研究[D]. 刘春生.北京中医药大学 2006
硕士论文
[1]不同生长时期人参皂苷合成及其关键酶基因表达对生态因子的响应[D]. 杨林林.吉林农业大学 2017
[2]水因子调控对农田栽参土壤微生态环境及人参产量和质量的影响[D]. 张超宇.吉林农业大学 2017
[3]水分胁迫对防风质量、生理生态特性及关键酶活性影响[D]. 胥苗苗.吉林农业大学 2016
[4]生态因子与人参CYP716A52v2和CYP716A53v2基因表达量和皂苷含量相关性研究[D]. 张涛.吉林农业大学 2016
[5]人参有效成分合成关键酶基因克隆及表达量与生态因子和总皂苷关系研究[D]. 侯双利.吉林农业大学 2015
[6]不同土壤及其不同含水量对人参光合特性和生长的影响[D]. 包京姗.吉林农业大学 2008
本文编号：3324054
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