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杉木是我国南方重要的速生用材树种之一,因其具有材质优良和速生丰产等特点被广泛种植,在我国林业生产中占据重要地位。长期林业生产实践表明杉木种子在发育过程中易受各种内外因素的影响而发生败育,形成没有生活力的种子(通常称为涩籽),严重影响种子的产量和品质。前人研究表明,酚类物质的积累可能是导致植物种子发生败育的主要原因之一,但是究竟哪些酚类物质与杉木种子败育有关还尚不清楚,而提取、纯化并鉴定涩籽中主要酚类物质成分是进行后续相关败育机理研究的基础。鉴于此,本论文以杉木涩籽为实验材料,以健康种子(简称健籽)为对照材料,采用超声波-微波协同萃取技术,通过单因素试验和正交试验设计优化杉木涩籽酚类物质提取工艺,采用大孔树脂吸附技术涩籽粗提液进行酚类物质纯化工艺研究,并利用LC-MS结合多元统计分析方法找出杉木涩籽和健籽中主要差异代谢物,在此基础上,运用HPLC对涩籽和健籽中的12种酚类物质进行含量测定。主要研究结果如下:1.采用超声波-微波协同提取技术提取杉木涩籽的酚类物质,分别考察提取次数、提取时间、乙醇浓度、提取温度和液料比对杉木涩籽酚类物质提取效果的影响,以单因素试验的结果为依据,设计L9(34)正交试验,进一步对涩籽的多酚提取工艺进行优化。结果表明:涩籽的最佳提取工艺是以50%乙醇为提取剂,液料比为60:1(mL:g),在提取温度为50℃条件下处理15 min,只需提取1次,涩籽的多酚提取量达到383.22±1.233 mg·g-1。有效成分的提取对后续研究是至关重要的,因此本研究对健籽的酚类物质提取工艺也进行了充分的探讨,结果表明:健籽在乙醇浓度为100%,提取温度为50℃、液料比为25:1(mL:g)、提取时间为25 min条件下提取1次,其多酚提取量达到最高值,为 18.36±0.069 mg·g-1。2.通过综合比较四种大孔树脂(AB-8、X-5、D101和S-8)对杉木涩籽多酚粗提液的吸附率、解吸率和回收率,筛选出最适宜杉木涩籽中酚类物质纯化的树脂类型为X-5。通过静态和动态吸附、解吸实验,确定X-5树脂的最佳纯化条件为:上样液浓度为0.9 mg·mL-1,pH值为3,洗脱液浓度为50%乙醇,上样流速和洗脱流速均为1mL·min-1,最佳上样体积和洗脱体积分别为120 mL和35 mL,纯化后杉木涩籽多酚粗提物的纯度由37.52%提高到68.96%。3.运用高效液相色谱-质谱联用技术(LC-MS)对涩籽和健籽进行成分鉴定,采用主成分分析(PCA)、偏最小二乘法判别分析(PLS-DA)和正交偏最小二乘法判别分析(OPLS-DA)对其质谱信息进行分析。分析结果表明涩籽和健籽的主要成分差异明显,因此进一步采用OPLS-DA模型的VIP值(VIP>1)结合t-test检验的p值(p<0.05)来寻找差异性表达物质,通过搜索在线数据库(Metlin),最终在正、负模式下分别得到46和37种差异物质,并以Fold change为指标,以健籽为对照,了解各种物质在涩籽中的变异程度。差异物质主要包含酚类物质、有机酸和氨基酸等。4.本研究建立了一套能同时测定12种酚类物质的高效液相色谱法(HPLC):色谱柱:Agilent Zorbax SB-C18液相色谱柱(250×4.6 mm,5μm);流动相:A为0.05%硫酸水溶液(v/v),B为甲醇;洗脱程序:0-20 min,5-95%B;20-25 min,95-5%B;25-40 min,5%B;流速:0.5 mL.min-1;柱温:30℃;进样量:10μL;二极管阵列检测波长:280 nm。对该色谱分析方法的精密度、稳定性、重复性以及加标回收率等指标进行考察,结果表明该研究建立的方法精密度高,稳定性和重复性好,加标回收率高,且用时较少,可用于植物酚类物质的鉴定分析。5.采用高效液相色谱法对涩籽和健籽中的12种酚类物质进行定量分析。研究结果表明,涩籽中没食子酸、儿茶素、邻苯二酚、香草酸、阿魏酸、芦丁、香豆素、槲皮素、水杨酸和山奈酚的含量分别为1.1972、3.6216、1.0370、0.7030、0.8575、0.2394、0.9865、1.5284、1.7555和1.3228 mg·g-1,涩籽中并未检测到对羟基苯甲酸和咖啡酸;健籽中没食子酸、儿茶素、邻苯二酚、对羟基苯甲酸、咖啡酸、香草酸、阿魏酸、芦丁、香豆素、槲皮素、水杨酸和山奈酚的含量分别为0.0146、0.6172、0.1480、0.0641、0.0222、0.0814、0.0670、0.2628、0.0127、0.0124、0.0111 和 0.0387 mg·g-1。除芦丁含量无明显差异外,涩籽和健籽中其他酚类物质含量均存在极显著差异,健籽中除芦丁、对羟基苯甲酸和咖啡酸的含量高于涩籽外,其他酚类物质在涩籽中的含量远远高于其在健籽中的含量。