水杨酸和茉莉酸甲酯对喜树种子中次生代谢产物含量的影响
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摘要：水杨酸和茉莉酸甲酯均使萌发喜树种子喜树碱含量在初期下降，后期上升；但其衍生物10-羟基喜树碱在第1天迅速上升，但随后几天水杨酸处理组一直低于对照，茉莉酸甲酯处理组相对对照呈波动变化，且高浓度茉莉酸甲酯处理下波动幅度更大。种子中总酚和总黄酮含量均呈逐渐下降趋势，但不同处理未发现明显差异。
Abstract: Salicylic acid and methyl jasmonate reduce the germination of seeds of Camptotheca acuminata content in the early fall, but increase in later stage; but its derivatives, 10 - hydroxycamptothecin increased rapidly on the first day, but then a few days later, salicylic acid has been lower than the control group, methyl jasmonate treatment group fluctuated relative to controls with greater fluctuation range of high concentrations of methyl jasmonate. Total phenolics and flavonoids contents in seeds were gradually decreased, but significant differences are not found in different treatment.
关键词：水杨酸；茉莉酸甲酯；喜树碱
Key words: salicylic acid；methyl jasmonate；camptothecin
中图分类号：S72文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）03-0299-01
0引言
喜树碱（Camptothecin，CPT）和10-羟基喜树碱（10-hydroxycamptothecin）为我国特有树种喜树（Camptotheca acuminata）中发现的两种生物碱，因其独特的抗癌活性而受到广泛关注。本文研究了喜树种子萌发过程中，水杨酸与茉莉酸甲酯对其独特的次生代谢产物喜树碱、10-羟基喜树碱诱导作用及其差异性，以期探索喜树中次生代谢产物对外源水杨酸和茉莉酸信号分子的应答策略。
1材料与方法
喜树种子来源于我国四川省金堂县。选取当年生粒大饱满的喜树种子以0.5%高锰酸钾溶液消毒2小时，用清水将种子漂洗干净。然后将种子放于人工气候箱中。并分别以相应浓度水杨酸和茉莉酸甲酯浸泡，以蒸馏水浸泡作为对照。浸泡处理后24小时后，进行沙培。取样时间为浸泡处理前（第0天）和沙培第1天（浸泡处理后）、沙培第4天、沙培第7天、沙培第10天，上午10时。每个处理每次取30粒种子，合并10粒种子粉碎混合为一个样品，共3个重复。喜树碱和10-羟基喜树碱含量的测定采用高效液相色谱法。
2实验结果
2.1 水杨酸和茉莉酸甲酯对喜树碱含量的影响喜树种子中喜树碱含量在处理前最高，达到了0.57mg・g-1。对照组中喜树碱含量呈现逐渐下降趋势，在第10天降至最低0.34mg・g-1。在水杨酸处理下，喜树种子中喜树碱含量均在第一天显著下降。在100μmol・L-1水杨酸处理下，喜树碱在第7天突然升高含量甚至接近处理前，但在第10天又显著下降。从时间上来看，在处理后的初期（第1天、第4天），对照组中喜树碱含量高于水杨酸处理组的。而在后期（第7天、第10天），以水杨酸处理诱导了喜树种子中喜树碱含量的升高。
如图1所示，与水杨酸处理组相似，茉莉酸甲酯也诱导喜树碱含量在第1天较快下降。0.5μmol・L-1浓度茉莉酸甲酯处理的喜树种子喜树碱含量，在各采样日均低于对照。而50μmol・L-1浓度茉莉酸甲酯处理组的喜树碱含量，在处理后初期（第1天、第4天）低于对照，在后期（第7天、第10天）高于对照。茉莉酸甲酯浓度的高低对喜树碱含量的影响具有一定的差异。
无论是水杨酸还是高浓度的茉莉酸甲酯（50μmol・L-1）均对喜树种子中喜树碱含量有相似的诱导作用，即在处理的初期使喜树碱的含量降低，而在处理的后期使喜树碱的含量升高。
2.2 水杨酸和茉莉酸甲酯对10-羟基喜树碱含量的影响两种浓度水杨酸处理的喜树种子中10-羟基喜树碱含量变化趋势比较相似，即在第1天升高，但随后逐渐下降，在第10天降至最低。从时间上看，两种浓度的水杨酸均诱导10-羟基喜树碱含量在第1天上升，均高于对照。较高浓度的水杨酸（100 μmol・L-1）使10-羟基喜树碱含量提高的幅度更大更迅速。随后第4天、第7天、第10天水杨酸处理组的10-羟基喜树碱含量均低于对照，在第4天差距最大。
茉莉酸甲酯使10-羟基喜树碱含量的变化较为复杂，但两种浓度的茉莉酸甲酯诱导10-羟基喜树碱含量的变化趋势相似。在第1天使10-羟基喜树碱含量升高，在第4天使10-羟基喜树碱含量降低，在第7天使10-羟基喜树碱含量再次升高，第10天再次降低。而且除第10天外，无论是升高还是降低，50μmol・L-1浓度茉莉酸甲酯处理组的10-羟基喜树碱含量变化程度均比0.5μmol・L-1浓度茉莉酸甲酯处理组大。
水杨酸和茉莉酸甲酯均使10-羟基喜树碱含量在处理一天后上升，其中水杨酸处理组上升的幅度更大。目前认为喜树碱在喜树碱-10-羟化酶催化下生成10-羟基喜树碱。本研究中10-羟基喜树碱含量在第一天的迅速升高，而喜树碱含量在初期的降低，很可能是喜树碱向10-羟基喜树碱转化的缘故。这也可能意味着喜树种子中10-羟基喜树碱直接响应了水杨酸和茉莉酸甲酯的诱导，而喜树碱只是充当贮藏库的作用。
3讨论
水杨酸和茉莉酸甲酯是植物化学防御过程中十分重要的两种信号分子。Song等发现，茉莉酸甲酯和酵母提取物处理喜树细胞悬浮培养液增加了喜树碱的积累[1]。将SA应用于喜树细胞培养体系中，亦有利于代谢产物喜树异碱A和喜树异碱B的合成[2]。本研究结果表明喜树种子中喜树碱和10-羟基喜树碱含量受水杨酸茉和莉酸甲酯的调控，作为一种响应策略，10-羟基喜树碱短期内即有大的提高，而喜树碱更类似贮藏库，在初期下降。
参考文献：
[1]Song SH，Byun SY.Characterization of cell growth and CPT production in cell cultures of Camptotheca acuminata[J]. Microbiol Biotechnol，1998，8：631-638.
[2]于放，张冬艳，白凤武，等.水杨酸对喜树细胞次级代谢的诱导作用[J].高技术通讯，2005，15（1）：70-73.