铁皮石斛（Dendrobium officinale）不仅具有很高的观赏价值，而且其增强免疫、抗氧化、抗肿瘤等药用保健价值也使该观赏植物具有极高的经济价值。但近年来，不合理地开发利用使其野生资源陷入濒危状态。因此人工繁殖并调控其多糖等有效成分不仅是保护野生铁皮石斛的重要措施，也是满足市场对生物保健品需求日渐增大的现实要求。铁皮石斛原球茎是组培过程中产生的一种高效的生物反应器，具有增殖快、生产周期短等特点，且其多糖含量与野生植株相当，具有相同的药效，可部分代替原植株成为药源。利用原球茎生产铁皮石斛多糖，是实现野生铁皮石斛资源可持续利用的有效方式之一。
为此，本试验以铁皮石斛原球茎为材料，采用单因素完全随机设计，分别用低温（0℃、4℃、8℃）和外源NO（0 、0.25 、0.5、1、2 mmol /L SNP）处理来探究其对铁皮石斛生长、光合以及多糖的影响，寻求合适的低温刺激以及最适外源NO浓度，达到多糖含量增加而又不损伤植物材料的目的，为生产上寻求合适的低温及外源NO调控技术提供科学依据。其次，用最佳的低温和最佳浓度NO以及NO抑制剂（PBITU）和清除剂（cPTIO）处理，探讨NO（内源与外源）在低温诱导下对次生代谢产物多糖合成中的作用，以期寻求铁皮石斛原球茎多糖生物合成的调控机理，为生产中多糖的生物合成提供新的途径。研究结果如下：
1、低温对铁皮石斛原球茎生长和多糖合成的影响
（1）不同程度的低温对铁皮石斛原球茎生长和多糖合成产生了不同的影响，其中低温（4℃）是最佳的处理。低温（4℃）对铁皮石斛原球茎的干重和相对生长速率影响不大，且有利于提高多糖的含量和产量；低温（0℃）虽提高了其多糖含量，却大大降低了生物量和多糖产量；温度（8℃）与对照无显著性差异。并且所有处理下的干重均随着培养时间的延长而递增，但相对生长速率、多糖含量和产量都呈现先增加后减少的趋势。
（2）低温（4℃）仅在前7d降低了原球茎的叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量，但在后期培养中恢复到了对照水平。低温（8℃）与对照接近，低温（0℃）抑制了叶绿素的合成。各处理对Fv /Fm、RE/ABS、RC /CSo、ETo /TRo 和TRo /ABS的影响同叶绿素。且各处理下的叶绿素含量和各项叶绿素荧光参数的值均出现先升高后降低的变化规律，均在培养14d达到最大值。
2、外源NO对铁皮石斛原球茎生长和多糖合成的影响
0.5mmol/L SNP对铁皮石斛原球茎的生长和多糖积累均有促进作用，多糖产量最高，是最佳的处理浓度。低浓度的SNP（0.25mmol/L）有利于铁皮石斛原球茎生长，其干重、相对生长速率、叶绿素含量和叶绿素荧光参数值均得到提高，但多糖含量却与对照差异不显著；高浓度的SNP（1mmol/L）对多糖积累有促进作用，但却抑制了其生长。SNP（2mmol/L）由于浓度太高，对原球茎产生了严重的毒害作用，对其生长和多糖合成均起抑制作用。各处理下的叶绿素含量、叶绿素荧光参数的值和多糖含量均在培养7d达到最大值，普遍比低温处理（14d）提前达到了峰值。
3、低温和NO在多糖合成中的关系及其功能
低温和NO可以单独对铁皮石斛原球茎多糖合成产生影响，也可以通过信号传递途径联合发挥作用。其作用机制可能为：
（1）低温可触发铁皮石斛原球茎的防卫反应，调控其糖代谢，使铁皮石斛原球茎中SS活性增强，蔗糖、果糖、葡萄糖等可溶性糖含量增加，为多糖合成提供前体物质，从而促成多糖的合成。低温胁迫下产生的蔗糖和葡萄糖，还可能通过糖信号途径促进多糖的合成。
（2）NO一方面也可以引发铁皮石斛原球茎的防卫反应，发挥类似于低温的作用。另一方面还可作为信号分子提高SS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。NO还可以通过增加铁皮石斛原球茎叶绿素含量，提高PSI和PSII的性能，促进光合作用，进一步促进了蔗糖和葡萄糖等碳水化合物的积累，为多糖合成提供前体物质。同时光合作用的加强又促进了生物量的增加，使得多糖产量增加。
（3）NO作为外界信号刺激铁皮石斛原球茎，使其产生內源NO并与之结合，进一步调控SS活性和糖代谢水平，最终影响多糖的生物合成。 低温和NO对铁皮石斛原球茎生长和多糖合成的影响及其交互作用2016.pdf.pdf (1.01 MB, 下载次数: 0)

