百蕊草寄主植物根系分泌物及诱导百蕊草吸器形成的研究
百蕊草（Thesium chinense Turcz.）为檀香科多年生半寄生草本植物，通过寄生根（吸器）的作用从寄主植物中掘取水分和营养物质，同时寄主植物根系释放的化合物可以作为寄生植物吸器形成的信号物质。研究寄主植物根系分泌物的组成成分及找到诱导百蕊草吸器发生的信号物质，对解决和发展百蕊草药材的生产具有重要的理论和实践意义。本研究利用GC-MS气质联用技术对百蕊草优势寄主植物夏枯草的根系分泌物组成进行测定，同时以2,6-二甲氧基-1,4-苯醌（DMBQ）为验证实验。通过研究得出以下初步结论 1、从夏枯草根系分泌物中共检测到53种化合物，其中烃类化合物13种、酯类化合物有12种、有机酸类化合物9种、酮类化合物7种、醇类化合物6种、含氮类化合物3种，酚酸类、醛类和醌类化合物分别只检测出1种。虽然在夏枯草根系分泌物中，酚醌类物质被检测出来的种类少，相对含量较低，但2,4-二叔丁基苯酚和2,5-二叔丁基-1,4-苯醌在化学结构上具有苯环结构，特别是2,5-二叔丁基-1,4-苯醌具有对苯醌的核心结构，与普遍报道的吸器诱导物质DMBQ结构类似，这类物质有可能在寄生植物根际的氧化还原反应中，发生电子转移，在酚、醌和半醌的状态转换过程中，给予吸器形成的某种信号。 2、通过外施不同浓度DMBQ作为外源信号物质诱导百蕊草根系，观察吸器的发生情况。结果表明DMBQ能够诱导百蕊草幼苗形成吸器，但不同浓度DMBQ溶液对百蕊草吸器形成差异明显，低浓度（1μM、0.1μM）与高浓度（1000μM、100μM）DMBQ溶液相比，更能诱导百蕊草吸器形成。其中，在1μM DMBQ处理60d后，单株百蕊草幼苗根系可诱导产生近20个吸器，为五种浓度梯度下诱导能力最强；高浓度不利于诱导产生吸器，在1000μM DMBQ处理下，百蕊草植株矮小萎嫣，根系基本不生长，基本观察不到吸器的形成，这可能是由于处理溶液浓度太高，已经影响了百蕊草根系的正常生理活动。通过计算吸器形成数与根系重量的比值，可以得到单位根系上所诱导产生的吸器数目，1μM DMBQ处理下的比值最高，达到了110.52，可以表明该浓度下的DMBQ诱导能力最强。
目录
摘 要 1
ABSTRACT 2
1. 引言 4
1.1 寄生植物的研究现状 4
1.1.1 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
寄生植物的类型 4
1.1.2 吸器的重要性 5
1.1.3 诱导寄生植物吸器产生的信号物质 6
1.1.4 百蕊草的研究现状 7
1.1.4.1 百蕊草的形态特征 7
1.1.4.2 百蕊草的生长发育特性 7
1.1.4.3 百蕊草的吸器研究 8
1.2 根系分泌物的研究概况 9
1.2.1 根系分泌物的组成和种类 9
1.2.2 寄主植物根系分泌物对寄生植物生长的影响 10
1.2.3 根系分泌物的研究方法 10
1.2.3.1 根系分泌物的收集 10
1.2.3.2 根系分泌物的分离纯化 10
1.2.3.3 根系分泌物的鉴定 11
1.3 研究内容和意义 11
1.3.1 研究内容 11
1.3.2 研究意义 11
1.4 技术路线图 11
2. 百蕊草寄主植物根系分泌物的测定 12
2.1 实验材料 12
2.1.1 植物材料 12
2.1.2 主要试剂和仪器 12
2.2 实验方法 12
2.2.1 百蕊草种子预处理 12
2.2.2 寄主植物的培养及根系分泌物的收集 13
2.2.3 气质联用鉴定根系分泌物 14
2.2.4 物质确定 14
2.3 实验结果 14
2.3.1 夏枯草根系分泌物的GC/MS鉴定结果 14
2.4 讨论 17
3. 不同浓度DMBQ诱导百蕊草吸器形成的研究 17
3.1 实验材料 17
3.2 实验方法 18
3.3 实验结果 18
3.4 讨论 19
4. 结论 19
致谢 20
参考文献 21
百蕊草寄主植物根系分泌物及诱导百蕊草吸器形成的研究
引言
haustorium
1. 引言
