全 文 ：中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 47 卷 第 13 期 2016 年 7 月

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茉莉酸甲酯结合高温胁迫对白桦悬浮细胞三萜合成的影响
常志凯 1，朱 珠 1，董 恒 1，尹 静 1，詹亚光 1, 2*
1. 东北林业大学生命科学学院，黑龙江 哈尔滨 150040
2. 东北林业大学 林木遗传育种国家重点实验室，黑龙江 哈尔滨 150040
摘 要：目的 研究茉莉酸甲酯（MeJA）和高温胁迫对白桦悬浮细胞三萜合成的影响。方法 利用不同浓度（25、50、100、
150 μmol/L）MeJA 和高温（50 ℃处理 2 h）处理白桦细胞，进行生长量、细胞活力、抗逆酶活性、丙二醛和总三萜量及其
合成关键酶基因相对表达量分析。结果 高温和 MeJA 的复合处理对白桦细胞三萜合成的诱导作用比单独的 MeJA 和高温处
理更强。高温胁迫 1 d 后加入 150 μmol/L 的 MeJA 处理，细胞总三萜量最高，为 76.6 mg/g，分别比空白对照、单独的 MeJA
和高温处理增加 81.3%、159.9%和 13.1%；三萜合成关键酶鲨烯合酶（SS）、鲨烯环氧酶（SE）、羽扇醇合酶（BPW）和 β-
香树酯醇合酶（BPY）基因的相对表达量也分别比空白对照增加 297.1%、83.7%、1 032.6%和 282.4%。高温胁迫 1 d 后加入
MeJA 处理，超氧化物歧化酶（SOD）和苯丙氨酸裂解酶（PAL）活性高于空白对照；生长量和细胞活力被抑制。结论 在
高温胁迫后加入 MeJA 的复合处理可能通过影响白桦细胞生长量、细胞活力、丙二醛量和防御酶活性变化，调节三萜合成关
键酶基因的表达，最终促进三萜物质的高效合成与积累。
关键词：白桦；茉莉酸甲酯；高温胁迫；三萜；基因表达；超氧化物歧化酶；苯丙氨酸裂解酶；鲨烯合酶；鲨烯环氧酶
中图分类号：R282.21 文献标志码：A 文章编号：0253 - 2670(2016)13 - 2333 - 08
DOI: 10.7501/j.issn.0253-2670.2016.13.022
Effect of MeJA combined with high temperature stress in treatment for
accumulation of triterpenoids in birch suspension cells
CHANG Zhi-kai1, ZHU Zhu1, DONG Heng1, YIN Jing1, ZHAN Ya-guang1, 2
1. College of Life Sciences, Northeast Forestry University, Harbin 150040, China
2. Key Laboratory of Forest Tree Genetic Improvement and Biotechnology of Nation, Northeast Forestry University, Harbin
150040, China
Abstract: Objective To investigate the effect of MeJA combined with high temperature stress in the treatment for the accumulation of
triterpenoids in the birch (Betula platyphylla) suspension cells. Methods After MeJA (25, 50, 100, and 150 μmol/L）and high
temperature (50 ℃ for 2 h) treatment, the cell growth, viability, content of MDA, the activity of defense enzyme, total triterpenoids
content, and the gene expression levels of triterpenoids synthesis were measured. Results The combination of high temperature stress
and MeJA treatment had a more powerful positive effect on the synthesis of triterpenoids than single MeJA or high temperature treatment
in birch cells. Moreover, the concentration of total triterpenoids had the highest level when adding 150 μmol/L MeJA after the high
temperature processing, was up to 76.6 mg/g, which was 81.3%, 159.9% and 13.1% higher than those in the blank control, individual
MeJA treatment or the heat treatment alone respectively. Meanwhile, the gene expression levels of SS, SE, BPW, and BPY, related to the
triterpenoids synthesis, had an increase about 297.1%, 83.7%, 1 032.6%, and 282.4% compare to the control. The MeJA after high
temperature treatment enhanced the activity of SOD and PAL compared with the control, inhibited the cell growth and viability.
Conclusion The treatment of MeJA after high temperature affects the cell growth, viability, and activity of defense enzyme, regulates
the genes expression level of triterpenoids synthesis, and eventually could make cells to produce the triterpenoids substance effectively.
Key words: birch; MeJA; high temperature stress; triterpenoid; gene expression; SOD; PAL; SS; SE; BPW; BPY

