免费文献传递   相关文献

内源激素对三角叶黄连和峨眉黄连花发育的影响



全 文 :内源激素对三角叶黄连和峨眉黄连花发育的影响
代春初,宋良科※,李小锋,董关涛,何海洋,周嘉裕
(西南交通大学生命科学与工程学院,四川 成都 610031)
摘要:探索三角叶黄连和峨眉黄连花的内源性激素对种子形成的影响。用高效液相色谱法测定 2种黄连的初花期、盛花期和末
花期的花中 3种内源性激素的含量并进行分析。峨眉黄连花 3个时期中的赤霉素、吲哚乙酸和脱落酸的含量均呈下降趋势。在
初花期,3者的含量均高于三角叶黄连。三角叶黄连中赤霉素、吲哚乙酸在 3个时期含量变化不大,略呈上升趋势,脱落酸含量
则呈下降趋势。结合 2种黄连的传粉学与花粉粒形态研究分析,在开花正常情况下,赤霉素和吲哚乙酸的含量与变化,可能与花
粉粒是否发育正常关系密切,2种黄连脱落酸含量与下降趋势的一致性,说明对花粉粒的发育无关。该研究为进一步寻求三角
叶黄连花粉粒发育异常,不能形成种子的成因奠定了一定基础。
关键词:三角叶黄连;峨眉黄连;内源性激素;花的发育
中图分类号:S567.5+2;Q946.885 文献标识码:A
Effects of Plant Hormones on Flower Development in
Coptis deltoidea and C. omeiensis
DAI Chun-chu,SONG Liang-ke※,LI Xiao-feng,DONG Guan-tao,
HE Hai-yang,ZHOU Jia-yu
(Life Science and Engineering College of Southwest Jiaotong University,Chengdu 610031,China)
Abstract:To explore the effects of endogenous plant hormones in the flowers on seed development of Coptis deltoidea C.Y. Cheng et
Hsiao and C. omeiensis(Chen)C. Y. Cheng. The contents of three kinds of plant hormones(GA3、IAA、ABA)in bud、blooming and
bloomed period were determined by using HPLC. The contents of three hormones in C. omeiensis were downtrend,but all of them
were higher than C. deltoidea;The contents of GA3 and IAA in C. deltoidea had little change in these three periods,and showed an in-
creasing tendency,and the ABA a decreasing tendency. Under normal condition,the contents of GA3 and IAA were closely related to
the development of pollen grain,and the decreasing tendency of ABA showed no correlation with the development,according to re-
search and analysis for the pollination and pollen grain of the tow plants. It was established the foundation for further study on cause of
the dysplasia of pollen grain of Coptis deltoidea and no seeds.
Key Words:Coptis deltoidea C. Y. Cheng et Hsiao;Coptis omeiensis(Chen)C. Y. Cheng;Endogenous plant hormones;Development
收稿日期:2009- 11- 25
基金项目:国家自然科学基金(30772742);科技部支撑计划项目(NO:2007BAI40B03)
作者简介:代春初(1985-),男,湖北随州人,硕士研究生,从事药用植物资源及天然活性组分研究。
※通讯作者:宋良科(1954-),Tel:0833- 5196103,E- mail:songlk591@126.com。
特 产 研 究 Special Wild Economic Animal and Plant Research
文章编号:1001- 4721(2010)01- 0019- 04
19
DOI:10.16720/j.cnki.tcyj.2010.01.001
