生物制药毕业论文

报名编号：65吉林省高等教育自学考试吉林大学生物制药专业本科毕业设计设计题目：几种委陵菜在发育过程中可溶性糖变化的初步研究设计作者：李健维准考证号：010509206721通讯地址：长春市高新区锦河街155号联系电话：15568830901吉林大学生命科学学院2012年8月5日IV 摘要委陵菜(Potentilla)种类众多，用途也非常广泛。以松嫩平原大庆地区六种具有普遍性和代表性的自然生长的委陵菜为实验材料，采用蒽酮比色法测定不同品种叶片在晚秋时节（9月-10月）可溶性糖含量变化，通过对各种因素以及可溶性糖含量变化的分析，初步比较六种委陵菜的抗寒性。结果表明：随着温度的逐渐降低，可溶性糖含量整体上升，以伏委陵菜增加幅度最小，从94.40µg/g到196.13µg/g，蔓委陵菜增加幅度最大，从82.91µg/g到306.88µg/g，光叉委陵菜变化最不敏感，委陵菜和蒿叶委陵菜变化浮动最强，鹅绒委陵菜居中。关键词：委陵菜；可溶性糖III AbstractPotentilla(Potentilla)typelargeisalsoverywideapplication.SixuniversalandrepresentativeinthesongnenplaininDaqingareathenaturalgrowthofpotentillaasexperimentalmaterials,theuseofdifferentvarietiesofanthroneColorimetryleavesinlateautumnseason(September-October)changesofsolublesugarcontent,throughtheanalysisofvariousfactorsandchangesofsolublesugarcontentandcomparisonofcoldresistanceofsixspeciespotentilla.Resultsshowthatastemperaturesgraduallyreducing,solublesugarcontentsasawholerose,potentillavincreasedtheminimum,from94.40µg/gto196.13µg/g,potentillavinesincreasedthemost,from82.91µg/gto306.88µg/g,potentillaforkschangestheleastsensitive,changesinleavesofArtemisiapotentillaandpotentillastrongestfloating,potentillaanserinamoderatechanges.Keywords：Potentilla；solublesugarIII 目录中文摘要I英文摘要II目录III1引言12材料与方法32.1实验材料32.1.1供试材料32.1.2仪器32.1.3试剂32.2实验方法32.2.1实验原理32.2.2实验步骤33结果与分析63.1实验结果63.1.1绘制标准曲线63.1.2几种委陵菜可溶性糖含量测定结果73.1.3鹅绒委陵菜和光叉委陵菜可溶性糖含量变化73.1.4蔓委陵菜和委陵菜可溶性糖含量变化83.1.5伏委陵菜和蒿叶委陵菜可溶性糖含量变化83.1.6几种委陵菜可溶性糖含量变化93.2实验结果讨论与分析93.2.1实验结果讨论93.2.2实验结果分析104结论12参考文献13致谢15III 1引言委陵菜是蔷薇科(Rosaceae)委陵菜属(Potentilla)植物，全球共有500余种，广泛分布于北温带，化学成分主要有七种。我国委陵菜资源很丰富有86种，全国各省均有分布，以北方和西南地区居多，常生于河岸、路边、山坡草地，海拔500-4100m[1]。