摘要
本文以白桦(BetulaplatyphyllaSuk)悬浮培养丛生苗为试材，研究ABA（脱落酸）及乙烯诱导处理对白桦丛生苗三萜积累、防御系统启动及三萜合成途径关键酶基因表达的调控作用;同时为进一步获得稳定、充足和高产三萜的白桦药源，通过截干、激素诱导等措施进行白桦幼苗促萌技术和三萜积累关系研究，以期实现白桦资源的可持续利用和为白桦丛生苗三萜高效合成信号分子调控机制研究奠定基础，研究结果如下: 1.ABA和乙烯对白桦三萜积累的影响:以悬浮培养白桦丛生苗为试材，通过不同浓度ABA和乙烯的筛选，10μmol/LABA和5mmol/L乙烯有利于白桦总三萜的积累，两处理诱导24h总三萜含量最高，分别比对照（59.23mg/g，50.73mg/g）提高31.07％和39.39％。ABA诱导48h和乙烯诱导24h最有利于白桦脂醇的积累，分别比对照（20.59mg/g，19.57mg/g）高52.78％和45.32％。ABA和乙烯诱导48h，齐墩果酸的积累较高，分别比对照（29.63mg/g，30.87mg/g）高14.44％和15.95％。白桦丛生苗具有较稳定的黄酮合成能力，其中ABA和乙烯诱导72h，黄酮积累较高，分别比对照(14.85mg/g，22.52mg/g)高21.15％和16.21％。同时研究显示ABA和乙烯抑制剂的加入，可抑制三萜和黄酮物质的积累，表明内源和外源ABA与乙烯在两类次生产物合成中起重要作用。 2.ABA和乙烯诱导对白桦防御酶活性的影响:在白桦丛生苗培养第七天分别进行ABA和乙烯诱导的处理，检测细胞CAT、APX及PAL活性变化。结果表明，两种诱导处理均不同程度刺激了白桦丛生苗防御系统的响应，从CAT活性来看，10μmol/LABA诱导初期和5mmol/L乙烯诱导12h活性最高，但仍低于对照;APX活性表现为10μmol/LABA诱导早期(1h)最高，且5mmol/L乙烯处理48h后APX活性比对照升高;PAL活性在10μmol/LABA诱导24h最高，显著高于对照，5mmol/L乙烯处理12h后PAL活性最高。分析表明，诱导子诱导刺激了白桦丛生苗活性氧清除酶系统启动，CAT、APX及PAL相互协调互作共同起保护细胞和刺激次生产物积累的作用。 3.ABA和乙烯诱导对白桦三萜合成关键酶基因表达的调控:本研究应用实时定量PCR检测ABA与乙烯诱导处理下白桦三萜合成途径关键基因的表达变化，结果表明，ABA诱导处理后，测试基因均在不同时间和程度上表现上调表达，如BPX(1h)、HMGR(6h-24h)、BPX2(1h、48h)、FPP、BPY和DS(1h-24h)。乙烯诱导处理后，测试基因均在不同时间和程度上表现上调表达，如HMGR(12h-72h)、FPP(6h-48h)、SE(1h、12h-24h)、SS(6h-72h)、BPX(1h-48h)、BPY(6h、24h-72h)和DS(6h-72h)。三萜途径关键基因的上调表达可能是ABA与乙烯诱导三萜合成的主要原因。 ABA与乙烯诱导处理下MeJA诱导响应的基因结果表明，ABA诱导处理后基因表现上调表达，BADH(24h)、NADP-ME(12h)、半胱氨酸蛋白酶基因(12h)。乙烯诱导处理后基因表现上调表达，BADH(12h-48h)、CYP450(12h-48h)、FeSOD(12h-48h)、NADP-ME、半胱氨酸蛋白酶基因、蛋白抑制剂基因和ACO基因(12h-48h)。表明乙烯与MeJA，ABA与MeJA信号间存在互作，并共同参与三萜合成的诱导。 4.三年生白桦幼树不同部位三萜组分积累消长特征分析:消长分析表明，白桦枝皮和叶中三萜组分积累与总三萜积累规律不相吻合，枝皮总三萜、达玛稀二醇、齐墩果酸、白桦脂酸呈S型曲线，白桦脂醇积累呈倒“V”曲线，而黄酮积累与总三萜积累趋势相反。叶中总三萜和黄酮物质积累趋势相近，而达玛稀二醇和2，3-氧化角鲨稀积累趋势相近。本研究明确了三年生白桦枝条和叶片中三萜及黄酮物质积累、分布特征，为白桦枝条和树叶中三萜资源的挖掘、可持续利用及代谢调控奠定了基础。 5.本研究提出1年生白桦促萌技术为:本研究提出1年生白桦促萌技术为:利用一年生白桦苗进行截干10cm促萌，一年可进行三次促萌，从五月中旬开始截干，进行锯末保湿处理，在截干后对同一株树苗进行第一个月、第二个月、第四个月连续三次采条，鲜重产量达215g，三萜产量共计1.51g(干重)。该促萌技术的建立为白桦资源的可持续利用奠定了基础。 6.栽植密度对白桦三萜积累的影响:不同密度下4年生白桦植株枝皮和茎皮中三萜物质各组分积累存在显著差异，枝皮总三萜积累高峰时期为7月，最高含量为低密度处理，为394.55mg/g，分别比中密度和高密度处理组高10.32％和19.13％。茎皮中总三萜的含量8月份较高，仍以低密度处理最高，为493.44mg/g，分别比中密度和高密度处理组高15.37％和16.68％。另外研究表明低密度处理有利于白桦枝皮和茎皮中白桦脂醇和白桦脂酸三萜积累，而齐墩果酸含量基本以中等密度较高。
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