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红景天种子休眠生理与蛋白质HPLC生化标记鉴定技术的研究

王强  
【摘要】: 红景天为景天科红景天属(Rhodiola L.)多年生草本或亚灌木植物,常具肉质。民间多以其匍匐的根状茎作为药用。该属植物全世界有96个种,我国有73种,中国天山地区是红景天植物主要分布区之一。据药理学研究发现,红景天具有抗衰老作用、抗缺氧作用、抗不良刺激作用、对机体双向调节作用、抗病毒及抗肿瘤作用、抗疲劳及对学习记忆的影响等许多新的药用机理,并已开发多种以红景天为主要原料的功能性保健饮料,据最新研究,红景天药物具有很强的抗辐射功能,俄罗斯植物志曾介绍,该国宇航局利用红景天根为原料制成宇航员专用抗辐射保健饮料。红景天具有很高的科学与应用研究价值,因此我们选题对野生红景天种质资源的特征特性、种子休眠和发芽生理、蛋白质HPLC生化标记鉴定等方面进行研究。 本论文的研究,首先对中国新疆天山地区分布的红景天种质资源进行采集、整理、特征特性描述及实地植株形态照相,并选择红景天的主要药理学成份红景天甙(salidroside)及其前体甙元酪醇(tyrosol)和毒理学成份百脉根甙(heterodendrin)为代表红景天的主要质量性状指标,建立红景天甙、甙元酪醇和百脉根甙的快速、准确、高效的HPLC分析方法,对分布于中国新疆天山地区的10个红景天的种质资源利用价值进行综合评价。其次,采用发芽温度调控、4℃预冷处理和外源植物激素刺激等组合处理方法对红景天种子休眠和萌发的生理特性进行研究,探讨其内源性植物激素受外源调节刺激后发生变化的规律与种子休眠之间的关系,揭示其休眠及破除休眠的生理机理,找出红景天解除休眠、促进发芽和实生苗平衡生长的最佳技术。最后采用RP-HPLC方法对所收集到的10个种的红景天种子醇溶蛋白进行分离鉴定,寻找不同种而独特的蛋白质生化标记,为红景天野生种的鉴定和种内生物多样性研究提供技术支持,也扩展了作物品种真实性与杂交种纯度鉴定的手段。 综述本论文的研究结果发现: 1.从本论文种质资源评价的研究结果发现,红景天(Rhodiola rosea L.)中药物的有效成份红景天甙和甙元酪醇的含量较高,而毒理成分百脉根甙的含量较低。根据对样品采集地生境情况的调查分析,其主要野生群体分布于海拔1700-2300高度 范围内,引种驯化难度相对较小。扼此认为红景天(Rhodiola rosea L)是分布于中 国天山地区最具潜在利用价值的红景天种质资源。 2.从本论文的休眠生理和诱导发芽处理研究结果发现,门)单独采用三周4℃预冷 处理的红景天种子在25/10℃条件下发芽,发芽率可以达到48士2%比对照(12%) 提高 3倍。O)采用外源赤霉素(ibberellic acid,GA*、2,小二硝基苯胺 (2,4-dinitro-aniline,2,4-D)或赤霉素(gibberellic acid,GA3)十2,4-二硝基苯胺 门,4刁nitro心niline,2,4D)浸润 24h后,经三周 4℃预冷组合处理,能降低红景 天种子胚中内源脱落酸(abscisic acid,ABA)的浓度,并使其保持在一个较低的水 平,其发芽率可提高到98%,比对照提高7倍,比单独预冷处理提高发芽率1倍。 结果表明,经过组合处理己完全解除种子休眠,获得最高发芽率。m研究还发现种 子内源生长素门一"dole acetic acid,IAA)浓度水平在 611.sngigFW到 494石"g/gFW 之间变化时,实生苗子叶和根生长较为平衡,实生苗的存活率也较高,采用外源处 理使其浓度水平在这一范围内变化,是获得高质量红景天实生苗的有效方法。 3.从RP.HPLC蛋白质生化标记野生种鉴定和种内遗传多样性的研究结果发现, 口冲国天山地区分布的 10个红景天种中,Rhodtola linearifolia A.Bor种内遗传多样 性最为丰富,而 Rhodfola ge恤 SChrenk的种内遗传多样性较少。出色谱图中, 14.403mill 16二78min,17.425mi几 26.153min,28二82min,34.832min,35.203min, 36.482miD 40897min,41尸07mill 44.793milli 47刀72miD3 sl.783mill 58.305min, 62.32lmin,64.582min出现的峰所代表的蛋白质为10个红景天种中绝大多数种所共 有的遗传标记。(3)17.042min,38.924min,51.152min和60.905min峰所代表的蛋白质 为 Rhodiola cocclnea A.Bor独有的遗传标o。12.807min,34.957min,48.788min, 55*97min,59.667 w 61*48min峰所代表的蛋白质为Rhodtolajunggarica C.YYang*t N.R.Cu spn.独有的遗传标记。14.957min,57.945min,65.955min峰所代表的蛋白质为 Rhodtola heterodonta A.Bor独有的遗传标记。40.olsmin和 46.183min峰所代表的蛋 白质为 Rlodiola IinearifOUa A BOr独有的遗传标记。38.077min和 50.687min峰所代 表的蛋白质为 Rlodlola pamiro alaica ABor独有的遗传标记。42.355min峰所代表的 虽白质为 Rlodiola kaschgarica A.Bor独有的遗传标记。13.228min,28.963min, 63.875min 岭所代发的蛋白质为 RIodoh h——No。n A.Bor独有的遗传标记。 且且


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