一、植物次生代谢物的分布及其应用(论文文献综述)
毛欣雨[1](2021)在《不同树龄银杏叶片药用有效成分积累规律及多组学分析》文中认为银杏(Ginkgo biloba L.),为裸子植物门银杏科银杏属多年生乔木,是我国重要的经济树种。银杏叶含有黄酮和萜内酯类化合物等多种次生代谢物,具有重要的药用价值。由于银杏叶片中的药用有效成分在银杏幼树的叶片中含量较高,因此生产上以采叶为主的银杏主要通过播种的方式培育实生苗。通常1-4年生的银杏树叶片可以作为药物的原材料,而随着树龄的增加,叶片中的药用有效成分显着下降,导致叶片质量下降。因此,探究银杏不同树龄叶片中药用有效成分积累规律将对叶用银杏产业发展具有重要意义。本研究以1-7年生的银杏树叶片作为实验材料,通过对植株生长势、叶片形态结构观察以及对叶片中主要代谢物含量测定分析,明确了不同树龄银杏树的生长和次生代谢物积累规律;通过转录组学和代谢组学分析,进一步探明了不同树龄银杏树叶片次生代谢物积累的分子调控机制。主要取得以下结果:(1)通过对不同树龄银杏树植株生长情况的测定发现,1、2年生银杏树植株生长速度较为缓慢,具有植株矮小、分枝少,根系分布较浅等特点。至第4年时植株主干显着增粗,株高可达2 m左右,但树干与树冠的分层不明显。第5年以后,植株进入快速生长期,植株增高至4 m以上,树冠集中在中上部,与树干有明显区分,呈现出乔木状。这些结果显示银杏播种实生苗1-4年植株较矮为幼树期,而从第5年开始快速生长,树体高大,开始进入快速生长期。(2)银杏叶片的形态结构随着树龄的增加变化明显。1-4年生银杏树叶片面积较大,叶片肥厚,鲜重较重,且叶裂数较多,尤其2、3年生植株叶片这一幼态特征最为明显。而5年以上的银杏树叶片面积开始变小变薄,叶裂数也减少甚至消失。此外,扫描电镜观察显示低龄银杏叶片上表皮具细微褶皱,细胞排列紧密,而随着年龄增加,细胞排列变得疏松;下表皮上的气孔随着年龄的增加逐渐下陷,且被周围逐渐突起的副卫细胞覆盖。(3)不同树龄银杏树叶片中黄酮和萜类化合物的含量分析发现,5年以下银杏树叶片中黄酮和萜类化合物的含量较高。其中1、2年生树的叶片中总黄酮含量分别达到32.4±1.96 mg/g和40.96±3.9 mg/g,约为7年生树叶片的2倍以上。总黄酮醇苷的含量也呈现出同样的趋势,1年生树叶片中总黄酮醇苷含量为9.88±0.27 mg/g,显着高于4年生及7年生树的总黄酮醇苷含量,其中槲皮素含量的差异最为明显,7年生树叶片中槲皮素含量较1年生显着下降了38.7%。上述结果说明,银杏1-4年生的幼树叶片中黄酮和萜内酯类化合物的积累较多,但当树木进入快速生长期时叶片中有效成分积累显着下降,表现出显着的年龄效应。(4)进一步通过广泛靶向代谢组学对第1、4、7年生银杏树叶片的成分进行分析,共鉴定到黄酮、脂质、氨基酸、酚酸、有机酸等11类差异代谢物,其中黄酮类物质占比最大,共发现73个差异物质,其中82%的黄酮类化合物含量随着树龄增加而呈现下降趋势。尤其1年生和7年生银杏树叶片中黄酮代谢物含量差异最为显着,共发现黄酮醇、黄酮、黄烷醇类、异黄酮、花青素、双黄酮等7大类57个类黄酮物质,除5种物质含量升高外,其余黄酮类物质含量均显着降低。此外,还鉴定到9种萜类差异代谢物,大部分萜类差异代谢物含量在4年生银杏树的叶片中最高。(5)对第1、4、7年生银杏树叶片进行转录组测序,共鉴定到26个差异表达基因富集到苯丙素生物合成途径,其中21个基因在1年生树的叶片中表达最高,而在4年和7年生树的叶片中显着下调表达。黄酮类化合物合成途径中共发现27个差异表达基因,其中有21个基因表达量随着树龄的增加而降低,尤其与山奈酚、槲皮素合成密切相关的FLS基因显着下调表达。qRT-PCR进一步验证了 9个与类黄酮合成相关的差异基因均在1年生树的叶片中表达最高,在4年和7年生树的叶片中表达量显着下降。代谢组和转录组联合分析显示黄酮类化合物合成通路中关键结构基因的表达下调可能是导致黄酮化合物随着树龄增加逐渐减少的主要原因。(6)共鉴定出20个光合相关的差异基因,其中大部分基因随着树龄的增加呈现出下调表达的趋势。叶绿素合成途径中鉴定到的15个差异基因,表达量均随年龄增加下调,而2个叶绿素降解相关的基因在1年生叶片中高表达。同样,对3类糖相关的代谢途径分析,发现大多数差异基因也表现为随着树龄增加而下调的趋势。这些结果表明银杏幼树叶片中叶绿素合成效率较高,光合作用强,产生的糖类初级代谢产物多,可能也促进了幼树叶片中次生代谢物的积累。(7)激素合成与信号通路中,共鉴定到12个与JA合成相关的差异基因,其中11个基因随着树龄增加下调表达。此外,参与SA合成的11个差异基因也有相同的表达趋势。这些与抗逆相关的激素表达趋势说明银杏幼树抵御逆境的能力较弱,体内合成较多JA、SA等与抗逆相关的激素,这也可能是促进黄酮类化合物等次生代谢物在幼树中积累的因素之一。
魏明峰[2](2021)在《中国梨喀木虱在不同品种梨上的适合度研究》文中认为中国梨喀木虱(Cacopsylla chinensis Yang et Li)(Hemiptera:Psyllidae)是我国梨园中一种重要害虫,严重影响梨果的品质和产量。本文以不同品种梨上中国梨喀木虱发生程度有别为出发点,就中国梨喀木虱对白梨品种(酥梨和红香酥)和西洋梨品种(绿巴和红巴)的适合度差异及相关影响因子进行了研究:通过中国梨喀木虱在寄主上的种群密度、为害指数、选择和产卵偏好、适生性等指标,对不同品种梨抗虫水平进行分级,筛选、确定供试品种;通过供试品种上中国梨喀木虱种群两性生命表的组建和分析,对其寄主适合度予以评价;采用动态顶空吸附法和气-质联用方法收集和鉴定了不同品种梨叶片挥发物;采用熏蒸法和嗅觉仪对相关物质的生物活性进行了测定,并开展了驱避效果试验;利用高效液相色谱-质谱联用技术对不同品种梨叶片代谢物进行了鉴定,筛选出了差异代谢物和差异代谢途径;证实了中国梨喀木虱对绿巴和红巴适合度较差,并初步确定了梨叶片挥发物中的萜类物质为其重要影响因子。主要结果如下:(1)中国梨喀木虱在不同品种梨上的适合度表现:通过对50个品种梨上中国梨喀木虱种群调查,依据感虫指数筛选出两个敏感品种酥梨、红香酥和两个抗性品种绿巴、红巴作为供试品种;酥梨和红香酥上中国梨喀木虱种群数量、成虫寄居和产卵量、取食指数均大于绿巴和红巴,且差异显着;在选择条件下,夏型成虫在不同品种梨枝条上单枝产卵量(卵/枝)为红香酥(187.25)>酥梨(170.75)>绿巴(38.25)>红巴(15.25);若虫取食指数酥梨(1.78)>红香酥(1.75)>绿巴(0.95)>红巴(0.89)。结果表明,中国梨喀木虱对酥梨和红香酥有产卵和取食偏好,对绿巴和红巴表现出忌避性。(2)中国梨喀木虱在4种梨树上生命参数分析:与在酥梨和红香酥上相比,中国梨喀木虱在绿巴和红巴上成虫(雌/雄)前期和总产卵前期均较长,而产卵期均较短,成虫前存活率及繁殖力均较低,且差异均显着;其中总产卵前期:绿巴(45.20 d)>红巴(42.25 d)>红香酥(36.22 d)>酥梨(35.06 d);繁殖力(卵/雌):红香酥(70.78)>酥梨(64.50)>绿巴(30.90)>红巴(25.75)。中国梨喀木虱在绿巴和红巴上种群增长受限,其上中国梨喀木虱的内禀增长率,周限增长率和净增值率均显着低于酥梨和红香酥,其中内禀增长率:红香酥(0.0393 d-1)>酥梨(0.0367 d-1)>绿巴(0.0086 d-1)>红巴(0.0034 d-1)。上述结果说明在西洋梨两品种(绿巴和红巴)寄主上中国梨喀木虱生长发育迟缓,种群增长速率低,中国梨喀木虱对绿巴和红巴适合度较差。(3)不同品种梨叶片挥发物收集、鉴定和生物测定及田间试验:酥梨、红香酥、绿巴和红巴4个品种梨中共鉴定出58种挥发性成分,其中在两个西洋梨品种(绿巴和红巴)中存在的特有挥发性物质为邻苯二甲酸-1-丁酯-2-异丁酯、2-莰酮和α-蒎烯;用2m L/L的α-蒎烯熏蒸中国梨喀木虱成虫12 h、24 h和36 h后,其死亡率分别为18.75%、50.00%和100%,而10 m L/L的α-蒎烯在处理12h后死亡率达到100%;768 mg/L的2-莰酮在处理12 h、24 h和36 h后,成虫死亡率分别为28.41%、68.86%和100%。成虫对12 mg/L-192 mg/L的2-莰酮有显着的负趋性反应,而对α-蒎烯未表现明显的趋性反应。19.2 mg/kg的2-莰酮连续喷雾3 d和7 d后植株上成虫数量为6.25头/株和3.75头/株,均少于对照植株13.25头/株和9.50头/株。结果发现,α-蒎烯、2-莰酮对中国梨喀木虱成虫均有杀灭作用,死亡率与熏蒸时间和浓度有关,且2-莰酮对成虫有驱避性。(4)不同品种梨叶片代谢物的鉴定、分析和差异代谢途径筛选:在酥梨、红香酥、绿巴和红巴4个品种梨间共鉴定出111种差异代谢物,在白梨品种(酥梨和红香酥)和西洋梨品种(绿巴和红巴)间相对含量均存在差异的代谢物有68种,其中有8种黄酮类物质相对含量在西洋梨品种(绿巴和红巴)中比在白梨品种(酥梨和红香酥)中显着较高(槲皮苷和Biorobin含量高100多倍),4种黄酮类物质显着较低(山奈酚-7-奈山梨苷和Genistin含量低至1/100以下);4个品种梨间的差异代谢物共注释到18个代谢途径,富集分析筛选出白梨品种(酥梨和红香酥)和西洋梨品种(绿巴和红巴)间有显着差异的代谢通路共9个,其中黄酮和黄酮醇生物合成及类黄酮生物合成途径是差异最为显着的两个。(5)不同品种梨影响中国梨喀木虱适合度的内在因子:中国梨喀木虱适合度较差的西洋梨品种(绿巴和红巴)叶片中存在的萜类挥发性物质对成虫不仅有驱避作用,而且对其有杀灭活性。因此,挥发性萜类物质对中国梨喀木虱寄主选择有重要影响,可以利用该类物质为中国梨喀木虱绿色防控提供新途径。
