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：作物学报, 2020, 46(12): 1894-1904.

• 茉莉酸甲酯
• UV-B胁迫
• 颠茄
• 托品烷类生物碱
• 次生代谢

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250μmol L-1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TRI、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TRI、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。

• 单位
  生命科学学院; 三峡库区生态环境教育部重点实验室; 西南大学