鐵皮石斛多糖積累與蔗糖代謝的影響因素研究.pdf

1、多糖是鐵皮石斛的主要活性成分，也是評(píng)價(jià)其品質(zhì)的重要指標(biāo)。組成石斛多糖的單糖一般由蔗糖分解或衍生而來，因而多糖積累與蔗糖代謝直接相關(guān)。植物的生長(zhǎng)條件和激素、金屬離子等外源添加物都會(huì)對(duì)植物多糖的積累和蔗糖代謝產(chǎn)生影響，從而調(diào)節(jié)植物中的不同糖分水平和各種生理功能。本研究通過采用不同的溫度、光照、酸堿度等生長(zhǎng)條件以及NaCl、Ca2+、Mn2+、ABA等外源添加物處理鐵皮石斛組培苗，測(cè)定鐵皮石斛莖葉中糖分含量和蔗糖代謝中SPS、SS、AI和NI

2、的酶活性，研究影響多糖積累及蔗糖代謝的因素和作用機(jī)制，主要結(jié)果如下:
　　不同溫度、光照和pH的生長(zhǎng)條件處理對(duì)鐵皮石斛莖葉中糖分含量和4種蔗糖代謝酶活性會(huì)產(chǎn)生不同程度的影響:(1)在一定范圍內(nèi)，溫度越高SPS酶活性越高，而SS、AI與NI酶活性均在25℃表現(xiàn)較高，且SPS酶活性與蔗糖含量呈顯著正相關(guān)(R=0.816)，AI酶活性與多糖和葡萄糖含量呈顯著(R=0.811)和極顯著正相關(guān)(R=0.903)，溫度為25℃時(shí)蔗糖、多糖、葡

3、萄糖含量均達(dá)到最高;(2)不同光照強(qiáng)度下，SPS與SS在葉中的酶活性顯著高于莖中，SPS與蔗糖含量呈極顯著正相關(guān)(R=0.896)，是蔗糖合成的主要酶，SS與多糖呈顯著正相關(guān)(R=0.833)，說明SS主要參與蔗糖的分解。光照強(qiáng)度為3500lx時(shí)，SPS與SS酶活性均達(dá)到最高，蔗糖、多糖等含量達(dá)到顯著水平;(3)不同酸堿度對(duì)AI酶活性的影響較大，pH5.0較利于AI的催化活性，pH越高抑制作用越強(qiáng)，SPS、SS、NI均在pH7.0時(shí)活性

4、較高。SPS與SS共同影響蔗糖的合成，AI與NI共同作用于葡萄糖與多糖的積累，其中AI的作用比NI更顯著。pH7.0較有利于鐵皮石斛蔗糖、多糖和葡萄糖的積累。
　　不同外源添加物的處理對(duì)鐵皮石斛組培苗糖含量與蔗糖代謝酶活性也會(huì)產(chǎn)生不同程度的影響。(1)外源添加Ca2+不僅提高了鐵皮石斛庫強(qiáng)，還在一定濃度范圍內(nèi)提高了蔗糖代謝酶的活性，促使蔗糖向庫中的轉(zhuǎn)運(yùn)，4.5mmol·L-1Ca2+濃度下4種蔗糖代謝酶的催化活性較高，蔗糖、多糖等

5、的積累較多，其中SPS顯著影響蔗糖的積累，AI顯著影響多糖與葡萄糖的積累;(2)外源添加Mn2+顯著提高了SPS與AI酶活性，葉中蔗糖合成增多，庫中儲(chǔ)存的糖分含量增大，當(dāng)Mn2+濃度為1.0mmol·L-1時(shí)，SPS、AI活性均達(dá)到最大，顯著增加了可溶性糖含量。(3)添加不同濃度的NaCl顯著提高了轉(zhuǎn)化酶的催化活性，促進(jìn)了葡萄糖的積累;SS與SPS酶活性雖有提升，但并不顯著;NaCl在一定濃度范圍內(nèi)，糖含量顯著增加，降低了逆境脅迫壓力。

6、當(dāng)NaCl濃度為50mmol·L-1時(shí)，鐵皮石斛糖含量最高，滿足了對(duì)高能的需求，提高了植株抵御不良環(huán)境的能力。(4)外源添加不同濃度ABA，能夠在一定程度上促進(jìn)SS與轉(zhuǎn)化酶的催化活性，顯著影響鐵皮石斛糖分的積累，但對(duì)SPS卻有抑制作用。蔗糖含量與SS、SPS呈顯著和極顯著正相關(guān)，當(dāng)ABA濃度為60umol·L-1時(shí)，SS與轉(zhuǎn)化酶活性較高，鐵皮石斛糖分積累達(dá)到顯著水平。
　　本研究結(jié)果顯示對(duì)鐵皮石斛糖分積累及蔗糖代謝來說，25℃、3

7、500lx與pH7.0是最適的生長(zhǎng)條件，Ca2+4.5mmol·L-1、Mn2+1.0mmol·L-1、NaCl50mmol·L-1和ABA60umol·L-1分別是各自最佳的處理濃度，在這些條件下蔗糖代謝酶活性較高，抵御不良環(huán)境的能力較強(qiáng)，最有利于鐵皮石斛的糖分積累;這些因素通過影響鐵皮石斛中蔗糖代謝酶的活性來改變蔗糖積累或分解的方向，從而調(diào)節(jié)蔗糖和多糖水平的高低以滿足鐵皮石斛生長(zhǎng)發(fā)育對(duì)物質(zhì)和能量的需求以及保持細(xì)胞滲透勢(shì)的平衡。這些結(jié)