三角叶黄连(Coptis deltoidea C.Y. Cheng et Hsiao)和
峨眉黄连[Coptis omeiensis(Chen)C. YCheng]为毛茛科
黄连属植物。根据历史用药和实地调查,2种植物的根、
茎均做雅连使用[1]。主要分布于四川省峨眉山市、眉山市
洪雅县、雅安市雨城区以及荣经县交界的高寒山区,为
黄连药材中的优质品[2]。历版中国药典均予收载,后因多
种因素导致资源短缺,20世纪 80年代已无雅连商品供
应,2种植物均处于濒危状态[3]。三角叶黄连无种子,但
能产生侧生匍匐茎,进行无性繁殖;峨眉黄连可进行有
性繁殖,无侧生匍匐茎。现将对植物成花、开花影响较大
的内源性激素赤霉素(GA3)、吲哚乙酸(IAA)、脱落酸
(ABA)为基准,进行三角叶黄连和峨眉黄连初花期(芽
苞打开,花葶抽出尚未伸直)、盛花期(花萼、花瓣展开,
雄蕊伸长,药室开裂,雌蕊柱头乳突细胞明显)和末花期
(花萼、花瓣脱落,雄蕊萎蔫)3个阶段的内源性激素含量
及其变化规律进行测定与分析。拟以内源性激素对雅连
花的发育影响大小为线索,探讨二者不同繁殖方式与内
源性激素的相关关系,为进一步研究内源性激素对植物
成花、开花的影响提供参考依据。
1 仪器与样品
1.1 仪器
高效液相色谱仪(LC- 20T泵,SPD- 20A紫外检测
器,N2000 SP1色谱工作站);电子天平(型号:BS224S,d
= 0.000 1g,北京赛多利斯仪器系统有限公司);高速低温
冷冻离心机(Beckman Coulter Allegra 64R Centrituge)。
1.2 试剂
赤霉素对照品、吲哚乙酸对照品、脱落酸对照品;
甲醇、乙腈为色谱纯;乙酸乙酯、石油醚、乙酸为分析
纯;水为超纯水。
1.3 样品
2009年 3月在四川省峨眉山市黄湾乡采集三角叶
黄连和峨眉黄连不同时期的新鲜的花,低温冷冻保存。
2 方法与结果
2.1 色谱条件
色谱柱:Hypersi ODS 18(4.0×200mm,5μm);流
动相:甲醇∶0.6%乙酸∶乙腈(30∶65∶5);检测波长:
254nm;流速:0.800mL/min;柱温:28℃。
2.2 对照品溶液的制备
精密称取赤霉素对照品 65.5mg、吲哚乙酸对照品
9.6mg、脱落酸 6.5mg,分别用甲醇定容在 10mL的容量
瓶中,再依次从上述 3个容量瓶中量取 0.88mL、0.1mL、
0.02mL定容到 1mL容量瓶中,即得到赤霉素、吲哚乙
酸、脱落酸的混合对照品溶液(每 1mL含赤霉素、吲哚
乙酸、脱落酸分别为 5.764mg、0.096mg、0.013mg)。
2.3 供试品溶液的制备
准确称取 0.500g三角叶黄连和峨眉黄连花蕾期、
盛花期和末花期的花各 3份,分别与 80%的冰冻甲醇
1∶10加入抗氧剂、PVPP低温共同研磨,4℃低温避光
浸提 12h,4℃ 5 000r/min离心 10min;残渣再用 80%的
冰冻甲醇 1∶5浸提 2次,每次 3h,离心 10min,残渣用
少许 80%甲醇洗 3次,合并滤液和洗液,30℃减压浓缩
至原体积的 1/3;石油醚 2∶1萃取 3次,弃去上层石油
醚相,水相用 0.1MNaOH调 pH8.0,抽滤 3 次,水相用
HAc调 pH3.0;乙酸乙酯 2∶1萃取 3次,合并乙酸乙酯
相,减压浓缩至干,吸出定容 10mL,用于 HPLC分析。
2.4 线性关系的考察
精密吸取赤霉素、吲哚乙酸、脱落酸的混合对照品
溶液 1μL、3μL、6μL、9μL、12μL、15μL依次进样,
测定其峰面积。以对照品进样量为横坐标,峰面积为纵
坐标,得赤霉素的标准曲线方程为 y=14 266x- 24 627,
R2=0.999 6;吲哚乙酸的标准曲线方程为 y=227 579x-
4 532,R2=0.999 7;脱落酸的标准曲线方程为 y=3 577
568 x+2 713,R2=0.999 8。
2.5 精密度试验
精密吸取赤霉素、吲哚乙酸、脱落酸的混合对照品
溶液 10μL,重复进样 6次,测定其峰面积,计算相对标
准偏差(RSD)。赤霉素的 RSD为 1.86%;吲哚乙酸的
RSD为 1.53%;脱落酸的 RSD为 1.54%。
2.6 稳定性试验
精密吸取三角叶黄连盛花期样品的供试品溶液
10μL,于 0h、2h、4h、6h、8h、10h 进样,测定其峰面积,
以考察其稳定性。赤霉素的 RSD为 1.93%;吲哚乙酸的
RSD为 1.66%;脱落酸的 RSD为 1.26%,表明供试品溶
液在 10h内稳定性良好。
2.7 重现性试验
取三角叶黄连盛花期样品,按供试品溶液制备方
法平行制备 6份,按上述高效液相色谱法重复测定。计
算得赤霉素的 RSD 为 1.43%;吲哚乙酸的 RSD 为
1.91%;脱落酸的 RSD为 1.78%。
2.8 加样回收率试验
称取已知含量三角叶黄连盛花期的样品 6份,每
份约 0.50g,分别加入对照品溶液,按样品溶液制备方
法操作并测定含量,计算回收率,测定结果见表 1。(以
序号
赤霉素量(mg)
加入赤霉素量(mg)
