喜树营养器官的结构及喜树碱含量动态变化的研究

摘要

喜树(CamptothecaacuminataDecne.)，隶属于蓝果树科(Nyssaceae)，为多年生落叶乔木，我国特有树种，主要分布在长江流域及西南各省。全株因富含具独特抗癌机理的喜树碱而深得植物学界和医药学界的亲睐。本文利用植物解剖学的方法研究了喜树营养器官的结构；通过组织培养的方法分别对喜树营养器官进行愈伤组织的诱导和继代，并筛选出不同的细胞系，运用HPLC法测定各愈伤组织中喜树碱的含量，并在培养基中外加诱导子，分析其对愈伤组织中喜树碱含量的影响；通过对喜树不同器官、不同地理种源、不同季节变化、不同发育阶段等喜树碱含量的动态变化分析，总结出喜树碱积累的一些基本规律；运用UV-B辐射分别对1年生和2年生喜树进行处理，通过对各项生理指标及喜树碱含量的测定，发现UV-B辐射能明显提高喜树中喜树碱的含量。通过以上方法的系统研究，取得的主要结果如下： 1.喜树根尖纵切面的结构与一般双子叶植物结构相同，由根冠、分生区、伸长区和根毛区四个部分组成。根和茎的初生结构都由表皮、皮层和维管柱3部分组成。在根和茎初生结构的皮层和髓部具有被锇酸染成黑色的嗜锇细胞。在次生生长中，根的木栓形成层起源于中柱鞘，茎的木栓形成层起源于皮层细胞；随着次生维管组织的增加，茎的中央形成髓腔。通过扫描电子显微镜和光学显微镜观察，喜树叶的上表皮没有气孔器分布；下表皮气孔器的保卫细胞呈肾形，没有副卫细胞，被几个表皮细胞不规则的围绕，属于无规则型。在上下表皮均分布着单细胞非腺毛和两种类型的腺毛，其中下表皮的分布相对稠密；上表皮腺毛呈球形，下表皮腺毛大部分为长卵形，其中间杂着一些球形腺毛。通过观察发现，越幼嫩的叶中，分布的腺毛和非腺毛越多。叶片由表皮、叶肉和叶脉组成，叶肉细胞中分布有嗜锇细胞。 2.不同外植体诱导的愈伤组织经继代培养后，筛选红色、黄色和褐色三个不同的细胞系，分别测定其喜树碱的含量。结果表明，经幼叶所诱导的愈伤组织中喜树碱含量相对高于其它，芽和茎诱导的愈伤组织中喜树碱含量相差不大；红色和黄色的细胞系在不同的外植体中其喜树碱含量均高于褐色的细胞系。但从整体看来，愈伤组织中喜树碱的含量远远低于原植物中的含量，仅占原植物含量的百分之几。外加诱导子对愈伤组织中喜树碱的含量有影响，浓度为0.1mg/L，1mg/L的水杨酸和茉莉酸甲酯处理的愈伤组织中喜树碱含量提高，0.1mg/L的水杨酸对喜树碱的积累有明显的促进作用，茉莉酸甲酯的影响不大；浓度为3mg/L，5mg/L的水杨酸处理的愈伤组织中，喜树碱含量降低；3mg/L的茉莉酸甲酯处理的愈伤组织中，喜树碱含量降低，5mg/L处理的愈伤组织中未检测到喜树碱。 3.不同器官中，喜树碱含量以幼叶、种子和幼枝中较高，木质部中较低，髓中含量最少，同一植株中，项枝喜树碱的含量高于侧枝。不同地理种源的1年生和2年生喜树幼枝中喜树碱均以四川成都含量最高，2年生喜树幼枝中喜树碱含量均高于1年生的。在一个生长季中，2年生和3年生喜树幼枝和幼叶中喜树碱含量呈现季节性变化，从4月份新枝萌动到7月份生长旺盛期，喜树碱含量逐渐增高，7月份喜树碱含量达到最高，以后逐渐降低。另外2年生植株枝叶的含量均高于3年生。从时间、空间研究叶的发育表明，随着叶的发育成熟，叶中喜树碱的含量逐渐降低。同一叶的不同部位，喜树碱含量也有差异。 4.UV-B辐射对喜树叶内叶绿素、MDA、Fpro和SOD活性均产生一定的影响。随着UV-B辐射时间的增加，叶绿素含量不断降低；Fpro的含量不断增加；MDA含量的变化不太显著，但总体呈上升趋势；SOD活性先下降，后上升，再下降；各器官中喜树碱含量比对照都有增加，其中幼叶和幼茎中喜树碱含量增加显著，而根中不为明显。

目录

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摘要

第一章喜树及喜树碱的研究进展

第二章喜树的营养器官解剖学特征

第三章喜树愈伤组织的诱导及诱导子对愈伤组织中喜树碱含量的影响

第四章喜树中喜树碱含量的动态变化

第五章UV-B辐射对喜树生理指标及喜树碱含量的影响

参考文献

图版说明及图版

致谢

附录：攻读硕士学位期间所发表的论文、参加的学术会议和获奖情况