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《河南农业大学》 2014年
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牡丹内源酚类物质与IAA反应产物生物活性初探

郭冠男  
【摘要】:本研究以牡丹试管苗内源酚类物质和IAA为原料,在多酚氧化酶(PPO)催化下,体外制备反应产物,并对产物进行分离提纯;同时以小麦和绿豆为供试材料,通过小麦芽鞘伸长法和绿豆下胚轴不定根伸长法,以常规生长素类物质IAA、NAA、IBA为对比,观察产物对小麦芽鞘平均伸长量的影响和绿豆下胚轴不定根的生根情况;并研究产物和生长素类物质对绿豆插条不定根中的根系活力、可溶性糖、可溶性蛋白,以及生根过程中相关酶活性如超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和吲哚乙酸氧化酶(IAAO)的影响,探讨产物的生物活性,以及对不定根生长的影响,为今后研究产物对牡丹试管苗生根的影响提供理论依据和技术支持。研究结果如下:1.在PPO的催化下,牡丹试管苗内源酚类物质咖啡酸与IAA发生反应,在5.527min、8.035min、9.045 min处会产生3个新峰,且其紫外吸收图与咖啡酸、IAA不同,因此,推测3种物质为新的产物。同时发现该反应体系在20h后反应完全,反应物产率基本趋于稳定,经测定3种产物的产率分别为7.87%,1.51%和0.38%。此外,通过对产物浓缩、分离和提纯发现,分离得到的产物1和2的色谱峰相互包含,且产物2会转化为产物1。经前期研究表明,推测产物1和2互为同分异构体或结构相似的物质。产物3由于产率过低或多次分离柱效降低的原因,未能得到有效分离。2.在小麦芽鞘伸长量方面,不同浓度的产物和生长素类物质对小麦芽鞘的作用不同。小麦芽鞘在处理12h后,浓度为0.2mmol·L-1和0.4mmol·L-1的产物会抑制芽鞘的伸长生长,而0.01mmol·L-1的产物会促进芽鞘的伸长生长,其中,产物、IAA、IBA、NAA促进芽鞘伸长生长的最大平均长度分别是8.42mm、9.9mm、10.26mm、8.15mm,均大于对照蒸馏水的处理。从而筛选出本实验产物和不同生长素类物质的最适浓度分别为:IAA0.01mmol·L-1、IBA0.2 mmol·L-1、NAA0.4mmol·-1、反应产物0.01mmol·L-1,其中产物与IAA最适浓度相同,均为0.01mmol·L-1。3.在不同时间段芽鞘伸长量方面,小麦芽鞘在离体12h增长量最大,其中5个处理的增长量均大于后3个时间段。0-12h增长量最大的是IBA,最小是CK;12-24h增长量最大的是CK,最小的是产物;24-36h增长量最大的是CK,最少的是NAA;36-48h增长最大的是产物,最少的是CK。4.在绿豆下胚轴不定根的生根指数方面,5种处理下的生根指数依次是IBA、NAA、IAA、产物和CK。对反应产物而言,生根率最高的是浓度10-3mmol·L-1的处理,达到了 53.3%,且5个处理的平均根数基本一致,平均根长最长的是浓度为10-2mmol·L-1的处理。综合比较生根指数,4种生长素类物质的最适浓度分别是10-1 mmol·L-1的IAA、10-2 mmol·L-1的产物、10-4 mmol·L-1的 IBA 和10-5 mmol·L-1的 NAA。5.在不定根的根系活力和可溶性糖、蛋白方面,绿豆下胚轴不定根在5个不同处理下均具有一定的活力,其中根系活力最强的是IIBA处理的插条,产物处理的插条根系活力低于IAA、IBA和NAA的处理,但高于对照蒸馏水处理。此外,产物处理的插条不定根中可溶性糖的含量最低,仅为0.013%;而可溶蛋白含量为9.46mg/g,高于NAA和对照蒸馏水的处理。6.在细胞结构观察方面,CK蒸馏水处理下的绿豆下胚轴不定根的横切面从外到内结构依次为表皮、皮层、维管束;维管束由木质部、韧皮部、髓组成。插条离体Oh,未发现有根原基细胞的存在;插条离体8h,细胞未发现有明显的变化;插条离体16h,维管组织间的薄壁细胞开始分裂,出现具有分生组织特性的细胞团;插条离体24h,维管束组织间的薄壁细胞继续分裂,细胞染色加深,细胞数目增多,细胞处于旺盛的分裂状态;插条离体36h,维管组织间的分生组织不断增大,逐渐向茎的皮层突出,形成了不定根根原基;插条离体48h,绿豆下胚轴已长出了完整的根。而IBA、NAA、IAA和产物处理下根原基出现的时间依次为 16h、24h、36h、24h。7.在相关酶活性研究方面,绿豆下胚轴不定根生长过程中,超氧化物歧化酶(SOD)在离体后的60h内变化不明显,产物处理下,0-8h上升,8-48h缓慢下降,48-60h急剧上升。总体来看,IBA处理和产物处理基本一致,NAA、IAA和CK处理一致,基本上表现在先下降,后上升,之后基本趋于平缓的趋势。过氧化物酶(POD)方面,产物处理下,0-36h上升,36-48h下降,48-60h继续上升。5个处理的变化基本一致,均呈现“上升-下降-上升-下降”的变化趋势,其中在8-16h和24-36内均出现不同程度的上升。5个处理的峰值从大到小依次为IBANAA产物IAACK。而吲哚乙酸氧化酶(IAAO)在整个过程中也均呈现缓慢上升的趋势,与POD相似,且在60h时活性达到最大值,其由大到小依次为IAAIBA产物NAACK,且4个处理的IAAO活性也均大于对照。产物处理和IAA处理条件下变化趋势完全相同,均表现在0-16h上升,16-24h下降,24-60h继续下降。说明添加产物和外源生长素类物质均可以提高不定根中POD和IAAO的活性,推测产物具有生长素类物质的生物活性。
【学位授予单位】:河南农业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:S685.11

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