中波紫外光和NaCl胁迫发芽玉米籽粒富集叶黄素的研究

发布时间：2020-06-07 06:32

【摘要】：叶黄素,作为一种含氧类胡萝卜素,是一种重要的功能性营养素,能保护人眼免受氧化和高能量光线伤害。植物中叶黄素主要通过类异戊二烯途径合成,其合成过程受环境因素影响和调控,其中光和盐对合成途径的调控效果显著且研究最为普遍。本文获得了中波紫外光(UV-B)辐射富集发芽玉米中叶黄素的最佳条件,并考察了 NaCl对发芽玉米籽粒生理代谢、叶黄素含量、抗氧化能力的影响;并探讨了在两种胁迫条件基础上施加CaC12对发芽玉米的影响,最后从基因水平揭示在UV-B和NaCl胁迫下及施加CaCl2后发芽玉米籽粒富集叶黄素的机制。主要研究内容如下:(1)UV-B辐射强度、时间和辐射切入时间显著影响发芽玉米籽粒富集叶黄素。三者对叶黄素富集量影响的顺序是:UV-B辐射强度UV-B辐射时间UV-B辐射切入时间。辐射最佳条件为UV-B强度0.378μW/m2、UV-B辐射时间1.89h、UV-B辐射切入时间12.96 h,此时得到发芽玉米籽粒中叶黄素含量高达13.59 μg/g。表明该UV-B辐射条件可作为富集发芽玉米中叶黄素的一种有效手段。(2)考察了 NaCl胁迫对发芽玉米籽粒中叶黄素富集、抗氧化能力及其生理生化指标的影响。结果表明,盐胁迫下,玉米籽粒发芽3d,其发芽率和芽长显著下降,呼吸强度、丙二醛(MDA)含量显著增加。NaCl浓度为300 mmol/L时,发芽玉米籽粒中叶黄素和玉米黄质得到富集,其含量分别为未施加NaCl对照的1.6和2.9倍。此外,其SOD、POD活性及总抗氧化能力显著增加。(3)外源添加CaCl2缓解了 UV-B辐射和NaCl胁迫对发芽玉米生长的抑制效应,主要表现在芽长和根长增加,MDA含量显著减少,增强了发芽玉米的抗逆性,并富集了类胡萝卜素。UV-B辐射下施加外源CaCl2促进发芽玉米中叶黄素合成效果更显著,其叶黄素含量比对照增加了 77.38%。(4)UV-B辐射、NaCl胁迫联合CaCl2处理对发芽玉米中叶黄素合成途径中PSY、PDS、ZDS、LCYB、LCYE、BCH1、CYP97C关键酶基因表达水平在不同胁迫处理下的上调存在特异性,促进类胡萝卜素的合成。而LCYE和CYP97C相对表达量的上调表明类胡萝卜素合成偏向于α分支途径生成叶黄素,揭示了胁迫处理条件下发芽玉米中叶黄素富集的规律。
【图文】：

