前体及诱导子对石蒜不定芽的生长和生物碱积累的影响

摘要

本试验主要研究了石蒜野外材料鳞茎、叶、根、花、花葶与组织培养材料不定芽、组培根、愈伤组织生物碱含量的差异,优化了石蒜不定芽液体培养的条件,建立了石蒜不定芽液体震荡培养体系,研究了前体化合物和诱导子及二者协同作用对石蒜不定芽生长和生物碱积累的影响;研究了在不同的培养时间添加前体和诱导子对石蒜不定芽生长和生物碱积累的影响。获得以下试验结果:
　　1.石蒜组织生物碱分析。试验结果表明石蒜碱、力可拉敏、加兰他敏三种生物碱含量高低顺序在石蒜不同组织中不一致,石蒜碱含量从高到低依次为:花>鳞茎>花葶>叶>根>不定芽>组培根>愈伤组织;力可拉敏含量从高到低依次为:花>鳞茎>叶>花葶>根>不定芽>组培根>愈伤组织;加兰他敏含量从高到低为:花>叶>根>不定芽>鳞茎>花葶>组培根>愈伤组织。不定芽中三种生物碱含量高于愈伤组织和组培根,加兰他敏含量为230.197μg?g-1DW,仅低于花,叶和根,是愈伤组织中加兰他敏含量的21.79倍。由于石蒜花期较短,因此花不宜用作研究材料;且与叶、根和愈伤相比,石蒜不定芽具有容易诱导,容易培养,不受季节限制的特点,因此石蒜不定芽是研究生物碱合成最适宜的试验材料。并用气质联用技术从石蒜鳞茎样品中鉴定出5个生物碱成分,分别为石蒜碱、力可拉敏、加兰他敏、多花水仙碱、普鲁维因。
　　2.石蒜不定芽的液体培养。试验结果表明培养基形态、激素配比、蔗糖浓度、光照时间影响石蒜不定芽的生长和石蒜碱,力可拉敏,加兰他敏三种生物碱的积累。有利于石蒜不定芽生物碱积累的最佳培养条件分别为:液体培养、6-BA和NAA浓度分别为2mg/L-1和0.2mg/L-1、蔗糖浓度为40g/L-1、光照时间为16h/d-1。
　　3.前体化合物对石蒜不定芽的影响。试验结果表明酪胺对石蒜不定芽的生长和石蒜碱、力可拉敏、加兰他敏含量的影响不一致。添加高浓度酪胺有利于石蒜生物碱的积累,低浓度的酪胺促进石蒜不定芽的生长。综合酪胺对石蒜不定芽的生长和生物碱含量的影响,酪胺浓度为250μmol/L-1时石蒜碱,力可拉敏,加兰他敏的含量增加最为明显。原儿茶醛对石蒜不定芽的生长和三种生物碱积累的影响一致。低浓度的原儿茶醛能够促进石蒜不定芽的生长,且有利于石蒜生物碱的积累。原儿茶醛浓度为50μmol/L-1时石蒜不定芽生长最快,干物质积累最多,生物碱的含量增加最为明显。
　　4.诱导子对石蒜不定芽的影响。
　　试验结果表明低浓度的水杨酸既能够促进石蒜不定芽的生长又有利于石蒜生物碱的积累。水杨酸浓度为50μmol/L-1时,石蒜不定芽生长最快,干物质积累量最大;而水杨酸浓度为10μmol/L-1石蒜生物碱含量增加最为明显,综合水杨酸对石蒜不定芽生长及生物碱积累的影响,能使石蒜生物碱产量显著增加的水杨酸浓度为10μmol/L-1。
　　试验结果表明添加茉莉酸甲酯组的石蒜不定芽GI和ADB均低于对照组;而当茉莉酸甲酯浓度≤200μmol/L-1时均能促进石蒜碱,力可拉敏,加兰他敏的积累。综合茉莉酸甲酯对石蒜不定芽生长和石蒜生物碱的影响,MeJA浓度为100μmol/L-1时石蒜碱含量低于对照,力可拉敏和加兰他敏的含量与对照并无明显差异。可见单独添加茉莉酸甲酯不能明显提高石蒜碱,力可拉敏和加兰他敏的含量。5.诱导子与前体协同作用对石蒜不定芽的影响
　　试验结果表明水杨酸、酪胺和原儿茶醛联合添加有利于石蒜不定芽的生长,促进了石蒜不定芽生物碱的积累。酪胺与原儿茶醛浓度为150μmol/L-1时,不定芽的GI和ADB分别是对照的119％,115%;石蒜碱,力可拉敏,加兰他敏三种生物碱含量均达最高,分别是对照的302%,320%,388%。
　　试验结果表明茉莉酸甲酯、酪胺和原儿茶醛联合添加对石蒜不定芽生长和生物碱含量的影响与单独添加茉莉酸甲酯不同。添加适宜浓度的茉莉酸甲酯、酪胺和原儿茶醛能够促进石蒜不定芽的生长和干物质的积累,但是添加组的石蒜不定芽中石蒜碱,力可拉敏和加兰他敏含量均低于对照组,且对生物碱合成的抑制作用强于对石蒜不定芽生长的促进作用。因此,茉莉酸甲酯和酪胺、原儿茶醛协同作用不能促进石蒜生物碱的积累。
　　6.诱导子和前体的时间效应
　　试验结果表明在培养的第12d添加酪胺,石蒜不定芽的GI和ADB最大,但是不定芽中石蒜碱和加兰他敏含量在第9d添加诱导子与前体最高。结合不同培养时间添加诱导子和前体对不定芽生长和生物碱的影响,可知第9d添加酪胺,石蒜碱和加兰他敏的含量增加最为显著,而第12d时添加酪胺,力可拉敏的含量增加最为显著;
　　不同培养时期添加水杨酸对石蒜不定芽的影响结果表明第12d添加水杨酸,石蒜不定芽的GI和ADB最大,在第9d时添加不定芽中石蒜碱和加兰他敏含量最高;
　　不同培养时期水杨酸,酪胺和原儿茶醛协同作用对石蒜不定芽的影响结果表明第12d联合添加水杨酸,酪胺和原儿茶醛,石蒜不定芽的GI和ADB最大,第9d添加,不定芽中石蒜碱和加兰他敏含量最高,力可拉敏含量与第12d添加无明显差异。

