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目的：植物激素的浓度及分布直接影响植物块根的形成及膨大，且对植物次生代谢产物的积累变化具有重要的调控作用。本研究通过研究外源GA3对太子参植株生长及次生代谢产物积累的影响，以期探明外源GA3影响太子参块根发育和次生代谢产物的积累机制，为保证太子参药材的产量和质量提供理论基础。
方法：本论文采用大田育苗、单株移栽、激素根灌处理的试验方法，在获得太子参实验材料基础上，通过测量地上部分和根的形态变化来研究GA3在太子参不同发育阶段的生理作用;运用石蜡切片技术观察太子参块根的显微结构，研究GA3对太子参块根形态结构的影响;采用ELISA法和RT-qPCR技术测定不同发育时期太子参块根中内源激素含量和激素合成通路关键酶基因表达量，探讨太子参块根发育的分子机制;运用HPLC法、紫外分光光度法和RT-qPCR技术测定不同发育时期太子参块根中次生代谢产物的含量和其合成通路关键酶基因的表达量，探讨外源GA3影响太子参块根中次生代谢产物积累的分子机制。
结果：1.通过比较不同浓度的GA3及其抑制剂多效唑对太子参发育过程中外观性状的影响，发现不同浓度的GA3均使太子参叶片生长旺盛，光合作用增强，地上生物量显著高于地下生物量，产量较对照组下降;施用多效唑后太子参块根产量增加，外观质量明显优于对照组。2.通过对GA3影响太子参块根显微结构的观察，发现不同浓度的GA3会导致其维管形成层细胞破裂;木薄壁细胞较对照组体积增大，排列松散;周皮、次生韧皮部所占体积的比例发生明显变化，即在处理后20d和60d所占比例增加，而在处理后40d所占比例较对照组减少一半。GA3影响淀粉粒积累的结果表明在处理前期GA3对韧皮部淀粉粒的形成具有抑制作用，处理后期转变为促进作用。3.通过对太子参块根中内源激素含量的测定，发现内源ZR、ABA、GA3是块根形成中最重要的植物激素。GA3在块根形成前期抑制内源IAA、ZR、ABA和GA3含量，以及ZR/IAA、ABA/IAA比值的增加，中后期促进内源ZR、IAA、GA3含量及ZR/IAA比值的增加。GA3影响太子参块根中ZR/GA3、ABA/GA3比值降低，可能导致太子参块根不能增粗。4.内源激素合成关键酶基因表达结果显示，G3浓度的赤霉素处理后20d，TMC、GH3.3、GID2、A-IPT1、tRNA-DMATase、CKX2ZEP1、CYP707A1、CYP707A2等基因表达量降低，可能抑制了此阶段太子参块根中内源IAA、GA3、ZR、ABA的含量;乙烯在此阶段各合成关键酶基因表达量均增加，可能促进乙烯含量的增加。处理后40d，GID1、GID2、A-IPT2、PYR1等基因的表达量升高，从而促进了此阶段太子参块根中内源GA3、ZR、ABA含量的增加。处理后60d，GH3.1、GH3.2、GH3.3、GID1、GID2、GA20ox1、GA20ox2、A-IPT2、CYP735A、tRNA-DMATase、CKX1、CKX2等基因的表达量增加，从而促进内源IAA、GA3和ZR含量的增加，而ABA含量却受ZEP2、AAO、CYP707A1、CYP707A2、PYR1基因表达量的下降而减少。5.次生代谢产物含量测定结果表明，随着太子参的生长，对照组块根中多糖含量逐渐升高，环肽B和皂苷含量逐渐降低。施用不同浓度的GA3后，多糖含量降低，但其环肽B和皂苷含量升高了。6.对多糖合成关键酶基因表达的分析结果显示，CslD1、CslD2、Csl、CslE、GS基因表达量在处理后20d上调，CslG、CslE、GS基因的表达量在处理后40d下调均与多糖含量变化结果一致;对皂苷合成关键酶基因表达分析的结果显示，在处理后20d，SS、SE基因的表达量与皂苷积累的变化呈正相关。处理后40d，皂苷合成上游基因可能受G3浓度的赤霉素调控，下游基因可能受G1、G2浓度的赤霉素调控。处理后60d，不同浓度的赤霉素调控不同的基因表达与G1、G2、G3处理后皂苷积累的变化呈正相关。对环肽B合成关键酶基因表达分析的结果显示，prePhHB基因的表达量与环肽B含量无显著相关性，说明preP hHB基因的表达可能不受GA3调控。此外，ABA可能对多糖积累具有促进作用，而环肽B含量的升高受到内源IAA、GA3、ZR、Me-JA的影响。
结论：不同浓度的GA3对太子参植株地上部分的生长具有促进作用，对地下块根的膨大具有抑制作用，多效唑则呈现与GA3相反的作用结果。GA3影响木薄壁细胞体积以及周皮、次生韧皮部所占比例均发生明显变化，GA3会破坏太子参块根的形成层，可能影响木质部的次生生长，从而导致块根不能增粗。GA3影响内源激素的生物合成和代谢是一个动态的过程，GA3抑制太子参块根的形成，可能与不同发育时期多个激素的相互作用有关。GA3对次生代谢产物合成关键酶基因具有调控作用，该调控作用为指导农业生产具有重要的意义。
