紫外誘導(dǎo)對(duì)圓錐鐵線蓮次生代謝的影響及其差異蛋白組學(xué)研究.pdf

1、紫外光根據(jù)波長(zhǎng)范圍可分為三種：UV-A(320-400nm)、UV-B(290-320nm)和UV-C(200-290nm)，作為一種非生物脅迫因子對(duì)地球生物產(chǎn)生了顯著的影響，紫外光主要通過(guò)影響生物體的DNA、蛋白質(zhì)合成以及各種信號(hào)傳導(dǎo)途徑而使生物體的生理代謝以及外部形態(tài)發(fā)生明顯變化。地球表面的植被是保持地球生物循環(huán)以及生物圈完整性的重要組成部分，植物體表面大多分布有蠟質(zhì)層、角質(zhì)層、纖毛以及其它類(lèi)型的堅(jiān)硬組織，同時(shí)植物體在感受環(huán)境脅迫時(shí)

2、會(huì)調(diào)整自身生理及代謝來(lái)抵御外界不良因素的影響，因此植物體對(duì)于紫外光脅迫的適應(yīng)能力超過(guò)動(dòng)物及微生物。紫外光能夠?qū)χ参矬w產(chǎn)生多方面的影響，如使植株變矮、影響光合作用、影響蛋白質(zhì)合成等，此外，植物體本身可以產(chǎn)生大量的次生代謝物質(zhì)來(lái)抵御紫外光的損害，這些次生代謝產(chǎn)物多為苯丙素類(lèi)化合物、生物堿、萜類(lèi)化合物等，有些次生代謝產(chǎn)物是中藥和天然藥物活性成分，對(duì)于疾病的防治具有重要意義。
　　 蛋白質(zhì)組學(xué)是對(duì)生物體或生物體的某種器官、組織、細(xì)胞以及

3、相關(guān)基因所表達(dá)的所有蛋白質(zhì)進(jìn)行研究，它涉及到蛋白質(zhì)的表達(dá)、蛋白質(zhì)的氨基酸序列、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)功能、翻譯后修飾以及蛋白質(zhì)之間的相互作用等內(nèi)容，是生命科學(xué)中與基因組學(xué)密切相關(guān)的重要研究領(lǐng)域之一。蛋白質(zhì)在生物體結(jié)構(gòu)組成、生物體的生長(zhǎng)、發(fā)育、繁殖、代謝等各個(gè)環(huán)節(jié)都發(fā)揮著極其重要的作用，也是引起生物多樣性的重要因素。隨著基因組學(xué)的不斷發(fā)展以及人們對(duì)基因組研究的不斷深入，科研工作者發(fā)現(xiàn)對(duì)于生物體內(nèi)直接行使功能的蛋白及酶的研究將成為繼基因組之后的重要的

4、研究領(lǐng)域。
　　 圓錐鐵線蓮系毛茛科鐵線蓮屬植物，其地上部分在浙江北部地區(qū)被廣泛用于治療呼吸系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng)炎癥以及腫瘤，其含有的主要天然活性成分（次生代謝產(chǎn)物）為黃酮及木脂素類(lèi)化合物。
　　 本課題對(duì)離體的圓錐鐵線蓮葉片進(jìn)行不同時(shí)間以及不同波長(zhǎng)范圍的紫外光誘導(dǎo)，通過(guò)誘導(dǎo)前后指紋圖譜的對(duì)比，發(fā)現(xiàn)紫外光對(duì)圓錐鐵線蓮次生代謝產(chǎn)物有顯著的影響，并對(duì)誘導(dǎo)后發(fā)生變化的次生代謝產(chǎn)物進(jìn)行分離純化以及結(jié)構(gòu)鑒定。通過(guò)我們的研究發(fā)現(xiàn)，UV-A

5、對(duì)圓錐鐵線蓮新鮮葉片次生代謝的影響并不明顯，而在120.83微瓦/平方厘米強(qiáng)度的UV-B下誘導(dǎo)一定時(shí)間后，指紋圖譜中出現(xiàn)了三個(gè)新的色譜峰，以色譜峰的峰面積為指標(biāo)進(jìn)行誘導(dǎo)條件的篩選，發(fā)現(xiàn)隨著UV-B誘導(dǎo)時(shí)間的不斷延長(zhǎng)，三個(gè)色譜峰的峰面積有不斷增加的趨勢(shì)，并確定最佳的誘導(dǎo)時(shí)間為4-6小時(shí)。對(duì)圓錐鐵線蓮新鮮葉片進(jìn)行大量誘導(dǎo)后烘干，對(duì)三個(gè)新峰進(jìn)行追蹤分離，采用UV、IR、NMR以及MS對(duì)分離得到的三個(gè)化合物進(jìn)行結(jié)構(gòu)鑒定，最終發(fā)現(xiàn)UV-B能夠誘導(dǎo)

6、圓錐鐵線蓮產(chǎn)生香豆素類(lèi)化合物，它們分別是2H,8H-Benzo[1，2-b:5,4-b']dipyran-2-one,10-hydroxy-8，8-dimethyl-(9CI)、4,6,7-三甲氧基-5-甲基香豆素和魯望橘內(nèi)酯。
　　 為了揭示紫外光誘導(dǎo)圓錐鐵線蓮產(chǎn)生香豆素類(lèi)化合物生物合成的機(jī)理，本課題采用雙向電泳的方法對(duì)誘導(dǎo)前后葉片的差異蛋白進(jìn)行了研究，通過(guò)Image Master5.0軟件處理，得到七十三個(gè)差異點(diǎn)，通過(guò)MAL

7、DI-TOF-MS分析對(duì)差異蛋白進(jìn)行鑒定。
　　 綜合上述內(nèi)容，本課題研究的創(chuàng)新之處在于：①通過(guò)對(duì)照指紋圖譜發(fā)現(xiàn)了不同波段紫外光對(duì)圓錐鐵線蓮次生代謝的影響，并對(duì)誘導(dǎo)后新產(chǎn)生的色譜峰（次生代謝產(chǎn)物）進(jìn)行了分離純化和結(jié)構(gòu)鑒定；發(fā)現(xiàn)UV-B誘導(dǎo)能夠使圓錐鐵線蓮葉片中產(chǎn)生一系列香豆素類(lèi)化合物，不僅有簡(jiǎn)單香豆素，還包括線型吡喃香豆素；②發(fā)現(xiàn)UV-B對(duì)圓錐鐵線蓮的影響在誘導(dǎo)八小時(shí)之內(nèi)隨著誘導(dǎo)時(shí)間的不斷延長(zhǎng)而變得更加明顯；③采用雙向電泳技術(shù)對(duì)