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黑龙江中医药大学,哈尔滨 150040
赵楷,在读硕士,从事药材优质高产技术研究,E-mail:zhaokai199810@163.com
孟祥才,教授,博士生导师,博士,从事药用植物生物学、栽培及质量评价研究,E-mail:mengxiangcai000@163.com
收稿日期:2022-11-20,
网络出版日期:2023-03-29,
纸质出版日期:2023-07-05
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赵楷,姚杰,于鹏程等.干旱提高北苍术药材质量的生物学机制[J].中国实验方剂学杂志,2023,29(13):180-187.
ZHAO Kai,YAO Jie,YU Pengcheng,et al.Biological Mechanism of Drought Improving Quality of Rhizoma Atractylodis Chinensis[J].Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae,2023,29(13):180-187.
赵楷,姚杰,于鹏程等.干旱提高北苍术药材质量的生物学机制[J].中国实验方剂学杂志,2023,29(13):180-187. DOI: 10.13422/j.cnki.syfjx.20230514.
ZHAO Kai,YAO Jie,YU Pengcheng,et al.Biological Mechanism of Drought Improving Quality of Rhizoma Atractylodis Chinensis[J].Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae,2023,29(13):180-187. DOI: 10.13422/j.cnki.syfjx.20230514.
目的
2
探讨干旱胁迫提高北苍术药材质量的生物学机制,建立优质药材生产新方法。
方法
2
采用0(CK)、5%、10%、20%聚乙二醇6000(PEG-6000)溶液浸泡北苍术鲜根,比较北苍术内活性氧(ROS)含量、抗氧化酶活性、初生代谢、次生代谢产物关键酶活性及次生代谢产物含量的变化。
结果
2
与对照组相比,20%PEG在处理第2天时超氧阴离子自由基(O
<math id="M1"><msubsup><mrow/><mrow><mn mathvariant="normal">2</mn></mrow><mrow><mo>-</mo></mrow></msubsup></math>
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1.10066664
3.72533321
·)、过氧化氢(H
2
O
2
)、丙二醛(MDA)含量显著升高,分别提高172.5%、56.9%、14.7%;超氧化物歧化酶(SOD)活性无显著变化,过氧化物酶(POD)活性降低,过氧化氢酶(CAT)活性提高10.8%;3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶(HMGR)活性提高49.9%,而磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)、乙酰辅酶A羧化酶(ACC)活性分别提高12.1%和19.0%;苍术素、
β
-桉叶醇、苍术酮、白术内酯Ⅱ分别提高了51.0%、36.9%、47.1%和91.5%。通过模拟干旱胁迫可引起北苍术鲜根ROS迸发,诱导出植物干旱状态下的生理状态,抗氧化系统发生较大变化,短时间内促进次生代谢产物大量合成。
结论
2
采用PEG-6000模拟干旱胁迫可大幅度提高栽培北苍术的质量。
Objective
2
To explore the biological mechanism of drought improving the quality of Rhizoma Atractylodis Chinensis and establish a new method for the production of high-quality medicinal materials.
Method
2
The fresh roots of
Atractylodes chinensis
were soaked in 0 (control), 5%, 10%, and 20% PEG-6000 solutions. The changes in reactive oxygen species (ROS) level, antioxidant enzyme activity, activities of key enzymes in primary metabolism and secondary metabolism, and content of secondary metabolites were compared.
Result
2
Compared with the control group, the treatment with 20% PEG for 2 days elevated the levels of superoxide anion radicals (O
<math id="M2"><msubsup><mrow/><mrow><mn mathvariant="normal">2</mn></mrow><mrow><mo>-</mo></mrow></msubsup></math>
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1.18533325
4.40266657
·), hydrogen peroxide (H
2
O
2
), and malondialdehyde (MDA) by 172.5%, 56.9%, and 14.7%, respectively. The treatment did not change the activity of superoxide dismutase (SOD), reduced the peroxidase (POD) activity, and increased the catalase (CAT) activity by 10.8%. It increased the activities of 3-hydroxy-3-methylglutaryl-CoA reductase (HMGR), phosphoenolpyruvate carboxylase (PEPC), and acetyl-CoA carboxylase (ACC) by 49.9%, 12.1%, and 19.0%, respectively. Furthermore, the content of atractylodin,
β
-eudesmol, atractylone, and atractylenolide Ⅱ was increased by 51.0%, 36.9%, 47.1%, and 91.5%, respectively. The simulated drought stress can cause the burst of ROS in the fresh roots of
A. chinensis
, induce the physiological state of plants under drought, change the antioxidant system, and promote the massive synthesis of secondary metabolites in a short time.
Conclusion
2
PEG-6000-simulated drought stress can greatly improve the quality of
A. chinensis
in cultivation.
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