本属植物作为民间用药已具有悠久历史，具有较高的药理作用，如鹅绒委陵菜、翻白委陵菜，其具有明显的抵抗糖尿病抗菌抗病毒、保肝及镇痛作用。委陵菜属的一些植物还可用作畜牧业饲料，园林观赏植物，鞣料和染料等的来源，具有较高的经济价值[2]。糖作为主要的能源物质，在呼吸过程中形成的有机酸可以作为氨气的受体转化为氨基酸。生物体含有丰富的糖，糖类作为呼吸基质，一方面为生物的生命活动提供能量，为植物的各种合成过程和各种生命活动提供了所需的能量，另一方面保护细胞维持其正常的形态和功能，同时糖类又是一类重要的信息分子[3]。可溶性糖不仅是高等植物的主要光合产物，而且是碳水化合物代谢和暂时贮藏的主要形式，与植物的生长发育、呼吸代谢、产量的形成和品质等各个方面都有紧密联系，是植物营养中最基本的物质也是需要量最多的一类。当温度降低后，水解酶类活性通常都高于合成酶，酶促反应平衡失调，物质分解加速，淀粉的含量降低，可溶性糖含量增加[4]，植物细胞的渗透调节能力提高，提高细胞液的浓度，同时增加细胞自由水的含量，降低细胞原生质的凝固点，使原生质不致过渡脱水，保护原生质胶体不致遇冷凝固，增强抗冻能力，维持细胞膜在低温下的正常功能等方面有重要作用[5]。有实验证实，低温下植物细胞内会大幅度地积累可溶性糖类，尤其是蔗糖，可溶性糖含量越高，其相应冰点越低，故抗冻力越强[6]。已有研究证实，除少数例外，可溶性糖的含量与植物抗寒性之间呈正相关[7]，关于可溶性糖与抗寒性的关系有很多的学者在多种植物上进行了大量研究，他们分别对干椒品种、雪莲花、高粱、甘蓝、甜柿、芦笋、茄子、葡萄、梨等植物进行研究，发现在温度降低时POD活性明显提高，脯氨酸含量升高，并且可溶性糖含量明显增加[8-15]。15 黄治远在对3个引进龙眼品种和1个单株叶片的可溶性糖含量进行测定时提出，叶片可溶性糖含量与龙眼不同品种的耐寒性密切相关，叶片含糖量高的品种耐寒性较强，含糖量低的品种耐寒性弱，说明叶片可溶性糖含量能反映各品种间耐寒性差异，可作为耐寒性鉴定指标[16]。也有的研究表明，抗寒性强的植物可溶性糖含量高且与抗寒力呈显著正相关，而脯氨酸含量与抗寒力没有明显的相关性[17]。我国北方地区夏季干旱、年平均气温低，在低温胁迫下草坪草常遭受低温和干旱的双重胁迫[18]，且大庆年平均气温4.2℃，草甸土占市区总土地面积52.3%，秋季多寒潮，降温急剧。然而关于委陵菜体内保护类物质可溶性糖含量的变化未见报道。为此，对大庆地区多种委陵菜的可溶性糖含量进行了测定，从而进行对比，探讨其对低温的反应，一方面丰富了委陵菜的基础研究内容，另一方面因为委陵菜本身耐碱力、生命力强，希望通过本实验探究能够为以后委陵菜在抗逆性和城市以及乡村绿化方面提供一定的实验依据。15 材料与方法2.1实验材料2.1.1供试材料从松嫩平原中部大庆地区经度125.09°纬度46.59°，采取秋季9月份到10月份的六种委陵菜，即鹅绒委陵菜、光叉委陵菜、委陵菜、蔓委陵菜、蒿叶委陵菜、伏委陵菜，每天采2个样为一组3天将每一组循环实验一次。将叶片样品采集后立即带回实验室，取下叶片，先用流水冲洗，然后用蒸馏水清洗，用吸水纸吸干后准确称量。2.1.2仪器烘箱；恒温水浴锅；离心机；751型分光光度计；分析天平；研钵；容量瓶；试管；试管架；烧杯；离心管；移液管；吸耳球；胶头滴管；玻璃棒；比色杯；培养皿2.1.3试剂葡萄糖；80%乙醇；浓硫酸；蒽酮；2.2实验方法2.2.1实验原理本实验采用硫酸蒽酮法[19]。测定自然生长状态下委陵菜在九月份到十月份可溶性糖的含量。硫酸蒽酮法需将材料磨成匀浆，经过滤或离心除去残渣，以上清液为可溶性糖含有液进行测定。糖与硫酸反应后生成糠醛，糠醛与特异性显色剂蒽酮迅速而完全地缩合成稳定的有色物质，其生成量与可溶性糖含量之间存在着定量关系[20]，在620nm波长下测定其OD值又与糖含量呈正比。每种委陵菜做三次重复，三天一个循环，这样即可知道叶片中的可溶性糖含量变化。