Localization of a defensive volatile 4-hydroxy-4-methylpentan-2-one in the capitate glandular trichomes of Oenothera glazioviana

Glandular trichomes of plants produce a wide variety of secondary metabolites which are considered as major defensive chemicals. The capitate glandular trichomes of Oenothera glazioviana(Onagraceae) were collected with laser microdissection and analyzed by gas chromatography-mass spectrometry. The volatile compound 4-hydroxy-4-methylpentan-2-one(1) was identified. We found that compound 1 displays antimicrobial, insecticidal, and phytotoxic activities. These results suggest that compound 1 might function as a defensive compound in the capitate glandular trichomes of O. glazioviana against pathogens, insect herbivores, and presumably competitive plants as well.

铜排斥型植物黄花月见草(Oenothera glazioviana)对铜胁迫的响应以及在铜污染土壤上的合理利用

为探究Cu对铜排斥型经济植物黄花月见草生长和生理特性的影响,以铜积累型植物海州香薷和铜敏感植物芝麻为对照,通过水培试验研究了Cu(50μmol·L-1)胁迫对三种植物根系生长、根尖质膜完整性、叶片叶绿素含量、膜透性、渗透调节物质含量、有机酸含量、必需营养元素吸收的影响。结果表明:Cu胁迫下三种植物根系生长均受到显著抑制,但黄花月见草和海州香薷的根尖质膜完整性较好,而芝麻的根尖质膜完整性受到严重伤害;Cu胁迫导致芝麻叶片细胞膜透性增加了130%、叶绿素含量相对于对照降低了6.9%,但对黄花月见草和海州香薷叶片膜透性、叶绿素含量没有影响。Cu胁迫下,三种植物体内苹果酸含量均显著增加;海州香薷和芝麻叶片中脯氨酸含量分别上升了37%和73%,而黄花月见草叶片脯氨酸含量变化不大。三种植物体内Cu积累与Zn、Fe、Mn的积累呈显著正相关,与Ca、K积累呈负相关。此外,通过盆栽试验发现,土壤中总铜含量不高于700 mg Cu·kg-1土对黄花月见草种子千粒重、种子油含量、油中γ-亚麻酸含量均没有显著影响,且种子铜含量符合国家食品卫生标准(GBT 5009.13—2003)。低廉的生产成本和较高的经济效益使得黄花月见草在合理利用Cu污染土壤中具有推广价值。

铜胁迫下黄花月见草根系蛋白质组学分析

[目的]通过对黄花月见草(Oenothera glazioviana)幼苗根系铜胁迫下蛋白质组变化的研究,从蛋白质表达水平上来阐述黄花月见草根系铜胁迫响应分子机制。[方法]采用水培方法比较0、25、50和100μmol·L^(-1)铜浓度处理下黄花月见草生长状况和植株内铜元素含量,运用基于质谱的非标记相对定量技术(label-free)筛选差异表达蛋白组。[结果]黄花月见草能够耐受低浓度(50μmol·L^(-1))铜胁迫,而高浓度(100μmol·L^(-1))铜胁迫使黄花月见草生长受到抑制,根系幼小、发黄,根系中铜含量显著增加。此外,根系蛋白组检测到46个差异表达趋势蛋白(DEP),这些蛋白主要参与蛋白质加工和降解(30%)、碳水化合物与能量代谢(39%)、信号传导(22%)、生长发育(7%)和抗氧化(2%)等生物学进程。[结论]本文揭示了黄花月见草根系在铜胁迫下差异蛋白组响应表达趋势,研究结果将为探索黄花月见草铜响应分子机制提供新线索。

黄花月见草种子发芽特性的研究

研究了不同温度、光照、贮藏条件对黄花月见草种子发芽特性的影响。结果表明:黄花月见草种子在152、02、5和30℃恒温条件下均可萌发,发芽率接近60%,15/25℃变温下发芽率较高,达98%。光照对种子萌发影响不大,可以推测黄花月见草种子为非光敏型种子。贮藏期也是影响种子发芽率的另一因素。保存24个月的种子发芽率超过50%,从发芽势考虑,贮藏期不超过15个月的种子更利于齐苗。