不同种类寡糖诱导大豆抗毒素合成研究

发布时间：2020-05-16 22:37

【摘要】：本研究以大豆和黑豆为原材料。对于大豆,首先将大豆培养成愈伤悬浮培养物,同时制备大豆子叶组织,用褐藻酸寡糖(AOS)诱导愈伤悬浮培养物和子叶组织,UPLC-MS/MS确认愈伤悬浮物和子叶合成大豆抗毒素(GLY)。通过比较不同浓度的AOS诱导两种材料合成的GLY含量,筛选适合浓度的AOS并研究其诱导两种材料合成大豆抗毒素的机制。开展低聚木糖(XOS)诱导黑豆合成GLY的响应面优化研究。研究获得的结论如下:1、大豆愈伤组织以及愈伤悬浮物的培养方法研究。通过1%有效氯的次氯酸钠溶液对大豆进行灭菌前处理,培养出状态优良的大豆无菌苗。将无菌苗下胚轴转移到添加有2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)和6-苄氨基嘌呤(6-BA)的MS固体培养基,诱导产生白色、坚硬、致密的愈伤组织,其不适合培养愈伤悬浮物。下胚轴转移到仅添加2,4-D的MS固体培养基,诱导产生淡黄色、柔软、松散的愈伤组织。1.5 mg/L 2,4-D诱导下胚轴产生的愈伤鲜重最高,将愈伤组织转移到1.5 mg/L2,4-D激素的液体MS培养基,获得大豆愈伤悬浮培养物,为AOS提供诱导材料。2、褐藻酸寡糖诱导愈伤悬浮物和子叶合成GLY的机制研究。采用AOS分别对愈伤悬浮培养物和大豆子叶组织进行外源诱导。通过硝酸银诱导大豆获得的大豆抗毒素对照品在高效液相色谱图上的保留时间,确认AOS诱导的愈伤悬浮培养物和子叶组织能够合成GLY。2%AOS诱导的愈伤悬浮培养物产生的GLY量是诱导子叶产生的8.2倍,因此2%AOS可以研究愈伤悬浮培养物和子叶组织在GLY合成路径中的代谢物含量和有关基因的调控变化,结果表明尿苷二磷酸糖基转移酶(UGT)、3,9-二羟化紫檀碱6α-单加氧酶(CYP93A1)、glycinol 2-二甲基烯丙基转移酶(G2DT)和glycinol 4-二甲基烯丙基转移酶(G4DT)基因调控对GLY合成有关键作用。此外,对于GLYⅠ、Ⅱ、Ⅲ,异构体Ⅰ在诱导的愈伤悬浮培养物中占最为显著,而异构体Ⅱ和Ⅲ在诱导的大豆子叶中是显著的,解析了GLY在两种材料中的合成机制。3、XOS诱导黑豆合成GLY的响应面法优化。在XOS诱导黑豆合成GLY的响应面优化研究中,三个因素对合成的GLY含量的影响顺序是培养温度诱导浓度诱导时间。拟合不同诱导条件下GLY实际含量得到二次多元回归模型,相关系数为0.9254,表明模型能够解释92.54%的GLY实际值。获得的GLY的优化条件为诱导时间4.03 d、诱导浓度4.08%和培养温度23.83℃,该条件下GLY含量为1.4118 mg/g干重。通过对GLY合成路径中有关代谢物变化和基因调控的分析,本研究阐明相关基因对代谢物的调控影响,同时UGT、CYP93A1、G2DT和G4DT基因对GLY合成量和异构体Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ比例起到决定作用。通过XOS对黑豆诱导产生的大豆抗毒素含量的响应面优化,提高了外源寡糖诱导子诱导豆类合成的GLY含量,为高效获取GLY提供了基础。
【图文】：

glyceollin Ⅴ glyceollin Ⅵ glyceofuran图 1-1 大豆抗毒素七种化合物的化学结构Fig. 1-1 Chemical structures of seven glyceollin compounds

大豆抗毒素Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的HPLC图
【学位授予单位】：中国农业科学院
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TS214

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本文编号：2667452