张秀民[3](2021)在《茉莉酸甲酯调控西兰花毛状根次生代谢物体外释放的研究》文中研究表明西兰花(Brassica oleracea L var.italica Planch)属十字花科芸薹属甘蓝种,以食用由无数花梗和花蕾组成的花球为主,因含有萝卜硫苷(Glucoraphanin,GRA)和萝卜硫素(Sulforaphane,SF)等丰富的生物活性化合物而备受关注。在茉莉酸甲酯(Methyl jasmonate,Me JA)处理下西兰花毛状根中GRA和SF会大量释放至液体培养基中,但其释放机制尚未见报道,本研究通过外源添加Me JA诱导西兰花毛状根,在单因素实验(接种量、p H、培养温度、转速、培养基体积)基础上,以接种量、p H、培养温度为自变量,以西兰花毛状根培养体系中GRA和SF总产量为响应值,利用Design-expert8.0.6软件设计响应面实验,优化其释放条件,应用Illumina测序技术探究不同时间外源诱导子Me JA调控西兰花毛状根中GRA及SF体外释放分子机制,得到如下结论:(1)毛状根接种量为0.15 g、摇床转速为110 r/min、温度为25℃时,毛状根中GRA产量显着高于其他处理;此时MYR活性最大且培养基中SF产量显着高于其他处理。因此在此条件下,有助于GRA合成及SF向培养基中释放。(2)p H为6.0时,毛状根中GRA产量是培养基中GRA产量的23.43倍;p H为5.5时,培养基中SF产量显着高于其他处理,此时MYR活性最大。可得出,当p H为5.5时,SF向培养基中释放量达到最大。(3)培养基体积为100 m L时,毛状根GRA产量显着高于其他处理;培养基体积为110 m L时,MYR活性达到最大,此时培养基中SF的产量也显着高于其他处理。因此培养基体积为100 m L时,有助于毛状根中GRA和SF的生物合成,而培养基体积为110 m L时,有助于SF向培养基中释放。(4)在单因素实验的基础上,采用响应面分析法中的Box-Behnken Design建立数学模型,模型显着性检验P<0.05,表明模型显着;失拟项P值为0.3701>0.05,失拟不显着。模型的校正决定系数R2Adj为0.8629,能解释约86.29%的响应值变化,决定系数R2为0.9091,拟合程度良好,实验误差小。利用该模型回归方程确定最佳培养条件:毛状根接种量为0.15 g,培养温度为25.44℃,p H为5.56,在此条件下进行验证实验,西兰花毛状根中GRA和SF总产量为2080μg/flask,回归模型预测理论总产量为2440μg/flask,验证值低于预测值,二者差值为360。(5)10 mmol/L的Me JA处理西兰花毛状根0,3,6,9,12 h,毛状根中GRA产量明显高于培养基中的GRA产量,且均在9 h时达最大;而毛状根中SF的产量在12 h时达最大;毛状根中MYR活性随Me JA处理时间的延长而降低,且差异显着;在0 h时,MYR的活性最大,12 h时MYR的活性最小。(6)Me JA处理0,3,6,9,12 h时共有4733个差异基因参与调控,其中1024个基因上调表达,3709个基因下调表达。对共同的上调差异基因进行KEGG途径富集分析,发现“SNARE在液泡运输中的相互作用”这一通路(ko04130)富集排在第1位;ABC转运蛋白相关基因ABCB19,ABCG6,ABCG36,ABCB9分别在0,3,6,9 h表达量上调。以上结果表明,西兰花毛状根培养条件是制约GRA和SF合成的主要因素,而SF的释放受到多基因及多途径的共同调控。尽管本研究初步利用转录组研究了SF释放的分子机制,可为工业生产中从发酵液中提取GRA和SF提供理论支持,但对于更加全面的揭示GRA和SF释放分子机制和信号调控网络,需通过转录组、蛋白组和代谢组联合解析。
陈盼[4](2021)在《基于化感作用的木麻黄内生菌的定殖及其转录组和代谢组学关联分析》文中研究说明木麻黄为滨海防风固林的优良树种,在上世纪八九十年代大量种植于海南岛环岛海岸带。随着林龄的增长,木麻黄林出现自我更新困难的问题,其主要原因是化感物质的积累。我们前期的研究表明,木麻黄土壤微生物、根和凋落物内生菌均有可能引起木麻黄化感作用。因此,本文挑选4株化感潜力较强的木麻黄根内生菌,利用GFP荧光标记和激光共聚焦观察分析木麻黄与内生菌互作下定殖侵染途径;转录组学探究内生菌侵染后木麻黄中与化感物质合成相关的基因表达变化;代谢组学分析化感物质合成相关的代谢产物变化;通过转录组学和代谢组学关联分析,探讨木麻黄与内生菌相互作用的分子基础。主要研究结果如下:1.利用GFP标记及激光共聚焦观察内生菌定殖,GFP标记的两株细菌与真菌共同侵染木麻黄幼苗时,细菌主要定殖于叶气孔保卫细胞处,真菌则大量定殖于根毛处,细菌菌株定殖情况整体比真菌强。2.利用转录组学技术研究内生菌侵染木麻黄幼苗与无菌幼苗的基因表达谱变化,结果显示:经过内生菌侵染后,木麻黄幼苗在转录水平上有1016个显着差异表达基因,包含303个上调表达基因和713个下调表达基因;GO及KEGG分析表明,与化感物质合成相关的上调基因有8个,下调基因有8个;上调基因3,9-二羟基翼龙果6a-单氧基类基因CYP17A、下调基因β-香兰素28-单加氧酶基因CYP716A参与苯丙素生物合成,借由莽草酸途径影响化感物质2,4-二叔丁基苯酚的合成;下调基因丙二烯氧化合酶基因AOS与亚麻酸代谢过程有关,参与化感物质硬脂酸甲酯、棕榈酸甲酯合成过程。此外,还有差异基因与光合作用、卟啉和叶绿素、谷胱甘肽代谢途径有关。3.利用代谢组学技术研究内生菌侵染木麻黄幼苗与无菌幼苗的代谢谱变化,结果显示:经过内生菌侵染后,木麻黄幼苗在代谢水平上有29个差异代谢物,其中13个上调差异代谢物和16个下调差异代谢物;通过KEGG分析表明,与化感物质合成相关的上调代谢物有2个,下调代谢物有3个;上调代谢物紫罗兰酮和哌啶酸参与次级代谢产物的生物合成过程,下调代谢物黄嘌呤、百里酚、阿魏酸与苯丙素的生物合成有关,参与萜类和多酮类代谢过程。此外,大部分差异代谢物主要参与碳水化合物代谢、辅因子和维生素代谢、其他氨基酸代谢、能量代谢和氮代谢等代谢通路。4.转录组和代谢组联合分析表明,转录组差异基因和代谢组差异代谢物共同参与的通路有26条,主要通过苯丙素生物合成中的莽草酸途径影响化感物质2,4-二叔丁基苯酚的生物合成,同时内生菌与木麻黄互作时,内生菌不同程度上参与植物生理生化活动。综上所述,研究结果显示多种内生菌侵染下化感物质合成相关的差异基因和差异代谢物发生显着变化,磷酸戊糖途径、苯丙素生物合成、莽草酸途径、卟啉和叶绿素代谢等通路显着富集,说明内生菌侵染木麻黄后,植株通过以上代谢途径参与了化感物质合成;并可能通过卟啉和叶绿素合成等基因的差异表达,影响互作苗的光合作用。本研究为内生菌参与化感作用提供了理论基础。也为后续采用工程菌株或微生物制剂帮助木麻黄林更新和改造提供理论指导。创新点:首次采用合成群落方法,模拟自然状态,探讨木麻黄植株与多种内生菌互作研究。
钟卓珩[5](2021)在《UVB诱导长春花及白桑次生代谢激活及调控的系统生物学研究》文中研究指明药用植物次生代谢产物是创新药物的重要来源。长春花中的吲哚生物碱与白桑中的异戊烯基化合物均具良好的生物活性,吲哚生物碱及其衍生物广泛用于肿瘤的临床治疗领域;但这些化合物在天然植株中的含量偏低,化学合成难度大,严重阻碍了大规模开发应用。前期研究表明,紫外线B(Ultraviolet B,UVB)辐射作为一种诱导因子,与暗培养手段结合,能引起长春花和白桑体内次生代谢物合成关键酶的响应并相应提升吲哚生物碱与Diels-Alder型加合物及其前体的含量,增加其药用价值,但UVB辐射下涉及的次生代谢激活及调控机制,如在信号转导、能量产生等方面,仍不清楚。本论文基于系统生物学研究思路,整合蛋白质组学、代谢组学、分子生物学等手段,对长春花及白桑响应UVB辐射的分子机理进行了探究,为阐明药用植物中活性成分生物合成机制奠定了基础,主要内容和结果如下:(1)UVB辐射下长春花磷酸化信号通路及初生代谢变化研究为探究UVB辐射下长春花叶片的响应,开展了ATP含量测定、磷酸化蛋白质组学分析、GC-MS代谢组学分析及Western-Blotting实验。结果表明,在UVB辐射下,叶片中ATP含量显着上升;磷酸化蛋白质组学分析鉴定了242个变化的磷酸化蛋白,这些磷酸化蛋白主要与蛋白质合成、修饰、降解及信号传递、转导相关,其中钙调蛋白、钙离子依赖型蛋白激酶、热激蛋白含量显着增加;GCMS代谢组学分析鉴定了110个变化的代谢物,主要属于糖类、有机酸类、氨基酸类、醇类,其中戊糖类、芳香族氨基酸类、苯丙素类代谢物显着增加;整合组学数据与Western-Blotting结果发现,糖酵解与活性氧清除系统相关途径显着变化。这些结果说明,UVB辐射对植物造成了氧化胁迫,并激活了钙离子依赖型的蛋白磷酸化/去磷酸化修饰。一方面,糖酵解途径蛋白精准调控,三羧酸循环上调,促进了ATP生成,为次生代谢中的合成反应提供能量;另一方面,氧化还原反应相关的蛋白上调,并参与催化部分次生代谢中的反应,进一步促进次生代谢物积累。(2)UVB辐射下长春花能量调控及次生代谢物积累研究为进一步探究UVB辐射下长春花叶片中线粒体对能量调控的作用及与次生代谢的联系,开展了线粒体酶活抑制实验、亚细胞器蛋白质组学分析、LC-MS靶向/非靶向代谢组学分析及q RT-PCR实验。线粒体酶活抑制实验表明,线粒体ATP合酶的抑制阻止了UVB辐射下ATP含量的上升。亚细胞器蛋白质组学分析鉴定了1051个线粒体相关蛋白质,其中线粒体呼吸链复合体I蛋白含量减少,复合体II、复合体IV蛋白含量增加;甲基赤藓糖磷酸(MEP)途径蛋白含量增加,香叶基焦磷酸(GPP)合酶含量增加,GPP还原酶含量降低;q RT-PCR实验证实这些蛋白对应基因的m RNA水平变化与蛋白变化趋势一致。LC-MS代谢组学分析鉴定了126个变化代谢物,主要包括生物碱类、有机酸类、糖类、苯丙素类、脂肪酸类,其中8个吲哚类生物碱含量显着增加。整合多组学数据分析发现,部分氨基酸代谢水平下降,色氨酸合成水平上升。这些结果说明,线粒体参与了UVB辐射反应的调控,一方面,不同复合体的响应保持了高ATP供应,MEP途径激活,GPP合酶含量增加,推动了GPP到单萜类骨架的转化,促进了吲哚生物碱单萜类前体的积累。另一方面,线粒体中部分氨基酸代谢水平下降,调控氮流参与色氨酸合成,促进吲哚生物碱另一前体积累。(3)UVB辐射结合不同时长暗培养下白桑调控机制研究为探究药用植物UVB辐射下调控机制存在的共性与特点,以白桑为例,开展了UVB辐射下白桑蛋白质组学分析、代谢物指纹图谱差异分析、体外抗氧化活力测定、化合物含量测定及q RT-PCR实验,分析了UVB辐射后暗培养不同阶段下及未处理植株不同组织部位间的差异。在未处理的白桑中,根部Diels-Alder型加合物及其前体含量显着高于其他部位,桑黄酮H、桑根皮素、chalcomoracin在根部的含量是其他部位的10倍以上。在UVB辐射处理后暗培养阶段,叶片中chalcomoracin等5个Diels-Alder型加合物及其前体含量显着增加;在暗培养30h下蛋白变化最为显着,有253个蛋白发生了变化,涉及黄酮类合成的查尔酮合酶、二氢黄酮醇-4-还原酶、柚皮素-2-酮戊二酸双加氧酶、苯香豆素苄基醚还原酶都有所增加。与长春花类似,UVB辐射下白桑内MEP途径激活,该途径中3个负责催化终产物异戊烯基单体合成的蛋白增加,使异戊烯基单体大量合成,促进了MEP途径下游以之为底物的反应,导致异戊烯基类化合物积累。由于白桑次生代谢途径仍未阐明,推测芳香类异戊烯基转移酶(Aromatic PT)催化的异戊烯基转移参与了Diels-Alder型加合物及其前体合成的调控。(4)白桑叶片UVB辐射下异戊烯基转移酶的功能研究为进一步研究白桑体内异戊烯基的转移机制,对白桑新型Aromatic PT展开研究。经过BLAST比对筛选、基因克隆、载体构建、体外酵母/烟草表达及功能验证实验,发现一条编码新型Aromatic PT的转录本,在UVB辐射后暗培养阶段RPKM值增加,能够催化GPP到氧化白藜芦醇的转移,命名为Ma OGT。通过生化性质测定及亚细胞定位实验,证实Ma OGT具有Aromatic PT的典型特征,拥有富含天冬氨酸的保守功能域,且定位于细胞质体。Ma OGT是首个接受GPP为异戊烯基供体的芪类PT,它的发现丰富了桑科Aromatic PT的信息,并为桑科更多未知Aromatic PT的深入挖掘提供参考。本论文通过对两种药用植物在UVB辐射下调控机制的共性与特点展开研究,阐明其在UVB辐射下分子响应及调控机制,揭示了MEP途径异戊烯基骨架合成及转移对下游物种特异性次生代谢途径激活的重要意义,对调控MEP途径活性成分的生物合成奠定了基础。
