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颠茄(Atropa belladonna L.)是我国药典规定的唯一托品烷类生物碱(tropane alkaloids,TAs)药源植物。颠茄的主要药用成分为莨菪碱和东莨菪碱,是重要的抗胆碱类药物,在临床上应用广泛,市场需求巨大。紫外线B(ultraviolet b,UV-B;280~320 nm)胁迫显著影响植物的生长和生理代谢过程,尤其是次生代谢产物的合成。大量研究表明,茉莉酸甲酯(methyl jasmonate,MeJA)参与植物在逆境胁迫中的抗逆反应,同时对多种次生代谢产物的合成具有诱导作用。本试验以颠茄实生苗为材料,采用喷施外源MeJA的方式,设置不同浓度梯度的MeJA处理组:0μmol·L-1、50μmol·L-1、150μmol·L-1、250μmol·L-1、350μmol·L-1,研究10μW·cm-2 UV-B胁迫下不同浓度外源MeJA在不同处理时间(4 d、8 d、12 d、16 d)对颠茄幼苗光合特性、逆境生理指标、氮代谢、TAs含量以及TAs合成途径前体物质与合成酶活性、信号分子、关键酶基因表达量的影响,初步探讨在UV-B胁迫条件下,外源MeJA对颠茄生理特性及TAs代谢的调控机理。主要研究结果如下:1.研究了不同浓度MeJA对UV-B胁迫下颠茄光合特性及逆境生理指标的影响。UV-B胁迫下,颠茄的光合作用受到显著抑制,脯氨酸含量降低,膜脂过氧化程度加剧;经MeJA处理后,最大光化学效率(Fv/Fm)、光化学淬灭系数(qP)、光合电子传递速率(ETR)、实际光化学量子产量(Yield)、光合色素含量、脯氨酸含量、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性均有所升高,初始荧光(F0)、非光化学淬灭系数(NPQ)、丙二醛(MDA)含量均降低,说明MeJA有利于缓解UV-B胁迫对颠茄造成的伤害,改善光合作用,提高抗氧化酶活性,降低细胞膜脂过氧化程度,增强颠茄对UV-B胁迫的抗性。2.研究了不同浓度MeJA对UV-B胁迫下颠茄氮代谢的影响。随着UV-B辐射处理时间的延长,硝态氮含量显著降低,铵态氮含量大量积累,游离氨基酸和可溶性蛋白含量也持续降低,氮代谢关键酶谷氨酸脱氢酶(GDH)活性先增强后减弱,硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)活性持续减弱,说明UV-B胁迫造成颠茄氮代谢的紊乱;不同浓度MeJA处理后,250μmol·L-11 MeJA对于提高硝态氮、游离氨基酸、可溶性蛋白含量以及氮代谢关键酶(NR、GS、GDH)活性,降低铵态氮含量的效果均较好,说明适宜浓度的MeJA可有效促进UV-B胁迫下颠茄氮代谢进程,从而积累更多的有机含氮化合物,为TAs的合成提供充足的前体物质。3.研究了不同浓度MeJA对UV-B胁迫下颠茄TAs含量的影响。颠茄莨菪碱含量随UV-B胁迫处理天数的增加呈现先升高后降低的变化趋势,而东莨菪碱含量持续下降。经MeJA处理后,莨菪碱与东莨菪碱含量均有不同程度的回升,且在MeJA浓度为250μmol·L-1时效果最显著,同时对东莨菪碱含量的提高幅度大于莨菪碱,说明适宜浓度的MeJA可有效缓解UV-B胁迫对颠茄TAs积累的抑制,促进莨菪碱向东莨菪碱的转化,提高TAs含量。4.为明确MeJA对UV-B胁迫下颠茄TAs合成的调控机制,对TAs合成途径中的多胺腐胺(Put)、亚精胺(Spd)、精胺(Spm),鸟氨酸脱羧酶(ODC)和精氨酸脱羧酶(ADC)活性,一氧化氮(NO)以及关键酶N-甲基-腐胺-转移酶(PMT)、托品酮还原酶I(TRΙ)、苯丙酮酸还原酶(PPAR)、莨菪碱6β-羟化酶(H6H)基因相对表达量进行检测。UV-B胁迫显著降低Put、Spd含量,抑制ODC、ADC活性,降低NO含量;关键酶基因TRΙ的表达量在UV-B胁迫下虽然有轻微上调,但PMT、H6H的表达却被显著抑制。在250μmol·L-1的MeJA处理下,多胺含量、(Spm+Spd)/Put比值、ODC和ADC活性以及NO含量均呈现不同程度的升高;同时250μmol·L-1的MeJA处理有效刺激了TR I、PPAR和H6H的高效表达。由此推测,MeJA对颠茄TAs合成的调控主要是通过影响多胺的代谢,提高前体物质Put含量,信号分子NO的参与,同时提高关键酶基因的相对表达量,进而促进TAs的大量合成。综上所述,适宜浓度的MeJA有利于缓解UV-B胁迫对颠茄光合作用、氮代谢以及TAs积累的抑制作用,减轻膜脂过氧化程度。对颠茄TAs代谢的调控,则主要是通过改变多胺代谢以及TAs合成途径关键酶基因表达量起作用。