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摘要本文应用植物生理生化与药理学方法，研究了光照与黑暗条件下滇紫草细胞内氧化还原状态的变化及因此而造成的对滇紫草培养细胞次生代谢物-紫草宁生物合成的影响。另一方面，研究了茉莉酸甲酯对滇紫草细胞紫草宁合成的影响，就H2O2-MeJA信号途径可能的机制进行了探讨；此外，对Ca2+在紫草细胞中是否参与上述紫草宁合成信号传递链作了初步研究。<br>　　 在本实验室的基因芯片研究中发现活性氧有关的酶的基因表达受到光照的显著调控。这说明，在紫草细胞中，存在着某种机制调控活性氧代谢。本研究检测了在M9生产培养基上，CAT、POD、SOD等调控活性氧代谢的酶在光暗条件下随时间变化的趋势，并进一步研究了氧迸发随时间改变的状况。<br>　　 结果表明，活性氧有关的酶活性受到光照的显著调控。与黑暗条件相比，光照在4d、6d、8d、10d和12d均显著地降低了紫草细胞内可溶性的过氧化氢酶(CATsoluble)的活性和过氧化物酶(PODsoluble)的活性，尤其在12d，光照处理的PODsouble活性比黑暗处理的PODsouble活性降低了99％；而光照在4d、6d、8d、10d和12d均显著的促进了紫草细胞内超氧化物歧化酶(SOD)的活性，分别提高了6.91％、6.84％、2.77％、8.95％和9.85％。此外，我们还检测了紫草细胞内氧迸发现象。与黑暗条件相比，在M9生产培养基中，光照条件下滇紫草细胞内的H2O2浓度均得到了显著的提高，尤其在第6h和第8h最为明显，分别提高了99.9％和131.9％。。上述3种酶的生理结果以及滇紫草细胞内H2O2随时间的变化结果表明了光照诱导信号分子H202在紫草细胞内的积累。我们用外源活性氧处理滇紫草细胞，发现低浓度的H2O2(0.01和0.02 mol/L)可以显著促进紫草宁的合成，而高浓度的的外源H2O2(0.2mol/L)处理后紫草宁产量却有所下降。由此，我们推测光照影响紫草宁的一种机制可能是：光照极大地促进了H2O2的积累并产生毒害，而不仅仅是如黑暗条件下那样只产生适宜浓度的H2O2迸发，并作为一种信号分子启动下游信号转导途径。<br>　　 另外，我们检测了茉莉酸甲酯(MeJA)对M9生产培养基中紫草宁合成产量的影响。在我们的试验中，发现茉莉酸能够促进紫草宁合成，0.1 mg/L的MeJA(最适MeJA浓度)的处理(接种后第6天)使紫草宁产量提高了30.6％。在M9培养基中第6天施加浓度为5 mg/L的茉莉酸抑制剂-乙酰水杨酸(ASA)处理，与对照无明显变化，而10、25和40mg/L的ASA处理分别使紫草宁产量降低了14.2％、17.7％和29.7％。在用20 mg/L真菌诱导子处理紫草细胞后，再施加25 mg/L的外源ASA，诱导子作用被降低62.7％；在用40 mg/L真菌诱导子处理紫草细胞后，再施加25 mg/L的外源ASA，诱导子作用被降低56.2％。<br>　　 钙离子是很重要的一个信号分子，钙波和钙振荡信号能够激活蛋白激酶PKC，促进氧迸发及活性氧的产生；钙离子信号和G蛋白能够调节茉莉酸合成途径的关键酶，脂氧合酶的活性，从而调控整个茉莉酸信号途径。这些表明钙离子参与了H2O2-MeJA信号网络，并可能在次生代谢产物的合成中起着重要的调节作用。在我们的试验中发现，当A23187处理紫草细胞增加细胞内钙离子浓度的时候，对紫草宁的合成没有显著影响，但是，当我们用LaCl3来抑制了钙离子从细胞外向细胞内的流入之后，发现紫草宁的合成受到了抑制。这说明，Ca2+在细胞内维持在一定的浓度水平以上对于紫草宁的合成具有重要的作用。具体的Ca2+的作用机制还有待进一步研究。诱导子可以改变钙离子的进出细胞的状况，在我们试验中发现，诱导子提高了紫草宁的产量，而我们如果用A23187来人为促进钙离子的进入之后，对紫草宁的合成没有进一步提高，暗示着钙离子可能不能单独起作用，需要和其他的信号相互协调。当用LaCl3阻止住以后，紫草宁的产量就开始下降，同样说明，单纯诱导钙离子浓度升高不能提高紫草宁的产量，而抑制钙离子的正常的进入状态，将降低紫草宁的含量。