李小青[6](2021)在《化学农药对青菜及其根际微环境的影响机制研究》文中研究说明农药是保障农业丰收的重要手段,长期重复使用致使其大量残留于农田环境中,而残留于土壤及水体中的农药易向非靶标作物迁移,进一步对植物生理代谢及根际环境产生一定影响,然而目前对农药-植物-根际环境互作的机制研究较为匮乏。代谢组学是以生物体内源性代谢物质作为研究对象,分析其种类、数量及其在内外因素作用下的变化规律。目前代谢组学已成为研究不可预测代谢变化的有力工具,可以在分子水平上阐明生物组织在各种胁迫下的反应。因此,本课题基于代谢组学的技术,围绕农药-植物-根际环境互作,开展化学农药对植物以及根际微生物影响机制研究,研究结果将为评估农药对环境的潜在影响提供重要基础依据。主要内容和结果如下:(1)在第二章中,基于非靶向代谢组学技术研究三种不同农药喷施对植物叶片组织代谢的影响机制。喷施农药为杀虫剂噻虫嗪、杀菌剂戊唑醇和除草剂乙草胺,使用剂量为青菜推荐使用剂量。实验结果表明,三种不同农药喷施均对青菜生理代谢产生一定影响,且不同农药对植物的影响存在一定差异。杀虫剂噻虫嗪处理时,青菜叶片中的氨基酸、核酸、黄酮类和酚酸类物质显着累积,还显着影响了C5-分支二元酸代谢途径;杀菌剂戊唑醇处理时,青菜叶片中的氨基酸、糖和酚酸类物质下调;除草剂乙草胺处理时,青菜叶片中的糖和黄酮类物质含量显着下调,脂肪酸显着上调,且显着影响了乙醛酸和二羧酸酯代谢途径。此外,三种不同农药的施用均显着影响了三羧酸循环(TCA循环)和烟酸酯和烟酰胺代谢途径。(2)在第三章中,利用液相色谱-串联四极杆质谱仪器(LC-QTOF/MS)研究呋虫胺对上海青根系分泌物的影响。研究发现,呋虫胺暴露下导致青菜组织中抗氧化系统酶活性升高,从而进一步导致青菜组织的氧化应激,影响青菜组织中蛋白质的合成及光合作用。基于主成分分析(PCA)分析上海青根系分泌物代谢图谱,发现呋虫胺的暴露明显改变青菜根系分泌物的分泌,其中上调和下调的质谱峰数均随呋虫胺浓度的增加而增加。在呋虫胺胁迫下,一些渗透调节物质(脯氨酸和甜菜碱)和防御相关代谢产物(亚精胺、苯丙氨酸和一些酚酸)显着上调,这可能有助于青菜适应不利的环境条件。苯丙氨酸衍生的次生代谢产物的含量随着呋虫胺浓度的增加而增加,这可能增加了植物的外部解毒能力。在低浓度呋虫胺处理下,TCA循环中的一些中间产物(琥珀酸和苹果酸)显着上调;然而,在高浓度呋虫胺处理下,呼吸代谢受到显着影响,无氧呼吸产物乳酸和3-苯基乳酸显着积累。此外,不同浓度呋虫胺处理组均显着抑制芥子油苷的释放。(3)在第四章中,基于代谢组学结合微生物组学研究吡虫啉对上海青青根系分泌物及根际土壤菌群的影响。代谢组学分析发现,吡虫啉可以显着影响青菜根系分泌物。共鉴定出59种差异代谢物,大多数代谢物均显着上调(低浓度处理上调23.4%,高浓度处理上调26.1%),特别是氨基酸和有机酸含量均随着吡虫啉浓度的增加而增加。通过16S r RNA基因测序技术对根际细菌多样性进行分析发现,根际土壤细菌的Shanno指数和ACE指数随着吡虫啉处理浓度的增加而增加,表明吡虫啉喷施可以显着影响根际菌群多样性及丰度,尤其与氮循环相关的细菌的丰度显着增加。相关性分析表明,根际中多数微生物OUT与根系分泌物多种物质呈显着相关,特别是氨基酸、有机酸和脂类物质。另外,根际土壤中吡虫啉降解菌Ramlibacter的丰度随吡虫啉处理浓度增加而增加。Tax4Fun功能预测表明,根际细菌的氨基酸代谢、其他次生代谢物的生物合成和辅因子和维生素代谢也与根系分泌物中相关物质成显着正相关。
闫雪[7](2021)在《黑龙江省帽儿山林区早春开花植物的生理代谢特性研究》文中提出早春开花植物是在寒冷的早春季节开花并快速完成其生命周期的一类特殊植物,它们在冬雪初融就迅速散叶并在短暂的营养生长后于早春开花,因此它们高度适应森林中潮湿寒冷的生境。为了更好地认识和开发利用这类特殊植物,了解其对外部环境的适应性,我们自黑龙江省帽儿山实验林场采集了五种早春开花植物(冰凌花、黑水银莲花、平贝母、鹿药、顶冰花)和五种未开花植物(升麻、乌药、耧斗菜、藜芦、东北百合)进行该研究,基于GC-MS非靶向和LC/MS靶向代谢组学技术平台,结合生理生态学指标,对早春开花植物的生理机制和代谢特性进行了综合分析,得到以下结论:(1)早春开花植物的叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素均低于未开花植物;同时早春开花植物的可溶性糖含量均高于未开花植物,而早春开花植物的可溶性蛋白含量均低于未开花植物;两类植物的内源激素ABA、GA3、IAA、ZT之间的比值显示早春开花植物中的IAA含量较低,而GA3和ABA含量在早春开花植物中显着增加。(2)利用GC-MS非靶向代谢组学技术测定两类植物叶片中的初级代谢产物,并采用了主成分分析(PCA)、偏最小二乘法判别分析(PLS-DA)分析筛选出18种氨基酸、18种糖、50种有机酸差异代谢物,丙氨酸、苯丙氨酸和色氨酸、木糖、核糖和D-乳糖以及苹果酸和富马酸等在早春开花植物中含量较高,同时通过代谢富集确定了氨酰-tRNA生物合成等5个关键的潜在差异代谢途径。结合两类植物叶片中初级代谢产物的结果,我们发现早春开花植物的碳代谢增强,而氮代谢降低。(3)通过LC-MS靶向代谢组学技术平台测定两类植物叶片中的31种酚类化合物,通过聚类发现L-苯丙氨酸和C6C1型碳骨架的酚类化合物香草酸、丁香酸、原儿茶酸以及C6C3型酚类化合物阿魏酸、绿原酸和咖啡酸在早春开花植物中的相对含量较低,而龙胆酸、苯甲酸、对羟基肉桂酸、肉桂酸和迷迭香酸在开花植物中显着积累,C6C3C6型碳骨架的黄酮类化合物芦丁、柚皮苷、甘草素、大豆苷元和异懈皮苷也在早春开花植物中分布较多。(4)对采集的早春植物中测定的4种内源激素含量、初级差异代谢物以及酚类化合物进行了相关性分析。结果显示,在两类植物中四种内源激素ABA、GA3、IAA、ZT之间具有显着正相关性;同时,四种内源激素与大部分酚类代谢物显着正相关,而只与几种初级差异代谢物具正相关性。本研究将非靶向GC-MS和靶向LC-MS技术结合起来研究早春开花植物的代谢特异性,并讨论了早春开花植物和未开花植物中初级代谢产物和酚类代谢产物相互作用的组织特异分布,我们发现两种植物的碳氮代谢分配的差异以及酚类化合物的水平不同,同时这些也是区分两类植物的关键基础,这些研究结果有助于对早春开花植物的认识,并为早春开花植物的开发利用奠定了理论基础。
李弘琨[8](2021)在《东北红豆杉内生真菌多样性与紫杉烷积累的相关性规律解析及其高产菌株的应用》文中研究表明红豆杉是地球上濒临灭绝的天然抗癌植物,是经过了 250万年的古老孑遗树种,有植物界“活化石”之称。红豆杉植物中含有多种生物活性的代谢产物,如紫杉烷类、生物碱类、黄酮类、有机酸类、苯丙素类、木脂素类、萜类等,其中紫杉醇因活性强、抗癌机制独特成为世界各国医院首选的一线广谱抗癌药物的原料药。自然条件下红豆杉生长速度缓慢,再生能力差,并且红豆杉中紫杉醇浓度约为0.02-0.069%,市场供不应求,原料短缺问题日益严峻。自上世纪90年初Stierle等首次获得产紫杉醇的内生真菌,植物内生真菌成为筛选新的具有生物活性代谢产物的重要来源,以期代替繁琐而低效的“不可持续的资源利用方式”。据报道,内生真菌种群的生物多样性和产与宿主相同成分的次生代谢产物多样性,对宿主植物化合物的产生、积累及其他生命活动起着重要的作用。本研究以东北红豆杉(Taxus cuspidata Sieb.et Zucc.)为研究对象,利用UPLC-Q Exactive Focus Orbitrap/MS技术对东北红豆杉的整体代谢成分进行快速、全面的成分分析。结合UPLC-MS/MS技术对东北红豆杉四个器官的紫杉烷标志性代谢物进行定量比较,并系统地研究内生真菌生物多样性及与宿主植物紫杉烷类代谢产物的相关性,建立新的策略来筛选具有产生生物活性的菌株并探究内生真菌在不同部位紫杉烷差异代谢形成中的作用,为东北红豆杉植物与内生真菌的进一步开发利用提供科学依据。本论文主要研究内容及结果如下:1、首次系统地对东北红豆杉不同器官内生真菌进行分类鉴定及种群多样性分析从东北红豆杉4个器官部位(根部、枝条、针叶、果实)共分离出内生真菌262株,其中根部内生真菌98株,枝条中内生真菌86株,针叶中内生真菌69株,果实中内生真菌9株,通过核糖体DNA中的内转录间隔区(ITS)序列Blast比对并对分离得到的内生真菌构建系统发育进化树,聚类到真菌界子囊菌门Ascomycota的4纲10目14科17属。器官对东北红豆杉内生真菌组成、优势类群(目、属、种水平上)的分布有显着的影响,其中仅4个种属为四个组织共有;果实中的内生真菌多样性及丰度最低,7个种属为根部、枝条、针叶三个组织共有;3个种属为根部和枝条两个器官共有;头孢菌属(Cephalosporium sp.)为仅枝条和针叶两个器官共有。本研究中木霉属Trichoderma表现出根部组织专一性;Eurotiales、Pleosporales和Hypocreales为最优势目;Penicillium、Aspergillus、Alternaria、Fusarium、Xylaria、Botrytis、Phoma和Trichoderma最优势属的分布具有显着的组织特异性。器官对东北红豆杉内生真菌多样性及丰度也有显着的影响,根部和枝条中内生真菌物种丰富度分别是针叶的1.91-2.36倍;果实的17.19-21.37倍;针叶的丰度约果实的9倍;多个优势菌种不同程度地体现出显着的组织特异性。2、植物代谢组学对东北红豆杉整体代谢成分的研究全面分析了东北红豆杉的代谢成分,结合一级、二级质谱及裂解规律确定了 12466个离子特征,对应5498个具有注释的潜在代谢物,初步鉴定了 239个化合物,包括紫杉烷类、黄酮类、萜类、生物碱类、有机酸类、苯丙素类、甾体类、糖类及氨基酸类等。