本文選題：蒙古黃芪 + 種子蔭發(fā)��； 參考：《東北林業(yè)大學(xué)》2016年博士論文

【摘要】：蒙古黃芪是(Astragalus membranaceus Bge. var. mongholicus Hsiao)豆科黃芪屬的多年生草本植物。黃芪作為一種廣泛使用的中草藥,來(lái)源于蒙古黃芪或膜莢黃芪(Astragalus membranaceus (Fisch.) Bge.)的干燥根。目前,對(duì)蒙古黃芪的研究多集中于藥理學(xué)、育種學(xué)等方面,對(duì)蒙古黃芪種子萌發(fā)階段代謝情況的研究尚未見(jiàn)報(bào)道。種子的萌發(fā)是從休眠胚時(shí)期到發(fā)育為一個(gè)能夠進(jìn)行光合自養(yǎng)的個(gè)體的一系列轉(zhuǎn)變過(guò)程,從浸種到成苗涉及諸多迅速而復(fù)雜的生理生化過(guò)程。因?yàn)樵诖穗A段最易受到各種傷害,萌發(fā)被認(rèn)為是植物一生中最重要的時(shí)期。因此,種子萌發(fā)過(guò)程的生理生化及代謝情況對(duì)黃芪植物生長(zhǎng)、黃芪藥材品質(zhì)具有重要的意義。采用代謝組學(xué)技術(shù)揭示分析黃芪種子萌發(fā)過(guò)程中代謝物的變化規(guī)律及積累模式可以為解析種子萌發(fā)過(guò)程、調(diào)控代謝方向等研究提供理論依據(jù)。代謝組學(xué)以高通量檢測(cè)和數(shù)據(jù)處理為手段,以信息建模與系統(tǒng)整合為目標(biāo),是理想的研究生物某階段機(jī)體發(fā)生的各種代謝變化的技術(shù)手段。為了深入研究：(a)黃芪種子在初始萌發(fā)及后萌發(fā)階段,以毛蕊異黃酮苷為代表的黃芪標(biāo)志活性代謝物的動(dòng)態(tài)變化及發(fā)育特異性積累情況；(b)在種子整個(gè)萌發(fā)階段,初始萌發(fā)及后萌發(fā)時(shí)期的代謝譜差異及黃酮和皂苷類的代謝物變化。本論文以黃芪藥材藥典規(guī)定的源植物蒙古黃芪的成熟干種子為材料,以UPLC-MS和UPLC/Q-TOF為技術(shù)于段,以代謝組學(xué)為平臺(tái),從以下幾個(gè)方面進(jìn)行了探索研究：(1)研究黃芪種子從吸脹到子葉完全打開(kāi)的整個(gè)發(fā)育期,根據(jù)形態(tài)學(xué)特征,按照種子萌發(fā)定義劃分兩種黃芪的萌發(fā)時(shí)期：蒙古黃芪種子從第0天至第3天,為種子初始萌發(fā)時(shí)期；從第3天至第7天,為種子后萌發(fā)時(shí)期。膜莢黃芪種子從第0天至第4天,為種子初始萌發(fā)時(shí)期；從第4天至第7天,為種子后萌發(fā)時(shí)期。(2)建立同時(shí)定量檢測(cè)毛蕊異黃酮苷、毛蕊異黃酮、芒柄花素及野黃芩苷的UPLC-MS方法。色譜條件為：8%乙腈(0-1min),8%-34%乙腈(1-1.5 min),34%乙腈(1.5-4min),34%-60%乙腈(4-6 min),60%乙腈(6-7 min),60%-8%乙腈(7-7.5 min),8%乙脯(7.5-9 min)。質(zhì)譜條件為：毛蕊異黃酮苷m/z 446.9→284.2；毛蕊異黃酮m/z285.0→269.9；芒柄花素m/z 269.0→196.2;野黃芩苷(IS)m/z 463.0→287.0。毛蕊異黃酮苷、毛蕊異黃酮、芒柄花素及野黃芩苷的色譜保留時(shí)間分別為2.23min,2.80min, 4.75min,2.06min。定量檢測(cè)結(jié)果顯示,在蒙古黃芪種子的整個(gè)萌發(fā)過(guò)程中,主要的目標(biāo)代謝物都在種了初始萌發(fā)時(shí)期及后萌發(fā)時(shí)期表現(xiàn)出了明顯的含量變化。結(jié)合種了萌發(fā)程中的形態(tài)學(xué)研究結(jié)果,以膜莢黃芪及目標(biāo)化合物合成途徑相關(guān)酶表達(dá)水平為佐證,這些目標(biāo)化合物含量變化的時(shí)間點(diǎn)都與生長(zhǎng)發(fā)育的形態(tài)建成的時(shí)間點(diǎn)吻合,而并非因吸脹時(shí)間變化而變化。推測(cè)黃芪種子中黃酮類次生代謝產(chǎn)物的變化受種子的生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)期調(diào)控。(3)利用UPLC/Q-TOF分析了黃芪種子初始萌發(fā)時(shí)期的表達(dá)圖譜,結(jié)合多元變量統(tǒng)計(jì)分析方法,在ESI正離子模式下鑒定出了10個(gè)生物標(biāo)志物,包括4個(gè)黃酮類化合物；3個(gè)脂肪酸；1個(gè)氨基酸；1個(gè)糖苷；1個(gè)黃芪皂苷以及一個(gè)其他代謝物。