【摘要】：銀杏(Ginkgo biloba.L)是銀杏科銀杏屬落葉喬木,是我國特有的多用途經(jīng)濟林木,有“活化石”之稱,是我國重點保護植物之一。銀杏內(nèi)酯類化合物是銀杏葉中重要活性成分,具有極高的藥用價值,在預(yù)防和治療心腦血管疾病等具有良好療效。硒(Selenium)是植物生長所需元素之一,具有刺激植物生長發(fā)育和提高作物產(chǎn)量及品質(zhì),在植物新陳代謝、生物抗氧化性及對環(huán)境脅迫的抗性上有一定的作用。并且,硒在植物體內(nèi)還可與其他化合物發(fā)生相互作用,從而影響植物的生理機能。本試驗以三年生銀杏葉家佛手室內(nèi)盆栽苗為試材,對銀杏幼苗施加亞硒酸鈉(Na2Se03),施硒方式為葉面噴灑和根部澆灌。并測定其部分生理指標(biāo),研究無機硒對銀杏幼苗生長和生理方面的影響。進一步通過對銀杏幼苗采用不同的施硒方式分析不同時間點硒對銀杏的萜類化合物含量影響。并通過轉(zhuǎn)錄組和代謝組聯(lián)合分析,探究外源亞硒酸鈉處理后銀杏葉內(nèi)差異基因和代謝物差異,進一步通過對銀杏萜類化合物合成的6個關(guān)鍵基因DXS、DXR、MECT、MECPs、HMGR、MVD 的表達分析,闡明亞硒酸鈉如何影響萜類代謝相關(guān)基因表達變化調(diào)控萜類合成的機理。結(jié)果表明,不同外源無機硒施加方式對銀杏幼苗的生理生長有一定影響。分析顯示,葉面施硒對銀杏葉可溶性糖含量有增加顯著,后隨時間變化,糖含量開始回落;而根部施硒則對銀杏葉可溶性糖的影響并不明顯,說明了銀杏葉片對無機硒的生理響應(yīng)程度大于根部�？扇苄缘鞍缀繙y定結(jié)果顯示,在短時間內(nèi)(1-3周),葉噴對銀杏葉中可溶性蛋白的含量有顯著地促進作用,而根澆組則有小幅度的降低,在隨后的幾周時間里,可溶性蛋白的含量相對對照組并無明顯差異。在前期研究基礎(chǔ)上,選取了萜類含量差異最大的實驗組:葉施濃度為20 mg/mL(A組)和根施濃度為20 mg/pot(B組)做轉(zhuǎn)錄組測序,測序結(jié)果提交Nr,Nt,Pfam,KOG/COG,Swiss-prot,KEGG,GO 七大數(shù)據(jù)庫,共注釋有 142834 條 unigenes,平均長度為656bp。在KEGG、KEG數(shù)據(jù)庫中注釋的Unigene數(shù)量在25000條以下,其他數(shù)據(jù)庫的注釋數(shù)量則都超過40000條,在NR、NT和SwissPort數(shù)據(jù)庫中的注釋數(shù)甚至超過50000條。KOG數(shù)據(jù)進行比對結(jié)果顯示成功注釋到KOG的18671個unigenes分布于26個功能分類,其中涵蓋最多的是翻譯后修飾、蛋白質(zhì)折疊和分子伴侶(14.97%),其次是翻譯、核糖體結(jié)構(gòu)和生物合成(12.4%),次生代謝物合成、運輸和代謝(10.7%)。差異基因分析葉施組與對照組有4653個差異基因,根施組與對照組有2546個差異基因,而根施與葉施相比則只有394個差異表達基因。差異表達基因的KEGG富集分析結(jié)果顯示,葉施組與對照組的差異基因主要是植物激素信號轉(zhuǎn)導(dǎo)(Plant hormone signal transduction)、氨基酸與核苷酸糖代謝(Amino sugar and nucleotide sugar metabolism)以及淀粉與蔗糖代謝(Starchand sucrose metabolism),而處理組之間則無顯著富集結(jié)果。其中,與萜類化合物合成相關(guān)通路主要有萜類骨架生物合成、倍半萜類和三萜類化合物的生物合成、單萜類生物合成、二萜類生物合成以及泛醌和其他萜類醌生物合成。代謝組檢測共檢測到到991個包括已知和未知的代謝物,其中檢測到僅9種萜類化合物,分別為龍膽苦甙、玉米黃質(zhì)酮、植物柏木烷C、玉米黃質(zhì)、薯蕷皂苷、咖啡醇、檜萜、水稻二萜植保素和植物柏木烷D。通過對差異代謝物的篩選,對照組與葉施組之間共有315個差異代謝物,對照組與根施組之間共有324個差異代謝物,而處理組之間僅有154個差異代謝物,通過KEGG通路富集分析發(fā)現(xiàn)僅有二萜類生物合成這一條通路,并且與之相關(guān)的差異代謝物僅有赤霉素3和赤霉素7。通過對萜類化合物合成相關(guān)KEGG途徑進行分析,篩選出6條候選基因。采用qRT-PCR對選取的候選差異基因進行驗證,在用亞硒酸鈉處理后的5周內(nèi)相關(guān)酶基因(DXS、DXR、MECT、MECPs、HMGR、MVD)表達量均有明顯的上調(diào),在隨后的幾周表達量便會回落至對照組水平。本試驗為外源亞硒酸鈉調(diào)控銀杏萜類合成生理及分子機理提供了較為全面的基因信息和代謝組數(shù)據(jù),為硒處理條件下銀杏分子調(diào)控機制的深入研究奠定理論基礎(chǔ)。
【圖文】：