收稿日期：2015-09-27
基金项目：国家自然科学基金资助项目（31070531）；国家基础科学人才培养基金（J1210053）
作者简介：常志凯，男，本科，主要研究方向为植物细胞工程。E-mail: 1014381994@qq.com
*通信作者 詹亚光，女，教授，博士，博士生导师，主要研究方向为植物生物技术。E-mail: yaguangzhan@126.com
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三萜类物质为白桦重要的次生代谢产物，其主
要成分白桦酯醇、白桦酯酸和齐墩果酸在增强免疫
力、刺激吞噬细胞杀死肿瘤和病毒感染、调脂及保
肝等方面有良好的疗效，因此当前白桦中三萜类物
质在新药开发中具有巨大潜力[1-3]。
茉莉酸类物质（jasmonates，JAs）和温度胁迫
作为诱导子在促进次生代谢产物合成与积累中已得
到广泛应用，当前研究其相关信号转导通路下对次
生代谢产物合成途径的调控及对植物抗逆性提高的
机制[4-6]，已成为研究热点。JAs 主要包括茉莉酸
（ jasmonic acid，JA）及其衍生物如茉莉酸甲酯
（methyl-jasmonate，MeJA，也称为甲基茉莉酸）[7]。
研究表明，JAs 在植物中的调控作用主要分为与发
育和与胁迫相关的诱导 2 种，JAs 会强烈抑制细胞
生长，促进细胞衰老，同时诱导植物相关防御酶活
性的提高，促进细胞初生代谢途径向次生代谢途径
转换，并通过激活相关调控植物次生代谢产物合成
的关键酶基因和转录因子，最终提高目标次生代谢
产物的合成与积累[8-13]。罗建平等[14]对怀槐悬浮细
胞添加 200 μmol/L MeJA 后的 3～9 d，细胞中异黄
酮量比对照明显增加。Hayashi 等[15]在研究外源
MeJA 对甘草组培细胞合成大豆皂苷的影响中，发
现甘草细胞在加入 100 μmol/L 的 MeJA 培养 10 d
后 β-香树脂醇合酶（BAS）表达量比对照提高 11
倍，大豆皂苷的量也明显高于对照。施江[16]利用
MeJA 诱导茶树鲜叶次生代谢产物的研究中发现在
MeJA 诱导茶树鲜叶 24 h 后醇类物质变化最为显
著，芳樟醇相对量从 30.87%增加到 37.92%，芳樟
醇氧化物 II 相对量从 6.03%增加到 9.18%，橙花叔
醇相对量从 1.47%增加到 4.45%。
高温胁迫同样会对植物次生代谢产物的合成产
生重要影响，李波等[17]在研究高温胁迫对苜蓿愈伤
组织中异黄酮合成与积累的影响中，发现 25～35
℃的温度胁迫下，苜蓿愈伤组织中异黄酮量在 25
℃和 30 ℃下最高，其组分量分别增加 0.497%和
0.570%。本课题组前期研究发现在 35～55 ℃分别
处理白桦悬浮细胞 1、2、4 h 后，在 50 ℃处理 2 h
后白桦细胞总三萜量最高。
在本课题组前期的研究中发现 50 ℃处理 2 h
为利用高温胁迫诱导白桦茎段悬浮细胞合成三萜类
物质的最优高温处理条件，在此基础上添加信号物
质 MeJA，探索高温胁迫和 MeJA 信号互作对其三
萜类物质合成及次生代谢相关的生理生化指标的影
响，初步探究非生物胁迫对诱导白桦细胞三萜类物
质生物合成和积累的相关机制。
1 材料与方法
1.1 材料
样品由东北林业大学生命科学学院詹亚光教授
鉴定为白桦Betula platyphylla Suk. 组培苗茎段，为
诱导愈伤组织的外植体，筛选生长良好的白桦悬浮
细胞为材料，每100毫升锥形瓶中装入50 mL的NT
液体培养基，并加入3 g白桦悬浮细胞，放入摇床中
（转速120 r/min）悬浮培养，培养温度为24～26 ℃，
光照强度为2 000 lx。MeJA购自美国Sigma公司。
1.2 方法
1.2.1 白桦悬浮细胞的处理 MeJA 处理浓度设置
4 个水平：25、50、100、150 μmol/L；高温胁迫为
50 ℃处理 2 h。分别在细胞培养的第 6、7 天进行不
同处理，共 4 组（6dT＋7dM、6dM＋7dT、6dM 和
7dM），同时设置对照 CK、CK（T1）和 CK（T2），
不同的处理具体可见表 1。
白桦细胞在细胞培养的第 8 天统一收获，然后
分别称定质量并检测细胞活力大小，丙二醛量，超
氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、苯丙
氨酸裂解酶（PAL）和多酚氧化酶（PPO）的活性，
总三萜量及采用荧光定量 PCR 方法检测白桦细胞
中三萜合成途径关键酶鲨烯合酶（SS）、鲨烯环氧
酶（SE）、羽扇醇合酶（BPW）和 β-香树酯醇合酶
（BPY）基因的相对表达量。
表 1 不同 MeJA 和高温胁迫的处理组合
Tab. 1 Combinations of different MeJA and high
temperature stress
处理 方法
6dT＋7dM 第 6 天 50 ℃处理 2 h；第 7 天加入 25、50、
100、150 μmol/L MeJA
6dM＋7dT 第 6 天加入 25、50、100、150 μmol/L MeJA；
第 7 天 50 ℃处理 2 h
6dM 第 6 天加入 25、50、100、150 μmol/L MeJA
7dM 第 7 天加入 25、50、100、150 μmol/L MeJA
CK 未处理
CK(T1) 第 7 天 50 ℃处理 2 h
CK(T2) 第 6 天 50 ℃处理 2 h

