NWIPB OpenIR
黑果枸杞遗传多样性及可持续利用研究
刘增根
2014-05
摘要黑果枸杞(Lycium ruthenicum Murr.)为茄科枸杞属多年生灌木,是我国西北荒漠、盐碱地区特有的药食兼用植物资源。黑果枸杞成熟果实在我国的传统民族医药中占有重要地位,其味甘、性平、清心热,用于治疗心热病、心脏病、月经不调、停经等病症。现代药理学研究发现,黑果枸杞具有增强机体免疫、抗氧化、抗动脉粥样硬化等功效。本研究以我国西北地区野生黑果枸杞为研究对象,对其遗传多样性、组织培养、营养成分进行了较为系统的分析与评价,对有效成分多糖和花色苷的提取纯化及抗氧化作用进行了研究与探讨,为黑果枸杞资源保护及综合开发利用提供科学依据。主要研究结果如下:
1. 利用SRAP分子标记对我国14个野生黑果枸杞居群的遗传多样性和遗传结构进行了研究与分析。应用筛选出的31对SRAP引物组合对黑果枸杞基因组DNA进行PCR扩增,共检测到468个有效位点,其中多态性位点398个,多态位点百分率为85.04%。Nei基因多样性和AMOVA分析显示,总的遗传变异中15.55%存在于居群间,84.45%存在于居群内,表明遗传分化主要存在于种群内。居群间具有中等的遗传分化(Gst=0.2155);基因流Nm=1.8199,表明各居群间有较高水平的基因流动,能有效防止基因空间异质性。Mantel检验结果表明黑果枸杞居群间的遗传距离和地理距离之间相关性显著(r = 0.303, P = 0.004)。通过聚类结果发现,地理分布区域相近的居群容易聚在一起,主成分分析结果与聚类分析基本一致。利用SPSS软件分析了遗传多样性指数(He,I和PPB)与生态地理因素间的Spearman秩相关性,结果显示,黑果枸杞遗传多样性与海拔和年均日照时数呈显著性正相关,而与年均湿度呈显著性负相关。以上研究可为黑果枸杞资源保护和遗传育种提供科学依据。
2. 以黑果枸杞种子萌发获得无菌苗,以其幼嫩叶片和茎段作为外植体,诱导愈伤、分化为无菌苗。种子需先经过200 mg/L赤霉素溶液处理,打破休眠。通过对不同类型的培养基进行筛选,得到最佳的诱导分化培养基为(a)MS0+6-BA 1.0mg•L-1(单位下同)+NAA 0.2、芽增殖培养基(b)MS0+6-BA 0.5+ NAA 0.1和(c)MS0+6-BA 0.5+NAA 0.2、生根培养基(d)1/2MS0+NAA 0.1,以上诱导分化及增殖培养基均加2.5% 蔗糖和0.8% 琼脂,生根培养基的蔗糖和琼脂量减半,pH 5.8~6.0。在黑果枸杞遗传转化实验中,农杆菌菌株为EHA105,含目的片段(Ps16F11)的质粒,构建到真核表达载体pBI121质粒上。筛选出的农杆菌转化系统是:OD600为0.5~0.8的EHA105菌液侵染转化受体15 min,在YEB共培养基上共培养3 d,延后2 d进行筛选培养为最佳技术参数,从而可提高愈伤组织遗传转化效率。
3. 黑果枸杞富含碳水化合物、还原性糖、蛋白质等营养成分。此外,矿质元素、氨基酸等营养成分含量较高,且种类较为丰富,鲜果含水量高(接近85%)。通过单因素实验及正交实验确定了亚临界流体萃取黑果枸杞籽油的最佳提取工艺并对籽油进行GC-MS分析,其主要成分为亚油酸和油酸,分别占脂肪酸总量的73.805%和19.599%。籽油还含有丰富的维生素E类物质(6.6501mg/100g)。
4. 通过响应面优化及多元回归分析,得到黑果枸杞多糖(LRP)微波提取的最佳工艺条件,多糖平均得率为8.25 ± 0.07%。LRP为糖蛋白复合物,糖含量为93.84%,蛋白含量为4.22%,其中酸性糖占22.9%,中性糖占69.6%;其单糖组成主要为阿拉伯糖和半乳糖醛酸,其次为半乳糖、木糖、鼠李糖、葡萄糖和甘露糖,它们的相对摩尔比为8.3:5.4:3.9:1.0:1.0:0.6:0.3。黑果枸杞多糖具有较强清除DPPH•、•OH、O2•-自由基的能力,IC50值分别为1.42 mg/mL、1.84 mg/mL、4.30 mg/mL。
5. 黑果枸杞经超声醇提、陶瓷膜过滤、AB-8大孔树脂纯化得到黑果枸杞花色苷(LRA)。LRA只有在酸性条件下才能保持稳定,在其提取、加工、贮藏过程中要注意密封、避光、低温,避免与强氧化剂和还原剂以及Al 3+ 、Cu 2+ 、Fe 3+等金属离子接触或共存。利用ORAC体系评价了黑果枸杞抗氧化能力。黑果枸杞干果的ORAC值为587 μmol TE/g,而从黑果枸杞干果和鲜果提取纯化得到的花色苷ORAC值分别为5219 μmol TE/g和5975 μmol TE/g,说明黑果枸杞及其花色苷具有较强的抗氧化能力。LRA能有效抑制H2O2引起的脂质代谢产物MDA堆积和抗氧化酶SOD活性的下降,从而抑制细胞凋亡,可能是其发挥保护作用的机制之一。而上述的调节作用很有可能是通过上调与激活HO-1活性,维持细胞氧化还原平衡状态,进而对抗H2O2诱导的H9C2心肌细胞氧化应激损伤。
文献类型学位论文
条目标识符http://210.75.249.4/handle/363003/16787
专题中国科学院西北高原生物研究所
推荐引用方式
GB/T 7714
刘增根. 黑果枸杞遗传多样性及可持续利用研究[D],2014.
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