全 文 ：书西北植物学报!
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文章编号$
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收稿日期$
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&修改稿收到日期$
!"#$)")"#
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基金项目$四川省科技计划项目"
!"#!12""&%
#&四川农业大学国家级创新训练项目"
!"#*#"!"#$
#
!!
作者简介$张开会"
#3&3(
#!女!在读硕士研究生!主要从事药用植物次生代谢研究
4)56.7
$
8960
:
;6.9<.#3&3
!
#!+=>5
!!"
通信作者$高素萍!教授!博士生导师!主要从事生态学研究
4)56.7
$
:
6>
(
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.0
:!@
69>>+=>5
低温和外源
$%
对铁皮石斛原球茎多糖合成的影响
张开会#!高素萍!"!刘柿良#!李巧自#!张科燕#
"
#
四川农业大学风景园林学院!成都
###%"
&
!
四川农业大学园林研究所!成都
###%"
#
摘
!
要$以铁皮石斛"
!"#$%&()*&
++
(,(#-."
#原球茎为材料!研究了低温"
*A
#)外源
BC
"
BC
供体
DBE
#以及
BC
清除剂"
=EFGC
#和一氧化氮合酶抑制剂"
EHGFI
#对铁皮石斛原球茎中
BC
含量)蔗糖合成酶"
DD
#活性)多糖含量以
及蔗糖)果糖)葡萄糖等糖含量的影响!以明确低温和
!
源
BC
在多糖合成中的关系结果显示$"
#
#
*A
低温处理
下!铁皮石斛原球茎中
BC
含量显著上升!
DD
活性升高!蔗糖)果糖和葡萄糖含量增加!多糖含量也得到提高&
DBE
"
+$55>7
*
J
(#
#处理与
*A
低温处理具有相似的效果&且低温诱导的铁皮石斛原球茎中
DD
活性提高和多糖含量
的增加时期均在
BC
大量产生之后)蔗糖的积累早于果糖和葡萄糖"
!
#
*A
低温
KDBE
组合处理能够显著提高
铁皮石斛原球茎中
DD
活性)
BC
含量以及蔗糖)果糖)葡萄糖和多糖含量!它们分别比对照组显著高出了
&+"*L
!
3+!"L
!
"+3L
)
*$+*L
)
+3"L
和
,+"%L
!且比低温和
DBE
单独处理效果都好"
%
#
EHGFI
能够部分抑制低
温诱发铁皮石斛原球茎中产生
BC
!抑制率达到
,,+#$L
&同时还抑制了低温对铁皮石斛原球茎中
DD
活性)多糖合
成和蔗糖)果糖)葡萄糖积累的促进作用"
*
#
DBEK=EFGC
和
*AK=EFGC
处理组中铁皮石斛原球茎
DD
活性和
蔗糖)果糖)葡萄糖)多糖含量及
BC
水平!且与对照组差异不显著研究表明!低温和外源
BC
对铁皮石斛原球茎
多糖的合成均具有促进作用!并且低温可诱导铁皮石斛原球茎产生
BC
!
DD
活性提高和多糖含量增加与
BC
产生
相关!说明
BC
是诱导铁皮石斛原球茎多糖合成所必需的信号分子
关键词$低温&一氧化氮&铁皮石斛原球茎&多糖&蔗糖合成酶
中图分类号$
M3*$+,&
&
M!$,
!!!
文献标志码$
N
&()*+","-.(/
0
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6
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9
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9
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EHGFI
#
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#
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#
#
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!
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@
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!
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!
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@
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#
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#
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&
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*A
#
UTR6U5R0U
!
U9RDD6=U.X.U
@
60S
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>7
@
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T>S<=RS
!
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"
!
#
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@
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@
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!
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!
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@
9.
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*$+*L
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:
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!
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"
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@
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!
WT<=U>/R
!
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*
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!
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!
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!
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RT6U?
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!
