诱导子对朱砂根愈伤组织生长及三萜皂苷合成的影响

摘要

朱砂根(Ardisia crenata Sims)是集观赏、药用价值于一身的具有多种生态及经济用途的优良植物资源，在生态城市建设中具有广阔的应用前景，其主要活性成分三萜皂苷(Triterpenoid saponin)有助于心血管疾病和癌症的防治。本研究首先建立朱砂根愈伤组织培养体系，接着以朱砂根愈伤组织为研究材料、以酵母提取物(Yeast extract，YE)、黑曲霉(Aspergillus niger)、壳聚糖(Chitosan)、茉莉酸甲酯(Methyl jasmonate，MeJA)、稀土元素镧(La)、钴离子(Co2+)等6种诱导子为研究对象进行诱导子的筛选工作，确立促进朱砂根愈伤组织三萜皂苷合成的最佳诱导子以及最佳诱导子组合，最后进一步分析诱导子对朱砂根愈伤组织在代谢层面的影响，为探讨诱导子调控三萜皂苷合成的作用机制奠定基础。本研究结果不但为朱砂根次生代谢产物三萜皂苷的工厂化生产提供科学依据和技术支撑，而且对于朱砂根种质资源的保存及生态环境的保护也具有重大的理论和实践意义。主要研究结果如下:
　　(1)在比较根、茎、叶3种类型外植体对朱砂根愈伤组织的影响时发现，以茎段为外植体时诱导率最高，而且愈伤组织的增殖量显著高于以根和叶为外植体诱导出的愈伤组织。但是，以茎为外植体诱导出的愈伤组织的三萜皂苷含量低于以根为外植体的愈伤组织。由此可见，以茎段为外植体有利于愈伤组织的生长，以根为外植体有利于三萜皂苷的合成。综合考虑三萜皂苷产量，以茎段为外植体诱导愈伤组织为最优处理。
　　(2)在供试浓度中，3种生物诱导子（YE、黑曲霉、壳聚糖）对愈伤组织的生长具有不同的生理作用，YE、黑曲霉显著促进生长，壳聚糖抑制生长;而3种生物诱导子对三萜皂苷合成均表现出显著的促进作用，其中以黑曲霉的促进作用最强。同时，在对黑曲霉添加浓度进行筛选时，发现各浓度黑曲霉均能提高朱砂根愈伤组织中三萜皂苷的含量，其中50mg/L为最佳诱导浓度。但是，黑曲霉促进愈伤组织生长的最佳诱导浓度为100mg/L。因此，综合考虑三萜皂苷产量，100mg/L黑曲霉最有利三萜皂苷的生产。
　　(3)在供试浓度中，3种非生物诱导子(MeJA、La、Co2+)均有利于朱砂根愈伤组织的生长以及三萜皂苷的合成，其中以La最能促进三萜皂苷的合成。同时，通过对La添加浓度的筛选，发现各浓度下的La均有利于愈伤组织的生长以及三萜皂苷的合成，其中最佳诱导浓度为30μmol/L。
　　(4)通过将不同浓度La和黑曲霉进行组合的正交试验，可以发现各组合都能促进朱砂根愈伤组织三萜皂苷合成。其中，将100mg/L黑曲霉和30μmol/L La进行组合的诱导效果最好，均高于单独添加100mg/L黑曲霉和30μmol/L La。
　　(5)2种诱导子黑曲霉和La以及黑曲霉+La组合可以显著激活朱砂根愈伤组织抗氧化防御系统和三萜皂苷合成途径，促进三萜皂苷的合成。但诱导效果存在差异性，黑曲霉+La组合诱导效果优于2种诱导子单独使用(黑曲霉、La)。利用2种诱导子之间的协同作用，更大程度提高抗氧化酶(SOD、POD、CAT)、三萜皂苷合成关键酶(β-AS)的活性和增加三萜皂苷的积累量。黑曲霉、La作为外源诱导子通过信号传递到细胞内，迅速刺激朱砂根愈伤组织的氧化应激防御系统，三萜皂苷合成途径被活化，促进三萜皂苷的合成与积累。

目录

声明

摘要

缩略词表

第一章绪论

1朱砂根

1．1生物学特性及资源分布

1．2化学成分及药理作用

1．3朱砂根组织培养的研究现状

2三萜皂苷的研究进展

2．1概述

2．2生物活性

2．3生物合成

3植物细胞培养生产次生代谢产物的研究进展

4诱导子在调节植物次生代谢方面的应用

4．1诱导子的定义与分类

4．2诱导子的作用机制

4．3诱导子的作用效果

4．4诱导子在植物细胞培养中的应用

5本研究的目的意义

6研究内容

7技术路线

第二章朱砂根愈伤组织体系的建立

1研究材料

2研究方法

2．1试验方法

2．2分析方法

3结果与分析

3．1不同外植体对朱砂根愈伤组织的影响

3．2不同外植体对朱砂根愈伤组织中三萜皂苷合成的影响

3．3朱砂根愈伤组织的生长曲线

4讨论

4．1外植体与愈伤组织形成的关系

4．2外植体与愈伤组织中三萜皂苷合成关系

第三章诱导子对朱砂根愈伤组织培养生产三萜皂苷的影响

1研究材料

2研究方法

2．1试验方法

2．2分析方法

3结果分析

3．1不同种类生物诱导子对愈伤组织生长及三萜皂苷合成的影响

3．2不同浓度黑曲霉对愈伤组织生长及三萜皂苷合成的影响

3．3不同种类非生物诱导子对愈伤组织生长及三萜皂苷合成的影响

3．4不同浓度La对愈伤组织生长及三萜皂苷合成的影响

3．5诱导子协同作用对愈伤组织生长及三萜皂苷合成的影响

4讨论

4．1诱导子种类与朱砂根愈伤组织生长及三萜皂苷合成的关系

4．2诱导子浓度与朱砂根愈伤组织生长及三萜皂苷合成的关系

4．3诱导子之间的协同作用与朱砂根愈伤组织生长及三萜皂苷合成的关系

第四章诱导子对愈伤组织代谢的影响

1研究材料

2研究方法

2．1试验方法

2．3分析方法

3结果分析

3．1诱导子对朱砂根愈伤组织生长及三萜皂苷合成的影响

3．2诱导子对愈伤组织可溶性蛋白含量的影响

3．3诱导子对愈伤组织丙二醛(MDA)含量的影响

3．4诱导子对愈伤组织抗氧化酶(SOD、POD、CAT)活性的影响

3．5诱导子对愈伤组织β-AS活性的影响

4讨论

4．1诱导子与愈伤组织可溶性蛋白含量的关系

4．2诱导子与愈伤组织丙二醛含量的关系

4．3诱导子与愈伤组织抗氧化酶活性的关系

4．4诱导子与愈伤组织β-香树素合成酶(β-AS)活性的关系

第五章结论与展望

1结论

2创新点

3展望

参考文献

致谢

附录

作者简历