百蕊草（Thesium Chinense Turcz．）原名百乳草，别名一颗松、细须草、青龙草、地石榴、打食草、松毛参等，系草本或灌木，稀小乔木植物，以寄生或半寄生为其主要生物学特征。味辛，徽苦.性寒，归肺，脾，肾经，具有清热解毒、补肾涩精、解暑利湿作用[1]。现代研究表明百蕊草具有显著抗炎、镇痛和广谱抗菌作用[2]，多用于治疗急性乳腺炎、肺炎、扁桃体炎以及肾虚腰痛、遗精等症状，具被誉为“植物抗生素”[34]，有广阔的应用前景。百蕊草约有30属，400余种，分布广泛，全世界的热带和温带均有分布。我国分布范围较广，东部省区几乎均有分布，其中，安徽、河南、湖北、江西、湖南、浙江为其地道产区[5]。
在化学抗生素滥用而造成对人体健康造成危害的今天，重视研究并利用植物抗生素显得格外重要。“植物抗生素”百蕊草的利用一直以野生资源为主，随着需求量的加大，迫切需要解决百蕊草的人工栽培问题，而百蕊草是一种半寄生植物，通过寄生根（吸器）的作用从寄主植物中掘取水分和营养物质。目前国内外对百蕊草的研究已有很多，但大部分是从其药理性质、化学成分分析、种子休眠、人工栽培、生物学特性等方面进行的研究，对百蕊草吸器形成的研究很少。百蕊草寄主植物的根系分泌物中存在着诱导百蕊草吸器形成的信号物质，但究竟是什么物质尚无定论。根系分泌物的研究始于20世纪（1904年）德国微生物学家Hilten所提的根际概念，从此以后人们对根系分泌物的研究逐渐展开[6]，但长期以来，由于受到测试手段和实验条件的限制，有关根系分泌物的研究进展非常缓慢，自上世纪80年代高效毛细管色谱技术、GC/MS/DS 技术和高效捕集技术的飞速发展,促进了根系分泌物的研究进程，人们逐渐意识到植物根系分泌物是植物与土壤进行物质、能量与信息交流的重要载体，根系分泌物的研究出现了蓬勃发展的趋势[7]。
1.1 寄生植物的研究现状
1.1.1 寄生植物的类型
完全依赖或半依赖其它植物而生存的植物，称之为“寄生植物”(parasitic plant)，它是生活在其它植物寄主植物（host plant）体表或体内，从寄主植物体内获取全部或部分营养，或多或少的对寄主植物产生危害的一类植物。在被子植物中，大约有4000余种是以寄生方式摄取营养物质，营寄生生活的[8]。目前知道的寄生种子植物（parasitic seed plants）大约有3000多种，主要分布在地中海和亚热带地区，在两极和热带地区也有分布,分属于18个科[9]。寄生植物有不同的类型[10]，通常根据在寄主植物上寄生的位置可分为根寄生植物（root parasite plants）和茎寄生植物（stem parasite plants）。前者占总寄生植物的60%，如列当属（Orobanche）和独角金属（striga）寄生植物，后者约占40%，如菟丝子科、樟科无根藤属（Cassytha）的寄生植物。根据叶绿素的有无（或营养方式的不同）可分为全寄生性植物（holoparasites plants）和半寄生性植物（semiparasites plants）。前者约占20%，它们缺乏叶绿素，不能独立地同化碳素和氮素，而是靠从寄主体内摄取，如列当属寄生植物；后者约占80%，它们有叶绿素，能进行光合作用，一般只从寄主体内摄取水分和无机盐，如槲寄生科和无根藤属寄生植物。典型的半寄生植物含有叶绿素，只从寄主那里获得无机营养；而典型的全寄生性植物需要从寄主那里获得全部的无机和有机营养。还可根据寄生植物和寄主植物之间是否有稳定的寄生关系，将寄生植物划分为专性寄生植物（obligate）和兼性寄生植物（facultative），但这种划分不是很明确，一般只寄生在一种植物上的寄生植物是很少见的。寄生植物的共同特征是萌发吸器后侵入寄主维管束等组织器官中，吸取营养物质，赖以生存。
1.1.2 吸器的重要性