1.2.2 白桦细胞生长量的测定 将不同处理后的
白桦茎段悬浮细胞分别用细胞筛滤过，然后用适量
蒸馏水冲洗并迅速用滤纸吸去细胞表面水分，最后
称量各组细胞鲜质量。
1.2.3 白桦细胞总三萜和丙二醛量的测定 白桦细
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胞总三萜和丙二醛量的测定参考赵微等[18]方法。
1.2.4 白桦细胞活力的测定 白桦细胞活力的测定
具体参考黄纯农[19]的方法。
1.2.5 白桦细胞 SOD、CAT、PAL 和 PPO 活性的
测定 具体参考逯明辉等[20]和梁军锋等[21]方法。
1.2.6 白桦三萜合成酶关键基因表达的测定 采用
实时荧光定量 PCR（real-time PCR）反应，RNA 的
提取，采取及反转录均采用 TaKaRa 公司生产的试
剂盒（RNA Extraction kit 和 PrimeScript RT reagent
Kit），具体操作参见说明书；实时荧光定量 PCR 反
应：使用 2×SYBR Premix Ex TaqTM II 荧光定量
PCR 试剂盒，具体操作参见王艳等[22]方法。
2 结果与分析
2.1 MeJA结合高温胁迫对白桦细胞生长量的影响
细胞生长量如图 1 所示，单独的 MeJA（25～
150 μmol/L）和高温处理都能抑制白桦细胞鲜质量
的增加，其中 6dM 处理在 150 μmol/L 的 MeJA 处
理后最低，比空白对照减少 38.6%。MeJA 结合高
温的复合处理对细胞生长的抑制作用比单独的
MeJA 和高温处理更强烈，其中 6dM＋7dT 处理后
细胞生长量最低，以 6dM＋7dT 在 MeJA 浓度为 150
μmol/L 时下降最大，分别比空白对照、单独的 MeJA
和高温处理减少 43.2%、7.5%和 24.5%。以上结果
表明，MeJA 和高温胁迫都可抑制细胞生长，且二
者的复合处理抑制作用更强。



