磷脂酶响应二萜类化感物质作用的分子及生理调控机制研究

Allelopathy research has been the research focus in botany and ecology. Although there are some reports about diterpenoid, scarcely any studies have been conducted to reveal the relationship between the diterpenoid and phospholipase in plant cell. Basing on these, research in this project include:1) Studying a set of cell responses to diterpenoid, including the different gene express of phospholipase, the enzyme activity and physiological and biochemical factors. 2) Studying the relationship between phospholipase, physiological and biochemical factors ,signal molecule and diterpenoid. 3) Revealing the molecular and physiological mechanism of phospholipase in response to diterpenoid. This project will provide reliable basis to understand the molecular and physiological mechanism of phospholipase in response to diterpenoid.

植物化感作用与环境的关系、植物响应化感物质作用的调控机理研究一直是植物学、生态学的研究热点，而有关二萜类化合物的化感作用对植物生长的影响日益为人们关注，但是关于膜脂代谢酶类磷脂酶响应二萜类化感物质作用的分子及生理调控机制研究却未见报道。本研究拟选用从甘肃产富含二萜类化合物植物中提取二萜类化感物质作为供体，以拟南芥再生植株为受体，研究二萜类化合物对拟南芥再生植株膜脂代谢酶类磷脂酶家族的基因、酶活性及生理生化指标的影响，探讨不同磷脂酶响应二萜类化合物化感作用的差异表达，调控形式、与相关生理生化指标和细胞信号分子的相关性，从分子及生理角度揭示磷脂酶响应二萜类化感物质的作用机理，为深入了解植物膜脂代谢酶磷脂酶响应二萜类化感物质的作用机理提供参考依据，也为充分挖掘利用甘肃二萜类化感植物资源奠定理论基础。

植物化感作用与环境的关系、植物响应化感物质作用的调控机理研究一直是植物学、生态学的研究热点，而有关二萜类化合物的化感作用对植物生长的影响日益为人们关注，但是关于膜脂代谢酶类磷脂酶响应二萜类化感物质作用的分子及生理调控机制研究却未见报道。本项目选用了从甘肃产富含二萜类化合物植物中提取二萜类化感潜能物质（Glaucocalyxin A、Oridonin、 Leukamenin E）作为供体，以拟南芥Columbia生态型（WT），T-DNA插入的PLA1γ1 缺失型pla1（SALK_035317）、PLA2α 缺失型pla2（CS876227），PLC1 缺失型plc1（SALK_025769c），PLDδ 缺失型pldδ（SALK_092469）实生试管苗为受体，研究了不同二萜类化感潜能物质对拟南芥植株不同膜脂代谢酶磷脂酶家族成员(磷脂酶A1，磷脂酶A2，磷脂酶C，磷脂酶D)的基因、酶活性及生理生化活性的影响。结果表明，二萜类化感潜能物质可通过调控磷脂酶来发挥其部分化感作用，不同磷脂酶家族成员在不同二萜类化感潜能物质处理下呈种类、浓度依赖性差异表达，明确了磷脂酶参与调节包括植株生长的形态及生理生化等因子实现二萜类化感潜能物质的化感作用。本研究获得了植物响应二萜类化合物化感作用的“形态表现——基因表达——生理响应”之间的相关性证据链，从分子及生理角度揭示膜脂代谢酶类磷脂酶响应二萜类化感潜能物质的作用机理，填补了膜脂代谢酶类响应二萜类化感潜能物质的分子及生理作用机理的研究空白，为揭示植物响应二萜类化合物化感作用分子及生理生态适应机制提供一定的理论参考依据，为挖掘利用化感植物资源奠定前期基础，对深入研究并利用甘肃本地二萜类化合物化感作用规律指导农林业的生产具有重要的科学及实践价值。