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1文献综述

1.1 石蒜简介：

1.2 石蒜生物碱概述

1.3 石蒜生物碱加兰他敏的合成

1.4石蒜组织培养的研究进展

1.5 前体物及诱导子对植物次生代谢产物合成的影响

1.6 前体化合物的选择

2引言

2.1石蒜的研究现状

2.2石蒜的应用前景

2.3本研究的目的及意义

2.4技术路线

3材料与设备

3.1材料

3.2设备

4 试验方法与试验设计

4.1石蒜不定芽的诱导

4.2石蒜不定芽的液体培养体系的建立

4.3 添加前体对石蒜生长及生物碱合成的影响

4.4诱导子对石蒜不定芽生长及生物碱合成的影响

4.5 诱导子与前体的联合使用对石蒜不定芽生长及生物碱合成的影响

4.6 前体和诱导子的添加时间对石蒜的生长和生物碱的影响

4.7 生物量的测定方法

4.8 生物碱的提取及检测

4.9 数据处理方法

5 结果与分析

5.1 石蒜组织生物碱分析

5.2石蒜不定芽的液体培养体系的建立

5.3 添加前体对石蒜生长及生物碱合成的影响

5.4添加诱导子对石蒜不定芽生长及生物碱合成的影响

5.5 诱导子与前体的联合使用对石蒜不定芽生长及生物碱合成的影响

5.6 前体和诱导子的添加时间对石蒜的生长和生物碱的影响

6 讨论与结论

6.1 讨论

6.2 结论

参考文献

致谢

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