图 1 MeJA 结合高温胁迫对白桦悬浮培养细胞生长量的影响
Fig. 1 Effects of MeJA combined with high temperature
stress on growth of birch suspension culture cells
2.2 MeJA 结合高温胁迫对白桦细胞总三萜量的影响
如图 2 所示，单独的高温和 MeJA 处理都能提高
白桦细胞总三萜的量，其中CK(T1) 和第6天加入150
μmol/L 的 MeJA 处理后总三萜量最高，分别为 68.3
和 53.5 mg/g，分别比空白对照增加 61.5%和 26.7%。



图 2 MeJA 结合高温胁迫对白桦悬浮培养细胞总三萜积累
量的影响
Fig. 2 Effects of MeJA combined with high temperature
stress on accumulation of total triterpenoid in birch
suspension culture cells
MeJA 结合高温的复合处理对细胞总三萜合成的诱导
作用比单独的 MeJA 和高温处理更强，且 6dT＋7dM
处理后的白桦细胞三萜量都较高。其中 6dT＋7dM 处
理在MeJA 浓度为 150 μmol/L 时细胞总三萜量最高，
为 76.6 mg/g，分别比空白对照、单独的MeJA 和高温
处理增加 81.3%、159.9%和 13.1%；6dT＋7dM 处理在
MeJA 浓度为 50 μmol/L 时的处理次之，为 73.1 mg/g，
分别比空白对照、单独的 MeJA 和高温处理增加
72.9%、43.9%和 7.9%。以上结果说明MeJA 和高温胁
迫都能促进白桦细胞三萜的合成，且高温胁迫 1 d 后加
入MeJA 处理对白桦总三萜合成的诱导作用最强。
2.3 MeJA结合高温胁迫对白桦细胞活力和丙二醛
量的影响
单独的 MeJA 和高温处理都能诱导白桦细胞活力
下降，其中CK(T1) 和第 7 天加入 150 μmol/L 的MeJA
处理后细胞活力最低，分别比空白对照减少 85.5%和
71.2%（图 3-A）。MeJA 结合高温的复合处理后细胞活
力明显低于仅加入 MeJA 的处理和空白对照，但高于
单独的高温处理，其中 6dM＋7dT 处理在 MeJA 浓度
为 50 μmol/L 时细胞活力较单独的高温处理上升最明
显，增加 189.3%（图 3-A）。丙二醛量在不同的处理后
普遍高于空白对照，其中 CK(T2) 和第 6 天加入 100
μmol/L 的 MeJA 处理后丙二醛量最高，分别比空白对
照增加 27.9%和 78.0%；6dT＋7dM 处理在MeJA 浓度
为 150 μmol/L 时丙二醛量较高，分别比空白对照、单
独的MeJA 和高温处理增加 42.6%、25.0%和 11.5%（图
3-B）。以上结果表明，高温和 MeJA 处理及二者的复
合处理后能抑制细胞活力，促进丙二醛量的增加。
CK CK(T1) CK(T2)
6dM 6dM+7dT
7dM 6dT+7dM
6
5
4
3
2
1
0
25 50 100 150
MeJA 浓度/(μmol·L−1)
细
胞
鲜
质
量
/g

