3种天然二萜的化感作用及机制的研究

以黑麦草(Lolium perenne L.)和莴苣(Lacutuca sativa L.)为受试植物,研究了3种对映—贝壳杉烷二萜wangzaozin A、leukamenin E和weisiensin B对受试植物种子萌发、幼苗生长、叶绿素和膜损伤的影响,旨在评估3种二萜的化感作用潜能。结果显示:不同浓度的3种二萜对黑麦草和莴苣种子的萌发稍有降低,但明显延迟种子萌发时间;较高浓度下,3种二萜对黑麦草和莴苣幼苗的根长、苗长、鲜质量和干质量均有显著的抑制作用,并显示了浓度依赖性;同时,3种二萜显著降低黑麦草和莴苣幼苗叶片叶绿素a和叶绿素b含量,显著升高丙二醛(MDA)含量和相对电导率,而相对含水量呈下降趋势。上述结果表明,3种二萜通过影响受试植物的光合作用能力,引起细胞膜氧化损伤,导致叶片保水性降低,抑制受试植物幼苗的生长。

Rabdosinate调节生长素极性运输蛋白PIN1、PIN3和PIN4抑制拟南芥幼苗根生长

利用3种拟南芥生长素极性运输外运载体突变体及4种转基因株系研究了二萜rabdosinate抑制拟南芥幼苗主根及侧根生长的作用机制。结果显示,60~80μmol·L^-1的rabdosinate显著抑制野生型拟南芥幼苗主根生长及侧根形成,而对突变体pin1、pin2和pin3主根未显示明显的抑制效应,对侧根的抑制减弱;发现rabdosinate(60~80μmol·L^-1)引起生长素报告株系根尖DR5活性升高,并增加融合蛋白PIN1-GFP丰度以及减少PIN3-GFP和PIN4-GFP的丰度。推断rabdosinate可通过增加PIN1丰度促进了根部生长素向顶运输,而减少PIN3丰度降低根尖部生长素的横向转运,引起了生长素在根尖部的累积及生长素浓度梯度的改变,进而抑制幼苗主根生长及侧根发育。

Leukamenin E调节拟南芥幼苗根部生长素极性运输及根系生长发育

本文采用14种拟南芥转基因报告株系,研究了对映-贝壳杉烷二萜(leukamenin E)调节拟南芥根部生长素极性运输转运蛋白表达并影响根生长发育的机制。结果表明:leukamenin E浓度在20~40μmol·L-1范围显著抑制拟南芥幼苗主根的生长,较低浓度leukamenin E(10μmol·L-1)促进侧根提前发生并增加侧根数量;10~30μmol·L-1的leukamenin E在处理拟南芥幼苗48 h后可显著提高其根尖部生长素水平;进一步检测根部生长素极性运输转运蛋白表达,发现该浓度条件下leukamenin E促进PIN1在转录水平表达并增加其蛋白丰度,但在转录水平抑制PIN2表达并减少其蛋白丰度;同时,显著减少PIN3、PIN7和PIN4蛋白在小柱和静止中心及其周围细胞的丰度以及AUX1的定位丰度;Leukamenin E对PIN1丰度的上调以及对PIN2、PIN3、PIN4、PIN7和AUX1定位丰度的减少可导致生长素在根尖顶部的积累以及根部生长素浓度梯度的改变,引起根生长的抑制及侧根的提前发生。