狐米草耐盐机制研究及其药用价值初步分析.pdf

南开大学博士研究生毕业论文中文摘要
摘要
盐渍化土壤是植物生长过程中最常遇到的自然逆境之一,全世界的盐土约占陆地面积
的三分之一。近年来,随着工农业的发展环境污染加剧,淡水资源日益匾缺,海平面不断
上升,陆地面积相对缩小,土壤盐渍化有日益加重的趋势。盐胁迫对植物的
不良影响主要包括离子毒害和离子吸收不平衡即营养亏缺,盐胁迫使植物的生长受抑制,
光合下降,能耗增加,衰老加速,生长量降低,最终导致樟株因饥饿而死亡。根据植物对
土壤盐分的适应能力,可把植物分为盐生植物〔和非盐生植物
植物的耐盐性是由多基因决定的数量性状,是多种耐盐性状的综合体现。研究盐生植物的
耐盐机理,发现与植物耐盐相关的基因,对植物抗逆基因工程有重要的意义。
黄***类化合物是广泛存在于自然界的一大类化合物,主要存在于药用植物中,是有效
成分之一。黄***在医学上有着广泛的应用,医学界普遍认为黄***具有抗氧化性,能消除体
内过多的自由基,从而在抗衰老、抗肿瘤和治疗糖尿病方面有较大的医用价值。有关狐米
草中的黄***成分提取的研究还未见报道。
本文以禾本科盐生植物狐米草为材料,采用
差异显示等技术,对狐米草耐盐机理在
生理和分子水平的研究用分光光度法和高效液相色谱法测定总黄***含量。
采用三种不同胁迫条件下诱导狐米草胁
迫相关蛋白,利用软件进行逐步回归分析,筛选出了对狐米草抗胁迫生理有显著贡献
的蛋白。表观分子量分别为和的蛋白是在胁迫条件下诱导产
生的与抗胁迫能力有关的蛋白,可以缓解植物在胁迫条件下含水量、叶绿素含量的剧降,
或质膜透性的升高。首次发现表观分子量为的蛋白是一种尚未报道的胁迫相关蛋
白,对质膜透性有负贡献,当这蛋白增加时,质膜透性会降低。实验中还发现,狐米草经
过一定的胁迫预处理低浓度盐或处理,则能明显提高它的耐盐能力,说明狐米草
也存在交叉适应现象。
测定不同时间、不同浓度盐胁迫条件下,狐米草中渗透压调节物质脯氨酸、可溶性
糖和含量变化情况,以及活性氧清除酶系统中超氧化物歧化酶和过氧化
物酶及其同工酶活性,分析了狐米草这种耐盐性较高的盐生植物与一般盐生植物
的区别。在长时间高盐胁迫条件下脯氨酸和可溶性糖含量还有升高,说明它们在狐米草盐
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胁迫条件下的渗透调节中均起到重要作用。在盐胁迫条件下,狐米草叶片中的和含
量均有所升高,且比值变化不大,说明狐米草中存在一种将细胞内过多的转化
为的机制,从而保护植株不受过量的侵害。轻度盐胁迫下狐米草等保护
酶活性明显提高,中、重度胁迫下其活性下降,但两种酶对盐胁迫的敏感程度不同。
利用差异显示技术对狐米草盐胁迫条件下的应答基因进行了
分析,发现多个在盐胁迫条件下表达量增加改变的基因片段。在二次和杂交
排除假阳性后,发现了一个基因片段只在高盐环境中大量表达。通过一和得
到了该基因的全长登录号,命名为
。对的开放读码框分析发现,它编码一个个氨基酸的蛋白质,分
子量大约是。保守区分析和三维结构预测表明该基因编
码一个丝氨酸苏氨酸蛋白激酶,分子进化分析表明它属于丝裂原活化蛋白激酶
家族。该激酶家族成员在多种信号传递系统中起重要作用。
级联途径与植物对干旱、高盐、低温、激素、创伤、病原反应等多种反应信号传递有关。
可能与狐米草高盐胁迫信号传递途径有关。
首次从狐米草中分离出黄***类物质。取狐米草干粉分别用水、甲醇、乙醇
和***提取,比较黄***得率,确定用乙醇回流法获得黄***粗提液。通过条件优化,确
定溶剂乙醇的最佳浓度、料液比浸取时间和回流提取次数次。
分别用分光光度法和高效液相色谱法测定黄***含量,结果表明,狐米草中含有丰富的黄***
类物质,狐米草千粉中含有黄***类物质达到。黄***粗提液经大孔吸附树
脂纯化,得到精制液。产品中黄***类物质纯度可达。通过测定不同批次,经过不同
处理的狐米草中黄***类物质的含量,确定狐米草最佳收获时间与生长环境。
从本文的研究结果可以说明,狐米草作为一种盐生植物,有多种生理机制抵抗高盐胁
迫条件有多种胁迫条件下诱导产生的与抗胁迫能力有关的蛋白,包括一个新报道的对质
膜透性有负贡献的蛋白渗透压调节物质如脯氨酸、可溶性盐等起到重要作用比
较稳定的显示体内存在一种将细胞内过多的转化为的机制,从而保护植株不
受过量的侵害活性氧清除系统中的有关酶类如等,能够有效地清除活性
氧,减少活性氧对植株的侵害。利用技术我们得到一个新的耐盐相关基因
它属于激酶家族,可能和胁迫信号传导途径有关。这些新的发现,丰富了我们对植
物耐盐机制和信号传导的认识,为培育抗盐性能优良的植物新品系奠定了一