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BC./60R=R//6T
@
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>(
9
-"1!+
$
7>YUR5
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RT6U&
0.UT.=>Z.SR
&
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&
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@
/6==96T.SR
&
/<=T>/R/
@
0)
U96/R
!!
铁皮石斛"
!"#$%&()*&
++
(,(#-."
#花型奇特!
高雅芳香!是当今世界上流行的兰花之一!也是中国
名贵的中草药+#,铁皮石斛具有抗肿瘤)抗氧化)降
血糖和增强机体免疫力等药理作用+!)%,由于铁皮
石斛对生长环境要求苛刻!自然繁殖率低!且多年来
对其过度采挖!造成野生铁皮石斛资源日趋减少+#,
而目前人工栽培技术不够完善!试管苗移植成功率
不高!多方因素造成了药材供需紧张多糖是铁皮
石斛的主要活性成分!有文献报道铁皮石斛原球茎
同原药材多糖含量非常接近+*)$,!且药理作用相
同+),,已有研究表明!影响铁皮石斛原球茎多糖含
量的因素主要包括碳源)氮源的种类和浓度+&)3,!外
源激素和有机物+#",!以及光照强度+##,等苏江等+&,
发现添加蔗糖有利于铁皮石斛原球茎中多糖的积
累孟衡玲等+#!,和滕建北等+#%,进一步证实!蔗糖合
成酶"
/<=T>/R/
@
0U96/R
!
DD
#活性)蔗糖含量与铁皮
石斛多糖的合成积累密切相关原球茎"
?
T>U>)
=>T5
#是离体培养产生的组织!具有增殖效率高)生
长周期短)可实现规模化生产的特点!并具备与原植
物同样的形态发育和物质代谢潜能+*,铁皮石斛原
球茎可能部分替代原植物成为药源!这将对铁皮石
斛资源的保护)再生和合理利用具有重要意义
目前!已有研究发现低温可诱发植物产生防御
反应!有利于其次生代谢产物的合成低温可促进
金丝桃"
0
12
"%(,)*%-3(.("#3"
#中桦木酸"
[RU<7.0.=
6=.S
#和酚类化合物"
?
9R0>7.==>5
?
><0S/
#的合成积
累+#*,以及睡茄"
4(56-#(-3&*#(
+
"%-
#中睡茄素
N
"
Y.U960>7.SRN
#的合成+#$,
BC
"
B.UT.=>Z.SR
#已被证实是植物中的一种新
型信号分子近年来有一些研究报道
BC
参与了生
物胁迫和非生物胁迫诱导的药用植物次生代谢产物
的合成调控+#,
\60
:
等+#,,研究表明!真菌诱导子
诱发了红豆杉悬浮细胞中
BC
的产生!同时促进了
紫杉醇的生物合成!
BC
的合成主要是通过一氧化
氮合酶"
BCD
#途径产生
2960
:
等+#&,的研究发现!
紫外线"
I])H
#处理下!垂枝桦"
7"5).-
2
"#$).-
#叶
片中硝酸还原酶"
B^
#活性升高!诱发了
BC
产生!
并增强了
89:#
和
89:!
基因的表达和黄酮类
"
W76X>0>.S
#的合成
BC
可能通过介导生物和非生
物诱导子诱发植物细胞的防御反应!激活细胞中次
生代谢产物的合成代谢途径外源
BC
对植物次生
代谢产物的合成也具有促进作用添加
BC
供体硝
普钠"
DBE
#有利于长春花"
;-56-%-#56)3%&3")3
#悬
浮细胞中长春碱"
=6U96T60U9.0R
#的积累!并且具有
剂量依赖性+#3,外源
BC
还可以通过提高半夏组
培苗体内苯丙氨酸解氨酶"
ENJ
#)谷氨酸合酶
"
PCPNF
#)谷草转氨酶"
PCF
#活性加速无机氮的
同化及转化效率!提供更多的代谢前体物质以促进
总生物碱"
U>U6767;67>.S/
#及鸟苷"
:
<60>/.0R
#积
累+!",近年来的研究表明!
