發(fā)布時間：2020-11-23 15:55

　　 顛茄(Atropa belladonna L.)是茄科顛茄屬的一種藥用植物,全草可入藥。主要次生代謝產(chǎn)物為托品烷類生物堿(Tropane Alkaloids,TAs),其中莨菪堿和東莨菪堿是應(yīng)用最為廣泛的兩種,多制成注射劑或片劑作為抗膽堿藥物使用,藥效包括止痙、鎮(zhèn)痛、止吐、麻醉、治療帕金森癥、抗暈動癥等,市場需求量巨大。但由于顛茄植株中莨菪堿和東莨菪堿的含量極低,提取方法復(fù)雜且純度不高,使其產(chǎn)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于市場需求。因此,提高顛茄次生代謝產(chǎn)物產(chǎn)量是顛茄研究的重點方向。其中,通過誘導(dǎo)子刺激顛茄毛狀根加速合成次生代謝產(chǎn)物的方式效果良好且成本較低,所以又是顛茄次生代謝研究的熱點。本試驗以顛茄毛狀根為研究材料,采用向其培養(yǎng)基中添加適宜濃度的真菌誘導(dǎo)子酵母提取物(Yeast extract,YE)的處理方式,測定了顛茄毛狀根碳代謝、氮代謝、抗氧化代謝以及托品烷類生物堿代謝的相關(guān)指標(biāo),以分析YE對顛茄毛狀根生長代謝的影響情況,并初步探究YE對顛茄毛狀根托品烷類生物堿代謝的調(diào)控機(jī)制。主要研究結(jié)果如下:1.比較不同濃度YE對顛茄毛狀根兩種主要生物堿產(chǎn)量的影響,結(jié)果表明:YE濃度為100 mg·L~(-1)時,莨菪堿和東莨菪堿能夠在短期內(nèi)高效積累,而添加更高YE濃度如300 mg·L~(-1),則會使顛茄毛狀根莨菪堿和東莨菪堿產(chǎn)量降低,YE濃度為400mg·L~(-1)時甚至可導(dǎo)致顛茄毛狀根死亡。2.研究YE對顛茄毛狀根碳代謝的影響,結(jié)果表明:對照組顛茄毛狀根的碳代謝在整個培養(yǎng)過程中幾乎處于相對穩(wěn)定的狀態(tài),YE的添加使毛狀根的淀粉酶活性顯著增強(qiáng),蔗糖合成酶活性先升后降,總碳含量顯著升高,可溶性糖含量變化并不顯著。這說明YE改變了顛茄毛狀根原有的碳代謝調(diào)節(jié)方式,使整個碳代謝更加活躍。3.研究YE對顛茄毛狀根氮代謝的影響發(fā)現(xiàn):較對照組而言,顛茄毛狀根中硝態(tài)氮、銨態(tài)氮含量顯著下降,其他含氮化合物可溶性蛋白、游離氨基酸含量顯著升高,總氮含量同樣也有顯著的增多,硝酸還原酶(NR)和谷氨酰胺合成酶(GS)活性均顯著升高,但谷氨酸脫氫酶(GDH)活性變化不顯著。說明YE加速了毛狀根的氮代謝,增強(qiáng)了氮同化,使更多的無機(jī)氮轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C(jī)氮提供給植物利用。4.研究YE對顛茄毛狀根抗氧化代謝的影響,結(jié)果顯示:毛狀根能通過增強(qiáng)各種抗氧化酶的活性來清除體內(nèi)隨衰老產(chǎn)生的多余活性氧,以維持正常的生長代謝。YE的添加可使過氧化氫酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)活性較對照組顯著降低,說明毛狀根中的活性氧含量降低,避免了活性氧對植物細(xì)胞產(chǎn)生傷害。5.研究YE對顛茄毛狀根托品烷類生物堿代謝的影響發(fā)現(xiàn):YE處理顛茄毛狀根可顯著提高托品烷類生物堿代謝途徑中的底物氨基酸(鳥氨酸和精氨酸)的含量以及腐胺的含量,代謝途徑中的關(guān)鍵酶基因1,4-丁二氨-氮-甲基轉(zhuǎn)移酶基因(Putrescine N-methyl transferase,PMT)、托品酮還原酶-I基因(Tropinone reductase-I,TR I)和莨菪堿6-β-羥化酶基因(hyoscyamine 6-β-hydroxylase,H6H)的相對表達(dá)量也呈現(xiàn)不同幅度的上升,最終使產(chǎn)物莨菪堿和東莨菪堿產(chǎn)量增多,本試驗結(jié)果中,莨菪堿產(chǎn)量比東莨菪堿產(chǎn)量增幅更大,在處理16 d后分別是對照組的3.09倍和1.85倍。綜上所述,YE對顛茄毛狀根的氮代謝和抗氧化代謝均產(chǎn)生了一定的影響,但主要是增強(qiáng)了顛茄毛狀根氮代謝關(guān)鍵酶活性使氮代謝加速,生成的氨基酸可為次生代謝中托品烷類生物堿的合成提供更多原料,同時YE還通過調(diào)控托品烷類生物堿代謝途徑中關(guān)鍵酶基因的表達(dá),使莨菪堿和東莨菪堿產(chǎn)量提高。本研究為實際生產(chǎn)中提高顛茄有效藥用成分產(chǎn)量提供了很好的參考,也為繼續(xù)開展顛茄托品烷類生物堿代謝工程提供了一定的理論支持。
【學(xué)位單位】：西南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：S567.239
【部分圖文】：