主成分分析(PCA)表明根部和枝条间的代谢物差异较小,具有相同或相似的代谢成分;与针叶和果实间的代谢物差异明显。这些代谢产物参与了 80条代谢途径,主要包括柠檬酸循环(TCA循环)、氨基糖和核苷酸糖的生物合成途径、苯丙氨酸代谢途径、萜类骨架生物合成途径、脂肪酸生物合成途径、苯丙烷生物合成途径、甾体生物合成途径、花青素生物合成类黄酮生物合成途径、黄酮和黄酮醇生物合成途径、异喹啉生物碱生物合成途径等。东北红豆杉中紫杉烷总量最高,紫杉烷类化合物分布在红豆杉植物全身,且不同部位的含量和种类分布差异较大。对紫杉醇途径前体物质、中间产物和紫杉烷类代谢物进行差异分析,结合UPLC-MS/MS对器官的标志性代谢物进行定量比较,对7个目标紫杉烷类化合物进行分析检测,推测紫杉烷类物质在器官部位中合成,运输和积累的方式。3、东北红豆杉不同器官紫杉烷差异代谢物与内生真菌的相关性分析采用Pearson分析对东北红豆杉紫杉烷类化合物与内生真菌之间的相关性进行评估,东北红豆杉内生真菌菌群结构物种丰富度(H’)与宿主植物常见的七种紫杉烷类化合物的相关性显着,并且发现优势菌与含量之间存在正相关性;显着性差异的优势菌种对特有的紫杉烷代谢产物(紫杉醇途径前体物质、中间产物和其他紫杉烷类化合物等)中的21个差异化合物的峰面积之间存在一定的正相关和负相关关系,说明内生真菌对东北红豆杉化合物积累、产生及其他生命活动起着重要的影响作用;通过多元线性回归分析模型对东北红豆杉内生真菌优势菌属与紫杉醇等化合物含量进行评估,验证优势菌和紫杉烷含量的密切关系,建立新的策略来筛选具有产生物活性的菌株并探究内生真菌在不同部位紫杉烷差异代谢形成中的作用。4、东北红豆杉内生真菌R8-3-4的发酵工艺优化及应用通过PCR扩增生物合成关键酶基因和UPLC-MS/MS的MRM模式从东北红豆杉根部的内生真菌筛选出能产生与宿主相同次生代谢产物的目标菌株。以R8-3-4菌株为研究对象,考察不同因素对10-脱乙酰基巴卡亭Ⅲ(10-DAB)产量的影响,对发酵培养条件、发酵液中诱导子添加量进行优化。最优生产发酵条件为:PDB培养基、葡萄糖为碳源、硫酸铵为氮源,初始pH 6.0、温度30℃、转速160 r/min、培养14天、CuSO4 0.10 mg/L,水杨酸10 mg/L,乙酸钠8 g/L,发酵优化培养后R8-3-4菌株产10-DAB产量为983.41μg/L,是未优化前产量的2.96倍。利用磁固定化技术对优化后Penicillium oxalicum R8-3-4菌株进行半连续生产应用,经过五次循环在5 L生物反应器中10-DAB最终总浓度达到4873.08 μg,以使10-DAB的产量最大化,有望解决紫杉醇类药物的供需矛盾,从而在商业规模上实现巨大的经济可持续预期的可能性。
寇萍[9](2021)在《东北红豆杉中紫杉烷对UV-B辐射的响应规律及其代谢调控分子机制解析》文中进行了进一步梳理东北红豆杉(Taxus cuspidata)中所含有的紫杉醇是世界公认的具有极高药用价值的二萜类化合物,由于其独特的抗癌机制已作为广谱抗癌特效药用于各类癌症的临床治疗,医药市场需求量巨大。受限于紫杉醇的其他来源和生产方式存在技术瓶颈,难以大规模应用,所以目前紫杉醇的供应仍然直接或间接的来源于红豆杉自然资源,其他紫杉烷类成分则可作为紫杉醇生物合成的前体物质及其半合成的原料,然而东北红豆杉植株生长缓慢且紫杉烷含量极低,且因人类过量砍伐而濒临灭绝。已有研究表明,紫杉醇的生物合成途径会受到多种生理生态因子的影响和调控,而UV-B作为一种重要的光生态因子,应用于药用植物次生代谢过程调控和活性成分诱导增量的研究已成为相关领域的研究热点。本文在建立了准确可靠的次生代谢物质量控制分析方法的基础上,探究了UV-B诱导对东北红豆杉叶片中紫杉烷类成分含量的影响规律,并结合生理生化指标及转录组测序分析初步探讨了诱导调控机制,之后对UV-B诱导下东北红豆杉中紫杉醇合成代谢通路的关键酶候选基因及调控因子进行了挖掘和表达验证,本研究的主要内容及结果如下:1、建立了红豆杉中靶向代谢物的UPLC-MS/MS质量控制分析方法,同时针对性的检测红豆杉针叶中14种主要紫杉烷及黄酮类成分(10-去乙酰基巴卡亭Ⅲ、巴卡亭Ⅲ、10-去乙酰基紫杉醇、三尖杉宁碱、紫杉醇、7-表紫杉醇、7-木糖基-10-去乙酰基紫杉醇、槲皮苷、异槲皮苷、山奈酚-3-O-芸香糖苷、芦丁、白果素、银杏双黄酮、金松双黄酮)。方法学验证表明各目标成分在检测范围内均呈现良好线性关系,并且该分析方法的灵敏度、精密度、重现性、准确性均较好。此外优化建立了基于高速匀质结合超声辅助提取法的红豆杉叶片样品制备工艺,为后续样品中目标活性成分的高通量准确检测分析提供了必要的技术基础。该质量控制分析方法用于三种红豆杉叶片样品的检测分析可达到预期定性定量的效果,可满足红豆杉中含量低且结构相似的靶向代谢物高通量检测分析的需要,为质量控制及后续相关研究提供了必要的检测手段与技术支持。2、探究了东北红豆杉针叶紫杉烷及黄酮成分对UV-B的代谢响应规律,首先通过使用不同强度的UV-B辐射处理东北红豆杉幼苗,并对辐射诱导后东北红豆杉中紫杉烷和黄酮类化合物含量进行了 0至96 h的动态监测,以初步探究东北红豆杉针叶中紫杉烷和黄酮类成分对UV-B的次生代谢响应规律,结果发现东北红豆杉经UV-B辐射后针叶中主要紫杉烷类成分积累量普遍升高后降低,且辐射强度越大诱导增量效果越显着,各紫杉烷类成分含量主要是在48 h或72 h时达到最大值且各紫杉烷类成分之间普遍表现出显着的正相关性。此外UV-B辐射后针叶中主要黄酮类成分大多显着升高后降低,且胁迫强度越大诱导效果越显着,大部分黄酮类成分主要集中在48 h达到最大值。由UV-B诱导引起的次生代谢响应中黄酮类成分比紫杉烷类成分反应更敏感、更迅速,黄酮类成分的最大增量达到了紫杉烷类最大增量的1.81-3.21倍,且紫杉烷类和黄酮类成分含量之间呈现出显着的正相关性,表明东北红豆杉在自我防御时紫杉烷和黄酮类成分的生物合成过程很可能具有一定的协同作用。可为东北红豆杉的UV-B定向高效培育、紫杉烷类成分在基因水平的合成调控机制解析及高效利用东北红豆杉可再生的针叶资源提供重要数据参考和理论依据。3、为探究东北红豆杉针叶在生理生化层面对UV-B辐射的响应及调控规律,使用不同UV-B辐射时间诱导东北红豆杉幼苗。发现UV-B辐射会降低东北红豆杉叶片的生物量和相对含水量,辐射强度越大越不利于叶片生物量的积累且对细胞水分生理的影响越显着;UV-B辐射会引起东北红豆杉叶片气体交换参数的显着降低,在高强度辐射下净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度和蒸腾速率下降了 56.53%-77.68%;东北红豆杉叶片在UV-B诱导下叶绿素和类胡萝卜素含量大体呈现上升后下降的趋势;东北红豆杉会激活抗氧化酶系统以响应和防御UV-B辐射,SOD、CAT、POD酶活性在UV-B诱导前期呈显着上升趋势,之后随着辐射时间的增加而下降,且辐射强度越大对酶活的影响越大;丙二醛含量会随着UV-B处理时间的延长而逐渐显着升高,细胞膜逐渐受损。相关性和聚类分析表明UV-B辐射时气体交换参数和光合色素之间呈显着正相关性(p<0.05),但与丙二醛含量之间存在极显着负相关关系(p<0.01),抗氧化酶SOD、CAT和POD之间关系密切,可为UV-B对植物的调控作用研究、东北红豆杉的UV-B定向优质培育及可再生的针叶资源高效利用提供理论依据和重要的指导意义。4、通过DNBSEQ测序技术获得了 UV-B诱导前后的东北红豆杉针叶的转录组信息,经过组装后共获得102301个unigene,平均长度为1284 bp。挖掘筛选出UV-B诱导前后东北红豆杉针叶中的差异表达基因共5949个,其中上调表达4016个基因,下调表达1933个基因,可发现UV-B诱导后的上调表达基因数显着高于下调表达基因数。共鉴定注释到了 2119个unigene分布于57个转录因子家族,主要集中于MYB、AP2-EREBP、C3H、bHLH、Trihelix、mTERF、WRKY 和 NAC 家族。在 GO 分类富集功能分析重点关注的生物过程方面,差异基因主要集中于细胞过程、代谢过程、应激反应、生物调节和生物过程调节。共有3141个差异表达基因经过KEGG分析主要归类到18个KEGG pathway类型,其中注释数目最多的为代谢通路。此外,紫杉醇萜类骨架生物合成通路基因受到UV-B诱导后有12个关键酶基因的表达量产生显着差异,其中1 1个MEP途径的关键酶基因均发生了上调表达,1个MVA途径的甲羟戊酸磷酸激酶基因受到混合模式调节,表明东北红豆杉紫杉醇生物合成上游通路关键酶基因受到UV-B的显着诱导与调控且转录水平都有显着提高。5、对UV-B调控东北红豆杉中紫杉醇合成通路的分子机制进行了解析,共挖掘筛选出17个紫杉醇生物合成关键酶基因,24个差异表达且序列完整的候选WRKY蛋白序列。对鉴定获得的24个TcWRKY转录因子进行生物信息学分析,保守结构域分析结果表明共分为三个大类:Ⅰ组5个成员;Ⅱ组18个成员,其中Ⅱ亚组4个成员,Ⅱb和He亚组分别4个和2个成员,Ⅱ亚组8个成员;Ⅲ组只有一个成员。保守基序和进化树分析共鉴定出5个保守基序且每个蛋白的基序种类和数量差异很可能与家族成员的特定功能有关,这些TcWRKY蛋白在生物进化过程中比较保守。采用qRT-PCR方法分析东北红豆杉中紫杉醇生物合成关键酶基因的表达模式,结果表明萜类骨架MEP途径的6个关键酶基因表达水平均受到了 UV-B的正向调控,其中TcDXS、TcMCS和TcHDS基因对UV-B的响应更敏感。筛选所得11个紫杉醇生物合成关键酶基因表达量随着UV-B处理时间的增加普遍呈现升高后递减规律,其中TcT13H、TcTBT、TcPAM和TcDBTNBT基因在48 h时对UV-B诱导的响应最敏感。对UV-B诱导下差异表达最显着的12个TcWRKY转录因子基因的转录表达水平进行了测定,发现UV-B会诱导东北红豆杉中TcWRKY基因表达水平的显着上调,但各基因具体的表达模式存在差异。TcWRKY1、TcWRKY4、TcWRKY11、TcWRKY12基因很可能在48 h对UV-B诱导的敏感性显着增强,并主要集中在诱导中后期响应UV-B来调控东北红豆杉中相关的防御过程。TcWRKY10、TcWRKY16、TcWRKY17基因可能在48 h时开始显着发挥各自的生物学功能以增强东北红豆杉的应激防御过程。本研究建立的高效准确的红豆杉针叶中紫杉醇等目标活性成分质量控制分析方法可为红豆杉中次生代谢产物相关研究提供科学基础和技术参考,系统性的研究了东北红豆杉的次生代谢产物含量、生理生态指标、次生代谢通路关键酶基因对UV-B辐射的响应规律,并基于转录组信息筛选分析紫杉醇合成通路酶基因和转录因子的表达模式,为后续东北红豆杉的UV-B定向优质培育体系的建立、紫杉醇的生物合成途径及调控机制的解析、以及红豆杉可再生的针叶资源的开发利用提供重要数据参考和理论依据。