BC
)水杨酸"
DN
#)活性
氧"
C^D
#等植物体内的主要信号分子"途径#不仅参
与植物细胞次生代谢的信号调控!而且不同信号途
径之间可以通过共催化)互抑制)共协调等作用相互
交叉形成复杂的信号调控网络+!#,从而证实了
BC
在植物细胞次生代谢信号调控网络中的潜在分子开
关作用
由于铁皮石斛原球茎多糖合成途径
"
不明确!
对于
BC
和低温是否参与原球茎中多糖合成积累及
其作用机制等问题有待研究证实为此!本试验以
外源
BC
和低温处理铁皮石斛原球茎!分别研究了
,!#
&
期 张开会!等$低温和外源
BC
对铁皮石斛原球茎多糖合成的影响
两者对原球茎中多糖合成的影响以及低温与内源
BC
在多糖合成过程中的关系为进一步探寻铁皮
石斛原球茎多糖合成途径提供理论基础!同时也为
利用原球茎直接生产多糖提供新的方法
#
!
材料和方法
?+?
!
铁皮石斛原球茎的培养
本试验所采用的材料是从云南西双版纳药用植
物研究所引进的铁皮石斛无菌苗选取长势健壮!
株高在
%=5
以上的无菌苗作为试验对象在超净
工作台上小心剥去叶片)切除根部!将茎段切成
"+$
"
#+"=5
的带节小段!接种于诱导培养基上!其配
方为$
_DK#+"5
:
*
J
(#
)HNK"+$5
:
*
J
(#
BNN

%"S
后将诱导出的原球茎接种于增殖培养
基"
_DK#+"5
:
*
J
(#
)HNK"+!5
:
*
J
(#
BNN
#
中!继代培养
"S
后接种到
_D
固体培养基中培
养!添加蔗糖
%"
:
*
J
(#
)琼脂
,
:
*
J
(#
!
?
O
值为
$+&
试验所用的铁皮石斛原球茎已经过
%"
"
*"
次
继代培养"每
%"S
继代
#
次#!具有稳定的形态特征
和生长速率试验所用培养基为
_D
固体培养基!
添加物及
?
O
值均同上培养条件为$无菌培养室
昼%夜温度为
!$ A
%
#$ A
!光照时间昼%夜为
#*
9
%
#"9
!光照强度
!"""7Z

?+@
!
试验处理
?A@A?
!
低温处理
!
挑选长势均一)生长状态良好)
色泽鲜绿无分化的铁皮石斛原球茎接入到组织培养
瓶中!每瓶
!+"
:
试验设置
*A
低温和对照"
VQ
#
!
个处理!每个处理
%
次重复对照处理放入无菌培
养室!低温处理置于人工智能培养箱中!光照条件同
无菌培养室!处理
!*9
后放回无菌培养室进行恢复
培养分别于处理
"9
)
*9
)
&9
)
#!9
)
!*9
及恢复
,
S
)
#*S
测定
BC
)多糖)蔗糖)果糖和葡萄糖等含量
及蔗糖合成酶"
DD
#活性
?A@A@
!
外源
$%
处理
!
添加
BC
供体硝普钠"
/>S.)
<50.UT>
?
T!
DBE
#
"+$55>7
%
J
于组织培养瓶
中!对照"
VQ
#处理加入等体积灭菌后的蒸馏水
DBE
溶液经
"+!!
#
5
微孔滤膜进行过滤灭菌加入
到灭菌后的培养基中将铁皮石斛原球茎接入到上
述处理的培养基中!然后放入无菌培养室培养原
球茎接种量)试验重复设置和指标测定时间同低温
处理!测定的指标包括多糖)蔗糖)果糖和葡萄糖等
含量及
DD
活性
?A@AB
!
验证试验处理
!
以铁皮石斛原球茎进行
DBE
)
BC
清除剂
=EFGC
"
!)*)=6T[>Z
@?
9R0
@
7)*
!
*
!
$
!