西南大學(xué)碩士學(xué)位論文學(xué)者關(guān)注的問題。1.5.2 托品烷類生物堿的代謝途徑托品烷類生物堿合成代謝的上游途徑：以鳥氨酸（Ornithine）或精氨酸（Arginine）為最初底物，鳥氨酸通過鳥氨酸脫羧酶（ODC）催化生成腐胺（Put）；或是精氨酸通過精氨酸脫羧酶（ADC）的催化生成 N-氨基甲酰腐胺，再通過反應(yīng)生成腐胺。腐胺是托品烷類生物堿代謝途徑中十分關(guān)鍵的化合物，又被稱為托品烷類生物堿代謝的前體化合物[69,70]。

與設(shè)備tler-Toledo 十萬分之一電子天平；HIRYAMAHVE-50 高壓滅菌鍋；志蕩器 ZWY-2102C（上海志城分析儀器有限公司）；日本島津（Shima高效液相色譜儀；雪花制冰機(jī) FM40（北京長流科學(xué)儀器有限公司 純水系統(tǒng)等。與分析茄毛狀根的生長情況基中添加了不同濃度 YE 的毛狀根在培養(yǎng)過程中出現(xiàn)了不同的生長情外，各組生長情況良好。T4 組（YE 濃度最高組）4 d（圖 3-1 B）根點，6 d（圖 3-1 C）整個根體逐漸變黑，8 d（圖 3-1 D）已經(jīng)出現(xiàn)腐說明 T4 組 YE 濃度對于顛茄毛狀根已經(jīng)過高，不利于毛狀根的生長其死亡（圖 3-1）。（圖 3-1 A 為 CK 組 8 d 正常生長的毛狀根）A B

圖 3-2 YE 對顛茄毛狀根莨菪堿產(chǎn)量的影響Fig.3-2 Effects of YE on hyoscyamine yield of Atropa belladonna L. hairy roots注：不同字母表示不同濃度 YE 處理間差異顯著（p＜0.05）下同。Note: Different letters indicate significant differences under YE treatment with different concentration (p <0.05), The same below.
【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前19條

1 王慧芳;李鳳霞;秦立強(qiáng);;煙草毛狀根中茄尼醇的研究進(jìn)展與展望[J];科技創(chuàng)新導(dǎo)報;2017年05期

2 王麗;劉琪;寧明明;張衛(wèi)東;戚小利;李秀霞;;龍葵毛狀根誘導(dǎo)條件的研究[J];北方園藝;2015年04期

3 李敏;曲丹;于海娣;王慧梅;;木豆毛狀根生長特性及相關(guān)生理生化指標(biāo)研究[J];植物研究;2014年03期

4 謝麗瓊;楊毅;馬東建;李冠;;甘草毛狀根培養(yǎng)體系研究[J];食品工業(yè)科技;2011年05期

5 李雅;齊香君;龔頻;劉瑞穎;李衛(wèi)平;;黃芩毛狀根抗炎、解熱及鎮(zhèn)痛活性研究[J];陜西科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2011年06期

6 王子艷;杜旻;吳曉俊;周吉燕;胡之璧;;轉(zhuǎn)透明顫菌血紅蛋白基因黃芪毛狀根急性毒性研究[J];食品與藥品;2010年09期

7 齊香君;郭樂康;陳秀清;;黃芩毛狀根的生長與產(chǎn)物代謝動態(tài)研究[J];安徽農(nóng)業(yè)科學(xué);2008年30期

8 黃玉仙;;藥用植物毛狀根培養(yǎng)與次生代謝產(chǎn)物的研究[J];海峽藥學(xué);2008年08期

9 劉展眉;崔英德;;喜樹毛狀根誘導(dǎo)及其喜樹堿產(chǎn)生研究[J];化學(xué)試劑;2007年08期

10 劉高;饒力群;楊華;;影響毛狀根生長及其次生代謝產(chǎn)物合成因素的研究進(jìn)展[J];生物技術(shù)通訊;2007年05期

11 鄭明智,郭志剛,劉瑞芝;栝樓毛狀根生長及營養(yǎng)消耗動力學(xué)[J];清華大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2002年10期

