三種糧食作物高M(jìn)T含量的種質(zhì)資源及外源誘導(dǎo)研究.pdf

1、MT(melatonin，中文譯為褪黑素)是一種吲哚類色胺(N-乙酰-5-甲氧基色胺)，最早是從牛的松果體中發(fā)現(xiàn)的。褪黑素是一種生物進(jìn)化保留分子，廣泛存在于包括人類在內(nèi)的動(dòng)物、植物和原核生物中。MT是目前已知的抗氧化作用最強(qiáng)的內(nèi)源性自由基清除劑，而且通過(guò)食用含有褪黑素的食物，可使其進(jìn)入動(dòng)物和人體中，起到清除體內(nèi)自由基、提高機(jī)體免疫功能、延緩衰老和改善睡眠等功效。 以玉米(Zea mays L.)、水稻(Oryza sativa

2、L.)、燕麥(Avena sativa L.)作為試驗(yàn)材料，研究?jī)?nèi)容和目的是：研究探索出一種農(nóng)作物籽粒中褪黑素的有效分離、提取方法和建立測(cè)定作物籽粒中有效成分褪黑素的高效液相色譜法分析方法；分析測(cè)定玉米、水稻、燕麥三種作物種間、品種間籽粒中褪黑素含量及其差異；研究在不同種植環(huán)境下作物籽粒中褪黑素含量的變化，研究篩選出褪黑素含量高而且穩(wěn)定的作物種質(zhì)資源；研究提高玉米籽粒褪黑素含量的外源調(diào)控誘導(dǎo)配套技術(shù)。主要研究結(jié)果如下： 1.建立

3、測(cè)定作物籽粒中褪黑素的高效液相色譜法-熒光檢測(cè)(HPLC-F D)分析方法，結(jié)果表明，褪黑素在0.01～1.20 mg/kg濃度范圍內(nèi)，線性關(guān)系良好，其標(biāo)準(zhǔn)曲線的回歸方程為Y=643436X-2446.1，R2=0.9998，平均回收率達(dá)94.11％。所需測(cè)定條件：Alltima C18，4.6mm×250mm不銹鋼柱為色譜柱，50mM Na2HPO4/H3PO4緩沖液(PH4.5)：甲醇=50：50為流動(dòng)相，流速為1ml/min，進(jìn)樣

4、量10pL，激發(fā)光波長(zhǎng)為280nm，發(fā)射光波長(zhǎng)為348 nm。 研究出玉米籽粒中褪黑素分離、提取效率較高的方法，超聲功率為800W左右，超聲時(shí)間30-60min的破碎籽粒處理，可使籽粒細(xì)胞中的褪黑素有效成份得到較為充分釋放并溶于甲醇溶劑中。 2.研究測(cè)定132份玉米品種的籽粒、145份水稻品種的糙米和35份燕麥品種的籽粒中褪黑素含量。結(jié)果表明，玉米品種平均含量為96.5 ng/g，變幅為0～2034 ng/g，MT最高玉

5、米品種YM056，為2034 ng/g，是玉米平均MT水平的21.08倍；燕麥平均為98.7 ng/g，變幅為0～568 ng/g，含量最高的燕麥品種是OAT07，為568 ng/g，是燕麥平均MT水平的5.75倍；水稻平均為16.0 ng/g，變幅為0～264 ng/g，MT最高水稻品種SDO01，為264 ng/g，是水稻平均MT水平的16.5倍。表現(xiàn)出不同作物種間、同一種作物不同品種間MT含量都存在很大的差異。 3.分析了

6、小米(Setaria italica)、蕎麥(Fagopyrum esculentum)、黃豆(Glycine mdx Merrill)、綠心豆(Glycine max var)、蓮子(Nelumro nucifera)等10種雜糧和豆類作物籽粒的褪黑素含量，其中，綠心豆含褪黑素302 ng/g，蓮子為67 ng/g。小米為25 ng/g，其它七種作物褪黑素含量都低于20 ng/g。 4.水稻糙米種皮顏色與MT含量具有相關(guān)性，即

7、紅色米的糙米和黑色米的糙米中MT含量顯著高于白色米的糙米中的MT含量。測(cè)試的紅色米和黑色米的糙米品種共22份，其中11份(占50％)糙米品種含有MT，平均含量為134.18 ng/g；測(cè)試白色米糙米品種123份，其中14份(占11.34％)白色米糙米品種含有MT，平均含量為60.50 ng/g。 5.研究篩選出MT含量高且三年重復(fù)種植含量穩(wěn)定的玉米品種三份：YM115(906.0 ng/g)、YM046(792.0 ng/g)和