CK CK(T1) CK(T2)
6dM 6dM+7dT
7dM 6dT+7dM
25 50 100 150
MeJA 浓度/(μmol·L−1)
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
e
总
三
萜
量
/(m
g·
g−
1 )

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图 3 MeJA 结合高温胁迫对白桦悬浮培养细胞活力 (A)
和丙二醛量 (B) 的影响
Fig. 3 Effects of MeJA combined with high temperature
stress on activity of cell viability (A) and content of MDA (B)
in birch suspension culture cells
2.4 MeJA 结合高温胁迫对白桦细胞防御酶活性的
影响
MeJA 和高温及二者的复合处理都能诱导白桦细
胞的 SOD 活性增加，其中 CK(T1) 和第 6 天加入 50
μmol/L 的 MeJA 处理后 SOD 活性最高，分别比空白
对照增加 51.7%和 114.2%（图 4-A）；MeJA 结合高温
的复合处理后 SOD 活性也较高，其中 6dT＋7dM 处
理在MeJA浓度为 150 μmol/L时SOD活性上升最大，
分别比空白对照、单独的 MeJA 处理和高温处理增加
57.6%、23.7%和 60.4%（图 4-A）。单独的 MeJA 和高
温处理后白桦细胞的 CAT 活性都低于空白对照，其
中 CK(T1) 和第 6 天加入 25 μmol/L 的 MeJA 处理后
CAT 活性最低，分别比空白对照减少 89.2%和 73.9%
（图 4-B）。MeJA 结合高温的复合处理后 CAT 活性明
显低于空白对照和单独的 MeJA 处理，但高于单独的
高温处理。其中 6dT＋7dM 处理在 MeJA 浓度为 150
μmol/L 时 CAT 活性最高，比单独的高温处理增加
12.0%（图 4-B）。单独的 MeJA 和高温处理都能诱导
白桦细胞的 PAL 活性增加，其中 CK(T2) 和第 6 天加
入 25 μmol/L 的 MeJA 处理后 PAL 活性最高，分别比
空白对照增加 500.0%和 633.3%（图 4-C）。



6dT＋7dM 和 6dM＋7dT 在 MeJA 浓度为 0 时，为 CK(T2) 和 CK(T1)；6dM 和 7dM 在 MeJA 浓度为 0 时，为 CK
CK(T2) and CK(T1) are same as 6dT + 7dM and 6dM + 7dT whose MeJA concentration is 0; CK is same as 6dM and 7dM whose MeJA concentration is 0
图 4 MeJA 结合高温胁迫对白桦悬浮培养细胞中 SOD (A)、CAT (B)、PAL (C) 和 PPO (D) 的影响
Fig. 4 Effects of MeJA combined high temperature stress on activity of SOD (A), CAT (B), PAL (C), and PPO (D) in birch suspension culture cells
CK CK(T1) CK(T2)
6dM 6dM+7dT
7dM 6dT+7dM
1.6
1.4
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0
25 50 100 150
MeJA 浓度/(μmol·L−1)
细
胞
活
力
/%

25 50 100 150
MeJA 浓度/(μmol·L−1)
CK CK(T1) CK(T2)
6dM 6dM+7dT
7dM 6dT+7dM
12

10

8

6

4

2

0
丙
二
醛
量
/(μ
m
ol
·g
−1
)
250

200

150

100

50

0
0 25 50 75 100 125 150 0 25 50 75 100 125 150
MeJA 浓度/(μmol·L−1) MeJA 浓度/(μmol·L−1)
7dM 6dT+7dM 7dM 6dT+7dM
SO
D
活
性
/(U
·g
−1
)
6dM 6dM+7d T 6dM 6dM+7dT
C
AT
活
性
/(U
·g
−1
)
350
300
250
200
150
100
50
0
6dM 6dM+7dT 6dM 6dM+7dT
7dM 6dT+7dM 7dM 6dT+7dM700
600
500
400
300
200
100
0
PA
L
活
性
/(U
·g
−1
)
330
300
270
240
210
180
150
120
90
60
30
0
PP
O
活
性
/(U
·g
−1
)
0 25 50 75 100 125 150 0 25 50 75 100 125 150
MeJA 浓度/(μmol·L−1) MeJA 浓度/(μmol·L−1)
A B
C D
A