12 王莉,于榮敏,張輝,程克棣;何首烏毛狀根培養(yǎng)及其活性成分的產(chǎn)生[J];生物工程學(xué)報;2002年01期

13 于樹宏,劉傳飛,李玲,潘瑞熾;野葛毛狀根離體培養(yǎng)與異黃酮生產(chǎn)[J];植物生理與分子生物學(xué)學(xué)報;2002年04期

14 王莉,于榮敏,張輝,朱江,程克棣;何首烏毛狀根的誘導(dǎo)及其培養(yǎng)[J];藥物生物技術(shù);2002年02期

15 宋純清,閻龍,王海燕,劉滌,胡之壁;反相高效液相色譜法測定黃芪和黃芪毛狀根中大極性異黃酮成分的含量[J];天然產(chǎn)物研究與開發(fā);1999年02期

16 金若敏;陳長勛;沈艷;王文群;鄭志仁;劉滌;胡之璧;;黃芪毛狀根與黃芪藥理作用的比較研究[J];上海中醫(yī)藥大學(xué)上海市中醫(yī)藥研究院學(xué)院;1996年Z1期

17 羅壽青,胡虹,楊崇仁,段金玉,李存信;地不容毛狀根的培養(yǎng)[J];云南植物研究;1997年04期

18 江洪如,涂藝聲;不同培養(yǎng)條件對龍膽毛狀根生長及龍膽苦甙含量的影響[J];江西科學(xué);1997年02期

19 江洪如，涂藝聲，王碧琴，丁建南;龍膽毛狀根的誘導(dǎo)培養(yǎng)[J];江西科學(xué);1995年04期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 焦驕;黃芪毛狀根培養(yǎng)體系的優(yōu)化及其主要活性成分生物合成的誘導(dǎo)調(diào)控研究[D];東北林業(yè)大學(xué);2016年

2 李明;通過大豆毛狀根體系快速驗證GmNAC08、GmNAC06和GmNAC15的基因功能[D];石河子大學(xué);2017年

3 徐洪偉;發(fā)根農(nóng)桿菌誘導(dǎo)玉米毛狀根再生植株及抗旱性研究[D];東北師范大學(xué);2007年

4 翟丹丹;青蒿毛狀根中活性化合物的分離分析及其生物合成調(diào)控探索[D];華東理工大學(xué);2010年

5 閻巖;微生物對丹參毛狀根生長和次生代謝的影響及其機(jī)理[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2014年

6 李鉑;丹參近緣種成分差異及毛狀根中丹參酮積累調(diào)控研究[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2015年

7 汝梅;夏枯草迷迭香酸生物合成途徑酪氨酸支路關(guān)鍵酶基因的克隆與功能研究[D];中國科學(xué)院教育部水土保持與生態(tài)環(huán)境研究中心;2017年

8 呂冬梅;道地藥材研究模型“丹參毛狀根”的評價研究[D];中國中醫(yī)科學(xué)院;2008年

9 肖璇;發(fā)根農(nóng)桿菌介導(dǎo)的柑橘遺傳轉(zhuǎn)化體系建立及轉(zhuǎn)基因柑橘潰瘍病抗性分析[D];華中農(nóng)業(yè)大學(xué);2014年

10 王渭玲;膜莢黃芪營養(yǎng)特性及次生代謝調(diào)控的研究[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2008年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 郭雙;酵母提取物對顛茄毛狀根碳氮代謝及托品烷類生物堿代謝的調(diào)控研究[D];西南大學(xué);2018年

2 俞穎;西蘭花毛狀根誘導(dǎo)體系的優(yōu)化及信號分子對蘿卜硫素合成釋放的調(diào)控[D];甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué);2018年

3 尤紅;野生丹參微生物資源及其對毛狀根的誘導(dǎo)效應(yīng)[D];浙江理工大學(xué);2017年

4 王慧芳;利用誘導(dǎo)子技術(shù)提高煙草毛狀根中茄尼醇含量的研究[D];蘇州大學(xué);2017年

5 李春玲;不同影響因子對水飛薊毛狀根生長及次級代謝產(chǎn)物的影響[D];吉林農(nóng)業(yè)大學(xué);2016年

6 王麗;龍葵毛狀根誘導(dǎo)及其抑菌活性研究[D];佳木斯大學(xué);2015年

7 潘苗苗;金鐵鎖多倍體毛狀根誘導(dǎo)及其性質(zhì)研究[D];大連工業(yè)大學(xué);2015年

8 寧凝;黃秋葵毛狀根的培養(yǎng)及次生代謝產(chǎn)物總黃酮抗疲勞作用的初步研究[D];吉林農(nóng)業(yè)大學(xué);2013年

9 高帥;金鐵鎖毛狀根優(yōu)良細(xì)胞株系的篩選及培養(yǎng)體系的優(yōu)化[D];廣州中醫(yī)藥大學(xué);2012年

10 張悅;黃秋葵毛狀根培養(yǎng)體系的建立及次生代謝產(chǎn)物的研究[D];吉林農(nóng)業(yè)大學(xué);2011年

本文編號：2894761