2.2.2实验步骤2.2.2.1蒽酮—硫酸溶液的配制精密称取蒽酮0.1500g，溶于100mL98%浓硫酸中，当日配制使用。15 2.2.2.1绘制标准曲线精密称取葡萄糖0.1000g，用蒸馏水溶解并定容至1000mL，即为100µg/mL的葡萄糖标准溶液。分别精确吸取0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7mL注入试管中，分别加入1.0、0.9、0.8、0.7、0.6、0.5、0.4、0.3mL蒸馏水，然后分别加入蒽酮试剂4.0mL。再在沸水浴中加热10min，用冷水冷却至室温，在620nm下测定吸光值。以葡萄糖含量为纵坐标，吸光度为横坐标，绘制标准曲线，求得回归方程为：y=0.6693x+0.0044，R²=0.9936。表1标准曲线制作取样表Table1Thestandardcurvesampletable序号12345678葡萄糖标准液(ml）00.10.20.30.40.50.60.7水(ml)1.00.90.80.70.60.50.40.3硫酸蒽酮(ml)444444442.2.2.2获得委陵菜样品溶液、测定及计算1)称取材料：将委陵菜的叶片用水洗净，再用蒸馏水冲洗几遍，然后用纱布或滤纸吸干，置于干燥的培养皿中，分别称取三份，鉴于种类不同每份0.15-0.25g。2)研磨以及抽提：磨碎组织干样后转移至10ml的离心管中，加入10ml80%乙醇，搅拌均匀后于80-85℃加热30min，冷却后4000r/min下离心15min，将上清液移入50ml容量瓶中，重复抽提一次，弃掉残渣，用80%乙醇定容提取液至50ml刻度处。3)委陵菜叶片可性糖含量的测定：取1mL糖提取液，沿试管壁缓慢的加入4mL蒽酮试剂置90℃沸水浴中保温显色15min，冷水浴后用分光光度仪于620nm波长下比色，以空白实验作参比读出光密度，查用标准蔗糖溶液绘制的标准曲线，即可求出可溶性糖的含糖量。4)结果计算：可溶性糖含量以每克样品中含有的可溶性糖微克数表示：15 可溶性糖含量（%）=100×（C×V/A）/(W×106)C：从标准曲线查得可溶性糖μg值V：样品提取液总体积（mL）A：显色时取样品液量（mL）W：样品重（g）115 结果与分析3.1实验结果3.1.1绘制标准曲线据表2.1，进行实验，根据得到的OD值，绘制的标准曲线如下：图3-1可溶性糖含量标准曲线Figure3-1Standardcurveofsolublesugarcontent15 3.1.1几种委陵菜可溶性糖含量测定结果表3-2六种委陵菜可溶性糖含量数据表Table3-2SixPotentillasolublesugarcontentinthedatatable种类可溶性糖含量（µg/g）鹅绒委陵菜142.83172.46178.37232.22191.95198.41196.75173.55308.32207.70211.64196.13234.20光叉委陵菜341.09330.34279.01343.54345.36434.21357.82蔓委陵菜75.0486.25171.84220.65246.25257.02306.88委陵菜177.94130.85173.24221.67233.57279.93272.83伏委陵菜105.93195.33136.98187.32158.55192.58153.26蒿叶委陵菜153.28225.02171.18217.76239.48230.74147.853.1.2鹅绒委陵菜和光叉委陵菜可溶性糖含量变化根据得到的鹅绒委陵菜、光叉委陵菜的可溶性糖含量绘制的趋势图如下：图3-3鹅绒委陵菜、光叉委陵菜的可溶性糖含量随时间变化折线图Figure3-3Potentillaanserina,Potentillalightforksolublesugarcontentwithtimelinechart图2中光叉委陵菜于9月13日第三次实验时可溶性糖含量最低为279.01µg/g，9月22日第五次实验时含量最高为434.21µg/g。