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不同光强对长春花（Catharanthus roseus）光合作用及次生代谢的影响研究

来源：花匠小妙招时间：2024-12-28 15:44

【摘要】：光照是植物生长、发育和形态建成的必要条件,光对植物的影响开展了大量的研究,但主要集中在对植物光合机理和作物产量的影响等方面。光对植物次生代谢的影响的研究近年来也有所报道。长春花因其生物碱是目前应用最广的天然植物抗肿瘤药物,成为近年来生物制药领域的热点,并被确定为研究植物次生代谢的模式植物。本文采用人工遮荫的方法,从植株形态、生物产量和生理代谢等层次来研究长春花对不同光照的生理响应,对长春花叶片中碳氮代谢物和4种生物碱(VIN,CAT,VLB和VCR)含量,及几种代谢相关酶活性的动态变化进行分析,探讨不同光照条件对长春花个体生长及生物碱合成累积等生理过程的影响。主要实验结果如下:1.从对不同光强条件对长春花形态和生物量分配的研究来看,不同的光照环境能使长春花做出相应的形态学反应,弱光条件下,长春花通过增加叶柄长,提高单叶面积,增加同化组织的生物量积累,改变根冠比等来应对弱光环境。全光照下由于受温度的影响,为避免水分的散失,植株减少了叶生物量分数;重度弱光胁迫(12.5%光强)下,长春花根冠比(R/C)显著下降,生长受到严重影响,株高、茎粗及生物量积累都显著降低。适度遮荫(42.5%)有利于植物的生长,积累的干物质量最多。2.随光强下降,长春花叶片的LMA、色素含量及光饱和点和光补偿点等光合指标都发生适应性的调整,表现为LMA、色素含量上升,而Chl(ago)、光饱和点和光补偿点下降,净光合速率下降。重度弱光胁迫下,长春花叶片的光合作用受到严重影响,主要表现在光合机构发育不良,(?)PSⅡ、qP和NPQ等荧光参数的下降,从而导致光合能力的下降。3.不同光照强度下,长春花叶片碳氮代谢做出相应的调整,随光照减弱,SS活性升高,而SPS、NR和GS酶活性都下降。弱光条件下碳水化合物含量下降,蛋白质、游离氨基酸和硝态氮等氮化合物相对含量升高。C/N的改变影响了长春花的次生代谢,氮化合物的积累促进了弱光条件下含氮次生产物的合成和积累。4.不同光强在影响长春花叶片的初生代谢,影响碳、氮化合物含量的同时,也改变了长春花叶片中几种次生代谢关键酶的活性。遮荫降低了PAL酶和POD酶活性而提高了TDC酶活性,从而影响了长春花叶片中黄酮和生物碱的合成。全光照条件下总黄酮含量最高,单层遮荫条件下两种双吲哚生物碱(VLB和VCR)含量最高,两层遮荫条件下两种单吲哚生物碱(VIN和CAT)含量最高。综上所述,轻度遮荫(42.5%光强)最有利于长春花植株的生长以及生物碱的积累,因此,轻度遮荫(42.5%光强)是长春花的最佳栽培模式。

【学位授予单位】：西南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008