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花青苷对番茄(Lycopersicon esculentum Mill.)幼苗叶片光合机构的保护作用及番茄花青苷结构特性的研究

陈静  
【摘要】:花青苷在植物根、茎、叶、花、果实器官中有着广泛的分布,是在植物形态建成过程中或响应多种逆境信号而产生的一种重要的次生代谢物质。本研究以番茄(L402)为材料探索了花青苷在逆境中对番茄叶片的光合机构的运转是否具有保护作用,为进一步研究花青苷在抗逆生理中的作用提供基础。 硫灯或氙灯具有不同的红光/远红光比例(R/FR,前者为1.5,而后者为1)。硫灯光源下生长的番茄幼苗叶片与太阳光下相似,能正常合成花青素,氙灯光源下生长的番茄幼苗叶片中的花青素合成受到严重抑制,用分光光度法测定的花青素含量仅为前者的1/9。分析两种光源的光谱,推测花青素合成途径受到了红光/远红光比例的影响。HPLC分析发现,硫灯和氙灯光源下生长的番茄幼苗叶片中黄酮醇总量没有显著差异,由此推断低R/FR下花青素合成抑制位点是二氢黄酮醇还原酶或白花色素双氧酶两个催化步骤。 以野生型(WT)和光敏素突变体phyA、phyB1、phyB2、双突变体phyB1phyB2和三突变体phyAphyB1phyB2番茄为材料,研究了光敏索phyA、phyB1和phyB2对番茄幼苗胚轴生长、花青素含量以及植株开花时间的影响。结果表明,白光下光敏素phyA、phyB1和phyB2对番茄幼苗胚轴伸长和花青素合成的影响不同,phyB1对胚轴伸长具有明显的抑制作用,同时促进花青素的合成。phyA和phyB2对胚轴伸长和花青素合成的影响程度较小,但是与phyB1具有明显的互作效应,HPLC和DAD检测结果发现phyB1phyB2和phyAphyB1phyB2叶片中能够积累黄烷酮化合物北美圣草素,表明这2种突变体中黄烷酮-3-羟基化酶或其之后的催化步骤受到了抑制。双突变体phyB1phyB2的始花节位和开花时间明显提前,三突变体phyAphyB1phyB2的第1-4花序生长早期即停滞,花序极小。 利用硫灯和氙灯下生长的番茄幼苗真叶之间以及野生型和光敏素双突变体(phyB1phyB2)幼苗真叶之间花青苷含量的差异,以叶绿素荧光为指标研究花青苷是否对低温弱光以及LV-C处理的番茄幼苗叶片的光合作用具有保护作用。结果表明,低温弱光(5℃,100μmol photons m~(-2)s~(-1))和UV-C对番茄幼苗叶片PSⅡ具有显著的抑制作用,但是对PSI活性影响不大。硫灯下和氙灯下的番茄幼苗真叶的光合速率、光饱和点、光补偿点、二氧化碳饱和点和二氧化碳补偿点均没有显著差异。低温弱光处理硫灯和氙灯下的番茄幼苗,3hr后硫灯下富含花青苷的番茄PSⅡ光化学效率Fv/Fm下降到处理前的


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