测得赤霉素量(mg)
回收率(%)
平均值(%)
RSD(%)
1
0.261
0.26
0.518
0.998
2
0.258
0.26
0.517
0.996
3
0.263
0.26
0.515
0.969
4
0.265
0.26
0.518
0.973
5
0.259
0.26
0.525
1.02
6
0.264
0.26
0.518
0.977
0.988
1.97
表 1 赤霉素加样回收率试验结果
特 产 研 究 2010年第 1期20
三角叶黄连
峨眉黄连
初花期 盛花期 末花期
三角叶黄连
峨眉黄连
初花期 盛花期 末花期
三角叶黄连
峨眉黄连
初花期 盛花期 末花期
图 4 两种黄连在不同花期吲哚乙酸含量变化趋势
图 5 两种黄连在不同花期脱落酸含量变化趋势
图 3 两种黄连在不同花期赤霉素含量变化趋势
三角叶黄连
(下图同)
峨眉黄连
(下图同)
代春初,等:内源激素对三角叶黄连和峨眉黄连花发育的影响
三角叶黄连盛花期中的赤霉素为例,吲哚乙酸和脱落
酸略)。
2.9 样品测定
分别精密吸取对照品溶液与供试品溶液各 10μL,
分别注入液相色谱仪中,依上述色谱条件测定 3批样品
中赤霉素、吲哚乙酸和脱落酸的含量,其平均结果与分
析见表 2、图 1、图 2。
3 讨论
3.1 经 2008、2009两年三角叶黄连与峨眉黄连的花期
内源性激素含量及其变化规律分析。图 3表明,三角叶
黄连初花期、盛花期至末花期赤霉素含量变化不大,维
持在一个相对较低浓度。比较三角叶黄连传粉学特性,
其初花(成花)期浓度较低,可能导致花各部分发育受
影响,雄蕊花粉粒出现发育不良。末花期浓度升高可能
与花葶下侧营养芽(无性繁殖枝)发育有关;而峨眉黄
连在初花期呈现一个较高浓度(成花过程)。盛花期与
三角叶黄连基本一致,至末花期呈下降趋势(无侧生繁
殖枝)。比较峨眉黄连的传粉学特性[4],应属正常,赤霉
素含量及其变化可能与二者花的各部分发育有着密切
的联系。
3.2 三角叶黄连与峨眉黄连内源性吲哚乙酸含量在开
花过程中变化趋势相反,见图 4。在盛花期二者几乎一
致。三角叶黄连在初花期浓度相对过低,对花各部分发
育不利。说明吲哚乙酸与赤霉素一样在开花过程中对
花的各部分发育有至关重要的作用。
3.3 从图 5可以看出,三角叶黄连与峨眉黄连中的脱
落酸含量与变化趋势几乎一致,可能脱落酸对成花时
花的各部分发育影响不大,但对开花过程与果实的形
成有一定影响。
3.4 植物内源性激素对峨眉黄连与三角叶黄连成花、
(下转第 28页)
表 2 三角叶黄连样品含量测定结果 (mg/g)
样品
初花期
盛花期
末花期
初花期
盛花期
末花期
赤霉素含量
5.10×10-3
7.86×10-3
1.18×10-2
3.03×10-2
1.03×10-2
1.45×10-3
吲哚乙酸含量
5.47×10-5
1.14×10-4
1.32×10-4
2.07×10-4
1.42×10-4
1.07×10-5
脱落酸含量
3.02×10-5
1.91×10-5
7.31×10-6
3.71×10-5
1.41×10-5
1.35×10-5
第 1期
1.赤霉素;2.吲哚乙酸;3.脱落酸
图 2 样品溶液高效液相色谱图
图 1 对照品高效液相色谱图
1.赤霉素;2.吲哚乙酸;3.脱落酸
21
(上接第 24页)
能繁殖出大量的侧金盏花无性系后代。这不仅可以为
侧金盏花栽培提供大量的优质种苗,而且高效分化的
材料又为侧金盏花转基因研究提供了理想的材料。
在生根培养时,以White+NAA 0.1mg/L为基本培
养基难以诱导不定芽生根,这说明基本培养基对侧金
盏花不定芽生根具有一定的影响。而以 MS+NAA
0.1mg/L、1/2MS+NAA 0.1mg/L为基本培养基进行生根
培养,以MS+NAA 0.1mg/L为基本培养基的生根效果远
远不及 1/2MS+ NAA 0.1mg/L。这是由于以 MS+NAA
0.1mg/L为基本培养基不仅培养基的基本成分增加了 1
倍,而且蔗糖的浓度也增加了 15g/L,培养基的渗透压
大幅度增加,从而使培养初期诱导的根原基细胞质中
的液泡很难吸水进行伸长生长,由此出现以 MS+NAA
0.1mg/L为基本培养基的生根效果远远不及以 1/2MS+
NAA 0.1mg/L为基本培养基的现象。
将在温室中移栽成活的侧金盏花试管苗移植到山
坡上定植,移植成活的试管苗能保持侧金盏花的所有
生物性状的现象证明:通过组织培养的方法建立起的
侧金盏花无性系能够保持种质遗传特性,同时也说明
采用组织培养建立的无性系是侧金盏花种质保存、防
止灭绝的可行技术途径。定植后期的侧金盏花试管苗
出现了生长旺盛、长势整齐、根系发达的现象,这可能
与以下原因有关:一是研究材料是选择长势最旺盛的
植株,本身就具有生长旺盛、根系发达的遗传性;另一
方面是在生根培养过程中,培养基中加入的 NAA和 I-
AA后效作用也促进了侧金盏花植株和根系的生长。
参 考 文 献
[1]中国科学院植物志编辑委员会.中国植物志(第 28卷)
[M].北京:科学出版社,1990:250.