通過(guò)聚類分析發(fā)現(xiàn)潛在差異物在種子初始萌發(fā)時(shí)期的分布有著明顯的差異,其中毛蕊異黃酮(Calycosin)在初始萌發(fā)完成時(shí)的積累達(dá)到種子初始萌發(fā)開(kāi)始時(shí)的2倍,而最為突出的另一個(gè)黃酮類化合物芒柄花苷(Ononin)的積累量達(dá)到158倍。這些現(xiàn)象表明,黃芪種子在吸脹到萌發(fā)階段多種代謝物共同調(diào)節(jié),氨基酸、脂肪酸與糖苷類物質(zhì)主要為種子吸脹時(shí)期提供能量,而皂苷類的化合物在種子萌發(fā)階段含量降低,造成這一原因或許是因?yàn)槠浜铣赏緩街心承╆P(guān)鍵代謝物的合成受到阻礙或是存在一些抑制物導(dǎo)致其合成量的降低。通過(guò)靶向代謝組學(xué)技術(shù)我們鑒定出8個(gè)黃酮類化合物合成前體,通過(guò)各化合物在種子初始萌發(fā)過(guò)程中含量差異的變化,推斷導(dǎo)致黃酮類化合物合成的主要前體化合物為p-Coumaroyl-CoA和Liquiritigenin,因此可以通過(guò)提高這兩種前體化合物的合成量來(lái)達(dá)到提高黃酮化合物的積累,從而來(lái)保障種子的萌發(fā)及環(huán)境的適應(yīng)；鑒定出13個(gè)皂苷類化合物合成前體,其中代謝物Squalene (C00751), Cycloartenol (C01902), Farnesyl diphosphate (C00448)和Mevalonic acid (C00418)四種前體化合物在種子初始萌發(fā)期顯著積累,可能正是因?yàn)檫@些代謝物的積累抑制了其他的代謝物的合成,從而影響了黃芪皂苷(Astramembranoside A)的合成。(4)利用UPLC/Q-TOF分析了黃芪種子后萌發(fā)時(shí)期的表達(dá)圖譜,結(jié)合多元變量統(tǒng)計(jì)分析方法,在ESI正離子模式下鑒定出了15個(gè)生物標(biāo)志物：其中包含5個(gè)氨基酸；2個(gè)黃酮類化合物；2個(gè)激素；1個(gè)糖類化合物；1個(gè)脂肪酸以及4個(gè)其他類型代謝物。通過(guò)聚類分析發(fā)現(xiàn)潛在差異物在種子后萌發(fā)時(shí)期的分布有顯著差異,在種子后萌發(fā)時(shí)期過(guò)程中,糖類代謝物,氨基酸,黃酮類化合物,激素和脂肪酸都發(fā)生了巨大變化。這些現(xiàn)象表明,黃芪種子的后萌發(fā)階段由多種代謝物共同調(diào)節(jié),氨基酸,脂肪酸,黃酮類化合物與糖苷類物質(zhì)主要積累在種子后萌發(fā)完成時(shí)期,為幼苗的形態(tài)建成以及植物的生長(zhǎng)提供良好的能量基礎(chǔ)。此外,黃酮類化合物在種子的初始萌發(fā)及后萌發(fā)階段都被鑒定為顯著的生物標(biāo)志物,這可能說(shuō)明黃酮類的化合物隨著植物的生長(zhǎng)發(fā)育其含量逐漸變化,表明其對(duì)植物的發(fā)育和生長(zhǎng)起到了關(guān)鍵性作用。針對(duì)種子后萌發(fā)時(shí)期構(gòu)建黃酮類化合物代謝調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。通過(guò)各化合物在種子后萌發(fā)時(shí)期中含量變化的差異,推斷黃酮類化合物合成的主要前體化合物為Coumaroyl-CoA和Isoliquiritigenin。此外,種子初始萌發(fā)時(shí)期與種子后萌發(fā)時(shí)期黃酮類化合物代謝途徑中各化合物發(fā)生了不同的變化,其中Isoliquiritigenin的含量在種子后萌發(fā)階段持續(xù)增加,通過(guò)代謝網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建后我們可知化合物Coumaroyl-CoA的變化規(guī)律與Ⅰsoliquiritigenin含量的變化成正相關(guān)作用。針對(duì)種子后萌發(fā)時(shí)期構(gòu)建皂苷類化合物代謝調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。其中化合物(R)-5-Diphosphomevalonate (C01143)和Isopentenyl diphosphate (C00129)在種子后萌發(fā)時(shí)期顯著積累。與種子初始萌發(fā)時(shí)期的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建圖相結(jié)合,我們可以得到這樣一結(jié)論,在黃芪種子整個(gè)萌發(fā)萌發(fā)程中,相同的代謝物在不同時(shí)期所呈現(xiàn)的變化規(guī)律不同,導(dǎo)致這種不一致的變化可能是由于其萌發(fā)過(guò)程中各相關(guān)基因表達(dá)量有所變化而導(dǎo)致的。
