外源茉莉酸甲酯对UV-B胁迫下颠茄生物碱积累及TAs代谢途径调控的机制探究

• 作者: 山雨思 辛正琦 何潇 代欢欢 吴能表
• 来源期刊: 作物学报
• 关键词: 茉莉酸甲酯 UV-B 胁迫 颠茄 托品烷类生物碱 次生代谢
• 年，卷（期）: 2021,（12）
• 所属期刊栏目: 作物遗传育种·种质资源·分子遗传学
• 页码范围: 1894-1904
• 页数: 10页
• 语种: 中文
• DOI: 10.3724/SP.J.1006.2020.04050

摘要

以颠茄(Atropa belladonna L.)为材料, 采用外源茉莉酸甲酯(methyl jasmonate, MeJA)处理颠茄幼苗, 研究UV-B胁迫下不同浓度外源MeJA在不同处理时间对颠茄托品烷类生物碱(tropane alkaloids, TAs)含量、TAs合成途径上游产物、信号分子以及关键酶基因表达量的影响, 初步探究UV-B胁迫下外源MeJA调控颠茄TAs代谢途径的机制。UV-B胁迫显著降低了颠茄莨菪碱和东莨菪碱的含量, 对TAs合成途径前体物质的积累产生抑制作用, 不利于TAs合成代谢。经适宜浓度的MeJA处理后, 颠茄TAs含量有一定程度的提高, 次生代谢途径中前体氨基酸(鸟氨酸和精氨酸)、多胺含量以及腐胺合成关键酶活性也均有不同程度的上升; 信号分子NO的浓度随MeJA浓度的升高呈先升后降的趋势, 在MeJA浓度为250 μmol L1时达到最高。对TAs合成途径关键酶基因表达量的检测发现, 在外源MeJA的诱导下, 颠茄叶片和根部TR I、PPAR、H6H表达量均有不同程度的上调。表明外源MeJA通过诱导颠茄TAs合成上游产物含量的升高, 刺激NO的迸发, 为TAs合成途径提供更多的前体物质, 同时通过调控TAs代谢途径中关键酶基因TR I、PPAR与H6H的高效表达, 有效缓解UV-B胁迫对颠茄TAs的抑制作用, 提高颠茄莨菪碱和东莨菪碱的含量。以上研究结果可为今后进一步研究逆境胁迫下外源诱导子调控颠茄TAs次生代谢途径机制提供依据, 以期在实际生产中有效提高颠茄的抗逆性和其药用成分的积累。