远志不同部位主要成分积累与关键酶活性及基因表达的相关性研究

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远志Polygala tenuifolia Willd.的地下(如根皮和木心)和地上部位(如芦头、茎叶)的功效和成分均有明显差异。远志根部以皂苷和糖酯类成分为主,地上远志苗以黄酮类成分为主。因此,本文以栽培远志为对象,检测不同部位不同时期化学成分、抗氧化酶/关键酶及相关酶基因的分布和动态变化,分析成分含量、酶活性及基因表达之间的关系,为远志非药用部位开发及有效成分定向调控提供依据。主要研究结果如下:1.建立了远志不同部位及发育期的特征图谱,远志地上部分(茎、叶、花、果实)与特征图谱相比相似度>0.95,芦头与特征图谱相比相似度<0.90,地下部分(根皮、木心和根尖)与特征图谱相比相似度<0.65。酚类、黄酮类和芒果苷主要分布在远志嫩叶,整个发育期呈下降趋势,展叶期(5月底)含量达最高值;总皂苷主要分布在根皮,整个发育期呈先上升后下降趋势,盛花期(7月中旬)含量达最高峰,3,6’-二芥子酰基蔗糖主要分布在根皮,整个发育期呈上升趋势,枯萎期(10月初)含量达最高峰。2.SOD活性在展叶期(5月底)老叶中最强,与黄酮类含量显著正相关,CAT活性在果后期(9月初)嫩叶中最强,与苯丙素类含量显著正相关;苯丙素类合成途径关键酶PAL和C4H活性均在果期(8月中旬)根尖中最强,与总酚、山奈酚、槲皮素含量显著负相关,皂苷类合成关键酶SQE和β-AS分别在果后期(9月初)嫩叶和中部叶中最强,与苯丙素含量显著正相关;黄酮类合成关键酶CHS和CHI分别在果后期(9月初)和枯萎前期(9月中旬)茎尖中最强,CHS活性与山奈酚含量显著正相关,CHI活性与芒果苷含量显著负相关。3.远志中普遍存在酶活性积累峰值明显滞后于基因表达水平峰值的现象,远志皂苷类合成途径PtSQE和Ptβ-AS基因均在根尖中表达丰度较高,分别在果后期(9月初)和现蕾期(6月底)表达量最高;PtSQE和Ptβ-AS基因与远志皂苷类含量变化之间呈显著正相关。远志PtCHS基因在茎尖中表达丰度较高,果后期(9月初)表达量最高,与芒果苷含量变化之间呈显著负相关。
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