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干旱胁迫对蒙古黄芪生长及根部次生代谢物含量的影响

2016-09-21梁建萍贾小云刘亚令冯前进

生态学报 2016年14期
关键词:生长

梁建萍,贾小云,刘亚令,吴 云,周 然,冯前进

1 山西农业大学生命科学学院,太谷 030801  2 山西中医学院,晋中 030619



干旱胁迫对蒙古黄芪生长及根部次生代谢物含量的影响

梁建萍1,贾小云1,刘亚令1,吴云1,周然2,*,冯前进2

1 山西农业大学生命科学学院,太谷0308012 山西中医学院,晋中030619

以山西道地药材黄芪一年生幼苗为试验材料,设置常规水分条件(CK)、轻度干旱胁迫(A1)、中度干旱胁迫(A2)、重度干旱胁迫(A3)4 个不同处理,研究土壤干旱胁迫对黄芪生长及生理的影响。结果表明:黄芪茎叶快速生长集中在出苗后80—120 d,以后生长减缓;当茎叶枯萎时,根中生物量短期快速积累。与常规水分条件相比,干旱胁迫处理显著降低了黄芪苗高及茎叶生物量,但对抗氧化能力、根系生长及次生代谢物积累产生了不同的影响。轻度干旱胁迫下 SOD、POD、CAT 3种抗氧化酶活性升高,丙二醛(MDA)含量和细胞膜透性降低,同时根长与根生物量增加、多糖与皂苷两种次生代谢物积累增多,黄芪药材的质量得到显著提高(P<0.05);胁迫上升到中度、重度时,SOD 酶活性逐渐降低,重度胁迫下低于对照,而 POD 及 CAT 酶活性、MDA 含量、细胞膜透性均随胁迫增强而升高,相反,根长、根生物量、多糖与皂苷含量降低,导致黄芪药材的质量显著降低(P<0.01)。综上表明,干旱胁迫下,SOD 酶表现较为敏感,可能在清除活性氧中起主要作用;轻度水分胁迫能有效启动黄芪体内抗氧化酶系统和次生代谢,它们相互协作共同对抗胁迫对细胞产生的伤害,通过降低地上部分的生长,将营养物质优先运往根部,促进根产量及药材质量的提高。这一结论,可在黄芪多糖和皂苷次生代谢物定向培育的水分管理中加以利用。

蒙古黄芪;干旱胁迫;抗氧化酶;次生代谢物

中药材GAP的制定与实施,就是要使中药材生产向着“优质、高产、质量稳定、可控”的方向发展,而提高中药材栽培技术,实现中药材生长与药效成分合成人工调控是保证中药材质量的根本。药效成分大多是药用植物中的次生代谢物,当受到干旱、高温、冷害、水淹等环境胁迫后,体内活性氧(reactive oxygen species,ROS)代谢失衡,引发抗氧化酶活性改变,进而通过信号转导、基因表达、酶的合成及各种酶促反应等不同层次影响次生代谢过程[1-2],从而显著提高次生代谢物含量甚至从头合成[3]。……

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