[Abstract]:Astragalus membranaceus is a perennial herb of the genus Astragalus of Leguminosae , which is a widely used Chinese herbal medicine derived from Astragalus membranaceus ( Astragalus membranaceus ) or Astragalus membranaceus ( Astragalus membranaceus ) . ( b ) The research on the metabolism of Astragalus membranaceus ( Astragalus membranaceus ) seeds during the germination of Astragalus membranaceus ( Astragalus membranaceus ) has not been reported . The research on the metabolism of Astragalus membranaceus ( Astragalus membranaceus ) seeds during the germination stage of Astragalus membranaceus ( Astragalus membranaceus ) has not been reported . The research on the physiological and biochemical characteristics and metabolic status of the seeds in the process of seed germination is the most important period in the process of seed germination .
( b ) During the whole germination stage of the seeds , the metabolic profiles of the initial germination and the post - germination period and the metabolite changes of the flavone and saponin were studied in this paper . The main part of the study was UPLC - MS and UPLC / Q - TOF .
from days 3 to 7 , the seed germination period is the seed germination period , and the seed of the membranous pods is from the first day to the fourth day , which is the initial germination period of the seed ;
The UPLC - MS method was established for the simultaneous quantitative detection of isoflavones , erigerin , manatein and scutellarin from days 4 to 7 . The chromatographic conditions were as follows : 8 % acetonitrile ( 0 - 1 min ) , 8 % -34 % acetonitrile ( 1 - 1.5 min ) , 34 % acetonitrile ( 1.5 -4 min ) , 34 % -60 % acetonitrile ( 4 - 6 min ) , 60 % acetonitrile ( 6 - 7 min ) , 60 % -8 % acetonitrile ( 7 - 7.5 min ) , 8 % preserved ( 7.5 -9 min ) . The mass spectrum conditions were as follows : M / z 446.9 鈫，

本文編號(hào)：2054617