$)URUT65RU9
@
7.5.S68>7.0R)#)>Z
@
7)%)>Z.SR
#和一氧化
氮合酶"
0.UT.=>Z.SR/
@
0U96/R
!
BCD
#抑制剂
EHGFI
"
D
!
D`)#
!
%)
?
9R0
@
7R0R)[./
"
#
!
!)RU960RS.
@
7
#
)[./)./>)
U9.>#对
BC
释放)
DD
活性)多糖合成以及各种
糖含量的影响试验
DBE
)
=EFGC
及
EHGFI
溶液
经
"+!!
#
5
微孔滤膜过滤后!按照试验要求向培养
基中加入不同体积的上述溶液!对照组加入等体积
灭菌后的蒸馏水试验包括

个处理!即
VQ
"蒸馏
水#)
* A
低温)
"+$55>7
*
J
(#
DBE
)
* AK"+$
55>7
*
J
(#
DBE
)
*AK"+!55>7
*
J
(#
EHGFI
)
*AK$55>7
*
J
(#
=EFGC
)
"+$55>7
*
J
(#
DBE
K$55>7
*
J
(#
=EFGC
!每个处理
%
次重复原球
茎的接种量及接种方法同上处理
&9
测定
BC
含
量!
*9
测定蔗糖含量!
)^,S
"恢复
,S
#测定
DD
活
性)多糖)果糖和葡萄糖等含量试验中所用
=E)
FGC
和
EHGFI
均购自美国
D.
:
56)N7ST.=9
公司
?+B
!
测定指标及方法
?ABA?
!
$%
含量
!
参照李杰等+!!,的方法提取铁皮
石斛原球茎中
BC
!采用
BC
含量测定试剂盒"试剂
盒购自南京建成生物工程研究所#说明书提供的方
法测定
BC
含量!结果以
#
:
*
:
(#表示
?ABA@
!
多糖含量
!
先将各处理的原球茎洗净培养
基!在烘箱中
#"$A
杀青
!"5.0
后以
"A
烘
*&9
至恒重然后研磨过
*"
目筛!称取干品粉末
"+#
:
!
参照叶余原等+!%,的超声法提取多糖!稍加改进多
糖测定采用苯酚硫酸法+!*,!测得标准曲线为$
1
a
#*!/3*"
=
!
a"+33
#!以标准曲线计算多
糖含量!单位为
5
:
*
:
(#

?ABAB
!
蔗糖合成酶活性
!
依据滕建北等+#%,的方
法!测定
DD
活性称取
"+$
:
原球茎鲜样!加入
$
5J
提取介质"
#""55>7
*
J
(#
?
O,+!FT./)OV7
!
#"55>7
*
J
(#
_
:
V7
!
!
#55>7
*
J
(#
4bFN)B6
!
!
#"55>7
*
J
(#
bFF
!
L
乙二醇#于研钵中磨成匀
浆后!倒入离心管!在低温冷冻超速离心机上
#!"""
T
%
5.0
离心
#"5.0
!取上清液进行酶活性测定酶
活性用每小时每克鲜重的蔗糖微克数表示"
#
:
*
:
(#
*
9
(#
#
?ABAC
!
糖含量测定
!
"
#
#蔗糖和果糖含量$蔗糖和
果糖含量的测定采用曾俨等+!$,的方法!称取原球茎
干品粉末约
"+#
:
放入试管中!加入
$5J
蒸馏水于
沸水中提取!取
"+!5J
提取液进行测定!测得蔗糖
标准曲线为$
1
a*,$/,<
"
=
!
a"+33
#!果糖标准曲
线为$
1
a!&/!<(!/%,!
"
=
!
a"+33
#以标准曲
线计算蔗糖和果糖含量!结果以
5
:
*
:
(#表示所
&!#
西
!
北
!
植
!
物
!
学
!
报
%$
卷
得果糖含量为提取液中总果糖基含量!应减去蔗糖
中所含果糖量"可由已测的蔗糖含量推导出来#!即
得到实际果糖含量"
!
