三種對映—貝殼杉烷型二萜化合物對擬南芥幼苗根系生長及根中生長素極性運(yùn)輸?shù)挠绊懙某醪窖芯?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(chǎn)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。該屬植物在長期進(jìn)化過程中形成含量如此豐富且種類繁多的次生代謝產(chǎn)物極可能對物種自身的生存及其生態(tài)環(huán)境的調(diào)節(jié)作用有著特殊的意義。本研究選擇三種對映-貝殼杉烷型二萜化合物L(fēng)eukamenin E、Rabdosin

2、B和 Epinodosin,以擬南芥幼苗為受試對象,采用主根和側(cè)根的測定、DR5::uidA標(biāo)記系的GUS組織染色、根尖淀粉粒觀察、植物生長素添加及生長素運(yùn)輸阻斷等方法研究了這三種化合物對擬南芥幼苗根系生長的調(diào)節(jié)作用,并探討了Leukamenin E和Rabdosin B對主根生長及側(cè)根發(fā)育的影響與根部生長素水平變化的相關(guān)性。最后通過qRT-PCR方法檢測了Leukamenin E對生長素極性運(yùn)輸輸出載體PIN家族基因的表達(dá)的影響。主要

3、研究內(nèi)容包括：
　?、?0μM內(nèi)Leukamenin E對擬南芥幼苗主根沒有影響,20-80μM范圍內(nèi)Leukamenin E顯著地抑制主根長并具有濃度依賴性;10μM Leukamenin E顯著地提高側(cè)根長度和側(cè)根原基總數(shù),20μM顯著地提高側(cè)根原基總數(shù);80μM Leukamenin E極顯著地抑制側(cè)根長度及側(cè)根原基總數(shù);所有受試范圍5-80μM Leukamenin E均極顯著地促進(jìn)側(cè)根原基密度。DR5::uidA標(biāo)記系的

4、GUS染色結(jié)果顯示,10μM和20μM Leukamenin E能顯著提高擬南芥幼苗主根根尖生長素響應(yīng)基因的表達(dá);40μM和80μM處理組無顯著性影響。
　?、?0μM Rabdosin B顯著地促進(jìn)主根長,80-120μM Rabdosin B顯著地抑制其主根長;40-120μM Rabdosin B顯著地促進(jìn)側(cè)根長度、側(cè)根原基總數(shù)以及側(cè)根原基密度。DR5::uidA標(biāo)記系的GUS染色結(jié)果顯示,40-120μM Rabdosin

5、 B能顯著提高擬南芥幼苗主根根尖生長素響應(yīng)基因的表達(dá);5-20μM處理組無顯著性影響。
　?、?0-120μM Epinodosin雖然顯著地抑制主根長,但卻能顯著地促進(jìn)側(cè)根長度以及側(cè)根原基密度;80-120μM Epinodosin顯著地抑制側(cè)根原基總數(shù)。DR5::uidA標(biāo)記系的GUS染色結(jié)果顯示,80μM和100μM Epinodosin能顯著提高擬南芥幼苗主根根尖生長素響應(yīng)基因的表達(dá);5-40μM和120μM處理組無顯著性

6、影響。
　?、壬L素極性運(yùn)輸抑制劑NPA聯(lián)合Leukamenin E和Rabdosin B處理擬南芥幼苗的實驗表明,10μM Leukamenin E和80μM Rabdosin B均對NPA引起側(cè)根長度減小沒有逆轉(zhuǎn)恢復(fù)作用,但對NPA引起側(cè)根原基數(shù)減少有顯著性恢復(fù)作用。進(jìn)一步的DR5::uidA標(biāo)記系的GUS染色結(jié)果顯示,10μMLeukamenin E和80μMRabdosin B能恢復(fù)由 NPA引起的根尖部生長素分布的減少,

7、以及減弱由NPA引起的葉部生長素分布的積累增多,緩解NPA對生長素極性運(yùn)輸?shù)囊种菩?yīng)。
　?、?0μM Leukamenin E以及120μM Rabdosin B和120μM Epinodosin能夠抑制根尖柱細(xì)胞中造粉體合成,影響了擬南芥根的向地性。
　?、蔐eukamenin E對擬南芥根中生長素輸出載體基因PIN1、PIN2、PIN3、PIN4和PIN7的表達(dá)具有及顯著的抑制作用。
　?、诉@3種化合物對擬南芥幼

8、苗生長素極性運(yùn)輸?shù)挠绊懪c生長素極性運(yùn)輸抑制劑NPA相比,其作用機(jī)制完全不同。前者通過抑制生長素輸出載體基因表達(dá)使生長素積累在根尖部,對葉部生長素分布無影響,而NPA使生長素積累在葉部,對根部生長素分布無影響。
　?、?種對映-貝殼杉烷型二萜化合物L(fēng)eukamenin E、Rabdosin B和Epinodosin在一定濃度范圍內(nèi)顯著影響擬南芥根中生長素的極性運(yùn)輸,通過顯著地抑制擬南芥根中生長素輸出載體基因PIN1、PIN2、PIN