對映-貝殼杉烷型二萜化合物RabdosinB對萵苣幼苗根生長和根毛發(fā)育的調控作用研究.pdf

1、香茶菜屬植物為唇形科多年生草本、灌木或亞灌木,全世界共有150多種,廣泛分布于熱帶及亞熱帶地區(qū)。對映–貝殼杉烷型二萜是該屬植物的主要次生代謝產物,在其嫩枝葉中含量豐富,目前已從該屬植物中分離得到400余種對映–貝殼杉烷型二萜化合物。作為多年生落葉植物,其體內含量極為豐富的對映–貝殼杉烷型二萜化合物每年都會隨著植株枯萎被釋放到土壤中。在長期進化過程中形成含量如此豐富且種類繁多的次生代謝產物很有可能對物種自身的生存和演化有著重要的意義,然而

2、這些化合物究竟在其自然生境中發(fā)揮著何種生態(tài)學作用仍然未知。
　　為了研究該類化合物的植物毒性,推斷其是否在自然生境中發(fā)揮重要的生態(tài)作用,為系統(tǒng)開展該類化合物化感作用的研究提供依據(jù),我們選取甘肅產藍萼香茶菜中含量豐富且具結構代表性的對映–貝殼杉烷型二萜化合物RabdosinB,運用生物測定的方法研究了其對經典化感受試植物“萵苣”幼苗根生長和根毛發(fā)育的影響,并探討了該化合物RabdosinB的作用機制。研究結果如下:
　　(1)

3、對映–貝殼杉烷型二萜RabdosinB作用于萵苣幼苗48h后對根的生長表現(xiàn)出顯著的“低促高抑”現(xiàn)象。低濃度的RabdosinB(20μM,40μM,80μM)顯著促進根的生長。相反,當濃度達到120-200μM時,又表現(xiàn)出極強的抑制作用。另外,所有測試的濃度(10μM,20μM,40μM)均顯著的抑制根毛的發(fā)育,且存在濃度依賴性。
　　(2)RabdosinB處理萵苣幼苗48h后根尖成熟區(qū)細胞的長度和根尖分生區(qū)細胞的有絲分裂指數(shù)均

4、發(fā)生了顯著的變化,且與根的NGR變化趨勢相一致。線性回歸分析表明:根的NGR與根尖成熟區(qū)細胞的長度和有絲分裂指數(shù)之間存在著顯著的相關性。由此得出,低濃度的RabdosinB(20μM,40μM,80μM)顯著促進根的生長是通過增加成熟區(qū)細胞的長度并提高分生區(qū)細胞的分裂活性而導致的。
　　(3)高濃度的RabdosinB(120μM,160μM,200μM)對根生長的抑制作用主要是由于影響了根尖成熟區(qū)細胞的長度和分生區(qū)細胞的分裂活性

5、。彗星電泳和流式細胞儀分析的結果表明,200μMRabdosinB使根尖細胞DNA發(fā)生嚴重損傷,從而導致G2期和S期細胞的周期阻滯,進而降低根尖細胞有絲分裂活性。
　　(4)RabdosinB和Ag+(乙烯作用抑制劑)都能夠顯著的抑制萵苣幼苗根毛的發(fā)育,而且它們對于乙烯利促進根毛頂端生長的作用均具有拮抗特性。RabdosinB對萵苣幼苗根毛發(fā)育的抑制作用并不能通過同時添加乙烯利而恢復,說明RabdosinB并沒有影響乙烯的合成,而

6、是影響了乙烯信號通路。
　　(5)Ag+對乙烯抑制根的生長同樣具有拮抗特性,而RabdosinB對這一乙烯反應不具有拮抗特性?？赡艿囊环N解釋是,RabdosinB是在乙烯信號通路中特異性調控根毛頂端生長的下游支路中起作用,而對于乙烯調控根生長的支路不起作用;而Ag+則可能與乙烯受體發(fā)生相互作用,即在乙烯通路中的上游位點起作用,從而對乙烯調控根毛頂端生長和根的生長均表現(xiàn)出拮抗特性。
　　我們的研究首次證實了對映–貝殼杉烷型二萜

7、化合物RabdosinB對萵苣幼苗根的生長表現(xiàn)出顯著的“低促高抑”現(xiàn)象,同時對根毛發(fā)育過程具有較強的植物毒性作用。RabdosinB在較低濃度條件下對根生長的促進作用主要是通過增加根尖成熟區(qū)細胞的長度和提高分生區(qū)細胞的分裂活性而導致的。高濃度的抑制作用主要是由于同時影響了成熟區(qū)細胞的長度和分生區(qū)細胞的分裂活性。有絲分裂指數(shù)的降低是由于DNA損傷導致不同時期細胞的周期阻滯。RabdosinB對萵苣幼苗根毛發(fā)育的抑制作用很有可能是通過拮抗乙