寄生植物是被子植物(能开花结果的植物)中，由于缺少足够的叶绿体，其根系或叶片器官退化，失去自养能力，而在不同程度上依赖他种植物体内营养物质来完成其生活史的某些植物类群，又称为寄生性被子植物。寄生植物的主要特征是具有适于其特殊生活方式的专性固着器官—吸器(或称吸根、吸盘、小钩等)它是一切以寄生方式生活的物种所共同具有的器官。这种类似植物根的组织，能穿透寄主植物的表皮、皮层而到达维管束，并与寄主植物维管束相通，是寄生植物从寄主植物体内吸取营养物质的通道—生理桥[11]，引导营养物质向寄生植物体内单向流动。吸器组织细胞中的新陈代谢活动活跃，可将寄主植物进人吸器的碳、氮化物及有机酸等进行代谢加工转化成更易于吸收利用的物质。吸器是由寄生植物根端初生组织细胞分化产生的，或从根和茎的维管柱鞘或皮层细胞脱分化产生的，有些种类的吸器首先就由培根的端部直接转变而来。通常在吸器与寄主植物组织的交接面上，吸器中薄壁组织所占的比例较维管组织大，韧皮部发育不典型，有时还不连续，但相对而言全寄生植物的韧皮部发育要比半寄生植物的更完善。全寄生植物完全要依靠寄主提供的水、无机盐和有机营养，其韧皮部发育较好；半寄生植物只需要寄主植物提供无机营养，其韧皮部发育不明显或不典型。吸器由寄生植物胚根部位特定的细胞接受外界刺发育而来。不同的寄生植物，吸器的构造也不尽相同。
目录
摘 要 1
ABSTRACT 2
1. 引言 4
1.1 寄生植物的研究现状 4
1.1.1 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
寄生植物的类型 4
1.1.2 吸器的重要性 5
1.1.3 诱导寄生植物吸器产生的信号物质 6
1.1.4 百蕊草的研究现状 7
1.1.4.1 百蕊草的形态特征 7
1.1.4.2 百蕊草的生长发育特性 7
1.1.4.3 百蕊草的吸器研究 8
1.2 根系分泌物的研究概况 9
1.2.1 根系分泌物的组成和种类 9
1.2.2 寄主植物根系分泌物对寄生植物生长的影响 10
1.2.3 根系分泌物的研究方法 10
1.2.3.1 根系分泌物的收集 10
1.2.3.2 根系分泌物的分离纯化 10
1.2.3.3 根系分泌物的鉴定 11
1.3 研究内容和意义 11
1.3.1 研究内容 11
1.3.2 研究意义 11
1.4 技术路线图 11
2. 百蕊草寄主植物根系分泌物的测定 12
2.1 实验材料 12
2.1.1 植物材料 12
2.1.2 主要试剂和仪器 12
2.2 实验方法 12
2.2.1 百蕊草种子预处理 12
2.2.2 寄主植物的培养及根系分泌物的收集 13
2.2.3 气质联用鉴定根系分泌物 14
2.2.4 物质确定 14
2.3 实验结果 14
2.3.1 夏枯草根系分泌物的GC/MS鉴定结果 14
2.4 讨论 17
3. 不同浓度DMBQ诱导百蕊草吸器形成的研究 17
3.1 实验材料 17
3.2 实验方法 18
3.3 实验结果 18
3.4 讨论 19
4. 结论 19
致谢 20
参考文献 21
百蕊草寄主植物根系分泌物及诱导百蕊草吸器形成的研究
引言
haustorium
1. 引言
百蕊草（Thesium Chinense Turcz．）原名百乳草，别名一颗松、细须草、青龙草、地石榴、打食草、松毛参等，系草本或灌木，稀小乔木植物，以寄生或半寄生为其主要生物学特征。味辛，徽苦.性寒，归肺，脾，肾经，具有清热解毒、补肾涩精、解暑利湿作用[1]。现代研究表明百蕊草具有显著抗炎、镇痛和广谱抗菌作用[2]，多用于治疗急性乳腺炎、肺炎、扁桃体炎以及肾虚腰痛、遗精等症状，具被誉为“植物抗生素”[34]，有广阔的应用前景。百蕊草约有30属，400余种，分布广泛，全世界的热带和温带均有分布。我国分布范围较广，东部省区几乎均有分布，其中，安徽、河南、湖北、江西、湖南、浙江为其地道产区[5]。
