甘草根系分泌物成分分析及草酸對GuSQS1和GubAS基因表達(dá)的影響.pdf

1、甘草，中國傳統(tǒng)大宗藥材之一，甘草的藥用部位為根及根莖，其中所含甘草酸是甘草發(fā)揮藥效的最主要次生代謝成分，甘草酸的含量常作為評判甘草藥材質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)。甘草根深入地下，與周圍的土壤環(huán)境發(fā)生著千絲萬縷的聯(lián)系，而作為紐帶聯(lián)系甘草根系與根際環(huán)境的根系分泌物，以及這些根系分泌物在根際的積累，對于甘草自身藥材品質(zhì)的影響等相關(guān)研究尚未得到人們的廣泛關(guān)注。
　　基于此，本研究采用氣相色譜—質(zhì)譜聯(lián)用分析技術(shù)(GC-MS)和高效液相色譜分析技術(shù)(HPLC

2、)初步鑒定甘草根系分泌物中的成分及含量，在此基礎(chǔ)上選擇鑒定出的一種含量較高的根系分泌物成分——草酸——處理甘草植株自身，采用實時熒光定量PCR技術(shù)，研究草酸處理對兩種甘草酸生物合成關(guān)鍵酶基因(GuSQS1與GubAS)相對表達(dá)量的影響，初步推斷草酸濃度過高（≥1×10-4mol/L）或過低（≤1×10-7mol/L）均能夠顯著抑制甘草酸在甘草幼苗根中的合成與積累，草酸的存在影響甘草酸在甘草實生苗根中的合成位置。取得的主要研究結(jié)果如下:<

3、br>　　1、使用HPLC從甘草幼苗與一年生實生苗的根系分泌物中均鑒定出草酸和乳酸，平均每株甘草幼苗一晝夜釋放草酸0.096mg、乳酸0.061mg，每株實生苗一晝夜釋放草酸0.032mg，乳酸0.346mg;
　　2、使用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)(GC-MS)從甘草幼苗根系分泌物中分離出35種組分，鑒定出其中的15種化合物，主要為酯、烴、苯及苯酚等，少數(shù)為醚、胺、醛、噻唑等物質(zhì);
　　3、使用GC-MS從甘草三年生實生苗根際

4、土壤中分離出60種組分，鑒定出其中的40種化合物，主要為醇、酯、烴、醚、酮、胺等，非根際土壤中分離出21種組分，并全部得以鑒定，主要為烷烴類，占總數(shù)的90.476％，且這些組分在根際土壤中均存在;
　　4、就短期(3d)處理而言，系列濃度梯度（1×10-3、1×10-4、1×10-5、1×10-6、1×10-7mol/L）草酸處理對甘草幼苗根中GuSQS1的相對表達(dá)呈現(xiàn)低濃度抑制高濃度促進(jìn)的趨勢，而對GubAS相對表達(dá)呈現(xiàn)低濃度與

5、高濃度均抑制的趨勢，中間濃度的作用不顯著;
　　5、1×10-4mol/L草酸處理甘草幼苗72h，草酸處理顯著抑制GuSQS1基因的表達(dá)，而對GubAS基因的影響作用不顯著，說明該濃度的草酸處理可能對幼苗根中甘草酸的生物合成影響作用不大;從時間角度看，GuSQS1基因的表達(dá)在12h～72h內(nèi)較高，GubAS基因的表達(dá)在24h～48h內(nèi)較高，說明處理后期的甘草幼苗可能進(jìn)入了甘草酸生物合成的快速合成期;
　　6、1×10-4 m

6、ol/L草酸處理一年生甘草實生苗5w，草酸處理顯著促進(jìn)木質(zhì)部中GuSQS1基因與GubAS基因的表達(dá)，顯著抑制毛狀側(cè)根中GubAS基因的表達(dá)，說明該濃度的草酸處理可能能夠促進(jìn)甘草一年生實生苗木質(zhì)部中甘草酸的生物合成，同時抑制毛狀側(cè)根中甘草酸的生物合成;從時間角度看，GuSQS1基因在木質(zhì)部和韌皮部以3w為最高，GubAS基因在木質(zhì)部和毛狀側(cè)根部分別以3w、4w為最高，說明草酸處理3w～4w可能是甘草一年生實生苗根中甘草酸生物合成的快速合