三種糧食作物高MT含量的種質資源及外源誘導研究.pdf

1、MT(melatonin，中文譯為褪黑素)是一種吲哚類色胺(N-乙酰-5-甲氧基色胺)，最早是從牛的松果體中發(fā)現(xiàn)的。褪黑素是一種生物進化保留分子，廣泛存在于包括人類在內的動物、植物和原核生物中。MT是目前已知的抗氧化作用最強的內源性自由基清除劑，而且通過食用含有褪黑素的食物，可使其進入動物和人體中，起到清除體內自由基、提高機體免疫功能、延緩衰老和改善睡眠等功效。 以玉米(Zea mays L.)、水稻(Oryza sativa

2、L.)、燕麥(Avena sativa L.)作為試驗材料，研究內容和目的是：研究探索出一種農作物籽粒中褪黑素的有效分離、提取方法和建立測定作物籽粒中有效成分褪黑素的高效液相色譜法分析方法；分析測定玉米、水稻、燕麥三種作物種間、品種間籽粒中褪黑素含量及其差異；研究在不同種植環(huán)境下作物籽粒中褪黑素含量的變化，研究篩選出褪黑素含量高而且穩(wěn)定的作物種質資源；研究提高玉米籽粒褪黑素含量的外源調控誘導配套技術。主要研究結果如下： 1.建立

3、測定作物籽粒中褪黑素的高效液相色譜法-熒光檢測(HPLC-F D)分析方法，結果表明，褪黑素在0.01～1.20 mg/kg濃度范圍內，線性關系良好，其標準曲線的回歸方程為Y=643436X-2446.1，R2=0.9998，平均回收率達94.11％。所需測定條件：Alltima C18，4.6mm×250mm不銹鋼柱為色譜柱，50mM Na2HPO4/H3PO4緩沖液(PH4.5)：甲醇=50：50為流動相，流速為1ml/min，進樣

4、量10pL，激發(fā)光波長為280nm，發(fā)射光波長為348 nm。 研究出玉米籽粒中褪黑素分離、提取效率較高的方法，超聲功率為800W左右，超聲時間30-60min的破碎籽粒處理，可使籽粒細胞中的褪黑素有效成份得到較為充分釋放并溶于甲醇溶劑中。 2.研究測定132份玉米品種的籽粒、145份水稻品種的糙米和35份燕麥品種的籽粒中褪黑素含量。結果表明，玉米品種平均含量為96.5 ng/g，變幅為0～2034 ng/g，MT最高玉

5、米品種YM056，為2034 ng/g，是玉米平均MT水平的21.08倍；燕麥平均為98.7 ng/g，變幅為0～568 ng/g，含量最高的燕麥品種是OAT07，為568 ng/g，是燕麥平均MT水平的5.75倍；水稻平均為16.0 ng/g，變幅為0～264 ng/g，MT最高水稻品種SDO01，為264 ng/g，是水稻平均MT水平的16.5倍。表現(xiàn)出不同作物種間、同一種作物不同品種間MT含量都存在很大的差異。 3.分析了

6、小米(Setaria italica)、蕎麥(Fagopyrum esculentum)、黃豆(Glycine mdx Merrill)、綠心豆(Glycine max var)、蓮子(Nelumro nucifera)等10種雜糧和豆類作物籽粒的褪黑素含量，其中，綠心豆含褪黑素302 ng/g，蓮子為67 ng/g。小米為25 ng/g，其它七種作物褪黑素含量都低于20 ng/g。 4.水稻糙米種皮顏色與MT含量具有相關性，即

7、紅色米的糙米和黑色米的糙米中MT含量顯著高于白色米的糙米中的MT含量。測試的紅色米和黑色米的糙米品種共22份，其中11份(占50％)糙米品種含有MT，平均含量為134.18 ng/g；測試白色米糙米品種123份，其中14份(占11.34％)白色米糙米品種含有MT，平均含量為60.50 ng/g。 5.研究篩選出MT含量高且三年重復種植含量穩(wěn)定的玉米品種三份：YM115(906.0 ng/g)、YM046(792.0 ng/g)和

