發(fā)布時(shí)間：2020-06-18 06:57

【摘要】：多糖是鐵皮石斛的主要活性成分,也是評(píng)價(jià)其品質(zhì)的重要指標(biāo)。組成石斛多糖的單糖一般由蔗糖分解或衍生而來(lái),因而多糖積累與蔗糖代謝直接相關(guān)。植物的生長(zhǎng)條件和激素、金屬離子等外源添加物都會(huì)對(duì)植物多糖的積累和蔗糖代謝產(chǎn)生影響,從而調(diào)節(jié)植物中的不同糖分水平和各種生理功能。本研究通過(guò)采用不同的溫度、光照、酸堿度等生長(zhǎng)條件以及NaCl、Ca~(2+)、Mn~(2+)、ABA等外源添加物處理鐵皮石斛組培苗,測(cè)定鐵皮石斛莖葉中糖分含量和蔗糖代謝中SPS、SS、AI和NI的酶活性,研究影響多糖積累及蔗糖代謝的因素和作用機(jī)制,主要結(jié)果如下:不同溫度、光照和pH的生長(zhǎng)條件處理對(duì)鐵皮石斛莖葉中糖分含量和4種蔗糖代謝酶活性會(huì)產(chǎn)生不同程度的影響:(1)在一定范圍內(nèi),溫度越高SPS酶活性越高,而SS、AI與NI酶活性均在25℃表現(xiàn)較高,且SPS酶活性與蔗糖含量呈顯著正相關(guān)(R=0.816),AI酶活性與多糖和葡萄糖含量呈顯著(R=0.811)和極顯著正相關(guān)(R=0.903),溫度為25℃時(shí)蔗糖、多糖、葡萄糖含量均達(dá)到最高;(2)不同光照強(qiáng)度下,SPS與SS在葉中的酶活性顯著高于莖中,SPS與蔗糖含量呈極顯著正相關(guān)(R=0.896),是蔗糖合成的主要酶,SS與多糖呈顯著正相關(guān)(R=0.833),說(shuō)明SS主要參與蔗糖的分解。光照強(qiáng)度為3500 lx時(shí),SPS與SS酶活性均達(dá)到最高,蔗糖、多糖等含量達(dá)到顯著水平;(3)不同酸堿度對(duì)AI酶活性的影響較大,pH5.0較利于AI的催化活性,pH越高抑制作用越強(qiáng),SPS、SS、NI均在pH7.0時(shí)活性較高。SPS與SS共同影響蔗糖的合成,AI與NI共同作用于葡萄糖與多糖的積累,其中AI的作用比NI更顯著。pH7.0較有利于鐵皮石斛蔗糖、多糖和葡萄糖的積累。不同外源添加物的處理對(duì)鐵皮石斛組培苗糖含量與蔗糖代謝酶活性也會(huì)產(chǎn)生不同程度的影響。(1)外源添加Ca~(2+)不僅提高了鐵皮石斛庫(kù)強(qiáng),還在一定濃度范圍內(nèi)提高了蔗糖代謝酶的活性,促使蔗糖向庫(kù)中的轉(zhuǎn)運(yùn),4.5mmol·L~(-1)Ca~(2+)濃度下4種蔗糖代謝酶的催化活性較高,蔗糖、多糖等的積累較多,其中SPS顯著影響蔗糖的積累,AI顯著影響多糖與葡萄糖的積累;(2)外源添加Mn~(2+)顯著提高了SPS與AI酶活性,葉中蔗糖合成增多,庫(kù)中儲(chǔ)存的糖分含量增大,當(dāng)Mn~(2+)濃度為1.0mmol·L~(-1)時(shí),SPS、AI活性均達(dá)到最大,顯著增加了可溶性糖含量。(3)添加不同濃度的NaCl顯著提高了轉(zhuǎn)化酶的催化活性,促進(jìn)了葡萄糖的積累;SS與SPS酶活性雖有提升,但并不顯著;NaCl在一定濃度范圍內(nèi),糖含量顯著增加,降低了逆境脅迫壓力。當(dāng)NaCl濃度為50mmol·L~(-1)時(shí),鐵皮石斛糖含量最高,滿足了對(duì)高能的需求,提高了植株抵御不良環(huán)境的能力。(4)外源添加不同濃度ABA,能夠在一定程度上促進(jìn)SS與轉(zhuǎn)化酶的催化活性,顯著影響鐵皮石斛糖分的積累,但對(duì)SPS卻有抑制作用。蔗糖含量與SS、SPS呈顯著和極顯著正相關(guān),當(dāng)ABA濃度為60umol·L~(-1)時(shí),SS與轉(zhuǎn)化酶活性較高,鐵皮石斛糖分積累達(dá)到顯著水平。本研究結(jié)果顯示對(duì)鐵皮石斛糖分積累及蔗糖代謝來(lái)說(shuō),25℃、3500 lx與pH7.0是最適的生長(zhǎng)條件,Ca~(2+)4.5mmol·L~(-1)、Mn~(2+)1.0mmol·L~(-1)、NaCl 50 mmol·L~(-1)和ABA60umol·L~(-1)分別是各自最佳的處理濃度,在這些條件下蔗糖代謝酶活性較高,抵御不良環(huán)境的能力較強(qiáng),最有利于鐵皮石斛的糖分積累;這些因素通過(guò)影響鐵皮石斛中蔗糖代謝酶的活性來(lái)改變蔗糖積累或分解的方向,從而調(diào)節(jié)蔗糖和多糖水平的高低以滿足鐵皮石斛生長(zhǎng)發(fā)育對(duì)物質(zhì)和能量的需求以及保持細(xì)胞滲透勢(shì)的平衡。這些結(jié)果可為今后鐵皮石斛多糖和蔗糖代謝的深入研究及調(diào)控提供依據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：浙江農(nóng)林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：S567.239
【圖文】：