2016-7-4 10:54 上传

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铁皮石斛（Dendrobium officinale）不仅具有很高的观赏价值，而且其增强免疫、抗氧化、抗肿瘤等药用保健价值也使该观赏植物具有极高的经济价值。但近年来，不合理地开发利用使其野生资源陷入濒危状态。因此人工繁殖并调控其多糖等有效成分不仅是保护野生铁皮石斛的重要措施，也是满足市场对生物保健品需求日渐增大的现实要求。铁皮石斛原球茎是组培过程中产生的一种高效的生物反应器，具有增殖快、生产周期短等特点，且其多糖含量与野生植株相当，具有相同的药效，可部分代替原植株成为药源。利用原球茎生产铁皮石斛多糖，是实现野生铁皮石斛资源可持续利用的有效方式之一。
为此，本试验以铁皮石斛原球茎为材料，采用单因素完全随机设计，分别用低温（0℃、4℃、8℃）和外源NO（0 、0.25 、0.5、1、2 mmol /L SNP）处理来探究其对铁皮石斛生长、光合以及多糖的影响，寻求合适的低温刺激以及最适外源NO浓度，达到多糖含量增加而又不损伤植物材料的目的，为生产上寻求合适的低温及外源NO调控技术提供科学依据。其次，用最佳的低温和最佳浓度NO以及NO抑制剂（PBITU）和清除剂（cPTIO）处理，探讨NO（内源与外源）在低温诱导下对次生代谢产物多糖合成中的作用，以期寻求铁皮石斛原球茎多糖生物合成的调控机理，为生产中多糖的生物合成提供新的途径。研究结果如下：
1、低温对铁皮石斛原球茎生长和多糖合成的影响
（1）不同程度的低温对铁皮石斛原球茎生长和多糖合成产生了不同的影响，其中低温（4℃）是最佳的处理。低温（4℃）对铁皮石斛原球茎的干重和相对生长速率影响不大，且有利于提高多糖的含量和产量；低温（0℃）虽提高了其多糖含量，却大大降低了生物量和多糖产量；温度（8℃）与对照无显著性差异。并且所有处理下的干重均随着培养时间的延长而递增，但相对生长速率、多糖含量和产量都呈现先增加后减少的趋势。
（2）低温（4℃）仅在前7d降低了原球茎的叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量，但在后期培养中恢复到了对照水平。低温（8℃）与对照接近，低温（0℃）抑制了叶绿素的合成。各处理对Fv /Fm、RE/ABS、RC /CSo、ETo /TRo 和TRo /ABS的影响同叶绿素。且各处理下的叶绿素含量和各项叶绿素荧光参数的值均出现先升高后降低的变化规律，均在培养14d达到最大值。
2、外源NO对铁皮石斛原球茎生长和多糖合成的影响
0.5mmol/L SNP对铁皮石斛原球茎的生长和多糖积累均有促进作用，多糖产量最高，是最佳的处理浓度。低浓度的SNP（0.25mmol/L）有利于铁皮石斛原球茎生长，其干重、相对生长速率、叶绿素含量和叶绿素荧光参数值均得到提高，但多糖含量却与对照差异不显著；高浓度的SNP（1mmol/L）对多糖积累有促进作用，但却抑制了其生长。SNP（2mmol/L）由于浓度太高，对原球茎产生了严重的毒害作用，对其生长和多糖合成均起抑制作用。各处理下的叶绿素含量、叶绿素荧光参数的值和多糖含量均在培养7d达到最大值，普遍比低温处理（14d）提前达到了峰值。
3、低温和NO在多糖合成中的关系及其功能
低温和NO可以单独对铁皮石斛原球茎多糖合成产生影响，也可以通过信号传递途径联合发挥作用。其作用机制可能为：
（1）低温可触发铁皮石斛原球茎的防卫反应，调控其糖代谢，使铁皮石斛原球茎中SS活性增强，蔗糖、果糖、葡萄糖等可溶性糖含量增加，为多糖合成提供前体物质，从而促成多糖的合成。低温胁迫下产生的蔗糖和葡萄糖，还可能通过糖信号途径促进多糖的合成。
（2）NO一方面也可以引发铁皮石斛原球茎的防卫反应，发挥类似于低温的作用。另一方面还可作为信号分子提高SS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。NO还可以通过增加铁皮石斛原球茎叶绿素含量，提高PSI和PSII的性能，促进光合作用，进一步促进了蔗糖和葡萄糖等碳水化合物的积累，为多糖合成提供前体物质。同时光合作用的加强又促进了生物量的增加，使得多糖产量增加。
（3）NO作为外界信号刺激铁皮石斛原球茎，使其产生內源NO并与之结合，进一步调控SS活性和糖代谢水平，最终影响多糖的生物合成。 低温和NO对铁皮石斛原球茎生长和多糖合成的影响及其交互作用2016.pdf.pdf (1.01 MB, 下载次数: 0)

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