植物褪黑素研究

褪黑素作为一种良好的抗氧化剂,能够增强植物应对干旱、寒冷、盐等非生物胁迫的能力,就褪黑素的合成、含量、功能进行了综述,以推动作为天然生物活性物质的褪黑素在农业中的应用。     

褪黑素在葡萄上应用研究进展

对有关褪黑素在葡萄上的研究进展进行综述,介绍不同品种和发育时期葡萄褪黑素含量,褪黑素在葡萄生长发育过程中的功能,参与盐碱、水分、温度和氧化胁迫等抗性调控作用,以及褪黑素与各种植物激素相互作用机制,为褪黑素在葡萄上应用和系统研究提供理论参考。     

外源褪黑素对樱桃番茄果实品质的影响

为探究外源褪黑素对越冬茬番茄果实品质的影响,叶面喷施50、100、150、200μmol/L的褪黑素溶液,以清水为对照,研究番茄果实内可溶性固形物、可溶性糖、有机酸等风味指标及Vc、可溶性蛋白等营养成分含量的变化。结果表明,外源褪黑素可提升果实内可溶性固形物含量,150μmol/L褪黑素溶液处理后樱桃番茄果实中的可溶性固形物含量增加了13%;施用50～100μmol/L的外源褪黑素可增加果实中可溶性糖含量;外源褪黑素可提高果实中有机酸含量,其中,200μmol/L外源褪黑素处理后可显著提高果实中有机酸含量;施用50～100μmol/L的外源褪黑素可提高果实糖酸比;果实中可溶性蛋白含量随着外源褪黑素施用浓度的增加而增加;果实中的Vc含量则随着外源褪黑素施用浓度的增加而降低。外源褪黑素可提高番茄果实中可溶性固形物、可溶性糖、有机酸以及可溶性蛋白含量,但降低了番茄果实中的Vc含量,其中,50～100μmol/L褪黑素浓度范围提升了樱桃番茄果实品质。     

重庆地区甜樱桃品种筛选及其叶片硒和褪黑素含量关系分析

[目的]评价不同品种甜樱桃在重庆地区的生长适应性及其叶片的硒和褪黑素含量关系,为引导重庆地区推广种植甜樱桃和生产富硒、高褪黑素特色甜樱桃提供参考依据.[方法]连续2年观测重庆地区种植18个甜樱桃品种的生长指标(株高、地径、分枝数、最长枝长度和最长枝干径)和花芽数量,并在第1年测定13个长势较好品种叶片的硒和褪黑素含量,分析其相关性.以离体叶片浸没法测定分析不同浓度硒处理布鲁克斯品种叶片硒含量与褪黑素含量的关系.[结果]重庆地区2年生和3年生甜樱桃的生长指标、花芽数量差异较明显,且株高、地径、分枝数、最长枝长度、最长枝干径和花芽数量中任意4个参数值超过平均值的品种分别有9和8个,其中重叠品种有5个(砂蜜豆、斯坦勒、俄罗斯8号、红蜜和布鲁克斯),重叠品种中斯坦勒和砂蜜豆的花芽数量较少,不利于早投产.13个甜樱桃品种叶片硒和褪黑素含量差异较明显,其中萨米脱、绣珠和拉宾斯的硒含量较高,俄罗斯8号和怡珠的褪黑素含量较高.相关性分析结果表明,13个甜樱桃品种叶片的硒含量与褪黑素含量呈正相关,但相关不显著(P=0.17>0.05,R2=0.1600);布鲁克斯叶片的硒含量与褪黑素含量呈显著正相关(P=0.03<0.05,R2=0.9572).[结论]适合重庆地区种植的甜樱桃品种有6个,其中萨米脱、红蜜和怡珠适合作为富硒甜樱桃品种,俄罗斯8号、红蜜、萨米脱和短枝一号可作为高褪黑素含量甜樱桃品种推广种植.     