逦５逡逑ＵＶ－Ｂ辐照时间（ｈ）逡逑图２－２邋ＵＶ－Ｂ辐射时间对发芽玉米籽粒中叶黄素含量的影响逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋２－２邋Ｅｆｉｆｅｃｔ邋ｏｆ邋ＵＶ－Ｂ邋ｉｒｒａｄｉａｔｉｏｎ邋ｔｉｍｅ邋ｏｎ邋ｌｕｔｅｉｎ邋ｃｏｎｔｅｎｔ邋ｉｎ邋ｇｅｎｎｉｎａｔｅｄ邋ｃｏｍ邋ｋｅｒｎｅｌｓ逡逑２．３．３逦ＵＶ－Ｂ辐射切入时间对发芽玉米幰粒中叶黄素富集的影响逡逑玉米籽粒在０．４邋ｐＷ／ｍ２邋ＵＶ－Ｂ辐射２邋ｈ的情况下，考察ＵＶ－Ｂ辐射切入时间对叶黄素逡逑含量的影响，如图２－３所示。随切入时间的推移，叶黄素的含量先上升后下降。ＵＶ－Ｂ逡逑辐射切入时间为１２邋ｈ时，发芽玉米籽粒中叶黄素含量与对照存在极显著差异逡逑（／？＜０．０0，比未经辐射对照增加了邋４８．８％。切入时间为０、２４、３６、４８邋ｈ时与对照均相逡逑比均存在显著性差异（／？＜0．0５），分别比对照增加了邋１０．５％、２７．８％、１７．４％、２０．６％。而逡逑切入时间为３６邋ｈ和４８邋ｈ间无显著差异。故选择１２邋ｈ为最佳ＵＶ－Ｂ切入时间。逡逑ＩｌｌＫＩ逡逑ＣＫ逦０逦１２逦２４逦３６逦４８逡逑辐照切入时间（ｈ）逡逑图２＿３邋ＵＶ－Ｂ辐射切入时间对发芽玉米籽粒中叶黄素含量的影响逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋２－３邋Ｅｆｆｅｃｔ邋ｏｆ邋ＵＶ－Ｂ邋ｒａｄｉａｔｉｏｎ邋ｃｕｔ－ｉｎ邋ｔｉｍｅ邋ｏｎ邋ｌｕｔｅｉｎ邋ｃｏｎｔｅｎｔ邋ｉｎ邋ｇｅｒｍｉｎａｔｅｄ邋ｃｏｍ邋ｋｅｒｎｅｌｓ逡逑２．３．４逦ＵＶ－Ｂ邋Ｂｏｘ－Ｂｅｈｎｋｅｎ试验模型的建立与方差分析逡逑在单因素试验的基础上，采用响应面法优化ＵＶ－Ｂ胁迫下发芽玉米籽粒富集叶黄素逡逑的辐射条件

２．３．３逦ＵＶ－Ｂ辐射切入时间对发芽玉米幰粒中叶黄素富集的影响逡逑玉米籽粒在０．４邋ｐＷ／ｍ２邋ＵＶ－Ｂ辐射２邋ｈ的情况下，考察ＵＶ－Ｂ辐射切入时间对叶黄素逡逑含量的影响，，如图２－３所示。随切入时间的推移，叶黄素的含量先上升后下降。ＵＶ－Ｂ逡逑辐射切入时间为１２邋ｈ时，发芽玉米籽粒中叶黄素含量与对照存在极显著差异逡逑（／？＜０．０0，比未经辐射对照增加了邋４８．８％。切入时间为０、２４、３６、４８邋ｈ时与对照均相逡逑比均存在显著性差异（／？＜0．0５），分别比对照增加了邋１０．５％、２７．８％、１７．４％、２０．６％。而逡逑切入时间为３６邋ｈ和４８邋ｈ间无显著差异。故选择１２邋ｈ为最佳ＵＶ－Ｂ切入时间。逡逑ＩｌｌＫＩ逡逑ＣＫ逦０逦１２逦２４逦３６逦４８逡逑辐照切入时间（ｈ）逡逑图２＿３邋ＵＶ－Ｂ辐射切入时间对发芽玉米籽粒中叶黄素含量的影响逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋２－３邋Ｅｆｆｅｃｔ邋ｏｆ邋ＵＶ－Ｂ邋ｒａｄｉａｔｉｏｎ邋ｃｕｔ－ｉｎ邋ｔｉｍｅ邋ｏｎ邋ｌｕｔｅｉｎ邋ｃｏｎｔｅｎｔ邋ｉｎ邋ｇｅｒｍｉｎａｔｅｄ邋ｃｏｍ邋ｋｅｒｎｅｌｓ逡逑２．３．４逦ＵＶ－Ｂ邋Ｂｏｘ－Ｂｅｈｎｋｅｎ试验模型的建立与方差分析逡逑在单因素试验的基础上，采用响应面法优化ＵＶ－Ｂ胁迫下发芽玉米籽粒富集叶黄素逡逑的辐射条件，Ｂｏｘ－Ｂｅｈｎｋｅｎ试验设计组合及试验数据结果见表２－４。用多元统计分析描逡逑－１２－逡逑
【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】：TS210.1

【参考文献】

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本文编号：2701002