NAA和多效唑对银杏叶黄酮和萜内酯合成与积累的影响

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银杏叶药用价值高,其中最具有药用活性的成分是黄酮类化合物和萜内酯类化合物。萘乙酸(NAA)和多效唑(PBZ)是两种广泛使用的植物生长调节剂,能对植物生长发育、次生代谢等生理过程产生重要的调控作用。如何提高银杏叶中的黄酮和萜内酯含量一直是重要的研究课题,探究生长调节剂对银杏次生代谢物含量影响具有重要的意义。针对该问题,本文采用田间和盆栽试验方法,研究了NAA和PBZ处理下银杏的生长、叶黄酮类和萜内酯类化合物、内源激素、叶绿素和初生代谢物等的变化,并结合转录组测序分析,发现了参与黄酮和萜类化合物合成的差异表达基因,为提高银杏叶药用价值、NAA和PBZ喷施方式奠定了基础。主要结果如下:1.NAA处理对银杏新稍生长和叶绿素含量有一定促进作用,处理20d后,银杏新梢长度显著增加,叶绿素含量显著变化。而PBZ处理对新稍生长及叶绿素含量整体呈抑制作用,仅150 mg/L处理对叶绿素含量产生部分提高效果。2.适宜浓度的NAA和PBZ处理能够提高银杏叶中黄酮和萜内酯类化合物的含量。5mg/L的NAA和50 mg/L的PBZ处理,使银杏叶中黄酮类化合物含量与对照相比分别升高了19.4%和31.7%,萜内酯类化合物的含量分别升高了13.5%和39.3%。3.适宜浓度的NAA处理能够提高银杏叶可溶性糖和可溶性蛋白质含量。5 mg/L的NAA处理15d后,银杏叶中可溶性糖含量与对照相比,提高了37.5%;20 mg/L的NAA处理5d后,银杏叶可溶性蛋白质含量提高了16.8%。而各种浓度的PBZ处理,整体上促进了银杏叶可溶性糖和可溶性蛋白质的含量,尤其是100 mg/L的处理效果显著。4.NAA和PBZ处理显著影响了银杏叶中内源激素的含量。5 mg/L和10 mg/L的NAA处理,银杏叶IAA含量显著下降,各浓度PBZ处理的银杏叶中IAA含量有先下降后上升的趋势;NAA和PBZ处理总体上降低了银杏叶GA3含量,而ABA含量则呈现先下降后上升的趋势;PBZ处理均降低了银杏叶中ZR含量,而NAA处理银杏叶后ZR含量有先下降后上升的趋势。5.适宜浓度的NAA和PBZ处理能够提高银杏叶黄酮的抗氧化活性,如5 mg/L的NAA和50 mg/L的PBZ处理。NAACK转录本差异基因分析表明,2个POD和1个SOD基因的表达量显著上调,3个POD基因表达量显著下调。PBZCK转录本分析显示,5个POD和1个SOD基因的表达量显著上调,3个POD基因表达量显著下调。6.转录组测序结果表明,NAACK对比组检测到1002个差异基因,其中634个上调,368个下调;PBZCK对比组检测到923个差异基因,335个上调,588个下调。NAACK和PBZCK对比组KEGG通路分析中分别发现,黄酮类化合物合成途径富集到差异基因2和4个,其反应前体苯丙烷的生物合成途径富集到差异基因10和18个,萜类化合物合成相关途径共富集到差异基因11和12个。综上所述,适宜的NAA和PBZ喷施处理,能够提高银杏叶中黄酮类和萜内酯类化合物的含量,这与2种激素处理影响了次生代谢产物合成的基因表达有关,在目前试验条件下,适宜的喷施方法为:采叶前15天喷施一次5 mg/L的NAA或采叶前10天喷施一次50mg/L的PBZ。
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