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钾肥对白桦三萜合成关键酶基因表达的影响

作　者: 姬晓明
导　师: 詹亚光
学　校: 东北林业大学
专　业: 森林生物工程
关键词: 白桦三萜钾肥实时荧光定量 FPS BPY BPW
分类号: S792.153
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

白桦(Betula platyphylla Suk.)三萜具有抗菌、抗病毒、抗肿瘤等多种功效,主要从白桦树皮中分离,通过栽培技术提高白桦树皮中三萜含量具有重要的理论应用价值。本研究以白桦三萜为研究对象,通过研究施加钾肥对三萜合成的调控作用,从而研究对白三萜的积累起最大促进作用的钾肥浓度,以期建立以生产三萜为目的的白桦栽培技术；同时探讨防御酶关键基因的表达在钾肥作用下的变化,可望为白桦三萜高效率生产栽培技术提供理论依据,为探索白桦三萜类物质高效合成机制奠定基础。本研究以白桦为实验材料,进行两个方面的实验研究：①在东北林业大学帽儿山实验林场,以两年生的白桦幼树为实验材料,通过施加三种不同浓度的钾肥(KCl)对白桦幼树进行分别处理,分析白桦叶片的总三萜的积累变化以及对白桦抗逆酶进行检测。②对不同时期白桦叶和皮中倍半萜合酶基因(FPS)、羽扇醇合酶基因(BPW)、β香树酯醇合成酶基因(BPY)的荧光定量分析。本研究得到如下实验结果：①用三种不同浓度(5g,10g,15g)的钾肥(KCl)对白桦幼树进行处理,处理时间选择为白桦生长旺盛的季节(7月到9月)检测白桦各项生理指标在50天生长周期的变化。结果表明：超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、丙二醛(MDA)、可溶性糖和可溶性蛋白均产生不同的变化,主要的抗逆酶在低浓度和中浓度的钾肥处理下活性升高,但是在高浓度钾肥处理下活性受到了抑制,以中浓度钾肥的促进作用最为明显,白桦的可溶性糖和蛋白质在中低浓度钾肥处理下其含量并无明显变化,高浓度钾肥处理下,含量降低；丙二醛含量随钾肥浓度的升高而升高,而且时间越长升高的越明显；白桦总三萜的含量在加入钾肥之后开始并无明显变化,在40-50天之后含量明显升高,到第50天,含量达到最高,其中以中浓度处理为最高,分别为低钾肥和高钾肥的2.1倍和4.46倍。总体来说,钾肥对白桦各项生长指标的影响是积极的,但是必须控制在一个合理的水平。②通过对不同时期施加钾肥的白桦叶和皮中三萜合成关建梅基因,倍半萜合酶基因(FPS)、羽扇醇合酶基因(BPW)、β-香树酯醇合成酶基因(BPY)的荧光定量分析,结果显示这些基因在白桦皮中表达量更高,中浓度的钾肥能够促进白桦三萜合成关健酶基因的表达。数据表明：加入钾肥后50天,FPS含量达到最高,其中白桦皮中的表达量是叶中表达量的1.28倍；BPY在第50天时在皮中的表达量是叶中的2.19倍,而与之相对应的三萜积累量也表现出了相同的规律。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-7
目录  7-9
1 绪论  9-18
  1.1 课题背景  9
  1.2 白桦生物学特性  9-10
  1.3 白桦三萜药理作用研究进展  10-11
    1.3.1 白桦三萜的组成及分布  10
    1.3.2 白桦三萜的药用价值  10-11
  1.4 钾肥对植物生理特性及产物的影响  11-13
    1.4.1 钾肥对植物生理特性的影响  11-12
    1.4.2 钾肥对植物次生代谢产物的影响  12-13
  1.5 白桦三萜合成关建酶基因  13-15
  1.6 应用实时荧光定量检测三萜合成关键酶编码基因的表达  15-16
  1.7 本研究目的和意义  16-18
2 钾肥对白桦各项生理指标的影响及三萜合成的影响  18-38
  2.1 材料与方法  18-22
    2.1.1 实验材料  18
    2.1.2 实验材料的处理及取样  18
    2.1.3 叶片超氧化物歧化酶活性的测定  18-19
    2.1.4 过氧化氢酶活性的测定  19
    2.1.5 过氧化物酶活性的测定  19-20
    2.1.6 电导率的测定  20
    2.1.7 丙二醛含量的测定  20
    2.1.8 可溶性蛋白含量的测定  20-21
    2.1.9 白桦可溶性糖含量的测定  21-22
    2.1.10 白桦总三萜含量的测定  22
  2.2 结果与分析  22-32
    2.2.1 不同剂量钾肥对三萜含量的影响  22-23
    2.2.2 不同剂量钾肥对白桦叶片光合系统的影响  23-26
    2.2.3 不同剂量钾肥对保护酶活性的影响  26-28
    2.2.4 不同剂量钾肥对可溶性蛋白质含量的影响  28-29
    2.2.5 不同剂量钾肥对可溶性糖含量的影响  29-30
    2.2.6 不同剂量钾肥对电导率的影响  30-31
    2.2.7 不同剂量钾肥对丙二醛含量的影响  31-32
  2.3 讨论  32-35
    2.3.1 施加钾肥对白桦三萜含量的影响  32
    2.3.2 施加钾肥对白桦光合的促进作用  32
    2.3.3 施加钾肥对白桦生理指标的影响  32-35
  2.4 本章小结  35-38
    2.4.1 施加钾肥有利于白桦三萜的含量的升高  35
    2.4.2 施加钾肥对白桦光合的促进作用  35-36
    2.4.3 施加钾肥对白桦生理指标具有显著的影响  36-38
3 三萜合成途径中关键酶基因实时荧光定量表达分析  38-49
  3.1 实验材料与方法  39-42
    3.1.1 实验材料  39
    3.1.2 RNA的提取及检测  39-40
    3.1.3 引物序列及实时荧光定量反应  40-41
    3.1.4 关健酶基因扩增曲线分析  41-42
  3.2 结果与分析  42-46
    3.2.1 不同剂量钾肥对白桦FPS相对表达量的影响  42-44
    3.2.2 不同剂量钾肥对白桦BPY相对表达量的影响  44-45
    3.2.3 不同剂量肥肥对白桦BPW相对表达量的影响  45-46
  3.3 讨论  46-47
  3.4 本章小结  47-49
4 结论  49-51
参考文献  51-57
攻读学位期间发表的学术论文  57-58
致谢  58-59

钾肥对白桦三萜合成关键酶基因表达的影响

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