宁夏枸杞果实结构发育与主要药用成分积累关系研究

宁夏枸杞是我国重要的药用植物资源之一。宁夏枸杞主要药用部位为果实，其主要药用成分为枸杞多糖（糖蛋白）和总糖。以往的研究偏重植化、药理、临床、栽培和加工等领域，有关果实结构发育与药用成分积累的关系缺乏系统研究，而果实大小及果实内主要药用成分的积累是中药枸杞子质量评价的主要参考指标。本项目在前期对枸杞果实糖代谢机理研究的基础上，拟应用植物解剖学、组织化学、免疫细胞化学和植物化学技术相结合，系统研究宁夏枸杞的果实形态结构发育规律、果实内源激素对果实发育的影响、果实结构发育与果实内糖分的运输和贮藏以及果实主要有效成分多糖的免疫细胞化学定位方法和其在果肉细胞内的产生、转运和储存规律，在明确果实结构发育调控的基础上，揭示果实结构发育与有效成分多糖和总糖积累的相关性。研究结果在探讨植物的结构发育与其次生产物的产生和积累动态方面具有重要理论意义，同时为提高枸杞产量及有效成分含量等生产实践问题提供科学依据。

宁夏枸杞主要药用部位为果实，其果实大小及果实内主要药用成分的积累是中药枸杞子质量评价的主要参考指标。本项目以宁夏枸杞果实为研究对象，针对枸杞果实内最主要的药用成分——糖蛋白为切入点，应用植物解剖学、组织化学、免疫细胞化学和植物化学等学科的研究技术方法，采用激光共聚焦、透射电镜、酶联免疫吸附法、蛋白质分子印迹法、免疫电镜、半薄切片技术、高效液相色谱分析法等手段，系统研究了宁夏枸杞的果实形态结构发育规律、果实内源激素对果实发育的影响、果实结构发育与果实内糖分的运输和贮藏以及果实主要有效成分糖蛋白的免疫细胞化学定位方法和其在果肉细胞内的产生、转运和储存规律，结果表明：（1）宁夏枸杞果实的生长发育曲线为典型的双“S”型，且枸杞果实的发育进程主要受种子发育进程的调控。宁夏枸杞种子的重量、大小对果实的大小发育影响较大，而与种子数量无关。（2）果皮中的玉米素、种子中的生长素在促进枸杞果实横径和单粒重增加方面具有重要作用。（3）枸杞果实韧皮部SE/CC复合体与韧皮薄壁细胞间无胞间连丝联系，形成共质体隔离，韧皮部糖分的卸载方式主要以质外体途径进行。韧皮薄壁细胞间的胞间连丝较多，而韧皮薄壁细胞与果肉库薄壁细胞的胞间连丝相对较少，而果肉库薄壁细胞间几乎无胞间连丝，暗示糖分在果肉库薄壁细胞之间主要以质外体途径进行运输。此外，囊泡也参与了果实糖分的运输过程。（4）果实多糖类物质的组织化学定位结果表明，果实的外果皮和内果皮的细胞壁被染成紫红色，且颜色随果实的发育成熟呈现逐渐加深的趋势，而中果皮细胞壁颜色逐渐变淡；中果皮细胞内含有大量被染成紫红色的颗粒状物质，经I2-KI及电镜观察确定为淀粉。多糖和总糖的大量积累都主要集中在果实转色期到成熟期。（5）以枸杞果实内粗多糖和纯化的AGPs为抗原，采用ELISA和western blot法筛选出JIM5，JIM8，JIM11，JIM13，JIM20，JIM94，MAC204七种阿拉伯半乳聚糖蛋白抗体。免疫荧光信号主要分布在枸杞果实的外果皮的细胞壁，中果皮薄壁细胞壁和维管束细胞，且第一次快速生长期果皮荧光最强，之后随着果实发育，荧光有所减弱。免疫胶体金颗粒主要分布在果肉薄壁细胞的细胞壁与质膜之间的区域内，质膜，液泡膜以及其形成的囊泡上，胞质内的叶绿体，有色体等质体内及膜周围。推测随果实发育成熟,糖蛋白由细胞壁降解后通过囊泡逐渐向细胞内其它区域进行运输。