刘超[10](2020)在《泥炭藓生态位分化的竞争-化感权衡调节机制》文中研究表明近些年来,得益于生化方法在生态学领域的引入,有关化感作用的研究日渐增多。化感作用(通过向环境释放化学物质的干扰竞争)与资源竞争(对水、养分、光和空间的争夺)一样,同属于植物相互作用的重要类型。然而,化感作用通常与资源竞争同时存在,二者难以分离,阻碍了对植物间相互作用机理的探索。目前,有关化感作用的研究主要集中在农业生态和入侵生态学等领域,在泥炭地苔藓植物关系研究中尚鲜有报道。在泥炭地生态系统中,泥炭藓属(Sphagnum)植物之间往往存在较强烈的竞争,不同物种间存在生态位分化。传统观点认为,资源竞争和物种对胁迫的耐受性是泥炭地植物生态位分化的根本原因,而化感作用在生态位分化中的作用尚不明晰,相关研究仍属空白。本研究旨在探究泥炭藓的资源竞争与化感作用在各自种间相互作用及其生态位分化中的贡献,以生态位分化明显的丘间种小叶泥炭藓(S.angustifolium)、藓丘种中位泥炭藓(S.magellanicum)和锈色泥炭藓(S.fuscum)为材料,在水位和光强梯度上,分别构建泥炭藓群落模拟不同的种间相互作用类型,并应用添加活性炭的方法去除邻体化感作用。除此之外,还利用氮同位素标记法,探究资源竞争与化感作用对泥炭藓氮重吸收的影响,进一步揭示种间相互作用机制。本研究主要结果及结论如下:(1)添加活性炭降低了泥炭藓的外释酚总量,成功地分离了泥炭藓间的化感作用和资源竞争。在低水位条件下,藓丘物种通过化感作用抑制丘间物种的生长,丘间种通过资源竞争抑制藓丘种的生长;在高水位条件下,藓丘物种的化感作用对丘间种生长的抑制消失,其自身生长却受到了丘间种化感作用的抑制。研究结果表明,在水位梯度上,泥炭藓的竞争优势是由资源竞争和化感作用共同决定的。同时,在泥炭藓生态位分化中,化感作用机制的作用比资源竞争更为重要。(2)在弱光条件下,中位泥炭藓(耐受-竞争种)和锈色泥炭藓(耐受种)通过化感作用实现对邻体生长的抑制;在无论弱光还是强光条件下,小叶泥炭藓(竞争种)均通过资源竞争抑制邻体生长。研究结果表明,光资源梯度上泥炭藓生态位分化亦由是资源竞争和化感作用共同驱动的,在此过程中,泥炭藓的生活史策略影响了其作用于邻体的种间相互作用类型。(3)中位泥炭藓分别通过化感作用抑制和资源竞争促进了小叶泥炭藓对氮的重吸收,而其自身氮的重吸收受到小叶泥炭藓资源竞争的抑制效应。研究表明,泥炭藓对氮的重吸收能力受控于资源竞争和化感作用两种种间相互作用。(4)在水和光资源缺乏时,中位泥炭藓的生物量生产与外释酚总量之间存在清晰的负相关关系,表明苔藓植物降低了自身的资源竞争能力而增加了化感物质的释放,即在资源竞争和化感作用两方面间存在权衡。此外,泥炭藓的化感作用对邻体生长的效应依赖于其外释酚总量。(5)与传统认识相悖,在水分充沛的条件下,竞争策略者并非通过资源竞争在与耐受-竞争种的共存中获取优势;水分和光资源贫乏有利于激发耐受种或耐受-竞争种的化感作用,以抗衡其受到竞争者资源竞争的抑制效应,而占据优势地位。总之,基于一系列室内外植物间相互作用模拟实验,本研究成功分离了苔藓植物间的资源竞争和化感作用,并阐明苔藓植物间化感作用的强度甚至类型会随环境资源梯度而变化。研究有力证实了化感作用在泥炭藓植物生态位分化中的重要贡献,并揭示了其作用机制。未来研究中,在关注植物间资源竞争的同时,应对化感作用在泥炭地植物分布格局、物种共存、群落稳定维持中的作用予以足够的重视。
二、植物次生代谢物的分布及其应用(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、植物次生代谢物的分布及其应用(论文提纲范文)
(1)不同树龄银杏叶片药用有效成分积累规律及多组学分析(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
英文缩写及中英文对照表 |
第1章 文献综述 |
1.1 植物次生代谢物概述 |
1.2 影响植物次生代谢物积累的因素 |
1.2.1 生物及非生物因素 |
1.2.2 植物体自身遗传因素及发育阶段的影响 |
1.3 银杏叶片主要次生代谢物的种类及其功能 |
1.3.1 银杏黄酮类化合物及其药用功能 |
1.3.2 银杏萜类化合物及其药用功能 |
1.3.3 银杏叶片其他次生代谢物质及其药用活性 |
1.4 银杏黄酮和萜内酯类化合物合成的规律和关键基因鉴定 |
1.4.1 银杏黄酮和萜内酯类化合物的积累规律 |
1.4.2 银杏黄酮和萜内酯类化合物合成的关键基因鉴定 |
1.5 本研究的研究背景和目的意义 |
第2章 实验材料与方法 |
2.1 实验材料 |
2.2 不同树龄银杏植株生长势及叶片形态结构观察 |
2.2.1 实验仪器与试剂 |
2.2.2 实验方法 |
2.3 植物代谢产物含量检测 |
2.3.1 实验仪器与试剂 |
2.3.2 实验方法 |
2.4 代谢组学检测分析 |
2.4.1 实验仪器与试剂 |
2.4.2 实验方法 |
2.5 转录组学测序分析 |
2.5.1 实验仪器与试剂 |
2.5.2 实验方法 |
2.6 荧光定量PCR实验 |
2.6.1 实验仪器与试剂 |
2.6.2 引物合成与设计 |
2.6.3 实验方法 |
第3章 结果与分析 |
3.1 不同树龄银杏植株生长势及叶片形态特征的比较 |
3.1.1 不同树龄银杏植株生长势的比较 |
3.1.2 不同树龄银杏叶片形态结构的比较 |
3.1.3 不同树龄银杏叶片生物量的比较 |
3.2 不同树龄银杏叶片物质积累的变化 |
3.2.1 不同树龄银杏叶片中总糖及灰分含量的变化 |
3.2.2不同树龄银杏叶片中类黄酮含量的变化 |
3.2.3 不同树龄银杏叶片中萜内酯含量的变化 |
3.2.4 银杏植株不同部位叶片中物质积累的变化 |
3.3 不同树龄银杏叶片的代谢组分析 |
3.3.1 不同树龄银杏叶片的代谢组检测结果概况 |
3.3.2 主成分(PCA)和正交偏最小二乘法-判别(OPLS-DA)分析 |
3.3.3 差异代谢物的筛选、鉴定和功能富集分析 |
3.3.4 不同树龄叶片差异代谢物聚类分析 |
3.4 不同树龄银杏叶片的转录组学测序分析 |
3.4.1 不同树龄银杏叶片转录组数据概况 |
3.4.2 不同树龄银杏叶片中差异基因筛选和功能富集分析 |
3.4.3 光合作用相关的差异基因分析 |
3.4.4 碳水化合物代谢相关差异基因分析 |
3.4.5 激素相关差异基因分析 |
3.4.6 苯丙素合成代谢通路的差异基因分析 |
3.4.7 萜内酯合成代谢通路的差异基因分析 |
第4章 小结与讨论 |
4.1 不同树龄银杏植株生长及叶片形态的变化规律 |
4.2 不同树龄银杏次生代谢物积累规律 |
4.3 调控银杏主要次生代谢物积累的分子机制 |
结语 |
参考文献 |
攻读学位期间取得的研究成果 |
致谢 |
(2)中国梨喀木虱在不同品种梨上的适合度研究(论文提纲范文)
摘要 |
第一章 文献综述 |
1.1 中国梨喀木虱研究现状 |
1.1.1 中国梨喀木虱简介 |
1.1.2 危害 |
1.1.3 生物学特性 |
1.1.4 种群生态学 |
1.1.5 防治策略 |
1.2 寄主植物与昆虫的关系 |
1.2.1 昆虫对寄主植物适应性 |
1.2.2 寄主植物适合度评价 |
1.3 不同品种梨对昆虫适应性影响因素 |
1.3.1 物理形态结构 |
1.3.2 寄主挥发物 |
1.3.3 营养物及次生代谢物 |
1.4 研究目的与内容 |
1.4.1 研究目的 |
1.4.2 研究内容 |
1.4.3 技术路线 |
第二章 中国梨喀木虱寄主选择及适生性 |
2.1 材料与方法 |
2.1.1 试验材料 |
2.1.2 试验设备和装置 |
2.1.3 研究方法 |
2.1.4 数据分析 |
2.2 结果与分析 |
2.2.1 供试品种筛选 |
2.2.2 不同品种梨上中国梨喀木虱种群动态 |
2.2.3 不同品种梨上中国梨喀木虱感虫指数和为害指数 |
2.2.4 中国梨喀木虱对不同品种梨选择及产卵偏好 |
2.2.5 中国梨喀木虱卵在不同品种梨上孵化率 |
2.2.6 中国梨喀木虱若虫在不同品种梨上取食指数及死亡率 |
2.3 结论与讨论 |
第三章 不同品种梨上中国梨喀木虱生命表 |
3.1 材料和方法 |
3.1.1 寄主植物 |
3.1.2 试虫 |
3.1.3 生命表研究方法 |
3.2 结果与分析 |
3.2.1 中国梨喀木虱在不同品种梨上的生长发育 |
3.2.2 中国梨喀木虱在不同品种梨上存活率 |
3.2.3 中国梨喀木虱在不同品种梨上繁殖力 |
3.2.4 中国梨喀木虱在不同品种梨上种群参数 |
3.2.5 中国梨喀木虱在不同品种梨上寿命预期 |
3.2.6 中国梨喀木虱在不同品种梨上繁殖价值 |
3.2.7 中国梨喀木虱在不同品种梨上净增值率比较 |
3.2.8 中国梨喀木虱在不同品种梨上种群特定存活率年龄比较 |
3.2.9 中国梨喀木虱在不同品种梨上种群模拟 |
3.3 结论与讨论 |
第四章 不同品种梨叶片挥发物及其活性 |
4.1 材料与方法 |
4.1.1 试验材料 |
4.1.2 试验设备和装置 |
4.1.3 挥发物收集方法及分析 |
4.1.4 生物测定 |
4.1.5 数据分析 |
4.2 结果与分析 |
4.2.1 不同品种梨叶片挥发物组分比较 |
4.2.2 2-莰酮和α-蒎烯对成虫杀灭活性 |
4.2.3 2-莰酮和α-蒎烯对成虫选择行为影响 |
4.2.4 2-莰酮对中国梨喀木虱成虫驱避效果 |
4.3 结论与讨论 |
第五章 不同品种梨叶片代谢组学分析 |
5.1 材料与方法 |
5.1.1 试验材料 |
5.1.2 试验设备和装置 |
5.1.3 代谢物提取及检测方法 |
5.1.4 数据分析 |
5.2 结果与分析 |
5.2.1 不同品种梨叶片代谢物PCA和OPLS-DA分析 |
5.2.2 不同品种梨叶片差异代谢物分析 |
5.2.3 不同品种梨叶片差异代谢物KEGG注释 |
5.2.4 不同品种梨叶片差异代谢通路分析 |
5.3 结论与讨论 |
第六章 全文总结 |
6.1 结论 |
6.2 创新点 |
6.3 展望 |
参考文献 |
Abstract |
附录 |
致谢 |
(3)茉莉酸甲酯调控西兰花毛状根次生代谢物体外释放的研究(论文提纲范文)
摘要 |
Summary |
缩略词表 |
第一章 文献综述 |
1.西兰花毛状根研究概述 |
1.1 西兰花的研究 |
1.2 西兰花毛状根的研究 |
2.次生代谢物体外释放研究 |
2.1 次级代谢产物的储存 |
2.2 代谢物释放和运输机制 |
2.3 毛状根代谢物释放研究进展 |