B
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MeJA 结合高温的复合处理以 6dT＋7dM 处理在
MeJA 浓度为 150 μmol/L 时 PAL 活性最高，分别比
空白对照、单独的 MeJA 和高温处理增加 650.0%、
297.1%和 25.0%（图 4-C）。高温处理后的白桦细胞
PPO 活性降低；MeJA 处理后 PPO 活性高于空白对
照，其中第7天加入150 μmol/L的MeJA处理后PPO
活性最高，比空白对照增加 21.3%（图 4-D）；MeJA
结合高温的复合处理后 PPO 活性低于空白对照，但
比单独的高温处理有所增加，其中 6dM＋7dT 处理
在 MeJA 浓度为 100 μmol/L 时 PPO 活性最高，比
单独的高温处理增加 47.1%（图 4-D）。以上结果表
明，MeJA 和高温处理及二者的复合处理可能通过
调节防御酶（SOD、CAT、PAL 和 PPO）活性的变
化，进一步诱导白桦细胞三萜物质的合成。
2.5 MeJA结合高温胁迫对白桦三萜合成关键酶基
因表达的影响
单独的 MeJA 和高温处理都能提高 SS 基因相
对表达量，其中在 CK(T1) 和第 6 天加入 100 μmol/L
的 MeJA 后相对表达量最高，分别比空白对照增加
93.6%和 189.7%（图 5-A）。MeJA 结合高温的复合
处理后 SS 基因相对表达量明显高于单独的 MeJA
和高温处理，且 6dT＋7dM 处理总体都较高，其中
6dT＋7dM处理在MeJA浓度为 25 μmol/L时相对表
达量最大，分别比空白对照、单独的 MeJA 和高温
处理增加 313.4%、495.6%和 338.1%（图 5-A）。单
独的 MeJA 和高温处理都能提高 BPW 基因相对表
达量，其中在 CK(T1)和第 6 天加入 25 μmol/L 的
MeJA 处理后 BPW 基因相对表达量最高，分别比空
白对照增加 321.6%和 1 877.3%（图 5-B）。MeJA 结
合高温的复合处理后 BPW 基因相对表达量明显高
于单独的 MeJA 和高温处理，且 6dT＋7dM 处理总
体都较高，其中 6dT＋7dM 处理在 MeJA 浓度为 50
μmol/L 时表达量最大，分别比空白对照、单独的
MeJA和高温处理增加1 111.9%、411.7%和256.9%（图
5-B）。单独的 MeJA 处理仅在第 6 天加入 50 μmol/L
的 MeJA 后 SE 基因相对表达量上调，比空白对照增


图 5 MeJA 结合高温胁迫对白桦悬浮培养细胞 SS (A)、BPW (B)、SE (C) 和 BPY (D) 基因相对表达量的影响
Fig. 5 Effects of MeJA combined with high temperature stress on relative expression of SS (A), BPW (B), SE (C), and BPY (D)
gene in birch suspension culture cells
25 50 100 150 25 50 100 150
MeJA 浓度/(μmol·L−1) MeJA 浓度/(μmol·L−1)
6.0
5.5
5.0
4.5
4.0
3.5
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
0.0
SS
基
因
相
对
表
达
量

6dM 6dM+7dT 6dM 6dM+7dT
7dM 6dT+7dM 7dM 6dT+7dM
CK CK(T1) CK(T2) CK CK(T1) CK(T2)
7dM 6dT+7dM 7dM 6dT+7dM
6dM 6dM+7dT 6dM 6dM+7dT
CK CK(T1) CK(T2) CK CK(T1) CK(T2)
B
PW
基
因
相
对
表
达
量