#葡萄糖含量$采用葡萄糖
氧化酶法!根据葡萄糖测定试剂盒中的说明操作"试
剂盒购自南京建成生物工程研究所#!结果以
55>7
*
J
(#表示
?+C
!
数据分析处理
试验测得数据采用
_.=T>/>WU4Z=R7!"",
进行
相关分析并作图!运用
DEDD#,+"
统计软件进行方
差分析"
NBC]N
#!采用
b<0=60
法进行差异显著
性检验"
$
a"+"$
#
!
!
结果与分析
@A?
!
低温对铁皮石斛原球茎内源
$%
产生!
;;
活
性和糖类合成积累的诱导
!!
如图
#
所示!在低温刺激下铁皮石斛原球茎中
BC
含量先急剧上升!处理
&9
后达到最高!并显著
高于对照水平"图
#
!
N
&
>
#
"+"$
#!随后又迅速降
低!但始终显著高于对照&同时!原球茎中
DD
活性
在
*A
低温处理
&9
后开始缓慢上升!并在恢复期
持续升高!恢复
#*S
的
DD
活性高出对照
!
倍多"图
#
!
H
#&同期原球茎中多糖含量在处理
#!9
后才开始
增加!并在恢复期间持续增加!恢复
#*S
时的含量
是对照的
%
倍"图
#
!
V
#可以看出!低温诱导的铁
皮石斛原球茎中
DD
活性提高和多糖含量的增加时
期均在
BC
大量产生之后!
BC
产生与
DD
活性提高
和多糖含量增加相关
另外!由图
!
可知!铁皮石斛原球茎中蔗糖含量
在
*A
低温处理
*9
后缓慢增加!在处理
!*9
后达
到峰值!并显著高于对照"图
!
!
N
!
>
#
"+"$
#&而其
果糖和葡萄糖含量在低温处理
#!9
后才出现上升
趋势!且在恢复期持续增长!于恢复
#*S
后均高出
对照
!
倍多"图
!
!
H
)
V
#说明低温促进了铁皮石斛
原球茎中蔗糖)果糖和葡萄糖等糖类物质的积累!并
且蔗糖的积累早于果糖和葡萄糖
@A@
!
外源
$%
对铁皮石斛原球茎中
;;
活性及糖类
合成积累的诱导作用
!!
如图
%
所示!以
DBE
单独处理铁皮石斛原球茎
对其
DD
活性及多糖的含量都有促进作用其中!
在
DBE
单独处理下!铁皮石斛原球茎中的
DD
活性
渐渐上升!并在恢复
,S
后达到峰值!且显著高于对
照"图
%
!
N
&
>
#
"+"$
#&而其多糖含量的变化趋势与
DD
活性相似!也在恢复
,S
后达到最大值!此时高
出对照
%
倍左右"图
%
!
H
#
图
#
!
低温对铁皮石斛类原球茎
BC
含量)
DD
活性和
多糖含量的影响
F
"
)
F
*
)
F
&
)
F
#!
)
F
!*
分别表示
*A
低温处理
"
)
*
)
&
)
#!
)
!*9
!而
^
,
)
^
#*
则表示分别低温处理
!*9
后
常温恢复
,
和
#*S
&不同字母表示处理与对照间
在
"+"$
水平差异显著&下同
1.
:
+#
!
4WWR=U/>W7>YUR5
?
RT6U0BC=>0UR0U
!
DD6=U.X.U
@
60S
?
>7
@
/6==96T.SR=>0UR0U.0!/&
++
(,(#-."
?
T>U>=>T5
F
"
!
F
*
!
F
&
!
F
#!
!
F
!*
SR0>URUTR6U5R0U<0SRT*A7>Y
UR5
?
RT6UT"
!
*
!
&
!
#!
!
*9>!
TR/
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R=U.XR7
@
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Y9.7R^
,
!
^
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SR0>UR0>T567UR5
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RT6UXRT
@
W>T,S6
@
/60S
#*S6
@
/6WURT!*9>YUR5
?
