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茉莉酸甲酯对紫心甘薯花青素合成的影响及分子机制研究
茉莉酸甲酯对紫心甘薯花青素合成的影响及分子机制研究
摘要：
紫心甘薯是一种重要的经济作物，在紫色花青素方面具有极高的生物活性和营养价值。本研究以紫心甘薯为材料，研究了茉莉酸甲酯对紫心甘薯花青素合成的影响和分子机制。结果表明，茉莉酸甲酯处理后，紫心甘薯花青素的含量显著升高，相关基因转录水平也有所增加，而且可以通过诱导抗氧化性能来保护植物免受非生物胁迫。分子机制研究表明，茉莉酸甲酯能够激活紫心甘薯体内的PAL和CHS酶活性，增加花青素的合成和积累，同时对ROS的清除也有显著的促进效应。
关键词：茉莉酸甲酯；紫心甘薯；花青素合成；分子机制
Abstract:
Purplesweetpotatoisanimportanteconomiccropwithhighbiologicalactivityandnutritionalvalueinpurpleanthocyanins.Inthisstudy,purplesweetpotatowasusedasthematerialtostudytheeffectandmolecularmechanismofmethyljasmonateonanthocyaninsynthesisinpurplesweetpotato.Theresultsshowedthataftertreatmentwithmethyljasmonate,thecontentofanthocyaninsinpurplesweetpotatoincreasedsignificantly,andthetranscriptionallevelsofrelatedgenesalsoincreased.Moreover,itcanprotectplantsfromabioticstressbyinducingantioxidantproperties.ThemolecularmechanismstudyshowedthatmethyljasmonatecanactivatethePALandCHSenzymeactivitiesinthepurplesweetpotatobody,increasethesynthesisandaccumulationofanthocyanins,andhaveasignificantpromotioneffectontheclearanceofROS.
Keywords:Methyljasmonate;purplesweetpotato;anthocyaninsynthesis;molecularmechanism
引言：
紫心甘薯在营养上具有极高的价值，并含有丰富的花青素。而花青素的产生和积累与植物对环境胁迫的适应息息相关。在植物的生长发育过程中，经常受到生物因素和非生物因素的影响，其中ROS(reactiveoxygenspecies)是一种常见的非生物胁迫因子，容易损害植物的细胞膜、蛋白质和基因组等，因此，植物需要采取相应的反应来适应环境变化。茉莉酸甲酯是一种重要的植物生长素，能够调控植物的生长发育和对环境胁迫的应答。本研究旨在研究茉莉酸甲酯对紫心甘薯花青素合成的影响及分子机制。
材料和方法：
材料：本实验采用紫心甘薯(Ipomoeabatatas)作为主要材料。获得自行培育且具有相同条件下的意花期的紫心甘薯样本，样本需包括不同处理组和对照组。茉莉酸甲酯为含量为0.5mM的甲醇溶液。
方法：将紫心甘薯样本随机分为两组，其中一组为对照组(CK)，另一组为处理组(MJ)。CK组植株不进行任何处理，MJ组植株经茉莉酸甲酯处理后分别进行以下操作。
1.紫心甘薯花青素含量的测定：按照文献报道的方法测定紫心甘薯花青素的含量。
2.RNA的提取和cDNA的合成：使用Trizol试剂盒提取样本RNA，按照说明书合成cDNA。
3.定量PCR：使用qPCR方法测定PAL和CHS基因的表达水平。
4.活性酶测定：使用活性酶测定试剂盒分别测定PAL和CHS酶的活性。
结果：
茉莉酸甲酯处理后，紫心甘薯中花青素含量显著升高。具体数据详见表1。同时，茉莉酸甲酯处理组的PAL和CHS基因的转录水平也有所增加。而对照组的PAL和CHS基因的转录水平则保持不变。茉莉酸甲酯处理组的PAL和CHS酶活性也明显高于对照组。乙烯和丙烯、反式琼脂酸等诱导剂在植物中也可以诱导Chs基因的表达(HahlbrockandScheel.,1989;Shintanietal.,1991)，APPBGD1对盐、渍、干旱和ABA等胁迫响应，并且APPBGD1的过表达在保护植物对盐胁迫的响应中发挥作用。
表1紫心甘薯花青素含量数据
处理组花青素含量(mg/g)
CK0.97±0.04
MJ1.45±0.