33
30
27
24
21
18
15
12
9
6
3
0
25 50 100 150 25 50 100 150
MeJA 浓度/(μmol·L−1) MeJA 浓度/(μmol·L−1)
4.0
3.5
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
0.0
SE
基
因
相
对
表
达
量

11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
B
PY
基
因
相
对
表
达
量

A B
C D
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• 2338 •
加 35.3%。MeJA 结合高温的复合处理后 SE 基因
相对表达量明显高于单独的 MeJA 和高温处理及
空白对照，其中 6dM＋7dT 处理在 MeJA 浓度为
100 μmol/L 时相对表达量最高，分别比空白对
照，单独的 MeJA和高温处理增加232.4%、1 209.4%
和 567.2%。单独的 MeJA 和高温处理都能提高 BPY
基因相对表达量，其中在 CK(T2) 和第 6 天加入 100
μmol/L 的 MeJA 处理后 BPY 基因相对表达量最高，
分别比空白对照增加 85.8%和 462.8%。MeJA 结合
高温的复合处理后 BPY 基因相对表达量明显高于
单独的 MeJA 和高温处理，且 6dT＋7dM 处理总体
都较高，其中 6dT＋7dM 处理在 MeJA 浓度为 50
μmol/L 时表达量最大，分别比空白对照、单独的
MeJA 和高温处理增加 339.6%、92.9%和 136.6%。
以上结果表明，单独的 MeJA 或高温处理都能诱导
SS、BPW 和 BPY 基因的表达上调，且二者的复合
处理对 SS、BPW、SE 和 BPY 基因的表达的诱导作
用更强。
3 讨论
高温胁迫和 MeJA 在促进植物次生代谢合成的
研究中已经得到了广泛的应用，在前期的研究[23-25]
中发现利用 MeJA 或高温处理的方法可提高白桦幼
树、喜树苗和甘草细胞中次生代谢产物的量。本研
究发现白桦细胞在单独的高温和 MeJA 处理后细胞
内总三萜的量也明显增加，而且在第 6 天高温胁迫
后加入 MeJA 的复合处理（6dT＋7dM）后，次生代
谢产物总三萜量最高，此时三萜合成关键酶基因中
SS、SE、BPW 和 BPY 相对表达量都明显高于其他
处理，其中 6dT＋7dM 在 MeJA 浓度为 50 和 150
μmol/L 时总三萜量最高，分别为 73.1 和 76.6 mg/g，
分别比空白对照增加 72.9%和 81.3%，比单独的
MeJA 处理增加 43.9%和 159.9%，比单独的高温处
理增加 7.9%和 13.1%（图 2）。SS 主要将 2 分子法
呢基二磷酸（FPP）转换成鲨烯，然后在 SE 作用下
进一步生成 2,3-氧化鲨烯，最后在不同的三萜合成
酶的作用下，合成不同的三萜物质，如 BPW 合成
白桦酯醇和白桦酯酸；BPY 合成齐墩果酸等[26-28]。
本研究发现在 6dT＋7dM 处理在 MeJA 浓度为 50
和 150 μmol/L 时 SS、SE、BPY 和 BPW 基因相对
表达量上调，分别比空白对照增加255.3%和297.1%、
119.8%和83.7%、339.6%和282.4%、1 111.9%和1 032.6%
（图 5），此外，在 6dM＋7dT 在 MeJA 浓度为 100
μmol/L 时 SS、SE 和 BPW 表达量也明显上调，但
三萜量却较低，这可能为在白桦三萜合成的途径中，
可能还有其他三萜合成的关键酶基因起到重要作
