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光质调控刺五加叶片生理代谢的研究

孙菲阳

光质调控刺五加叶片生理代谢的研究

孙菲阳1
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作者信息

  • 1. 东北林业大学
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摘要

刺五加(Acanthopanaxsenticosus(Rupr.&Maxim.)Harms)是东北道地药材,其根、茎、叶皆可入药,长期服用具有轻身延年益寿的功效。近年来,刺五加入工栽培产业已具有一定规模。在保证大规模推广人工栽培品的同时,提升其品质与产量成为刺五加栽培领域的重要课题。本研究主要以一年生刺五加幼苗为材料,以LED白光为对照组(CK),分别设置4种不同比例LED红蓝光质,即红/蓝=2/1(2R1B)、红/蓝=3/1(3R1B)、红/蓝=5/1(5R1B)、红/蓝=7/1(7R1B)作为处理组。通过测定与分析不同比例红蓝复合光质处理的刺五加的生长指标、生理特性及代谢产物特征,系统地探究了刺五加生理代谢对不同比例红蓝光质调控的响应机制,得到如下结论: (1)5R1B最利于刺五加生长量的累积,7R1B次之。7R1B最利于刺五加叶绿素的积累。3R1B和5R1B可显著提高刺五加叶光合能力。2R1B、3R1B显著提升刺五加抗氧化酶活性,5R1B显著提升刺五加叶片总酚和总黄酮的含量。5R1B和7R1B处理显著提升可溶性糖含量;3R1B和5R1B处理显著提升可溶性蛋白含量。 (2)本研究运用GC-MS非靶向代谢组学技术,共筛选出52种差异化合物,主要包括糖类、氨基酸类、有机酸类、醇类等。通过代谢通路富集分析,得到8条差异代谢途径:戊糖磷酸途径、光合生物中的碳固定、丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢、乙醛酸和二羧酸代谢、柠檬酸盐循环(TCA循环)、半乳糖代谢、硫代谢和甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢。红蓝复合光质显著促进了刺五加叶片的初生代谢,5R1B对叶片的碳水化合物代谢、氨基酸代谢和能量代谢具有较强的促进作用。 (3)本研究运用UPLC-MS技术对不同光质处理的刺五加叶中的次生代谢物进行测定分析,共鉴定出19种酚类化合物。通过聚类分析得知,19种目标酚类化合物大多在2R1B、3R1B和5R1B处理组有较高积累。CK组促进L-苯丙氨酸积累;3R1B处理组促进C6C1型酚类化合物积累;2R1B处理促进C6C3型酚类化合物积累;5R1B处理促进C6C3C6型的酚类化合物积累。本研究测定了不同光质处理的刺五加叶的活性物质共五种,分别是刺五加苷B、刺五加苷E、金丝桃苷、异嗪皮啶和齐墩果酸。2R1B对单位质量的刺五加叶中活性成分积累有显著促进作用。5R1B处理显著提高了刺五加苷B、刺五加苷E和异嗪皮啶的产量,2R1B处理显著提高了金丝桃苷和齐墩果酸的产量。

关键词

刺五加/红蓝光/代谢组学/气相色谱-质谱联用

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授予学位

硕士

学科专业

生物学

导师

唐中华

学位年度

2023

学位授予单位

东北林业大学

语种

中文

中图分类号

S5
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