银杏内生真菌次生代谢产物及其促进小麦抗低温活性研究

【摘要】植物内生真菌与宿主协同进化,在宿主生长发育和抗逆过程中可代谢产生具有抗菌、杀虫、植物生长调节等重要活性的物质,对宿主发挥着重要的生态学作用。本研究从银杏中共分离到80株内生真菌,经形态学进行初步分类,采用1H-NMR筛选方法发现一株产脑苷脂类化合物的菌株TP78,经鉴定为叶点霉菌(Phyllostictasp.,GenBank登录号：KC445736)。对菌株TP78进行固体发酵,分离纯化代谢物得到两个脑苷脂类化合物,综合NMR和MS波谱数据鉴定为脑苷脂B(cerebrosideB)和脑苷脂C(cerebrosideC).并以小麦(Triticumaestivumcv.Huaimai25)为试验材料,研究脑苷脂C促进小麦抗低温活性及其作用机制。脑苷脂C对4℃低温胁迫下小麦种子萌发(种子发芽率、萌发芽、发茅指数和平均发芽天数)的试验,结果表明：(1)脑苷脂C在不同浓度下(5、10、20、50μg/mL)均可提高小麦种子萌发率、萌发势和种子活力指数,并降低种子平均萌发天数；(2)在处理浓度为20μg/mL时,促生效果显著,其中发芽率、发茅势、发芽指数分别达到77.80%、23.46%、3.44,显著高于对照；平均发茅天数为6.19d,显著低于对照。脑苷脂C对4℃低温和25℃常温处理下小麦幼苗/根系生长(根长和芽长、根鲜重和芽鲜重、根干重和芽鲜重)的试验,结果表明：(1)在25℃常温下,脑苷脂C对小麦幼苗/根系生长均无明显作用,而在低温胁迫下具有促进小麦根系生长、提高根系干物质积累的作用；(2)脑苷脂C可显著提高4℃低温处理下根系组织内过氧化氢酶(CAT)活性并降低丙二醛(MDA)含量,而对幼苗相关生理指标无明显作用。脑苷脂C对小麦根系生理生化指标随低温胁迫时间(低温处理0h、6h、12h、24h、48h、72h及恢复25℃24h)的变化试验,结果表明：(1)脑苷脂C可有效抑制低温胁迫下根系生物膜脂过氧化物MDA的积累,降低根系细胞膜的通透性(相对透性RMP),从而防止胞内保护物质的大量外渗；(2)脑苷脂C可有效抑制小麦根系脂氧合酶(LOX)、磷脂酶C(PLC)和磷脂酶D(PLD)的活性,从而抑制磷脂分子和不饱和脂肪酸的水解；(3)脑苷脂C促进小麦根系不饱和脂肪酸的积累,提高根系脂肪酸不饱和度,降低膜的相变温度,防止低温对细胞膜结构的破坏。(4)脑苷脂C在一定程度上提高小麦根系超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)的活性,保护细胞膜免受氧化损伤；(5)脑苷脂C促进小麦根系胞内调节物质(可溶性糖和可溶性蛋白)的积累,从而增加细胞膜渗透调节能力。综上所述,本研究通过对产脑苷脂类化合物的银杏内生真菌Phyllostictasp.TP78研究发现,其次生代谢产物脑苷脂C可以提高小麦抗低温胁迫的能力,其作用机制为脑苷脂C可维持低温胁迫下小麦根系细胞膜结构完整性和功能稳定性。
【作者】李红霞；
【导师】叶永浩；
【作者基本信息】南京农业大学，农药学，2013，硕士
【关键词】银杏内生真菌；脑苷脂C；低温胁迫；生理生化指标；

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