鐵皮石斛莖葉中多糖含量隨溫度的升高呈現(xiàn)先升后降的變化趨勢(shì)。莖中多糖含量在 25℃時(shí)達(dá)到峰值 77.85 mg·g-1，較 10℃上升了 30.75%；當(dāng)溫度升至 35℃時(shí)，多糖含量反而降至 64.44 mgg-1，下降幅度為 17.23%。鐵皮石斛葉中的多糖含量的變化趨勢(shì)與莖中一致，但多糖含量均小于同處理莖中的含量，且 10℃和 35℃之間的多糖含量沒(méi)有顯著差異。在一定溫度范圍內(nèi)，鐵皮石斛莖葉中葡萄糖含量也是隨溫度的升高而先升后降，且莖中的葡萄糖含量高于葉中。10℃時(shí)莖中葡萄糖含量最低，為 12.54mg·g-1，溫度升至 25℃時(shí)達(dá)到峰值 16.81mg·g-1，增幅為 34.05%；隨著溫度繼續(xù)升至 35℃，葡萄糖含量又降至 15.73mg·g-1，降幅為 6.42%。鐵皮石斛葉中的葡萄糖含量的變化趨勢(shì)也與莖中一致，但含量均小于同期莖中的含量。（2）溫度處理對(duì)鐵皮石斛莖葉中蔗糖代謝酶活性的影響不同溫度對(duì)鐵皮石斛莖葉中蔗糖代謝酶的活性的影響均有差異，如圖 2.1、2.2。隨著溫度的升高，除 SPS 外，SS、AI、NI 酶活性均呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)，且均在 25℃達(dá)到峰值。溫度對(duì) SPS 酶活性的影響最大，SS 與 AI 次之，NI 最弱。

鐵皮石斛莖中 SPS 酶活性從 10℃的 10.47μmol (gh)-1FW 升至 25℃的12.30μmol (gh)-1FW，增幅為 17.48%，再至 35℃的 14.77 μmol (gh)-1FW，增幅為20.08%；葉中 SPS 酶活性從 10℃的 9.04μmol (gh)-1FW 到 25℃的 14.20μmol (gh)-1FW，增幅為 57.08%，再到 35℃的 14.20μmol (gh)-1FW，增幅為 21.06%。因此溫度對(duì)鐵皮石斛葉中 SPS 的影響高于莖中。由表可以看出，鐵皮石斛莖葉中 SS 酶活性的大小均低于 SPS，說(shuō)明 SPS 是鐵皮石斛中蔗糖的主要合成酶，此外葉中 SPS 與 SS 酶活性基本高于莖中，說(shuō)明 SPS 與 SS 的作用部位在葉中居多，進(jìn)一步說(shuō)明葉是蔗糖合成的主要組織部位。

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本文編號(hào)：2718873