RT6U&
b.WWRTR0U7RUURT/6[>XRU9R[6T/5R60U/.
:
0.W.=60US.WWRTR0=R[RUYRR0
UTR6U5R0U60S=>0UT>76U"+"$7RXR7+F9R/65R6/[R7>Y+
同时!以
DBE
单独处理铁皮石斛原球茎也有利
于蔗糖)果糖和葡萄糖的积累"图
*
#铁皮石斛原
球茎中蔗糖含量在
DBE
单独处理
*9
后开始明显
增加!在处理
!*9
后达到峰值!此时约是对照的
!
倍!在恢复期则降低!但仍明显高于同期对照"图
*
!
N
#&而其果糖和葡萄糖含量在处理
&9
后才出现上
升趋势!在恢复
,S
后达到峰值!并显著高于对照水
平"图
*
!
H
)
V
&
>
#
"+"$
#!而后降低可见外源
BC
处理同样有利于铁皮石斛原球茎中
DD
活性增
强和多糖)蔗糖)果糖)葡萄糖的积累
3!#
&
期 张开会!等$低温和外源
BC
对铁皮石斛原球茎多糖合成的影响
图
!
!
低温对铁皮石斛原球茎蔗糖)果糖和葡萄糖含量的影响
1.
:
+!
!
4WWR=U/>W7>YUR5
?
RT6U0/<=T>/R
!
WT<=U>/R60S
:
7<=>/R=>0UR0U/.0!/&
++
(,(#-."
?
T>U>=>T5
@AB
!
)7.D%
和
7ED.F
对低温和外源
$%
诱导的抑
制作用
!!
为了进一步证实外源
BC
和低温在诱导铁皮石
斛原球茎多糖合成中的作用!以及低温和内源
BC
在多糖合成中的关系!分别考查了
BC
清除剂
=EFGC
和一氧化氮合酶抑制剂
EHGFI
对低温和
DBE
处理下铁皮石斛原球茎中
BC
含量)
DD
活性)
多糖含量以及蔗糖)果糖)葡萄糖等糖含量的影响
如表
#
所示!
*A
低温
KDBE
组合处理能够显著提
高铁皮石斛原球茎中
DD
活性)
BC
含量以及蔗糖)
果糖)葡萄糖和多糖含量!它们分别比对照组显著高
出了
&+"*L
!
3+!"L
!
"+3L
)
*$+*L
)
+3"L
和
,+"%L
!且比低温和
DBE
单独处理效果都好
EHGFI
能够部分抑制低温诱发铁皮石斛原球茎中
产生
BC
!抑制率达到
,,+#$L
&同时还抑制了低温
图
%
!
DBE
对铁皮石斛原球茎
DD
活性及多糖含量的影响
1.
:
+%
!
4WWR=U/>WDBE>0DD6=U.X.U
@
60S
?
>7
@
/6==96T.SR
=>0UR0U.0!/&
++
(,(#-."
?
T>U>=>T5
图
*
!
DBE
对铁皮石斛原球茎蔗糖)果糖和葡萄糖含量的影响
1.
:
+*
!
4WWR=U/>WDBE>0/<=T>/R
!
WT<=U>/R60S
:
7<=>/R
=>0UR0U/.0!/&
++
(,(#-."
?
T>U>=>T5
"%#
西
!
北
!
植
!
物
!
学
!
报
%$
卷
表
?
!
低温!
;$7
和
$%
抑制剂对铁皮石斛原球茎
$%
产生!
;;
活性!糖积累及多糖含量的影响
F6[7R#
!
4WWR=U/>W7>YUR5
?
RT6U!
DBE60SBC.09.[.U>T>0BC
?
T>S<=U.>0
!
DD6=U.X.U
@
!
/<
:
6T6==<5<76U.>060S
?
>7
@
/6==96T.SR=>0UR0U.0!/&
++
(,(#-."
?
