UV-B辐射对颠茄生理特性及次生代谢产物含量的影响

摘要

为了阐明不同强度UV-B辐射对颠茄生理特性及次生代谢产物含量的影响，本试验以颠茄(Atropa belladonna L.)为材料，设置了不同强度的UV-B辐射处理组：CK（为不悬挂UV-B灯管的对照组）、5μW·cm-2（LU，低强度）、10μW·cm-2（MU，中强度）、15μW·cm-2（HU，高强度），研究随着UV-B辐射强度及处理天数的增加，颠茄植株各项逆境生理指标、光合特性、生物碱含量及托品烷类生物碱代谢途径中关键酶基因表达量的变化。主要研究结果如下：
　　1.比较不同强度 UV-B辐射及不同处理天数对颠茄叶片光合色素含量及叶绿素荧光参数的影响，结果表明，低强度UV-B辐射提高了颠茄叶片中叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素的含量，随着中、高强度UV-B辐射处理天数的增加，叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素的含量呈下降趋势，且低于对照。随着UV-B辐射强度及处理天数的增加，叶绿素荧光参数F0、qN呈上升趋势，而Fv/Fm、Yield、qP、ETR呈下降趋势。表明UV-B辐射对颠茄叶片PSII反应中心造成了伤害，产生了光抑制，不利于颠茄植株的光合作用。
　　2.在UV-B辐射处理下，颠茄叶片抗氧化酶（SOD。POD。CAT等）活性、丙二醛（MDA）含量及渗透调节物质（游离脯氨酸、可溶性糖等）含量等发生变化，表现为随着UV-B辐射强度的增加，MDA含量增加，为CK组＜LU组＜MU组＜HU组，且各处理组显著高于对照；SOD、CAT活性随着UV-B辐射处理天数的增加呈先增加后降低的趋势，而 POD活性呈升高趋势，LU组这三种酶活性较对照变化幅度较小；随着UV-B辐射处理天数的增加，游离脯氨酸、可溶性糖的含量呈先增加后降低的趋势，MU组、HU组较对照显著增加。因此，低强度的UV-B辐射对颠茄植株的生长影响较小，中、高强度对颠茄植株伤害较大，造成植株的代谢紊乱。
　　3.比较不同强度 UV-B辐射对氮代谢、生物碱含量和托品烷类生物碱代谢途径中关键酶基因表达量的影响，表现为随UV-B辐射强度和处理天数的增加，各处理组硝态氮含量呈增加趋势，且高于对照；同时GDH。GS活性呈增加趋势，处理后期有所降低，但均高于对照。UV-B辐射使颠茄叶片和茎中莨菪碱和东莨菪碱含量降低。关键酶基因pmt。h6h为组织特异性表达，主要在根部表达，在茎、叶中几乎不表达。pmt的相对表达量在根中随UV-B辐射强度的增加有所变化，LU组较对照显著性增加，MU组、HU组较对照降低；h6h的相对表达量在根中随处理强度的增加逐渐降低；tr1基因在叶片中的相对表达量较高，且随着处理强度的增加而增加，其他部位表达量极低。因此，低强度的UV-B辐射促进了氮代谢，有利于植物的自我保护。UV-B辐射对关键酶基因的表达也是有所影响，降低了莨菪碱和东莨菪碱的含量。
　　综上所述，低强度的UV-B辐射对植物生理及次生代谢调控等各方面影响较小，中、高强度 UV-B辐射对颠茄叶片 PSII反应中心造成伤害，降低了植物的光合作用；造成植物体内活性氧的大量积累，引起膜脂过氧化；同时降低了莨菪碱和东莨菪碱的含量，不利于颠茄次生代谢产物的积累。故种植颠茄时应避开高强度UV-B辐射地区。

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第1章 文献综述

1.1颠茄的研究概况

1.2 托品烷类生物碱的研究概况

1.3 UV-B辐射对植物的影响

1.4立题依据

第2章 UV-B辐射对颠茄光合色素含量及叶绿素荧光参数的影响

2.1 材料与方法

2.2 仪器

2.3 结果与分析

2.4 讨论与结论

第3章 UV-B辐射对颠茄逆境生理指标的影响

3.1材料与方法

3.2 仪器

3.3 结果与分析

3.4 讨论与结论

第4章 UV-B辐射对颠茄氮代谢及次生代谢产物含量的影响

4.1 材料与方法

4.2 试剂及仪器

4.3 结果与分析

4.4讨论与结论

结论

参考文献

附录

致谢

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