鹅绒委陵菜于9月7日第一次实验时可溶性糖含量最低为142.83µg/g，9月16日第四次实验时含量最高为232.22µg/g。15 3.1.1蔓委陵菜和委陵菜可溶性糖含量变化蔓委陵菜和委陵菜可溶性糖含量趋势图如下：图3-4蔓委陵菜、委陵菜的可溶性糖含量随时间变化折线图Figure3-4ManPotentilla,Potentillasolublesugarcontentwithtimelinechart实验过程中，蔓委陵菜可溶性糖含量最低最高分别为，9月8日279.01µg/g，9月26日含量306.88µg/g。委陵菜可溶性糖含量最低最高分别为，9月11日130.85µg/g，9月23日279.93µg/g。3.1.2伏委陵菜和蒿叶委陵菜可溶性糖含量变化伏委陵菜和蒿叶委陵菜可溶性糖含量趋势图如下15 图3-5伏委陵菜、蒿叶委陵菜的可溶性糖含量随时间变化折线图Figure3-5VPotentilla,PotentillaArtemisialeafsolublesugarcontentwithtimelinechart由此可见，实验期间伏委陵菜和蒿叶委陵菜的可溶性糖含量的最小值和最高值分别为，伏委陵菜：9月9日105.93µg/g，9月30日196.13µg/g，蒿叶委陵菜9月9日153.28µg/g，9月21日239.48µg/g。3.1.1几种委陵菜可溶性糖含量变化在下面图3-6中光叉委陵菜的可溶性含量明显高于其他五种且变化趋势平稳，其他五种的可溶性糖变化趋势相近，呈上升趋势，其中最小值为蔓委陵菜：75.04µg/g，最大值为光叉委陵菜：434.21µg/g。几种委陵菜可溶性糖含量趋势图如下：图3-6六种委陵菜可溶性糖随时间变化趋势图Figure3-6solublesugarsevenPotentillatrendsovertime3.2实验结果讨论与分析3.2.1实验结果讨论15 从图3-3看出，在相同日期内、相同温度和相同波长下，对鹅绒委陵菜和光叉委陵菜进行相同次数的可溶性糖含量测定，可以清楚地看出在实验期间、随温度的逐渐降低光叉委陵菜的可溶性糖含量有所降低，鹅绒委陵菜的可溶性糖含量有所增加。9月7日-9月16日，鹅绒委陵菜可溶性糖含量逐渐上升，9月16日-9月19日，含量有明显的下降，9月19日-9月28日，可溶性糖含量缓慢的下降，但最后的可溶性糖含量比9月7日高。9月7日-9月13日，光叉委陵菜可溶性糖含量逐渐下降，至9月16日又上升，一直到9月22日达到相当高的可溶性糖含量后紧随的9月25和9月28日糖含量又明显下降了，最后的可溶性糖含量比9月7日的低。从图3-4看出，对这两种委陵菜的可溶性糖含量测定后发现，从9月8日-9月29日委陵菜和蔓委陵菜的可溶性糖含量均显著增加。9月8日-9月11日委陵菜可溶性糖含量下降，蔓委陵菜可溶性糖含量上升，9月11日-9月23日，两种委陵菜的可溶性糖含量以相似的程度上升，9月23日-9月29日委陵菜可溶性糖含量逐渐下降，9月26日-9月29日蔓委陵菜可溶性糖含量急剧下降。从图3-5看出，最后一次9月30日的实验数据，即两种委陵菜可溶性糖含量都远远高于第一次9月9日的可溶性糖含量。蒿叶委陵菜和伏委陵菜的整体可溶性糖含量随温度变化整体走向大致相同，但是在9月18日-9月24日，蒿叶委陵菜的可溶性糖含量是先上升后下降，而伏委陵菜的可溶性糖含量是先下降后上升。由图3-6我们可以看出，在我们实验的时间段内随着时间和温度的变化有五种委陵菜的可溶性糖含量是呈上升趋势的的，仅有光叉委陵菜的变化趋势很平缓。3.2.1实验结果分析叶片是植物的源器官，承担整株同化物的生产和供应[21]，对作物的生长发育影响极大。