[2]陈冀,郑硕.中国有毒植物[M].北京:科学出版社,1987:
483- 484.
[3]江苏新医学院编.中药大辞典[M].上海:上海科学技术出
版社,1979:2517- 2519.
[4]张子学,丁为群,唐勇,时维静,叶文才.白头翁组织培养
研究[J].中国中药杂志,2004,29(3):215- 219.
[5]武翼,刘晓霞,冯家祺,徐娜,姜长阳.变异连翘的组织培
养及快速繁殖的研究[J].2009,39(3):41- 43.
[6]姜长阳.培养基琼脂用量的商榷[J].植物生理学通讯,
1990,16(2):53- 54.
(上接第 21页)
开花的影响是多方面的。该研究表明,赤霉素、吲哚乙
酸和脱落酸的含量与变化趋势是有一定的规律,对探
讨三角叶黄连花粉粒发育异常、不能形成种子的成因
提供了参考依据。
参 考 文 献
[1]宋良科,等.雅连种质资源调查与栖息地生态特性研究.
[G]//中药资源生态专业委员会.第三届中药资源生态学
学术研讨会论文集.济南:中国中医科学院中药研究所,
2009:323- 329.
[2]明.李时珍著.本草纲目(校点本)上册[M].北京:人民卫
生出版社,1985,771.
[3]中华人民共和国国务院环境保护委员会.中国珍稀、濒危
保护植物名录(第一册)[M].北京:科学出版社,1984.
[4]何海洋,等 .峨眉黄连传粉生物学研究[J].特产研究,
2009,01:31- 33.
3 小结
本试验通过对宽、窄叶型 2种茖葱进行不同程度
的摘叶处理,较为系统地研究了不同摘叶方式对茖葱
的品质指标影响。结果表明:随着摘叶程度的梯次加
剧,宽、窄叶型 2种茖葱各处理可溶性蛋白含量、可溶
性糖含量、还原性糖含量、VC含量均有所降低,纤维素
含量也呈梯次递减,而MDA含量却逐渐升高。根据可
食用部分重量、可溶性蛋白含量、可溶性糖含量、还原
性糖含量、VC含量及纤维素含量等诸多指标和因素确
定宽、窄叶型茖葱的最佳食用期为 5月中旬的前后 1
周为宜。而根据各处理的上述诸多指标和可持续利用
的因素,以摘 1叶为本试验最佳方法。
参 考 文 献
[1]康兴军.充分认识传统中医药在西部开发中的优势[J].
中医药管理杂志,2000,10(5):33- 34.
[2]巴俊杰,张春丽,高建萍,等.沙葱营养成分分析[J].内蒙
古农业大学学报,2002,23(4):113- 114.
[3]许介眉.葱属.中国植物志(第十四卷)[M].北京:科学出
版社,1980.
[4]宋廷宇.遮荫对茖葱生物学特性影响的初步研究[D].长
春:吉林农业大学,2005.
[5]李桂琴,袁强.三种茄科作物非光合器官的光合作用体系
研究[J].东北农业大学学报,2005,36(2):170- 173.
[6]李合生.植物生理生化试验原理和技术[M].北京:高等教
育出版社,2003.
[7]张志良,伟菁.植物生理学实验指导[M].北京:高等教育
出版社,2003.
[8]白宝璋,存华,田文勋,等.植物生理学(下:实验教程)
[M].北京:中国农业科技出版社,1996.
[9]苏培玺,安黎哲,马瑞军,等.荒漠植物梭梭和沙拐枣的花
环结构及 C4光合特征[J].植物生态学报,2005,29(1):
1- 7.
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

特 产 研 究 2010年第 1期28