3.茉莉酸甲酯对次生代谢物的影响 |
4.培养条件对毛状根增殖的调控 |
4.1 pH对毛状根生长的影响 |
4.2 培养温度对毛状根生长的影响 |
4.3 接种量对毛状根生长的影响 |
4.4 培养基体积对毛状根生长的影响 |
4.5 转速对毛状根生长的影响 |
5.转录组测序技术在药用植物中的研究 |
6.研究目的与意义 |
7.研究内容 |
8.技术路线 |
第二章 不同培养因子对西兰花毛状根GRA和SF释放的影响 |
1.材料与方法 |
1.1 实验材料 |
1.2 实验方法 |
2.结果与分析 |
2.1 接种量对西兰花毛状根培养体系中GRA和SF释放的影响 |
2.2 转速对西兰花毛状根培养体系中GRA和SF释放的影响 |
2.3 pH对西兰花毛状根培养体系中GRA和SF释放的影响 |
2.4 培养温度对西兰花毛状根培养体系中GRA和SF释放的影响 |
2.5 培养基体积对西兰花毛状根培养体系中GRA和SF释放的影响 |
3.讨论 |
第三章 响应面优化不同培养因子对西兰花毛状根GRA和SF释放的效应 |
1.材料与方法 |
1.1 实验材料 |
1.2 实验方法 |
1.2.1 西兰花毛状根培养体系GRA的提取及检测 |
1.2.2 西兰花毛状根培养体系SF的提取及检测 |
1.2.3 单因素实验 |
1.2.4 响应面优化实验 |
2.结果与分析 |
2.1 Box-Behnken中心组合实验方案及结果 |
2.2 西兰花毛状根培养体系中GRA和SF总产量预测模型方程及显着性分析 |
2.3 培养温度和接种量间的相互作用分析 |
2.4 培养温度和pH间的相互作用分析 |
2.5 接种量和pH间的相互作用分析 |
3.讨论 |
第四章 MeJA调控西兰花毛状根GRA和SF体外释放的研究 |
1.材料与方法 |
1.1 实验材料 |
1.2 实验方法 |
2.结果与分析 |
2.1 不同处理时间下MeJA对西兰花毛状根中GRA和SF产量的影响 |
2.2 MeJA不同处理时间对西兰花毛状根中MYR活性的影响 |
2.3 转录组测序与质量评估 |
2.4 差异表达基因的鉴定与验证 |
2.5 DEGS的功能分类与富集分析 |
2.6 西兰花毛状根次生代谢物释放相关的DEGs分析 |
3.讨论 |
第五章 结论 |
1.不同培养因子对西兰花毛状根GRA和SF释放的影响 |
2.响应面优化不同培养因子对西兰花毛状根GRA和SF释放的效应 |
3. MeJA调控西兰花毛状根GRA和SF体外释放分子机制 |
第六章 创新与展望 |
1.创新 |
2.展望 |
参考文献 |
致谢 |
个人简介 |
导师简介 |
(4)基于化感作用的木麻黄内生菌的定殖及其转录组和代谢组学关联分析(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.1.1 化感作用 |
1.1.2 木麻黄化感作用 |
1.1.3 木麻黄内生菌 |
1.1.4 植物与内生菌互作研究方法 |
1.2 研究现状 |
1.2.1 不同林龄根际土壤细(真)菌、根和凋落物内生细(真)菌的多样性分析 |
1.2.2 木麻黄根际土壤细(真)菌、根及凋落物内生细(真)菌化感潜力测定 |
1.2.3 木麻黄根际土壤细(真)菌、根、凋落物内生细(真)菌代谢产物分析鉴定 |
1.3 研究目的及意义 |
1.4 研究思路与技术路线 |
1.5 研究地概况与样品采集 |
1.5.1 研究地概况 |
1.5.2 样品采集 |
1.5.3 实验仪器 |
第二章 内生菌在木麻黄幼苗侵染和定殖动态的组织学观察 |
2.1 引言 |
2.2 材料与方法 |
2.2.1 供试菌株 |
2.2.2 供试木麻黄幼苗 |
2.2.3 内生菌悬液制备 |
2.2.4 GFP标记细菌菌株 |
2.2.5 无菌苗真菌染色 |
2.2.6 GFP标记菌株及真菌在木麻黄幼苗定殖 |
2.3 结果与分析 |
2.3.1 标记菌株在木麻黄幼苗内的定殖观察 |
2.3.2 真菌在木麻黄幼苗内的定殖观察 |
2.3.3 标记菌株及真菌在木麻黄幼苗内互作的定殖观察 |
2.4 结果与讨论 |
第三章 木麻黄与内生菌互作的转录组分析 |
3.1 引言 |
3.2 材料与方法 |
3.2.1 木麻黄与内生菌互作苗 |
3.2.2 RNA抽提 |
3.2.3 转录组数据分析 |
3.3 结果与分析 |
3.3.1 转录组测序统计及质量评估 |
3.3.2 转录组测序表达量分析 |
3.3.3 木麻黄与内生菌互作的所有差异表达基因分析 |
3.3.4 木麻黄与内生菌互作下的化感作用相关差异基因分析 |
3.4 结果与讨论 |
第四章 木麻黄与内生菌互作的代谢组分析 |
4.1 引言 |
4.2 材料与方法 |
4.2.1 木麻黄与内生菌互作苗 |
4.2.2 样品处理及测序 |
4.2.3 数据处理 |
4.3 结果与分析 |
4.3.1 木麻黄与内生菌互作幼苗与非互作苗的主成分分析(PCA) |
4.3.2 木麻黄与内生菌互作幼苗与非互作苗的PLS-DA 分析和OPLS-DA 分析 |
4.3.3 木麻黄与内生菌互作的所有差异代谢物筛选和鉴定 |
4.3.4 木麻黄与内生菌互作下的化感物质合成相关差异代谢物分析 |
4.4 结果与讨论 |
第五章 木麻黄与内生菌互作的转录组和代谢组联合分析 |
5.1 引言 |
5.2 数据处理 |
5.3 结果与分析 |
5.3.1 转录组和代谢组联合共有通路比较分析 |
5.3.2 转录组和代谢组共有通路功能富集分析 |
5.3.3 转录组和代谢组联合ipath分析 |
5.3.4 转录组和代谢组联合的单通路可视化分析 |
5.4 结果与讨论 |
结论 |
参考文献 |
附录 |
在学期间学术成果情况 |
致谢 |
附件 |
(5)UVB诱导长春花及白桑次生代谢激活及调控的系统生物学研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
缩写表 |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.1.1 药用植物长春花及白桑在肿瘤治疗的应用现状及前景 |
1.1.2 药用植物对紫外UVB辐射的响应 |
1.2 蛋白质组学技术发展及其在植物胁迫响应机制方面的研究进展 |
1.2.1 蛋白质组各流程技术及进展 |
1.2.2 植物单细胞型、亚细胞器及修饰型蛋白质组学研究进展 |
1.3 代谢组学及多组学联合分析在研究胁迫响应机制的进展 |
1.3.1 植物代谢组学研究技术与进展 |
1.3.2 代谢组学及多组学分析植物胁迫响应机制进展 |
1.4 植物来源异戊烯基转移酶研究进展 |
1.4.1 植物体内异戊烯基化反应及意义 |
1.4.2 植物芳香类异戊烯基转移酶功能及特性 |
1.4.3 植物芳香类异戊烯基转移酶研究现状及前景 |
1.5 本文的研究内容及意义 |
第二章 UVB辐射下长春花磷酸化通路及初生代谢研究 |
2.1 引言 |
2.2 实验材料与方法 |
2.2.1 植物来源及处理 |
2.2.2 试剂及仪器 |
2.2.3 叶片ATP含量的测定 |
2.2.4 磷酸化蛋白的提取与富集 |
2.2.5 蛋白质组鉴定 |
2.2.6 全叶片代谢组样品制备及代谢组学分析 |
2.2.7 Western-Blotting |
2.2.8 统计分析 |
2.3 实验结果 |
2.3.1 长春花叶片UVB辐射下ATP含量变化 |
2.3.2 磷酸化蛋白的鉴定及丰度检测 |
2.3.3 基于GC-TOF/MS技术检测的长春花UVB辐射下代谢物变化 |
2.3.4 关键差异表达蛋白的Western-Blotting鉴定 |
2.4 讨论 |
2.4.1 UVB辐射下长春花叶片内钙离子相关通路激活 |
2.4.2 UVB辐射下长春花糖酵解相关通路变化导致ATP增加 |
2.4.3 UVB辐射对长春花叶片造成氧化胁迫并激活次生代谢途径 |
2.5 结论 |
第三章 UVB辐射下长春花能量调控及次生代谢研究 |
3.1 引言 |
3.2 实验材料与方法 |
3.2.1 植物来源及处理 |
3.2.2 试剂及仪器 |
3.2.3 不同线粒体呼吸复合体抑制剂作用下ATP含量测定 |
3.2.4 叶片线粒体的纯化与蛋白富集 |
3.2.5 蛋白质组鉴定 |
3.2.6 全叶片代谢组学分析 |
3.2.7 qRT-PCR |
3.2.8 数据处理与分析 |
3.3 实验结果 |
3.3.1 不同线粒体呼吸链抑制剂处理后长春花叶片在UVB辐射下ATP含量变化 |
3.3.2 长春花叶片线粒体蛋白富集与纯化程度检测 |
3.3.3 UVB辐射下长春花叶片线粒体差异蛋白的鉴定与功能注释 |
3.3.4 基于LC-MS技术检测的长春花UVB辐射下代谢物变化 |
3.3.5 差异蛋白质组与代谢组结合分析 |
3.3.6 关键差异表达蛋白基因的表达变化情况 |
3.4 .讨论 |
3.4.1 线粒体参与调控UVB辐射下长春花叶片内ATP含量的变化 |
3.4.2 UVB辐射下MEP途径被激活使得单萜类前体物质积累 |
3.4.3 氨基酸代谢调控UVB辐射下长春花叶片中吲哚类生物碱的合成 |
3.5 结论 |
第四章 UVB辐射结合不同时长暗培养下白桑调控机制研究 |
4.1 引言 |
4.2 实验材料与方法 |
4.2.1 植物来源与取样 |
4.2.2 试剂及仪器 |
4.2.3 蛋白质提取及蛋白质组鉴定 |
4.2.4 抗氧化水平检测 |
4.2.5 甲醇提取物指纹图谱建立与代谢物定量分析 |
4.2.6 总黄酮含量测定 |
4.2.7 qRT-PCR |
4.2.8 数据处理与分析 |
4.3 实验结果 |
4.3.1 桑叶UVB辐射后不同暗培养时间点差异蛋白鉴定 |
4.3.2 桑叶UVB辐射后不同暗培养时间点次生代谢相关差异蛋白功能分析 |
4.3.3 桑叶、枝、根部代谢物指纹图谱及差异代谢物含量测定 |
4.3.4 桑叶、枝、根部蛋白鉴定及功能分析 |
4.3.5 桑叶、枝、根部次生代谢相关差异性分析 |
4.3.6 不同部位差异表达蛋白基因的表达量分析 |
4.4 讨论 |
4.4.1 白桑UVB辐射后暗培养阶段MEP途径内蛋白的变化及意义 |
4.4.2 异戊烯基化合物在白桑根部大量积累 |
4.4.3 白桑不同组织部位有效成分及相关蛋白分布存在巨大差异 |
4.5 结论 |
第五章 白桑叶片UVB辐射下异戊烯基转移酶的功能研究 |
5.1 引言 |
5.2 实验材料与方法 |
5.2.1 生物材料来源 |
5.2.2 试剂与仪器 |
5.2.3 异戊烯基转移酶基因的筛选 |
5.2.4 酵母表达载体构建 |
5.2.5 酵母表达体系建立 |
5.2.6 最适底物的筛选 |
5.2.7 烟草瞬时表达载体及表达体系构建 |