叶片衰老的不同阶段可溶性糖的调节作用是不同的，在叶片衰老的早期阶段可溶性糖具有刺激衰老的作用，但在衰老后期又抑制一些和衰老相关基因的表达[22]。植物在越冬前积累可塑性物质的基本形式是淀粉，这种积累通常在夏季即开始，储存在根、干、枝的皮层和木质部中，在低温到来之前则转化为糖类和脂肪以及纤维素和其它化合物，而增强抗逆性，这无疑与抗冻力有关[23-24]。在9月7日-9月30日实验进行的过程中，几乎没有降雨天气，因此温度对委陵菜的可溶性糖含量有着直接的影响。有研究证明[25-26]，在逆境条件下植物积累的可溶性糖越多抗逆性就越强，由图3-615 可知，不同品种委陵菜叶片中的可溶性糖含量随着温度的降低大部分呈上升趋势，这与前人的研究结果相吻合。委陵菜品种间抗寒性也有差异，光叉委陵菜受温度影响时所测定糖含量变化幅度较其他品种小。由图3-3我们看到，常温下鹅绒委陵菜的可溶性糖含量明显低于光叉委陵菜这可能与两种委陵菜的生存环境的土壤水分、盐碱程度以及种之间的结构差异所造成的。在这八组实验中，光叉委陵菜对温度的敏感性也稍稍强于鹅绒委陵菜，前者的最高点晚于后者，很有可能是前者对低温的承受力强于后者，随着温度的逐渐降低，后期植株萎蔫死亡，也可能是所进行的实验时间不够未能完全看到最终的变化情况。根据图3-4，常温下蔓委陵菜和委陵菜的可溶性糖含量差异不大，而且温度对其影响程度也几乎保持同步，都经历了从上升到下降再上升的过程，在一定程度上二者的抗寒性相差不多，这可能是由于二者都喜欢生长于干旱地区。在图3-5中，伏委陵菜和蒿叶委陵菜的可溶性糖含量变化呈明显的起伏状，对温度非常敏感，在9月27日-9月30日的可溶性糖含量显著上升，由于秋眠类型较高仍在继续生长，地上部分的光合作用低不能满足地上部的正常生长，可溶性糖被动由地下转至地上，这也充分符合了孙航等人所述这两种委陵菜枯死晚的观点[27]。15 结论可溶性糖作为主要的渗透调节物质，是冷害和冻害的主要保护物质，本实验结果与刘磊等[28]得出了相似的结果。不同委陵菜品种的抗寒性有差异，抗寒性强的品种，可溶性糖含量高，抗寒性差的品种含量低，无论抗寒性强或弱的委陵菜可溶性糖含量均随温度下降而增加，即温度高时可溶性糖含量低，温度低时可溶性糖含量反而高，这与池春玉等[29]的研究结果是一致的。伏委陵菜和蒿叶委陵菜枯死较晚、可溶性糖含量变化幅度比较剧烈，抗寒性较弱。委陵菜、蔓委陵菜和鹅绒委陵菜能够主动的适应低温环境，光叉委陵菜低温时所测定指标变化幅度较其他品种小且相对较平缓，一定程度上光叉委陵菜的抗寒性要强于其他几种，适应性较好，适合作为绿化植物。15 [参考文献][1]中国植物志编委会中国植物志(第三十七卷)〔M〕.北京:科学出版社,1985,223-331.[2]任燕利,曲玮,梁敬钰.委陵菜属植物研究进展[J].海峡药学,2010(5):1-8.[3]王克夷,糖类研究的进展和前景[J].生命的化学1994,14(5):4-8.[4]李合生,孟庆伟,夏凯,等.现代植物生理学.北京:高等教育出版社,2000:391-435.[5]刘祖褀,张石城.植物抗性生理.北京:中国农业出版社,1994:8-29,35-45.[6]王淑杰,王家民,李来东等,可溶性全蛋白、可溶性糖含量与葡萄抗旱性关系的研究[J].北方园艺,1996,107:13-14.[7]王荣富.植物抗寒指标的种类及其应用.植物生理学通讯,1987,(3):49-55.[8]隋益虎,张子学,陶宏志.不同温度对几个干椒品种(系)某些生理生化指标的影响[J].植物生理学通讯,2004(12):693—695.[9]陈玉珍,李凤兰.低温锻炼对绵头雪莲花组织培养苗抗寒性及抗氧化酶活性的影响[J]植物生理与分子生物学学报,2005,31(4):437—440.[10]马纯艳.邹建秋,徐昕.等.低温对高粱后代选系苗期生理生化的影响[J].