紫外诱导对葡萄和花生幼苗中白藜芦醇及其衍生物含量的影响
白藜芦醇(Resveratrol,Res)是植物受到病原菌侵染或其它诱发因子刺激时诱导产生的一种天然植物抗毒素。紫外光照射(Ultraviolet C,UV-C)是诱导植物产生白藜芦醇的一种最常用的非生物因子。在多种植物中已有很多研究,尤其在比较常见的植物葡萄和花生中。随着对白藜芦醇研究的深入和实验技术的不断提高,一些更具生物活性的白藜芦醇衍生物在多种植物中相继被发现。但从植物生理角度,探索外界诱导植物产生白藜芦醇衍生物,尤其UV-C的诱导作用鲜有报道。
在此研究背景下,本实验以赤霞珠葡萄(Vitis vinifera L.cv.CabernetSauvignon)和花生(Arachis hypogaea L.)幼苗为试材,研究了紫外诱导后白藜芦醇及其衍生物的时空变化规律和相关代谢酶(过氧化物酶)的影响因子,并就白藜芦醇的合成和运输途径进行初步探讨。主要结果如下:
紫外处理可以诱导葡萄植株的白藜芦醇快速响应外界胁迫,显著增强植物内源白藜芦醇及其衍生物的含量。白藜芦醇及其衍生物的含量在植株的不同组织和部位均随时间变化呈现一定的变化规律,在避光18-36h之内白藜芦醇出现两次合成高峰,处理叶片在24和36h出现两次峰值,且第一峰高于第二峰,而处理叶片的对位叶片、上位叶片、下位叶片和茎滞后于处理叶片,分别在30和48h出现两次峰值,且越接近处理叶片,其白藜芦醇峰值越大。这些变化表明白藜芦醇及其衍生物可能与紫外诱导的植株持续性的防御反应有相应关系,且植株体内可能存在一种白藜芦醇的运输方式。
紫外诱导后白藜芦醇的主要代谢酶一过氧化物酶(POD)活性显著增强,与白藜芦醇及其衍生物的诱导性增加存在一定的相关性。诱导前后在同功酶水平上没有新的POD酶产生,且诱导前后的酶活性没有明显变化。不同的H2O2抑制剂和清除剂对H2O2的产生有明显的影响,同时POD酶活性也有相关变化,表明H2O2可能是白藜芦醇及其衍生物响应紫外诱导的一种信号分子,可能通过调控H2O2来进一步调控白藜芦醇及其衍生物在植株体内的水平变化。
为验证紫外诱导在植物中的广谱性,进一步以花生为材料来进行研究。与葡萄植株相同,花生幼苗的白藜芦醇及其衍生物含量在紫外诱导下明显增加。花生植株的不同组织和部位对紫外诱导的敏感性有所不同,根部白藜芦醇及其衍生物对紫外诱导的敏感性远高于茎部和叶片,经紫外线辐射30min,在室温下(25℃)完全避光放置42h后,花生植株根部白藜芦醇含量达到124.47μg/g,是对照的104.55倍。本实验为紫外诱导花生根部来增强花生的抗病性,从而为选育优良品种及指导生产提供一定的基础理论依据。
- 作者：
- 陈贵娜
- 学位授予单位：
- 海南大学
- 专业名称：
- 植物学
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2010年
- 导师姓名：
- 黄绵佳；李景明
- 中图分类号：
- S565.203.5；S663.1；S603.6
- 关键词：
- 紫外诱导；葡萄；花生；白藜芦醇及其衍生物
- UV-induced；grapes；peanuts；resveratrol and its derivatives