5.2.8 基因在植物中的功能及亚细胞定位分析 |
5.2.9 最适反应条件摸索及米氏常数测定 |
5.2.10 基因系统进化分析 |
5.3 实验结果 |
5.3.1 白桑中异戊烯基转移酶基因序列及表达信息挖掘 |
5.3.2 基因在酿酒酵母细胞内的表达与功能验证 |
5.3.3 基因在本氏烟草内的瞬时表达亚细胞定位与功能验证 |
5.3.4 异戊烯基转移酶Ma OGT的最适反应条件 |
5.3.5 基因系统发育分析 |
5.4 讨论 |
5.4.1 MaOGT的功能及生化性质特点 |
5.4.2 MaOGT在白桑次生代谢生物合成途径的意义 |
5.4.3 MaOGT在进化发育的位置及意义 |
5.5 结论 |
第六章 全文总结 |
6.1 总结 |
6.2 创新点 |
6.3 不足之处与展望 |
参考文献 |
附录 |
个人简介 |
攻读博士学位期间发表学术论文 |
(6)化学农药对青菜及其根际微环境的影响机制研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 代谢组学 |
1.2 环境污染物对植物的影响 |
1.2.1 环境污染物在植物中的迁移累积及代谢 |
1.2.2 环境污染物影响植物生理代谢及品质 |
1.3 环境污染物影响植物根际环境 |
1.3.1 环境污染物影响植物根系分泌物 |
1.3.2 环境污染物影响根际微生物多样性 |
1.4 本文拟开展研究的工作 |
第二章 三种不同农药喷施对植物组织的胁迫响应机制研究 |
2.1 引言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 实验地点 |
2.2.2 实验材料 |
2.2.3 仪器 |
2.3 实验方法 |
2.3.1 蔬菜组织中的生理指标 |
2.3.2 分析代谢组学样品 |
2.3.3 数据分析 |
2.4 结果与讨论 |
2.4.1 生理指标 |
2.4.2 三种农药喷施茎叶的代谢组学分析 |
2.5 结论 |
第三章 新烟碱类杀虫剂呋虫胺对上海青根系分泌物的影响机制研究 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 实验地点 |
3.2.2 实验材料 |
3.2.3 仪器 |
3.3 实验方法 |
3.3.1 收集根系分泌物 |
3.3.2 上海青组织中呋虫胺吸收累积 |
3.3.3 蔬菜组织中的生理指标 |
3.3.4 分析根系分泌物 |
3.3.5 数据分析 |
3.4 结果与讨论 |
3.4.1 吸收累积 |
3.4.2 生理指标 |
3.4.3 根系分泌物 |
3.5 结论 |
第四章 吡虫啉施用对根系分泌物及根际环境的影响 |
4.1 引言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 实验地点 |
4.2.2 实验材料 |
4.2.3 仪器 |
4.3 实验方法 |
4.3.1 收集根系分泌物 |
4.3.2 收集根际土 |
4.3.3 三种农药吸收累积 |
4.3.4 根际土壤酶活性 |
4.3.5 分析根系分泌物 |
4.3.6 根际微生物的测定 |
4.3.7 数据分析 |
4.4 结果与讨论 |
4.4.1 不同组织、溶液及土壤中的吡虫啉残留量 |
4.4.2 根系分泌物 |
4.4.3 土壤酶活性 |
4.4.4 土壤微生物菌群多样性 |
4.4.5 相关性分析 |
4.5 结论 |
第五章 总结 |
参考文献 |
个人简历 |
申请学位期间发表的学术论文 |
致谢 |
(7)黑龙江省帽儿山林区早春开花植物的生理代谢特性研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 黑龙江省帽儿山林区概况 |
1.1.1 地理位置和自然条件 |
1.1.2 主要野生植物资源 |
1.2 早春开花植物的研究进展 |
1.2.1 早春开花植物的定义 |
1.2.2 早春开花植物的研究概况 |
1.3 代谢组学的研究进展及应用 |
1.3.1 代谢组学的研究进展 |
1.3.2 代谢组学在植物研究中的应用 |
1.4 植物的初级代谢产物和酚类化合物 |
1.4.1 初级代谢产物的分布及其生物学功能 |
1.4.2 酚类化合物的分布及其生物学功能 |
1.5 研究目的与意义 |
1.6 技术路线 |
2 早春开花植物的生理特征分析 |
2.1 材料与方法 |
2.1.1 实验材料 |
2.1.2 实验方法 |
2.2 结果与分析 |
2.2.1 叶绿素含量比较分析 |
2.2.2 可溶向糖、可溶性蛋白含量比较分析 |
2.2.3 内源激素含量比较分析 |
2.3 讨论 |
2.4 本章小结 |
3 基于GC-MS非靶向代谢组学对早春开花植物的初生代谢特征进行分析 |
3.1 材料与方法 |
3.1.1 实验材料 |
3.1.2 实验方法 |
3.2 结果与分析 |
3.2.1 初级代谢产物主成分分析(PCA)和偏最小二乘法分析(PLS-DA) |
3.2.2 特异性差异代谢物筛选 |
3.2.3 关键代谢途径的表征和功能分析 |
3.3 讨论 |
3.4 本章小结 |
4 基于LC-MS靶向代谢组学对早春开花植物的酚类代谢特征进行分析 |
4.1 材料与方法 |
4.1.1 实验材料 |
4.1.2 实验方法 |
4.2 结果与分析 |
4.2.1 目标酚类化合物分布情况 |
4.2.2 目标酚类化合物的含量比较分析 |
4.2.3 内源激素和代谢产物的综合相关分析 |
4.3 讨论 |
4.4 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
附录 |
攻读学位期间发表的学术论文 |
致谢 |
附件 |
(8)东北红豆杉内生真菌多样性与紫杉烷积累的相关性规律解析及其高产菌株的应用(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 红豆杉研究概况 |
1.1.1 红豆杉简介 |
1.1.2 红豆杉化学成分研究进展 |
1.1.3 代谢组学在红豆杉的研究进展 |
1.2 植物内生真菌研究概况 |
1.2.1 植物内生真菌简介 |
1.2.2 内生真菌与植物互作关系研究 |
1.2.3 内生真菌在药用植物研究中的应用 |
1.2.4 内生真菌种属分布与宿主生物活性物质的相关性研究 |
1.3 红豆杉内生真菌产紫杉烷的分子机制 |
1.4 研究的目的意义 |
1.5 本课题的研究内容及技术路线 |
1.5.1 研究内容 |
1.5.2 技术路线 |
2 东北红豆杉内生真菌的分离与多样性分析 |
2.1 实验材料及试剂 |
2.1.1 东北红豆杉来源 |
2.1.2 主要实验仪器 |
2.1.3 实验材料及试剂 |
2.1.4 培养基以及试剂的配制 |
2.2 实验方法与步骤 |
2.2.1 东北红豆杉内生真菌的分离 |
2.2.2 东北红豆杉内生真菌的鉴定 |
2.2.3 东北红豆杉内生真菌多样性 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 东北红豆杉内生真菌的分离结果 |
2.3.2 东北红豆杉植物不同器官内生真菌多样性分析 |
2.4 本章小结 |
3 东北红豆杉不同器官代谢组学研究 |
3.1 实验仪器与材料 |
3.1.1 植物样品 |
3.1.2 主要仪器与试剂 |
3.2 实验方法与步骤 |
3.2.1 东北红豆杉植物样品处理及制备 |
3.2.2 UPLC-MS/MS对标志性紫杉类化合物定量分析 |
3.2.3 非靶向代谢组学对不同部位东北红豆杉代谢组学研究 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 标志性紫杉类化合物定量分析 |
3.3.2 UPLC-Q-Exactive Focus-MS/MS对东北红豆杉整体代谢物的鉴定 |
3.3.3 紫杉醇途径前体物质、中间产物和紫杉烷类代谢物差异分析 |
3.4 本章小结 |
4 东北红豆杉内生真菌与宿主的相关性 |
4.1 材料与方法 |
4.1.1 东北红豆杉内生真菌分类和鉴定 |
4.1.2 东北红豆杉紫杉类化合物的含量分析 |
4.1.3 内生真菌菌群结构与宿主紫杉类化合物的相关性 |
4.1.4 内生真菌产与宿主相同紫杉烷类成分的筛选与鉴定 |
4.2 结果与讨论 |
4.2.1 内生真菌菌群结构与紫杉类化合物的相关性 |
4.2.2 内生真菌与紫杉醇通路及其他紫杉类化合物的相关性 |
4.2.3 内生真菌与紫杉烷类化合物含量的相关性 |
4.2.4 内生真菌产与宿主紫杉烷化合物的筛选 |
4.3 本章小结 |
5 东北红豆杉内生真菌R8-3-4的发酵工艺优化及应用 |
5.1 |
5.1.1 主要仪器 |
5.1.2 实验材料及试剂 |
5.2 实验方法与步骤 |
5.2.1 内生真菌R8-3-4的发酵条件单因素优化 |
5.2.2 诱导子对内生真菌R8-3-4发酵优化 |
5.2.3 磁性固定化内生真菌R8-3-4发酵产10-DAB |
5.2.4 统计学处理 |
5.3 结果与讨论 |
5.3.1 内生真菌R8-3-4发酵条件单因素优化 |
5.3.2 添加诱导子对内生真菌R8-3-4发酵优化 |
5.3.3 磁性固定化10-DAB半连续发酵 |
5.4 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
附录 |
攻读学位期间发表的学术论文 |
致谢 |
博士学位论文修改情况确认表 |
(9)东北红豆杉中紫杉烷对UV-B辐射的响应规律及其代谢调控分子机制解析(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 东北红豆杉研究进展 |
1.1.1 东北红豆杉简介 |
1.1.2 东北红豆杉主要化学成分 |
1.1.3 东北红豆杉主要药理活性 |
1.2 UV-B对植物的影响 |
1.2.1 UV-B简介 |
1.2.2 UV-B对植物生理生态特征的影响 |
1.2.3 UV-B对植物次生代谢产物的影响与调控 |
1.3 紫杉醇的生物合成通路及代谢调控 |
1.3.1 紫杉醇生物合成通路关键酶基因研究进展 |
1.3.2 紫杉醇生物合成通路中转录因子的调控 |
1.4 转录组学研究 |
1.4.1 转录组测序技术优势 |
1.4.2 转录组学在植物次生代谢产物生物合成调控的研究进展 |
1.5 研究的目的及意义 |
1.6 技术路线 |
2 红豆杉靶向代谢物的质量控制分析方法的研究 |
2.1 实验部分 |
2.1.1 实验材料 |
2.1.2 实验仪器与试剂 |