8、YM-N01(644.0 ng/g)；水稻品種中MT含量高且在三季種植下含量穩(wěn)定的有八份：SDO01(249.67 ng/g)、SD075(249.33 ng/g)、SD103(190.33 ng/g)、SD093(197.00 ng/g)、SD025(189.33 ng/g)、SD067(170.00 ng/g)、SD125(157.00ng/g)、SD119(142.67 ng/g)。 6.選取經測定含有MT的水稻品種15份

9、分別于旱季和晚季種植，結果得出，早、晚季種植的糙米中平均MT含量分別為132.3 ng/g和144.2 ng/g，經顯著性比較，晚稻糙米平均MT含量顯著高于旱稻。 7.玉米苗期(六葉一心)進行外源誘導處理，誘導5d后分別取玉米葉片測定MT含量，結果表明，用3號配方(誘導物ID01、濃度為150mg/kg)和4號配方(誘導物D01、濃度為300mg/kg)，對供試6個玉米品種的誘導效果均較佳，平均提高玉米葉片MT含量分別達50.5

10、9％和69.05％。而其它配方誘導效果只對特定的品種有顯著效果，如1號配方(誘導物ID01、濃度為5mg/kg)和2號配方(誘導物ID01、濃度為50mg/kg)對玉米品種YM148、YM115和YM139效果顯著；5號配方(誘導物ID02、濃度166.7 mg/kg)對玉米品種YM056提高23.08％；6號配方(誘導物ID02、濃度1667 mg/kg)和7號配方(誘導物ID02、濃度10000mg/kg)對玉米品種YM056、YM

11、049和YM115有顯著效果，而對其它品種效果并不顯著。 玉米苗期進行外源誘導處理，成熟時玉米籽粒中MT含量與對照差異均不顯著。 8.玉米灌漿期進行外源誘導處理，于成熟期時(誘導處理15d后)分別測定玉米籽粒、玉米苞葉和葉片中的MT含量，結果表明：(1)不同配方對玉米籽粒MT含量的影響：7號配方(誘導物ID02，濃度10000 mg/kg)、8號配方(誘導物ID02，濃度25000 mg/kg)、6號配方(誘導物ID02

12、，濃度1667 mg/kg)可使4份玉米品種籽粒平均MT含量分別提高15.43％、10.21％和9.86％；不同配方對不同玉米品種的誘導效果不同，玉米品種YM139用10號配方、11號配方、9號配方、4號配方、3號配方、7號配方、6號配方誘導處理效果顯著，分別提高25.20％、24.28％、22.06％、16.48％、13.01％、12.29％、10.74％； YM115用11號配方、10號配方、7號配方誘導后，分別提高12.44％、1

13、1.77％和11.08％；YM056用7號配方和6號配方誘導分別提高13.57％和12.05％； YM049用7號配方和6號配方誘導分別提高20.27％和10.75％。(2)不同配方對玉米苞葉MT含量的影響：3號配方(誘導物ID01，濃度150mg/ kg)、4號配方(誘導物ID01，濃度300mg/kg)可使玉米苞葉MT平均含量分別提高15.44％和10.70％。其中，3號配方對玉米品種YM115、YM139、YM056和YM049苞

14、葉MT含量分別提高19.89％、17.73％、17.11％和11.28％；2號配方(誘導物ID01，濃度50 mg/kg)使玉米品種YM115和YM139苞葉MT含量分別提高15.94％和13.01％；4號配方使YM056苞葉MT含量提高16.08％；8號配方使YM139苞葉MT含量提高10.33％。(3)不同配方對玉米葉片MT含量的影響：4號配方、3號配方和2號配方均能提高玉米葉片MT含量，平均含量分別提高18.71％、18.48％和