8、YM-N01(644.0 ng/g)；水稻品種中MT含量高且在三季種植下含量穩(wěn)定的有八份：SDO01(249.67 ng/g)、SD075(249.33 ng/g)、SD103(190.33 ng/g)、SD093(197.00 ng/g)、SD025(189.33 ng/g)、SD067(170.00 ng/g)、SD125(157.00ng/g)、SD119(142.67 ng/g)。 6.選取經(jīng)測(cè)定含有MT的水稻品種15份

9、分別于旱季和晚季種植，結(jié)果得出，早、晚季種植的糙米中平均MT含量分別為132.3 ng/g和144.2 ng/g，經(jīng)顯著性比較，晚稻糙米平均MT含量顯著高于旱稻。 7.玉米苗期(六葉一心)進(jìn)行外源誘導(dǎo)處理，誘導(dǎo)5d后分別取玉米葉片測(cè)定MT含量，結(jié)果表明，用3號(hào)配方(誘導(dǎo)物ID01、濃度為150mg/kg)和4號(hào)配方(誘導(dǎo)物D01、濃度為300mg/kg)，對(duì)供試6個(gè)玉米品種的誘導(dǎo)效果均較佳，平均提高玉米葉片MT含量分別達(dá)50.5

10、9％和69.05％。而其它配方誘導(dǎo)效果只對(duì)特定的品種有顯著效果，如1號(hào)配方(誘導(dǎo)物ID01、濃度為5mg/kg)和2號(hào)配方(誘導(dǎo)物ID01、濃度為50mg/kg)對(duì)玉米品種YM148、YM115和YM139效果顯著；5號(hào)配方(誘導(dǎo)物ID02、濃度166.7 mg/kg)對(duì)玉米品種YM056提高23.08％；6號(hào)配方(誘導(dǎo)物ID02、濃度1667 mg/kg)和7號(hào)配方(誘導(dǎo)物ID02、濃度10000mg/kg)對(duì)玉米品種YM056、YM

11、049和YM115有顯著效果，而對(duì)其它品種效果并不顯著。 玉米苗期進(jìn)行外源誘導(dǎo)處理，成熟時(shí)玉米籽粒中MT含量與對(duì)照差異均不顯著。 8.玉米灌漿期進(jìn)行外源誘導(dǎo)處理，于成熟期時(shí)(誘導(dǎo)處理15d后)分別測(cè)定玉米籽粒、玉米苞葉和葉片中的MT含量，結(jié)果表明：(1)不同配方對(duì)玉米籽粒MT含量的影響：7號(hào)配方(誘導(dǎo)物ID02，濃度10000 mg/kg)、8號(hào)配方(誘導(dǎo)物ID02，濃度25000 mg/kg)、6號(hào)配方(誘導(dǎo)物ID02

12、，濃度1667 mg/kg)可使4份玉米品種籽粒平均MT含量分別提高15.43％、10.21％和9.86％；不同配方對(duì)不同玉米品種的誘導(dǎo)效果不同，玉米品種YM139用10號(hào)配方、11號(hào)配方、9號(hào)配方、4號(hào)配方、3號(hào)配方、7號(hào)配方、6號(hào)配方誘導(dǎo)處理效果顯著，分別提高25.20％、24.28％、22.06％、16.48％、13.01％、12.29％、10.74％； YM115用11號(hào)配方、10號(hào)配方、7號(hào)配方誘導(dǎo)后，分別提高12.44％、1

13、1.77％和11.08％；YM056用7號(hào)配方和6號(hào)配方誘導(dǎo)分別提高13.57％和12.05％； YM049用7號(hào)配方和6號(hào)配方誘導(dǎo)分別提高20.27％和10.75％。(2)不同配方對(duì)玉米苞葉MT含量的影響：3號(hào)配方(誘導(dǎo)物ID01，濃度150mg/ kg)、4號(hào)配方(誘導(dǎo)物ID01，濃度300mg/kg)可使玉米苞葉MT平均含量分別提高15.44％和10.70％。其中，3號(hào)配方對(duì)玉米品種YM115、YM139、YM056和YM049苞

14、葉MT含量分別提高19.89％、17.73％、17.11％和11.28％；2號(hào)配方(誘導(dǎo)物ID01，濃度50 mg/kg)使玉米品種YM115和YM139苞葉MT含量分別提高15.94％和13.01％；4號(hào)配方使YM056苞葉MT含量提高16.08％；8號(hào)配方使YM139苞葉MT含量提高10.33％。(3)不同配方對(duì)玉米葉片MT含量的影響：4號(hào)配方、3號(hào)配方和2號(hào)配方均能提高玉米葉片MT含量，平均含量分別提高18.71％、18.48％和