多伞阿魏树脂道的形成机制及响应茉莉酸的细胞学研究

The main medicinal part of the Xinjiang ethnodrug Ferula ferulaeoides (Steud.) Korov. is the oil gum resin secreted by the plant. At present, the research on ferulic ferulas mainly focused on the distribution of resources, phytochemistry, pharmacology and clinical efficacy. However, the effect of the occurrence and development of the resin cannal on the secretion and accumulation of oil resin and the degradation of the secretory cells is still not clear. This study based on the microstructure and ultrastructure of resin duct, will use cytochemical, micro-immunofluorescent labeling and other cell programmed death (PCD) detection techniques, to study the characteristics and rules of ultrastructural changes of resin path and cell characteristics during the accumulation process of oil gum resin, elucidate the cellular mechanism of resin formation, and will clarify the role of PCD in the formation of resin path. This study use jasmonic acid to induce the formation of resin channels to explore the signaling pathways of the formation of resin channels. The results will reveal the pattern of the essence of resin canal from physiological and biochemical level (cleft, soluble or schizolysigenous), provide a reference for molecular level research on the development of resin path and gene regulation of oil gum resin synthesis, and have important scientific significance and broad application prospects for the artificial regulation of ferulic oil gum resin secretion.

新疆民族药多伞阿魏Ferula ferulaeoides (Steud.) Korov.主要药用为植株所分泌的油胶树脂。目前关于多伞阿魏的研究多集中资源分布、植化、药理和临床疗效等方面，而树脂道的发生发育规律对油胶树脂的分泌、积累以及分泌细胞降解的影响仍不清楚。本研究基于树脂道显（超）微结构研究的基础，应用细胞化学、显微免疫荧光标记等细胞程序性死亡（PCD）检测技术，研究油胶树脂积累过程中树脂道超微结构变化和细胞特征变化的特征和规律，阐明树脂道形成的细胞机制，明确PCD在树脂道形成中的作用。利用茉莉酸诱导树脂道形成，探讨树脂道形成的信号调控途径。研究结果将从生理生化水平揭示树脂道发生的形态本质（裂生、溶生或裂溶生），阐明树脂道超微结构与功能（油胶树脂合成）的关联，为从分子水平研究树脂道发育特点及油胶树脂合成的基因调控提供参考，对实现人工调控阿魏油胶树脂分泌具有重要的科学意义与广阔的应用前景

摘要：阿魏是典型的泌脂性旱生植物，分泌组织是阿魏属植物的主要结构，民族药多伞阿魏Ferula ferulaeoides (Steud.) Korov.是新疆民间传统常用药材之一，药用部位为树脂和根。树脂道作为合成、积累和分泌树脂的重要场所，其结构特征、发生发育方式与树脂的产生、采集和药用成分的鉴定密切相关。本项目在对多伞阿魏中树脂道的解剖特征、分布特点、形态发生及细胞超微结构研究的基础上，利用细胞化学定位技术对其树脂道发育过程中果胶酶和纤维素酶的时空表达过程进行定位；结合细胞程序性死亡检测技术，探讨了多伞阿魏树脂道的发生方式，研究结果发现其树脂道发育方式为裂生式，无细胞程序性死亡发生。利用茉莉酸甲酯和激素乙烯利诱导多伞阿魏茎产生创伤性树脂道，发现多伞阿魏茎皮层薄壁细胞以及维管束形成层均有创伤性树脂道形成，为裂生形分泌道。薄壁细胞中首先形成维管束，接着原始期创伤性树脂道开始出现。形成层的创伤性树脂道在发育过程中逐渐向外侧推移，有些至韧皮部外侧，多聚半乳糖醛酸酶（PG）和果胶甲酯酶（PME）参与创伤性树脂道的形成。研究结果从生理生化水平揭示了多伞阿魏树脂道以裂生方式发生的形态本质，阐明了分泌细胞超微结构与功能（油胶树脂的合成）的关系，首次揭示出多伞阿魏树脂道发育过程中无细胞程序性死亡参与。研究结果为进一步从分子水平研究树脂道发育特点及油胶树脂合成的调控提供了细胞学理论基础。