矿质元素对丹参次生代谢物积累的影响与调控

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1、ZSTUZhejiangSci-TechUniversity硕士学位论文Master’sThesis中文论文题目:矿质元素对丹参次生代谢物积累的影响与调控英文论文题目:EffectsandregulationofmineralelementsonaccumulationofSalviamiltiorrhizasecondarymetabolites学科专业：生态学作者姓名：韩名宇导师姓名：梁宗锁教授递交日期：二零一五年六月硕士学位论文矿质元素对丹参次生代谢物积累的影响与调控作者姓名韩名宇学科(专业)生态学指导老师梁宗锁教授所在学院生命科学学院提交日期二零一五年六月中国杭州ZHEJIAN

2、GSCI-TECHUNIVERSITYMASTERDISSERTATIONEffectsandregulationofmineralelementsonaccumulationofSalviamiltiorrhizasecondarymetabolitesMingyuHanDirectedbyDr.Zong-suoLiang,ProfessorCollegeofLifeSciences,ZhejiangSci-TechUniversityJun,2015HANGZHOU,CHINA项目资助本研究受“国家自然科学基金”（81373908）“MYB转录因子对丹参酚酸类成分合成的调控作用及其

3、机理研究”的资助。浙江理工大学硕士学位论文矿质元素对丹参次生代谢物积累的影响与调控摘要丹参，为唇形科植物丹参(SalviamiltiorrhizaBunge)的干燥根及根茎，是我国的传统中药和大宗药材之一。丹参对心脑血管疾病的治疗和抗氧化等方面疗效显著，同时丹参的药理活性成分已经基本清楚，其活性成分可以分为水溶性的迷迭香酸、丹酚酸、原儿茶醛和丹参素等，以及脂溶性的二萜醌类化合物丹参酮类和对醌型的罗列酮类。添加诱导子被认为是能够有效提高药用植物次生代谢产物合成最有效的方法之一。本文以紫花丹参毛状根为实验材料，通过组织培养的方法，筛选不同种类的诱导物来获得可以促进丹参毛状根中有效成分积累的

4、诱导子。选用的诱导子包括重金属类的镍元素，植物生长必需元素磷和有益元素硒，稀土元素铈和钕。在确定可以促进诱导丹参有效成分积累的诱导物后，进一步利用该诱导子对丹参毛状根进行时间梯度的诱导实验，测定丹参有效成分合成途径中各关键酶基因的表达以及保护酶的活性，探讨诱导子对丹参有效成分合成的调控机制，并对低磷诱导条件下的响应基因SmSPX进行生物信息学分析。本实验主要研究结果如下：1.不同诱导子对丹参毛状根次生代谢物含量的影响：丹参毛状根在10μMNiSO4的诱导下，丹参酮ⅡA，隐丹参酮，二氢丹参酮Ⅰ和丹参酮Ⅰ的合成均受到促进；上述4种丹参酮的合成量在0.1，0.5，1mMNa2SeO3的诱导处

5、理时提高；100μM的Nd(NO3)3诱导处理可以促进丹参脂溶性成分的合成；50μM的Ce(NO3)3处理可以显著促进二氢丹参酮Ⅰ和隐丹参酮的合成；在培养基中磷浓度为对照组的1%（0.0124mmol/L）胁迫处理下，迷迭香酸、丹酚酸B、丹参素、咖啡酸和阿魏酸，以及上述4种丹参酮的合成均受到促进。2.以50μM的Ce(NO3)3为诱导条件对丹参毛状根进行时间梯度的诱导培养，可以得出：相对于对照组，50μM的Ce(NO3)3可以有效促进丹参毛状根中二氢丹参酮Ⅰ和隐丹参酮的积累，通过对丹参酮合成途径上关键基因表达的分析，推测二氢丹参酮Ⅰ和隐丹参酮的合3+成可能与丹参酮ⅡA和丹参酮Ⅰ不在同一

6、条代谢途径。此外，50μMCe的诱导可以提高POD活性，然而对SOD的活性没有显著影响。3.以培养基中磷浓度为对照组的1%（0.0124mmol/L）作为诱导条件对丹参毛状根进行时间梯度的诱导培养，可以得出：低磷会阻碍毛状根干物质的积累，抑制毛状根的生长，并推测在低磷条件下毛状根干物质的积累是一个较长期的过程。在诱导期间（15-27天），对照组1%浓度的磷处理可以有效促进水溶性成分迷迭香酸、丹酚酸B、丹参素、咖啡酸和阿魏酸的积累，同时也可以促进脂溶性成分丹参酮ⅡA，隐丹参酮，二氢丹参酮Ⅰ和丹I浙江理工大学硕士学位论文矿质元素对丹参次生代谢物积累的影响与调控参酮Ⅰ的积累。1%低磷诱导会明

7、显提高POD的活性。4.丹参转录组的比对，得出丹参中只含有SPX结构域SPX的家族基因SmSPX1，SmSPX2，SmSPX3和SmSPX4的序列，利用在线软件SOPMA对上述基因在一级序列基础上进行二级结构预测得出了4种基因的结构信息。关键词：丹参；诱导子；酚酸类化合物；丹参酮；表达分析；II浙江理工大学硕士学位论文矿质元素对丹参次生代谢物积累的影响与调控AbstractDanshenisoneofChinesetraditionalmedi