T>U>=>T5
处理
FTR6U5R0U
DD
活性
D<=T>/R
/
@
0U9RU6/R6=U.X.U
@
%"
#
:
*
:
(#
*
9
(#
#
多糖含量
E>7
@
/6==9)6T.SR
=>0UR0U
%"
5
:
*
:
(#
#
BC
含量
B.UT.=>Z.SR
=>0UR0U
%"
#
:
*
:
(#
#
蔗糖含量
D<=T>/R
=>0UR0U
%"
5
:
*
:
(#
#
果糖含量
1T<=U>/R
=>0UR0U
%"
5
:
*
:
(#
#
葡萄糖含量
P7<=>/R
=>0UR0U
%"
55>7
*
J
(#
#
VQ !"%+!3c#$+$S #"3+!"c3+!!R "+"&c"+"!S !+#,c"+#,S #+"3c"+#%R #+3&c"+#$R
*A *""+&#c!"+##= !$%+#,c#$+*= !+"c"+#&[ %+$"c"+!![ !+!"c"+#,= *+$"c"+!%=
"+$55>7
*
J
(#
DBE
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*
J
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*
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*
J
(#
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"+$55>7
*
J
(#
DBEK$55>7
*
J
(#
=EFGC
!"%+,c#%+*S ##$+&,c#"+,R "+"c"+"!S !+!#c"+#S #+#"c"+#!R #+33c"+#*R
!!
注$表中数值为平均值
c
标准差&同列数据后不同小写字母表示处理之间在
"+"$
水平存在差异显著
B>UR
$
b6U6.0U9RU6[7R6TR5R60/cDb
"
0a%
#
+\.U9.06=>7<50
!
X677>YRS[
@
S.WWRTR0U7>YRT=6/R/6TR/.
:
0.W.=60U7
@
S.WWRTR0U65>0
:
UTR6U5R0U/6U"+"$7RXR7+
对铁皮石斛原球茎中
DD
活性)多糖合成和蔗糖)果
糖)葡萄糖积累的促进作用
DBEK=EFGC
和
*A
K=EFGC
处理组中铁皮石斛原球茎
DD
活性和蔗
糖)果糖)葡萄糖)多糖含量及
BC
水平与对照组差
异不显著"
>
#
"+"$
#
%
!
讨
!
论
B+?
!
低温对铁皮石斛原球茎多糖合成的影响
本研究表明!低温"
*A
#处理下!铁皮石斛原球
茎中
BC
产生)
DD
活性升高)多糖合成加强以及蔗
糖)果糖)葡萄糖增加!且这些反应具有先后顺序
在低温处理下!首先是
BC
含量急剧上升!然后蔗糖
含量在低温处理
*9
后开始增加!随后
DD
活性在
&
9
后持续升高!而葡萄糖)果糖和多糖含量在
#!9
后才开始缓慢增加表明铁皮石斛原球茎中
BC
产
生)
DD
激活)糖积累和多糖合成之间具有因果关系
铁皮石斛原球茎多糖主要由葡萄糖)甘露糖)果糖)
木糖等多种单糖组成+*,蔗糖合成酶是调控蔗糖代
谢的关键酶之一!目前普遍认为蔗糖合成酶的主要
功能是在蔗糖的降解方向!为多糖的合成提供前体
物质!催化蔗糖进入各种代谢途径+#!,低温首先刺
激了
BC
产生!然后促进了蔗糖的积累!随后激活了
DD
!进一步促进了蔗糖分解成果糖和葡萄糖!为多
糖合成提供了前体物质!最终导致多糖的合成
在验证试验中表明!低温处理下刺激了铁皮石
斛原球茎中产生
BC
!
EHGFI
和
=EFGC
抑制了其产
生!同时还抑制了低温对铁皮石斛原球茎中
DD
活
性)多糖合成和蔗糖)果糖)葡萄糖的促进作用说
明低温诱导所产生的
BC
是其触发铁皮石斛类原球
茎
DD
活性)糖积累和多糖合成所必需的信号分子
本研究与
2960
:
等+#&,证实
I])H
辐射引起
BC
含
量升高!
