编辑推荐:
研究人员开展锌胁迫对穿心莲 AG 含量影响的研究,发现其可调节抗氧化酶并增 AG 合成。
锌(Zn)是植物生长和新陈代谢所必需的营养元素,许多参与植物呼吸、光合作用以及植物激素生物合成等初级代谢过程的酶,都需要锌作为辅助因子。然而,土壤中高浓度的锌对植物有害,会抑制细胞分裂和伸长,影响植物生长和生物量积累,损害光合作用,还常通过诱导活性氧(ROS)引发氧化应激。穿心莲(Andrographis paniculata)是亚洲一种常见的药用植物,在阿育吠陀医学中具有重要地位,也是抗癌药物穿心莲内酯(AG)的来源。本研究聚焦于探索锌胁迫下穿心莲中 AG 含量的提升。
研究人员在温室中,以砂壤土进行盆栽实验,研究了不同浓度(50、100 和 150 mg kg?1 )的硫酸锌(ZnSO?×7H?O)对穿心莲植株健康状况、抗氧化酶活性以及 AG 生物合成的影响。随着锌浓度的持续增加,穿心莲幼苗的株高、鲜重和干重等生长指标均有所下降。过氧化氢酶(CAT)、愈创木酚过氧化物酶(GPX)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)和谷胱甘肽还原酶(GR)等抗氧化酶的活性则随锌浓度升高而上升,在施加最高浓度(150 mg Zn kg?1 )时,所有研究的抗氧化酶活性达到最大值。土壤中锌浓度升高还与穿心莲中总酚含量、丙二醛(MDA)含量、电解质渗漏和 H?O?水平的增加相关。随着土壤中锌含量的增加,穿心莲叶片中的 AG 含量也随之增加,在 150 mg kg?1 锌处理时达到最高值。植株根和茎中的锌含量与施加到土壤中的锌浓度呈现显著的线性相关。
研究结果表明,穿心莲能够通过调节抗氧化酶活性和增加 AG 的合成来增强对锌胁迫的耐受性。这一发现首次报道了锌介导的穿心莲 AG 合成,为深入了解植物应对重金属胁迫的机制以及穿心莲的药用开发提供了重要依据。