在化学抗生素滥用而造成对人体健康造成危害的今天，重视研究并利用植物抗生素显得格外重要。“植物抗生素”百蕊草的利用一直以野生资源为主，随着需求量的加大，迫切需要解决百蕊草的人工栽培问题，而百蕊草是一种半寄生植物，通过寄生根（吸器）的作用从寄主植物中掘取水分和营养物质。目前国内外对百蕊草的研究已有很多，但大部分是从其药理性质、化学成分分析、种子休眠、人工栽培、生物学特性等方面进行的研究，对百蕊草吸器形成的研究很少。百蕊草寄主植物的根系分泌物中存在着诱导百蕊草吸器形成的信号物质，但究竟是什么物质尚无定论。根系分泌物的研究始于20世纪（1904年）德国微生物学家Hilten所提的根际概念，从此以后人们对根系分泌物的研究逐渐展开[6]，但长期以来，由于受到测试手段和实验条件的限制，有关根系分泌物的研究进展非常缓慢，自上世纪80年代高效毛细管色谱技术、GC/MS/DS 技术和高效捕集技术的飞速发展,促进了根系分泌物的研究进程，人们逐渐意识到植物根系分泌物是植物与土壤进行物质、能量与信息交流的重要载体，根系分泌物的研究出现了蓬勃发展的趋势[7]。
1.1 寄生植物的研究现状
1.1.1 寄生植物的类型
完全依赖或半依赖其它植物而生存的植物，称之为“寄生植物”(parasitic plant)，它是生活在其它植物寄主植物（host plant）体表或体内，从寄主植物体内获取全部或部分营养，或多或少的对寄主植物产生危害的一类植物。在被子植物中，大约有4000余种是以寄生方式摄取营养物质，营寄生生活的[8]。目前知道的寄生种子植物（parasitic seed plants）大约有3000多种，主要分布在地中海和亚热带地区，在两极和热带地区也有分布,分属于18个科[9]。寄生植物有不同的类型[10]，通常根据在寄主植物上寄生的位置可分为根寄生植物（root parasite plants）和茎寄生植物（stem parasite plants）。前者占总寄生植物的60%，如列当属（Orobanche）和独角金属（striga）寄生植物，后者约占40%，如菟丝子科、樟科无根藤属（Cassytha）的寄生植物。根据叶绿素的有无（或营养方式的不同）可分为全寄生性植物（holoparasites plants）和半寄生性植物（semiparasites plants）。前者约占20%，它们缺乏叶绿素，不能独立地同化碳素和氮素，而是靠从寄主体内摄取，如列当属寄生植物；后者约占80%，它们有叶绿素，能进行光合作用，一般只从寄主体内摄取水分和无机盐，如槲寄生科和无根藤属寄生植物。典型的半寄生植物含有叶绿素，只从寄主那里获得无机营养；而典型的全寄生性植物需要从寄主那里获得全部的无机和有机营养。还可根据寄生植物和寄主植物之间是否有稳定的寄生关系，将寄生植物划分为专性寄生植物（obligate）和兼性寄生植物（facultative），但这种划分不是很明确，一般只寄生在一种植物上的寄生植物是很少见的。寄生植物的共同特征是萌发吸器后侵入寄主维管束等组织器官中，吸取营养物质，赖以生存。
1.1.2 吸器的重要性
寄生植物是被子植物(能开花结果的植物)中，由于缺少足够的叶绿体，其根系或叶片器官退化，失去自养能力，而在不同程度上依赖他种植物体内营养物质来完成其生活史的某些植物类群，又称为寄生性被子植物。寄生植物的主要特征是具有适于其特殊生活方式的专性固着器官—吸器(或称吸根、吸盘、小钩等)它是一切以寄生方式生活的物种所共同具有的器官。这种类似植物根的组织，能穿透寄主植物的表皮、皮层而到达维管束，并与寄主植物维管束相通，是寄生植物从寄主植物体内吸取营养物质的通道—生理桥[11]，引导营养物质向寄生植物体内单向流动。吸器组织细胞中的新陈代谢活动活跃，可将寄主植物进人吸器的碳、氮化物及有机酸等进行代谢加工转化成更易于吸收利用的物质。吸器是由寄生植物根端初生组织细胞分化产生的，或从根和茎的维管柱鞘或皮层细胞脱分化产生的，有些种类的吸器首先就由培根的端部直接转变而来。通常在吸器与寄主植物组织的交接面上，吸器中薄壁组织所占的比例较维管组织大，韧皮部发育不典型，有时还不连续，但相对而言全寄生植物的韧皮部发育要比半寄生植物的更完善。全寄生植物完全要依靠寄主提供的水、无机盐和有机营养，其韧皮部发育较好；半寄生植物只需要寄主植物提供无机营养，其韧皮部发育不明显或不典型。吸器由寄生植物胚根部位特定的细胞接受外界刺发育而来。不同的寄生植物，吸器的构造也不尽相同。
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