2.1.3 标准溶液的配制 |
2.1.4 样品溶液的制备 |
2.1.5 UPLC-MS/MS分析检测 |
2.1.6 数理统计分析 |
2.2 结果与讨论 |
2.2.1 UPLC-MS/MS分析方法的优化 |
2.2.2 方法学验证 |
2.2.3 样品制备工艺的优化 |
2.2.4 红豆杉样品的测定 |
2.3 本章小结 |
3 东北红豆杉针叶紫杉烷及黄酮成分对UV-B的代谢响应 |
3.1 实验部分 |
3.1.1 实验仪器与试剂 |
3.1.2 实验材料及处理 |
3.1.3 样品制备 |
3.1.4 UPLC-MS/MS检测分析 |
3.1.5 数理统计分析 |
3.2 结果与讨论 |
3.2.1 UV-B辐射对东北红豆杉针叶紫杉烷类化合物积累的影响 |
3.2.2 UV-B辐射下紫杉烷类成分相关性分析 |
3.2.3 UV-B辐射对东北红豆杉针叶黄酮类化合物积累的影响 |
3.2.4 紫杉烷及黄酮成分对UV-B的代谢响应的相关性及比较分析 |
3.3 本章小结 |
4 东北红豆杉对UV-B辐射的生理生态响应 |
4.1 实验部分 |
4.1.1 实验材料 |
4.1.2 实验仪器与试剂 |
4.1.3 实验方法 |
4.1.4 数理统计分析 |
4.2 结果与讨论 |
4.2.1 UV-B辐射对东北红豆杉叶片生物量及相对含水量的影响 |
4.2.2 UV-B辐射对东北红豆杉气体交换参数的影响 |
4.2.3 UV-B辐射对东北红豆杉光合色素含量的影响 |
4.2.4 UV-B辐射对东北红豆杉抗氧化酶活性和丙二醛含量的影响 |
4.2.5 UV-B对东北红豆杉生理生化指标影响的相关性分析 |
4.3 本章小结 |
5 UV-B处理东北红豆杉的转录组测序及数据分析 |
5.1 实验材料、仪器与试剂 |
5.2 实验方法 |
5.2.1 东北红豆杉mRNA文库构建 |
5.2.2 测序分析流程 |
5.2.3 数据过滤及序列Denovo组装 |
5.2.4 CDS预测 |
5.2.5 基因比对和注释 |
5.2.6 基因表达水平分析 |
5.2.7 差异表达基因分析 |
5.3 结果与讨论 |
5.3.1 RNA质量检测 |
5.3.2 测序数据质量及组装结果分析 |
5.3.3 基因功能注释 |
5.3.4 基因表达水平分析 |
5.3.5 差异表达基因分析 |
5.3.6 差异基因GO及KEGG分析 |
5.3.7 东北红豆杉中紫杉醇合成通路KEGG注释分析 |
5.4 本章小结 |
6 UV-B调控东北红豆杉中紫杉醇合成通路的机制解析 |
6.1 实验部分 |
6.1.1 实验材料 |
6.1.2 实验仪器与试剂 |
6.1.3 东北红豆杉总RNA提取 |
6.1.4 cDNA合成 |
6.1.5 东北红豆杉紫杉醇生物合成关键酶基因及WRKY转录因子筛选鉴定 |
6.1.6 东北红豆杉中WRKY转录因子的生物信息学分析 |
6.1.7 东北红豆杉紫杉醇合成途径关键酶基因及调控因子的引物设计 |
6.1.8 实时荧光定量PCR分析 |
6.2 结果与讨论 |
6.2.1 UV-B诱导东北红豆杉中紫杉醇合成途径基因表达模式分析 |
6.2.2 东北红豆杉WRKY转录因子的筛选与鉴定 |
6.2.3 东北红豆杉WRKY转录因子的生物信息学分析 |
6.2.4 UV-B诱导东北红豆杉中WRKY基因的表达模式分析 |
6.3 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
附录 |
攻读学位期间发表的学术论文 |
致谢 |
博士学位论文修改情况确认表 |
(10)泥炭藓生态位分化的竞争-化感权衡调节机制(论文提纲范文)
中文摘要 |
英文摘要 |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景与问题 |
1.2 国内外研究综述 |
1.2.1 植物种间相互作用与植物共存 |
1.2.2 资源竞争与化感作用的分离 |
1.2.3 资源梯度与化感作用 |
1.2.4 季节变化与化感作用 |
1.2.5 生态位分化与植物性状 |
1.2.6 苔藓间的植物相互作用与生活史策略 |
1.2.7 苔藓的生态位分化与共存 |
1.3 研究目标与内容 |
1.3.1 研究目标 |
1.3.2 研究内容 |
1.3.3 技术路线 |
1.4 研究意义与创新点 |
1.4.1 研究意义 |
1.4.2 创新点 |
第二章 研究区域概况与实验方法 |
2.1 研究区域概况 |
2.2 实验方法 |
2.2.1 泥炭藓植物营养液配制 |
2.2.2 生物量生产、高度增长和分枝生产测定 |
2.2.3 元素含量测定 |
2.2.4 可溶性糖和淀粉含量测定 |
2.2.5 半纤维素与纤维素含量测定 |
2.2.6 泥炭藓植株及其沥出液中酚类物质含量测定 |
2.2.7 酚氧化物酶、过氧化物酶和叶绿素a和b含量测定 |
2.2.8 叶绿素荧光动力参数测定 |
2.2.9 数据处理与分析 |
第三章 泥炭藓的遗留与即时化感作用 |
3.1 引言 |
3.2 实验材料与设计 |
3.3 结果 |
3.3.1 活性炭添加对泥炭藓外释酚、生物量生产、氮和磷含量的影响 |
3.3.2 营养液与沥出液离子浓度差异 |
3.3.3 泥炭藓表型响应 |
3.3.4 PSII实际光化学量子产量的响应 |
3.3.5 泥炭藓酚类物质的响应 |
3.3.6 泥炭藓形态的响应 |
3.3.7 泥炭藓可溶性糖、淀粉和纤维素的响应 |
3.3.8 泥炭藓碳和氮的响应 |
3.4 讨论 |
3.4.1 即时化感作用与遗留化感作用 |
3.4.2 生活史策略与表型可塑性 |
3.5 小结 |
第四章 水位梯度上资源竞争与化感作用对泥炭藓生态位分化的影响 |
4.1 引言 |
4.2 实验材料与设计 |
4.3 结果 |
4.3.1 野外水位波动 |
4.3.2 降低化感作用(添加活性炭)对泥炭藓外释酚的影响 |
4.3.3 降低化感作用(添加活性炭)对泥炭藓生物量生产、氮和磷含量的影响 |
4.3.4 泥炭藓酚类物质的响应 |
4.3.5 泥炭藓形态和生化指标的响应 |
4.3.6 相对邻体效应 |
4.3.7 泥炭藓的外释酚总量与生物量生产和非结构性碳水化合物的相关性 |
4.4 讨论 |
4.4.1 资源竞争与化感作用分离方法的有效性 |
4.4.2 表型可塑性与种间相互作用 |
4.4.3 水资源充足与种间相互作用 |
4.4.4 干旱与种间相互作用 |
4.4.5 生态位分化与共存 |
4.5 小结 |
第五章 水位梯度上泥炭藓的资源竞争与化感作用的月际动态 |
5.1 引言 |
5.2 实验材料与设计 |
5.3 结果 |
5.3.1 东方红泥炭地的气温与降雨量月际动态 |
5.3.2 泥炭藓高度增长率与外释酚的月际动态 |
5.3.4 泥炭藓化感作用的月际动态 |
5.3.5 泥炭藓外释酚总量与相对邻体化感效应的相关性 |
5.3.6 泥炭藓碳、氮和磷含量的响应 |
5.3.7 泥炭藓酶活的响应 |
5.3.8 泥炭藓酶体内酚与氮含量的相关性 |
5.4 讨论 |
5.4.1 水位梯度上泥炭藓生长月际动态 |
5.4.2 水位梯度上外释酚总量月际动态 |
5.4.3 资源竞争与化感作用的月际动态 |
5.4.4 种间相互作用与碳、氮和磷元素 |
5.4.5 种间相互作用与酶活性 |
5.5 小结 |
第六章 光资源梯度上资源竞争与化感作用对泥炭藓生态位分化的影响 |
6.1 引言 |
6.2 实验材料与设计 |
6.3 结果 |
6.3.1 泥炭藓叶绿素荧光参数的物种差异 |
6.3.2 泥炭藓光响应曲线 |
6.3.3 泥炭藓叶绿素荧光参数的响应 |
6.3.4 泥炭藓叶绿素含量的响应 |
6.3.5 泥炭藓形态和生化性状物种差异 |
6.3.6 泥炭藓形态的响应 |
6.3.7 泥炭藓酚类物质的响应 |
6.3.8 泥炭藓非结构性碳水化合物的响应 |
6.3.9 相对邻体效应 |
6.3.10 中位泥炭藓的外释酚与生物量生产的相关性 |
6.3.11 泥炭藓性状间相关性 |
6.3.12 泥炭藓外释酚含量分别与碳氮比和氮含量的相关性 |
6.4 讨论 |
6.4.1 泥炭藓的光合效率 |
6.4.2 光强降低与种间相互作用 |
6.4.3 种间相互作用与叶绿素及其荧光参数 |
6.4.4 种间相互作用与酚类物质 |
6.4.5 种间相互作用与生态位分化 |
6.5 小结 |
第七章 资源竞争与化感作用对两种泥炭藓对氮的重吸收的影响 |
7.1 引言 |
7.2 实验材料与设计 |
7.3 结果 |
7.3.1 泥炭藓酚类物质的响应 |
7.3.2 泥炭藓氮含量的响应 |
7.3.3 泥炭藓标记氮总量的响应 |
7.3.4 泥炭藓氮重吸收的响应 |
7.3.5 相对邻体效应 |
7.4 讨论 |
7.4.1 泥炭藓氮吸收及其重吸收 |
7.4.2 泥炭藓种间相互作用 |
7.4.3 种间相互作用与泥炭藓氮吸收及其重吸收 |
7.5 小结 |
第八章 结论与展望 |
8.1 讨论与结论 |
8.1.1 种间相互作用与性状响应 |
8.1.2 资源分配与权衡 |
8.1.3 资源梯度上的化感作用与资源竞争 |
8.1.4 结论 |
8.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
在学期间公开发表论文和着作情况 |
在学期间参加的学术会议 |
四、植物次生代谢物的分布及其应用(论文参考文献)
- [1]不同树龄银杏叶片药用有效成分积累规律及多组学分析[D]. 毛欣雨. 扬州大学, 2021
- [2]中国梨喀木虱在不同品种梨上的适合度研究[D]. 魏明峰. 山西农业大学, 2021
- [3]茉莉酸甲酯调控西兰花毛状根次生代谢物体外释放的研究[D]. 张秀民. 甘肃农业大学, 2021
- [4]基于化感作用的木麻黄内生菌的定殖及其转录组和代谢组学关联分析[D]. 陈盼. 海南师范大学, 2021
- [5]UVB诱导长春花及白桑次生代谢激活及调控的系统生物学研究[D]. 钟卓珩. 浙江大学, 2021(01)
- [6]化学农药对青菜及其根际微环境的影响机制研究[D]. 李小青. 桂林理工大学, 2021(01)
- [7]黑龙江省帽儿山林区早春开花植物的生理代谢特性研究[D]. 闫雪. 东北林业大学, 2021(08)
- [8]东北红豆杉内生真菌多样性与紫杉烷积累的相关性规律解析及其高产菌株的应用[D]. 李弘琨. 东北林业大学, 2021
- [9]东北红豆杉中紫杉烷对UV-B辐射的响应规律及其代谢调控分子机制解析[D]. 寇萍. 东北林业大学, 2021
- [10]泥炭藓生态位分化的竞争-化感权衡调节机制[D]. 刘超. 东北师范大学, 2020