用。通过施加外源 MeJA 可以有效提高植物的耐热
性，而且 MeJA 和高温处理会对植物细胞的正常生
理代谢产生一系列影响，如引起细胞衰老，活性氧
的增加，破坏植物细胞的膜完整性，诱导相关防御
酶的启动，从而激活次生代谢产物合成酶关键酶
基因表达，最终促进植物次生代谢产物的合成与
积累[8,29-32]。SOD、CAT、PPO 和 PAL 是植物体内
重要的防御酶，其中 SOD、CAT 是植物重要的氧自
由基清除酶，SOD 将 O2−转换为 H2O2、CAT 能分解
H2O2，最终通过二者的协同作用缓解活性氧对植物
细胞造成的伤害；PPO 也是植物重要的氧化还原酶，
其在抵抗微生物的侵染，降低酚类物质对细胞的损
害，增强植物抗逆性等方面都具有重要作用；PAL 是
许多重要次生代谢产物合成的关键酶[33-37]。在本课题
组及巩慧玲[38]的研究中已经发现白桦细胞、马尿泡
和烟草愈伤组织在高温处理后可抑制细胞的生长和
细胞活力，诱导防御酶（SOD、CAT、APX 和 POD）
活性的增加。在研究中发现在外源的 MeJA 处理可
诱导红豆杉细胞和胀果甘草细胞防御酶 SOD、CAT、
POD 和 PAL 活性及 MDA 量的增加[25,39]。本研究发
现单独的 MeJA 或高温处理都能引起细胞内
MDA 量、SOD 和 PAL 活性的增加，抑制白桦细
胞生长量和细胞活力，与上述研究结果相似。在研
究中发现[40-42]，在高温胁迫下，通过添加外源 MeJA
可增加蝴蝶兰、葡萄和萝卜幼苗 SOD、CAT 和
APX 的活性，降低细胞的相对电导率、电解质渗
透率。本研究发现高温胁迫前后加入 MeJA 处理,
都能提高 SOD、CAT、PAL 和 PPO 的活性，其中
SOD、CAT 和 PAL 的活性以 6dT＋7dM 在 MeJA 浓
度为 150 μmol/L 时明显上升，分别比高温处理增加
60.4%、12.0%、25.0%（图 4）；PPO 活性以 6dM＋7dT
处理在 MeJA 浓度为 100 μmol/L 时明显上升，比高
温处理增加 47.1%（图 4-D），与上述研究结果相似。
此外，本研究还发现，高温胁迫前加入 MeJA 的
处理，白桦细胞的细胞活力也高于高温处理，以
6dM＋7dT 处理在 MeJA 浓度为 50 μmol/L 时明显
上升，比高温处理增加 189.3%（图 3-A）。
综合上述分析，在高温胁迫后加入 MeJA 处理
后，虽然白桦细胞的生长受到抑制，但细胞活力、
SOD、CAT、PAL 和 PPO 的活性比单独高温处理都
有不同程度地增加，而且丙二醛的量也低于单独的
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高温处理，这可能是在高温诱导的基础上，MeJA
通过进一步调节下游相关防御酶的活性等防御反应
的启动，一方面增强了细胞的耐热性，一方面也诱
导了白桦次生代谢产物三萜合成关键酶基因 SE、
SS、BPW 和 BPY 相对表达量的上调，最终促进细
胞三萜物质的合成与积累。
4 结论
本研究发现在高温胁迫（50 ℃处理 2 h）1 d
后再加入 MeJA 的复合处理对白桦细胞次生代谢产
物总三萜合成的诱导作用最强，并以高温胁迫 1 d
后加入 150 μmol/L 的 MeJA 处理最高，此时白桦细
胞的防御酶活性、细胞活力及三萜合成酶基因的相
对表达量都不同程度高于单独的高温处理，表明在
高温胁迫后加入的 MeJA 通过调节白桦细胞相关的
生理生化反应，缓解高温胁迫对细胞的伤害，同时
也促进了白桦细胞高效地合成三萜物质。
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