脱落酸、茉莉酸甲酯对甘草酸生物合成的调控研究

甘草是我国重要的药用植物资源之一。长期以来，甘草产业在宁夏农业生产和社会经济发展中占据着重要地位。近年来，以植物信号转导物质作为诱导子对药用植物次生代谢调控的研究成为国际国内代谢组学的研究热点。本项目选择茉莉酸甲酯和与甘草酸合成拥有共同底物- - 甲羟戊酸的脱落酸作为诱导子，一方面从植物生理、植物化学入手，研究上述两种物质对乌拉尔甘草最主要的药用成分- - 甘草酸形成和积累的影响，明确脱落酸和茉莉酸甲酯二者的作用类型和适宜的作用浓度；另一方面借助分子生物学先进的研究手段，开展两种外源诱导子对乌拉尔甘草实生苗甘草酸生物合成关键酶基因表达调控的比较研究，分别阐明脱落酸和茉莉酸甲酯对甘草酸生物合成影响的作用机理。通过上述研究，为人工调控甘草酸生物合成提供理论依据，同时，也为解决制约人工种植甘草甘草酸含量较低这一制约甘草产业发展的瓶颈提供有效的技术手段。

甘草是我国重要的药用植物资源之一。甘草产业在宁夏地方经济发展中一直占据着重要地位。本项目以MeJA和ABA为外源诱导子，研究其对人工种植乌拉尔甘草主要药用成分——甘草酸形成与积累及其相他相关生理代谢过程的影响，结果表明：1、MeJA和ABA均能在短期内迅速有效地调控甘草酸生物合成关键酶基因（GuSOS1和GubAS）的表达，且对GubAS基因的调控作用大于GuSOS1基因，MeJA的调控作用强于ABA；2、一年生甘草根中甘草酸含量（MeJA和ABA叶面喷施处理15d后），二年生甘草（MeJA处理15d后）甘草酸含量显著高于对照，而ABA处理未能显著提高二年生与三年生甘草根中甘草酸含量。不同年限甘草根中甘草苷含量在两种激素处理后含量均显著高于对照。3、MeJA和ABA处理对甘草幼苗几种内源激素浓度水平均产生了一定影响。MeJA处理后，GA和ZT均在处理1d时达到浓度最高值，之后快速下降至与处理前相近水平；IAA浓度在处理1d和3d时分别达到其处理期内浓度最高值；ABA浓度在处理3h时、1d时分别达到其浓度的两个高峰值，至处理3d时下降至与处理前相近的浓度水平。ABA处理下IAA浓度在处理3d时升至最高；而ABA浓度在处理3h、12h和3d时分别达到其浓度的三个峰值；GA浓度在处理1d时达最高峰，之后下降，在处理3d时又上升至接近最高值水平；ZT浓度在处理12h时达最高值，之后快速下降，在处理3d时有小幅上升。但是两种激素处理下均未能成功检测到JA及其甲酯。4、MeJA和ABA处理显著降低了甘草幼苗根中CaM含量，但可以显著提高幼苗根细胞液泡膜Ca2+-ATPase 活性，而甘草幼苗根细胞质膜Ca2+-ATPase 活性则只有在ABA处理24h时显著高于对照和MeJA处理的。5、MeJA和ABA处理对甘草的光合生理、种子萌发、贮藏物质降解、幼苗渗透调节物质含量变化、活性氧代谢及保护酶活性等均呈现出明显的调控作用。.综上，MeJA和ABA处理能够在成株、幼苗、种子等不同阶段调控乌拉尔甘草的主要药用成分的生物合成及一些生理代谢过程。通过本项目的研究可以为人工调控甘草酸生物合成提供一定的理论依据。