BC
作为信号分子参与
I])H
对植物细胞
中黄酮类物质合成的信号转导过程等报道有相似之
处低温可作为一种外界信号刺激植物细胞!然后
与胞内信使
BC
结合!从而引起细胞膜上和细胞内
一系列反应!引发相关酶活性的变化及基因的表达!
最终导致次生代谢产物的合成和积累+!,
B+@
!
外源
BC
对铁皮石斛原球茎多糖合成的影响
在本次研究中还发现!外源
BC
"
DBE
#直接处
理也能提高铁皮石斛原球茎中
DD
活性!增加蔗糖)
果糖)葡萄糖等含量以及促进多糖的积累!而这些促
进作用被
=EFGC
所阻断!表明这些作用确实是由
DBE
分解出的
BC
所产生的并且外源
BC
触发
的铁皮石斛原球茎中
DD
激活)糖积累和多糖合成
的先后顺序与低温处理相同!表明外源
BC
所诱导
的多糖合成途径与低温作用相似王博等+!,,研究
表明!水杨酸"
DN
#作为信号分子能够促进蔗糖的吸
收与分解!提高胞内果糖和葡萄糖的含量!改善霍山
石斛"
!"#$%&()*6)&36-#"#3"
#类原球茎对碳源的
利用!从而促进多糖的合成在铁皮石斛原球茎多
糖合成过程中!
BC
作为信号分子发挥了和
DN
相
似的作用另外一项研究发现!
DBE
处理下使霍山
杂交石斛类原球茎产生防御反应!发生活性氧迸发!
从而促进了生物碱的积累+!&,因此!本试验中
DBE
对铁皮石斛原球茎多糖的促进作用可部分归因于
DBE
促发了铁皮石斛原球茎的防御反应!使得蔗
糖)果糖)葡萄糖等可溶性糖积累!从而有利于多糖
的合成
低温和
DBE
组合处理能够显著提高铁皮石斛
原球茎中
BC
含量!增强
DD
活性!增加蔗糖)果糖)
#%#
&
期 张开会!等$低温和外源
BC
对铁皮石斛原球茎多糖合成的影响
葡萄糖和多糖含量!比低温和
DBE
单独处理效果
好
=EFGC
能够有效清除
BC
!强烈地抑制了低温
和
DBE
对
DD
活性)糖积累和多糖合成的促进作用
推测可能是低温诱导的内源
BC
和外源
BC
产生了
协同作用!使铁皮石斛原球茎中
BC
总含量增加!从
而使多糖合成加强!其作用效果强于低温和
DBE
单
独处理在用超声波诱导红豆杉"
?-<)3
1
)##-#"#@
3(3
#细胞中
BC
产生和紫杉醇的生物合成的研究中
也得到了类似的结果+!3,!但其具体作用机制尚不明
确!有待进一步探究
综上所述!低温可作为一种外界信号刺激铁皮
石斛原球茎产生胞内信使
BC
!并与之结合引发了
DD
活性升高!蔗糖)果糖和葡萄糖含量增加!为多糖
合成提供前体物质!最终导致多糖的合成积累&外源
BC
一方面可作为信号分子提高
DD
活性!促进蔗糖
的吸收与分解!提高铁皮石斛原球茎胞内果糖和葡
萄糖的含量!改善铁皮石斛原球茎对碳源的利用!从
而促进多糖的合成另一方面还可通过促发铁皮石
斛原球茎的防御反应!使得蔗糖)果糖)葡萄糖等可
溶性糖积累!从而有利于多糖的合成所以!低温和
外源
BC
对铁皮石斛原球茎多糖的合成均有促进作
用!并且低温可诱导铁皮石斛原球茎产生
BC
!
BC
是其诱导多糖合成所必需的信号分子本研究丰富
了多糖合成的理论基础!同时还为有效提高铁皮石
斛原球茎多糖含量提供了重要的技术参考
参考文献"
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