滇重楼种子内源抑制物质的活性研究与GC-MS鉴定

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滇重楼Paris polyphylla var.yunnanensis(Franch.)Hand.-Mazz隶属延龄草科Trilliaceae重楼属Paris多年生野生花卉,花型优美奇特,果实饱满鲜红,具有极高的观赏价值。近年来多功能型园林与保健园林逐渐兴起,我国有着丰富的保健植物资源亟待被挖掘利用,滇重楼作为集观赏价值与药用价值于一体的综合型园林植物,未来将有更多更新的推广应用价值。滇重楼主要繁育方法为组织培养、根茎繁殖与种子繁殖三种方式,其中种子繁殖是滇重楼人工育苗工作中最可靠、繁殖效率最高的繁殖方式,然而在育苗过程中,滇重楼种子下种至幼苗出土一般需要18个月,严重限制了滇重楼的人工种植。本文通过研究滇重楼种子休眠原因以及不同部位的内源抑制物对淀粉类、油脂类、蛋白类种子的抑制作用,并对主要抑制物质进行GC-MS鉴定,以探讨滇重楼内源抑制物质的活性、种类及分布与种子休眠的关系,为滇重楼种子休眠机理的深入研究与破休眠技术提供依据,同时也为滇重楼未来作为保健型园林植物的大力推广与应用奠定基础。研究结果归纳为以下几点:1.滇重楼种子休眠特性:解剖观察显示多数新鲜滇重楼种子无胚或种胚极小,包埋于胚乳中,利用当年采收的滇重楼种子经MS组织培养及湿沙层积均未发现有萌发现象;种子质量较好,且具有较高的生活力,种皮透性与胚乳吸水性不存在透性障碍;滇重楼种皮、胚乳甲醇浸提液显著抑制了白菜、绿豆及小麦种子的萌发,表明滇重楼种子休眠与其生理后熟以及种子不同部位均含有萌发抑制物质有关。2.对滇重楼种子不同部位甲醇浸提液的生物活性测定结果显示,滇重楼种皮与胚乳中均含有抑制种子萌发及幼苗生长的物质,且抑制作用大小表现为胚乳大于种皮;3种不同类型的受体植物对滇重楼种皮及胚乳甲醇浸提的敏感性强弱为:白菜(油脂类)显著高于小麦(淀粉类)和绿豆(蛋白类);滇重楼种子浸提液对种子萌发及幼苗生长各项指标的抑制作用大小依次为:发芽率>幼苗根长>幼苗苗高>鲜重。3.滇重楼种子不同部位中的抑制物质均能使受体植物产生生理响应,白菜、绿豆及小麦三种受体植物种子在0.02g/mL处理浓度的滇重楼种皮、胚乳浸提液处理下即启动了抗氧化酶体系。经滇重楼种皮浸提液处理后,受体植物种子中超4.氧化物歧化酶(SOD)与过氧化物酶(POD)活性呈先升后降趋势,过氧化氢酶(CAT)活性则持续下降;随着胚乳浸提液浓度升高,SOD与POD活性表现为显著升高,CAT活性显著下降。滇重楼种皮与胚乳中的抑制物质使植物体内抗氧化系统机能应激加强,对活性氧代谢平衡产生了影响。滇重楼胚乳种皮浸提液处理后,小麦、白菜及绿豆种子相应的底物酶淀粉酶、酸性磷酸酶及蛋白酶活性均显著下降,表明滇重楼种皮胚乳中的内源抑制物对植物种子萌发过程所需的淀粉、脂肪、蛋白质等营养物质的分解利用具有显著抑制作用,阻碍种子萌发。5.五个分离相中,甲醇相浸提液抑制活性最强。滇重楼种子不同部位各分离相提取液中的抑制物质对种子萌发生长指标的抑制作用强弱顺序为:根长生长>发芽率>苗高。6.气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)分析鉴定结果表明,滇重楼种皮浸提液中含有19种有机化合物,胚乳浸提液中有22种。主要包括有机酸类、酯类及酚类等物质。相似度较大的化合物有棕榈酸(C16H32O2)、苯甲酸(C7H6O2)、肉桂酸(C9H8O2)、乙酸(C2H4O2)、丁酸(C4H8O2)、辛酸(C8H16O2)、苯酚(C6H6O)、甲基丁香酚(C11H14O2)、邻苯二甲酸二丁酯(C16H22O4)等;滇重楼种子不同部位有机化合物种类与数量有所不同,胚乳提取的有机物种类多于种皮;不同浸提剂中,乙酸乙酯相中分离出的有机化合物在种类上明显多于其他相,甲醇相中的有机化合物在含量上明显高于其他相。
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