研究發(fā)現(xiàn)還可以通過提高苗期油菜的脯氨酸含量來提高其抗逆性。適量的蛋氨酸硒處逡逑理干旱條件下黃瓜幼苗，結(jié)果顯示其葉片ＭＤＡ含量、ＣＶ的產(chǎn)生速率和過氧化氫逡逑（Ｈ２Ｏ２）含量顯著降低，葉片抗氧化酶（ＳＯＤ、ＰＯＤ、ＡＰＸ）活性提高，說明蛋氨酸逡逑硒對干旱脅迫下黃瓜幼苗的毒害有緩解作用［３（）］。逡逑１．２銀杏萜類化合物及其合成關(guān)鍵酶簡介逡逑１．２．１銀杏萜類化合物逡逑目前，從銀杏葉中分離出８個萜內(nèi)酯類化合物，包括銀杏內(nèi)酯和白果內(nèi)酯［３１】。銀逡逑杏內(nèi)酯分子是獨特的十二碳骨架結(jié)構(gòu)，嵌有一個叔丁基和六個五元環(huán)，包括一個螺壬逡逑烷，一個四氫呋喃環(huán)和三個內(nèi)酯環(huán)。銀杏內(nèi)酯根據(jù)含有的羥基數(shù)目和羥基連接的位逡逑置不同分為銀杏內(nèi)酯Ａ邋（ＧＡ）、銀杏內(nèi)酯Ｂ邋（ＧＢ）、銀杏內(nèi)酯Ｃ邋（ＧＣ）、銀杏內(nèi)酯Ｍ逡逑（ＧＭ）、銀杏內(nèi)酯Ｊ邋（ＧＪ）、銀杏內(nèi)酯Ｋ邋（ＧＫ）和銀杏內(nèi)酯Ｌ邋（ＧＵ，是目前發(fā)現(xiàn)的逡逑為由具有叔丁基的天然化合物。白果內(nèi)酯（ＢＢ）屬于倍半萜內(nèi)酯，其結(jié)構(gòu)與銀杏內(nèi)逡逑酯類似，，從銀杏葉片中分離出來［３２］（圖１．１）。逡逑

（２－Ｃ－Ｍｅｔｈｙｌ－Ｄ－ｅｒｙｔｈｒｉｔｏＷ－ｐｈｏｓｐｈａｔｅ，ＭＥＰ／ＤＸＰ）途徑［４１］。進一步有研究表明，在高逡逑等植物中，經(jīng)典的ＭＶＡ途徑在細(xì)胞質(zhì)中合成倍半萜、留體及三萜化合物，而ＭＥＰ逡逑途徑則在質(zhì)體中完成半萜、單萜及二萜等化合物（圖１．２）。逡逑４逡逑
【學(xué)位授予單位】：武漢輕工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：S567.19

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本文編號：2678691