方法：本论文采用大田育苗、单株移栽、激素根灌处理的试验方法，在获得太子参实验材料基础上，通过测量地上部分和根的形态变化来研究GA3在太子参不同发育阶段的生理作用;运用石蜡切片技术观察太子参块根的显微结构，研究GA3对太子参块根形态结构的影响;采用ELISA法和RT-qPCR技术测定不同发育时期太子参块根中内源激素含量和激素合成通路关键酶基因表达量，探讨太子参块根发育的分子机制;运用HPLC法、紫外分光光度法和RT-qPCR技术测定不同发育时期太子参块根中次生代谢产物的含量和其合成通路关键酶基因的表达量，探讨外源GA3影响太子参块根中次生代谢产物积累的分子机制。
结果：1.通过比较不同浓度的GA3及其抑制剂多效唑对太子参发育过程中外观性状的影响，发现不同浓度的GA3均使太子参叶片生长旺盛，光合作用增强，地上生物量显著高于地下生物量，产量较对照组下降;施用多效唑后太子参块根产量增加，外观质量明显优于对照组。2.通过对GA3影响太子参块根显微结构的观察，发现不同浓度的GA3会导致其维管形成层细胞破裂;木薄壁细胞较对照组体积增大，排列松散;周皮、次生韧皮部所占体积的比例发生明显变化，即在处理后20d和60d所占比例增加，而在处理后40d所占比例较对照组减少一半。GA3影响淀粉粒积累的结果表明在处理前期GA3对韧皮部淀粉粒的形成具有抑制作用，处理后期转变为促进作用。3.通过对太子参块根中内源激素含量的测定，发现内源ZR、ABA、GA3是块根形成中最重要的植物激素。GA3在块根形成前期抑制内源IAA、ZR、ABA和GA3含量，以及ZR/IAA、ABA/IAA比值的增加，中后期促进内源ZR、IAA、GA3含量及ZR/IAA比值的增加。GA3影响太子参块根中ZR/GA3、ABA/GA3比值降低，可能导致太子参块根不能增粗。4.内源激素合成关键酶基因表达结果显示，G3浓度的赤霉素处理后20d，TMC、GH3.3、GID2、A-IPT1、tRNA-DMATase、CKX2ZEP1、CYP707A1、CYP707A2等基因表达量降低，可能抑制了此阶段太子参块根中内源IAA、GA3、ZR、ABA的含量;乙烯在此阶段各合成关键酶基因表达量均增加，可能促进乙烯含量的增加。处理后40d，GID1、GID2、A-IPT2、PYR1等基因的表达量升高，从而促进了此阶段太子参块根中内源GA3、ZR、ABA含量的增加。处理后60d，GH3.1、GH3.2、GH3.3、GID1、GID2、GA20ox1、GA20ox2、A-IPT2、CYP735A、tRNA-DMATase、CKX1、CKX2等基因的表达量增加，从而促进内源IAA、GA3和ZR含量的增加，而ABA含量却受ZEP2、AAO、CYP707A1、CYP707A2、PYR1基因表达量的下降而减少。5.次生代谢产物含量测定结果表明，随着太子参的生长，对照组块根中多糖含量逐渐升高，环肽B和皂苷含量逐渐降低。施用不同浓度的GA3后，多糖含量降低，但其环肽B和皂苷含量升高了。6.对多糖合成关键酶基因表达的分析结果显示，CslD1、CslD2、Csl、CslE、GS基因表达量在处理后20d上调，CslG、CslE、GS基因的表达量在处理后40d下调均与多糖含量变化结果一致;对皂苷合成关键酶基因表达分析的结果显示，在处理后20d，SS、SE基因的表达量与皂苷积累的变化呈正相关。处理后40d，皂苷合成上游基因可能受G3浓度的赤霉素调控，下游基因可能受G1、G2浓度的赤霉素调控。处理后60d，不同浓度的赤霉素调控不同的基因表达与G1、G2、G3处理后皂苷积累的变化呈正相关。对环肽B合成关键酶基因表达分析的结果显示，prePhHB基因的表达量与环肽B含量无显著相关性，说明preP hHB基因的表达可能不受GA3调控。此外，ABA可能对多糖积累具有促进作用，而环肽B含量的升高受到内源IAA、GA3、ZR、Me-JA的影响。
结论：不同浓度的GA3对太子参植株地上部分的生长具有促进作用，对地下块根的膨大具有抑制作用，多效唑则呈现与GA3相反的作用结果。GA3影响木薄壁细胞体积以及周皮、次生韧皮部所占比例均发生明显变化，GA3会破坏太子参块根的形成层，可能影响木质部的次生生长，从而导致块根不能增粗。GA3影响内源激素的生物合成和代谢是一个动态的过程，GA3抑制太子参块根的形成，可能与不同发育时期多个激素的相互作用有关。GA3对次生代谢产物合成关键酶基因具有调控作用，该调控作用为指导农业生产具有重要的意义。