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环境因子对拟南芥芥子油苷组成和含量的影响

钟海秀  
【摘要】: 研究了供硫水平、土壤自然干旱、机械损伤等环境条件对拟南芥(Arabidopsis thaliana)生长及芥子油苷组成、含量和产量的影响。分析拟南芥莲座叶和根中芥子油苷的分布关系及对环境因子的响应,为进一步分析环境因子对芥子油苷代谢的调控提供基础资料。 通过水培法,设置了5种供硫水平,大体上,根鲜重随着供硫水平的升高而增加,在0mmol L~(-1)、0.5mmol L~(-1)、1.0mmol L~(-1)和2.0mmol L~(-1)处理组中分别是0.061g、0.071g、0.088g和0.098g。长期硫胁迫20d时,各胁迫组拟南芥的生物量是对照的61.684%~94.359%。在正常供硫水平下,拟南芥生物量处于最大值(鲜重为0.779g)。 短期硫胁迫48h的拟南芥莲座叶芥子油苷的种类为3OHP、4MSOB、4MTB、5MSOP、6MSOH、8MSOO、I3M、1MTI3M、4MTI3M和4OHI3M等10种,在根中的芥子油苷种类为3OHP、3MSOP、5MSOP、6MSOH、7MSOH、8MSOO、8MTO、I3M、1MTI3M、4MTI3M和4OHI3M等11种。莲座叶中4MSOB的含量最高,可以达到总芥子油苷含量的47.589%,根中1MTI3M的含量最高,可以达到总芥子油苷含量的37.365%,在正常供硫水平下总芥子油苷含量最多,莲座叶和根中的含量分别是1.314μmol g~(-1) FW和2.138μmol g~(-1) FW。 长期硫胁迫拟南芥莲座叶中总芥子油苷含量的变化趋势大体一致,都是胁迫第14 d的总芥子油苷含量最高(1.262μmol g~(-1) FW~1.761μmol g~(-1) FW),胁迫第17 d最低(0.479μmol g~(-1) FW~0.7419μmol g~(-1) FW)。脂肪族芥子油苷和吲哚族芥子油苷含量的变化趋势与总芥子油苷含量的变化趋势基本一致。各种供硫水平下拟南芥根中总芥予汕苷含量在不同处理时间有明显差异(p<0.05),吲哚族芥子油苷含量较高,占总芥子汕苷的55.458%~63.285%。 硫饥饿24 h实验中,拟南芥生物量的变化不大,但是芥子油苷含量显著增加(p<0.01),是对照的1.443倍。 生长在土壤干旱条件下的拟南芥,检测其莲座叶中芥子油苷的种类有3MSOP、4MSOB、8MSOO、I3M、4MTI3M等5种。干旱胁迫使拟南芥莲座叶中总芥子油苷含量降低,在干旱的第12 d总芥子油苷的含量下降幅度最大,降幅为36.946%。其中脂肪族芥子油苷下降52.921%,吲哚族芥子油苷下降22.613%。 对拟南芥莲座叶进行机械损伤处理,观察损伤后的第0 h、0.25 h、0.5 h、1 h、1.5h、3 h、6 h、9 h和24 h芥子油苷组成和含量的变化。机械损伤实验检测到拟南芥莲座叶中芥子油苷的种类有4OHB、4MSOB、5MSOP、6MSOH、13M、1MTI3M、4MTI3M和4OHI3M等8种。在机械损伤后的24 h内,总芥子油苷、脂肪族芥子油苷含量的变化趋势大体都是先下降然后上升最后下降。总芥子油苷、脂肪族和吲哚族芥子油苷的含量在损伤后第0.5 h都降到最低值,分别是对照的77.178%、77.136%和69.489%。随着处理时间的延长含量上升,高于对照,到机械损伤后第3 h共同上升到最高值,分别是对照组的3.170倍、3.837倍和2.424倍。


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