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题名铝胁迫对穿心莲抗氧化能力和碳氮代谢的影响
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作者
钟楚
简少芬
黄燕芬
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机构
广西壮族自治区药用植物园/广西药用资源保护与遗传改良重点实验室
广西壮族自治区药用植物园/国家中医药传承创新中心
广西壮族自治区药用植物园/广西中药资源智慧创制工程研究中心
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出处
《广西植物》
北大核心
2025年第10期1832-1843,共12页
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基金
国家自然科学基金(82360752,82260744)
广西自然科学基金(2022GXNSFAA035542)
广西药用资源保护与遗传改良重点实验室自主课题(KL2020ZZ03,KL2020ZZ05)。
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文摘
铝胁迫是制约酸性土壤中植物生长的主要非生物胁迫之一,穿心莲是一种南药大宗药材,主要分布于两广(广西和广东)南部酸性土壤地区。然而,铝胁迫对穿心莲生长和代谢的影响尚未见报道,因此该研究以药用植物穿心莲(Andrographis paniculata)为材料,采用无土栽培试验,设置不同Al^(3+)浓度(0、10、20、50、100 mmol·L^(-1)),探讨铝胁迫对其抗氧化能力和碳氮代谢的影响。结果表明:(1)随着Al^(3+)浓度的增加,穿心莲H_(2)O_(2)和丙二醛(malondialdehyde,MDA)的含量及过氧化氢酶(catalase,CAT)和超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)的活性增加;50 mmol·L^(-1)Al^(3+)处理7 d显著抑制了植株生长。(2)可溶性蛋白含量随Al^(3+)浓度增加而逐渐下降,50 mmol·L^(-1)Al^(3+)处理的总氮含量显著下降,而NH_(4)^(+)含量显著增加;铝胁迫提高了谷氨酰胺合成酶(glutamine synthetase,GS)活性而显著降低了谷氨酸合成酶(glutamate synthase,GOGAT)、谷氨酸脱氢酶(glutamate dehydrogenase,GDH)、谷草转氨酶(glutamic-oxaloacetic transaminase,GOT)和谷丙转氨酶(glutamic-pyruvic transaminase,GPT)的活性。(3)铝胁迫显著降低了游离氨基酸的积累,其中天冬氨酸、谷氨酸、丝氨酸、甘氨酸、组氨酸、精氨酸、苏氨酸和脯氨酸的含量显著下降,而甲硫氨酸、半胱氨酸、缬氨酸、异亮氨酸、亮氨酸和苯丙氨酸的含量则上升。(4)铝胁迫降低了穿心莲光合作用,增加了其非气孔限制,并减少了苹果酸和柠檬酸的积累。综上认为,穿心莲对铝胁迫较为敏感,铝胁迫造成穿心莲氮同化和氨基酸代谢紊乱,光合能力下降而有机酸积累减少,加重氧化胁迫。该研究结果为穿心莲耐铝毒害评价,以及通过外源物质纠正穿心莲碳氮代谢以提高其耐铝性具有理论指导作用。
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关键词
铝胁迫
碳氮代谢
穿心莲
游离氨基酸
光合作用
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Keywords
Al^(3+)stress
carbon and nitrogen metabolism
Andrographis paniculata
free amino acids
photosynthesis
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分类号
Q945.78
[生物学—植物学]
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题名氮素形态对穿心莲氮吸收、分配和内酯成分积累的影响
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作者
简少芬
林杨
万斯
钟楚
刘寒
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机构
广西壮族自治区药用植物园/国家中医药传承创新中心
广西壮族自治区药用植物园/广西药用资源保护与遗传改良重点实验室
广西壮族自治区药用植物园/广西中药资源智慧创制工程研究中心
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出处
《广西植物》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第11期2076-2088,共13页
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基金
国家自然科学基金(82260744)
广西自然科学基金(2020GXNSFAA159025,2022GXNSFAA035542)
+2 种基金
广西药用资源保护与遗传改良重点实验室自主课题(KL2020ZZ03,KL2020ZZ05)
广西壮族自治区药用植物园基金(桂药基202003)
广西药用植物保育人才小高地项目(009699)。
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文摘
为了明确药用植物穿心莲(Andrographis paniculata)对不同氮素形态的利用特征及其与穿心莲内酯成分积累的关系,以硝态氮(NN)、铵态氮(AN)、酰胺态氮(UN)和氨基酸态氮(GN)为单一氮源,采用15 N同位素示踪和生理生化分析,研究了氮素形态对穿心莲不同生长时期(快速生长期、拔节期、现蕾期、开花期)氮素吸收、分配和穿心莲内酯成分含量的影响。结果表明:(1)叶片和根中氮含量随生长时期逐渐下降,NN处理氮含量较低。(2)穿心莲氮吸收速率在营养生长期较高,生殖生长期急速下降,穿心莲对AN、UN和GN的吸收速率较高。(3)现蕾期叶片氮分配比例减少,茎氮分配比例增加,与NN处理相比,该时期AN、UN和GN处理降低了叶片氮分配比例,而提高了茎和根氮分配比例。(4)快速生长期NN处理的光合作用最大羧化速率和最大电子传递速率较低,叶片氮在羧化系统和生物能学组分中的分配比例也较低;UN和AN处理分别在现蕾期和开花期降低了叶片氮在羧化系统中的分配。(5)AN、UN和GN提高了穿心莲内酯和脱水穿心莲内酯含量,降低了现蕾期和开花期14-去氧穿心莲内酯含量,不同氮素形态对新穿心莲内酯的影响较小。(6)穿心莲内酯和新穿心莲内酯含量与叶、茎、根氮含量,氮吸收速率及叶和根中氮分配比例显著负相关,而与茎中氮分配比例显著正相关,14-去氧穿心莲内酯则相反。综上认为,营养生长期是穿心莲氮吸收的主要时期,穿心莲能更好地利用铵态氮、酰胺态氮和氨基酸态氮,并通过优化氮分配促进穿心莲内酯成分积累。
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关键词
氮素形态
氮吸收
氮分配
穿心莲内酯
穿心莲
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Keywords
nitrogen form
nitrogen uptake
nitrogen allocation
andrographolide
Andrographis paniculata
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分类号
Q945.1
[生物学—植物学]
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