沈阳农业大学学报.2006.37(2):147-150.[11]吴能表,钟永达,肖文娟.零上低温对甘蓝幼苗逆境指标的动态影响[J].西南师范大学学报(自然科学版),2005(6):525-528.[12]欧毅,谢永红,王玉霞.温度和PEG胁迫对甜柿叶片游离脯氮酸累积的影响[J].西南农业学报,2006,l9(3):470-472.[13]李志刚,张玉霞,孙志刚.芦笋抗寒机理的研究[J].内蒙古民族大学学报(自然科学版),2005(12):634-637.[14]姚明华,徐跃进,邱正明.茄子品种耐冷性与脯氨酸和可溶性糖含量的关系[J].湖北农业科学,2004.[15]陈因,方大惟.外源脯氨酸对受短期高温胁迫的蓝藻固氮活性的影响[J]南京农业大学报社,1993,16(5):42-46.[16]黄治远.李隆华,张云贵.龙跟叶片可溶性糖含量与耐寒性的关系[J].西南园艺,2004(4):l8-l9.[17]卢少云,郭振飞.草坪草逆境生理研究进展[J].草地学报,2003(12):13-20.[18]张基德,李玉梅,陈艳秋.梨品种枝条可溶性糖、脯氨酸含量变化规律与抗寒性的关系[J].延边大学农学报.2004(12):281-285.[19]李合生,孙群,赵世杰,等.植物生理生化实验原理和技术.北京:高等教育出版社,2000:195-197.[20]马琴国,王引权,赵勇,蒽酮硫酸比色法测定党参中可溶性糖含量的研究[J].甘肃中医学院学报,2009(6):46-48.[21]CarelliC,FahlI.PartitioningofnitratereductaseactivityinCo-ffeaarabicaL.anditsrlationtocarbonassimilationunderdiff-erentirradianceregimes[J].BrazJPlantPhysiol,2006,18(3):397-406.[22]PaulMJ,PellnyTK.Carbonmrtabolitefeedbackregulationofleafphotosynthesisanddevelopment[J].15 JournalofExperimentalBotany,2003,54:539-547.[23]艾琳,张萍,胡成志.低温胁迫对葡萄根系膜系统和可溶性糖及脯氨酸含量的影响.2004,27(4):47-50.[24]王家民,王连君.自根葡萄栽培根系抗寒生理指标的测定分析[J].葡萄酿酒与栽培,1996,(3):8-10.[25]SinghNK.ProteinassociatiatedwithadaptationofculturetobaccocellstoNacl[J].PlantPhysiol.1987,84(2):324-331.[26]MunnsRA.Wholeplantresponsestosalinity[J].PlantPhysiol.1986,13:143-160.[27]孙航,曲波,张延菊.饲草植物委陵菜属(PotentillaL.)的化学成分及其资源植物的研究进展.饲料工业.2010(2):58-60.[28]刘磊,陈立波,李志勇,王美珍,郭淑晶.晚秋温度对苜蓿地上部游离脯氨酸、可溶性糖和POD活性的影响.草业科学.2009(10):89-93.[29]池春玉,赵岩,连永权,李文君,张海涛,丁国华.紫羊茅内源脯氨酸和可溶性糖含量季节变化的研究.北方园艺.2009(10)208-209.15 大庆师范学院本科生毕业论文致谢在实验和论文撰写过程中，要谢谢谢我的指导教师赵晓菊的指导与督促，同时感谢她的谅解与包容。没有赵晓菊老师的帮助也就没有今天的这篇论文。完成论文历程是艰苦的，但又是快乐的，因为我收获着硕果，提升了能力。在此过程中，有众多的老师和同学帮我搜集、查阅资料，校对文章，同时对所有关心过我的领导、老师、同学表达我由衷的敬意！15