盐胁迫下外源褪黑素对烟草幼苗抗氧化特性和光合特性的影响

褪黑素（melatonin, MT）是一种广泛存在于高等植物体内的小分子物质,在植物的生长发育和增强抗逆性等方面都有一定的作用,为明确外源褪黑素对烟草幼苗在盐胁迫下的生理机制,以烟草品种K326作为研究对象,采用水培方式,通过施加不同浓度的外源褪黑素,分析不同处理下烟草幼苗的抗氧化特性和光合特性。结果表明：盐胁迫处理后,烟草幼苗的叶片水分含量下降,破坏了正常的生理状态和光合作用过程,通过施用不同浓度的外源褪黑素处理后,叶片含水率有所恢复,叶绿素含量上升,脯氨酸含量显著增加,过氧化物酶活性显著增加,过氧化氢和丙二醛含量显著下降,光合效率上升,并且褪黑素处理有明显的浓度效应,在100 μmol/L时效果最好,为研究褪黑素的作用机理提供一定理论依据。     

外源褪黑素对NaCl胁迫下向日葵种子萌发的影响

盐胁迫是影响作物产量和质量的非生物胁迫之一,褪黑素能有效提高植物应对盐胁迫的水平。本文以矮生向日葵为研究对象,以筛选出的0.25mol/LNaCl为胁迫浓度,通过测定种子萌发指标、膜脂过氧化程度、渗透调节物质含量和抗氧化酶活性等,研究外源褪黑素对盐胁迫下向日葵种子萌发的生理调控机制。结果表明：随着褪黑素浓度的增加,种子的发芽势、发芽率、发芽指数、可溶性蛋白质含量均呈先升后降趋势,其中25μmol/L的效果最佳。脯氨酸含量较对照不断增长,以100μmol/L的效果最佳。MDA含量较对照减少,以25μmol/L的抑制作用最为显著。不同浓度外源褪黑素对种子SOD、POD和CAT活力均有明显的增加,以25μmol/L的效果最为显著。综上所述,25μmol/L褪黑素可以作为向日葵种子萌发期对抗NaCl胁迫的有效预处理措施,本研究为褪黑素的利用和向日葵栽培调控提供依据。     

硒元素调控富硒高褪黑素甜樱桃生产的探讨(综述)

甜樱桃味美、营养价值高并含有褪黑素。硒元素是人体必需元素，也是植物有益元素，在提高作物产量、品质、抗逆等方面有着重要作用。富硒高褪黑素甜樱桃将备受消费者的青睐，也是育种科学研究追求的目标之一。然而褪黑素在植物体内的合成代谢途径尚未全面清晰，硒在植物体内的吸收、转运和贮存也未完全明确。本文从甜樱桃的营养、观赏和应用方面明确了甜樱桃具有的价值；从富硒水果的价值、硒对甜樱桃品质及褪黑素的影响方面进行探讨，生产富硒甜樱桃较为容易，而要达到高褪黑素水平有一定的不确定性；从植物体内褪黑素合成途径、甜樱桃褪黑素合成途径、硒对甜樱桃褪黑素合成途径的影响等方面进行探索，明确植物体内褪黑素合成途径具有多样性，硒调控植物体内褪黑素含量具有复杂性，为硒调控甜樱桃褪黑素含量提供一定的理论方向。     

园艺作物褪黑素的研究进展

褪黑素是一种在生物体中广泛存在的吲哚胺类化合物,在动物中具有调节昼夜节律、提高免疫力和抗衰老的作用,是一种对人类健康有益的保健佳品。现已发现褪黑素在高等植物中广泛存在,其生物合成途径以L-色氨酸为底物,途径色胺、5-羟色胺、N-乙酰-5-羟色胺,最终生成褪黑素。目前,植物中鉴定到的褪黑素合成关键酶有:L-色氨酸脱羧酶(Trp DC)、色氨酸羟化酶(T5H)、5-羟色胺-N-乙酰转移酶(SNAc T)、N-乙酰-5-羟色胺甲基转移酶(Ac SNMT)和羟基吲哚-O-甲基转移酶(HIOMT)。虽然目前有关褪黑素在园艺作物中的功能研究还不是很多,但已有研究表明,褪黑素在园艺作物中具有促进生长,增加产量,促进种子萌发,调节光周期,调控根系发育,延迟叶片衰老,影响果实成熟和贮藏等生理功能。而褪黑素的抗氧化特性又赋予它较强的活性氧(ROS)清除能力,且褪黑素能提高光照、温度、水分、盐碱、重金属和氧化胁迫下的抗氧化酶活性。此外,褪黑素还参与了包括生长素(IAA)、赤霉素(GA)、脱落酸(ABA)、乙烯(ETH)、水杨酸(SA)、多胺(PAs)和一氧化氮(NO)等物质介导的信号转导途径,组成了控制园艺作物生长、发育和抗性获得的复杂信号网络。文中从"褪黑素在植物中的生物合成,园艺作物中的褪黑素含量及影响因素,褪黑素在园艺作物生长、发育中的作用,褪黑素在园艺作物胁迫应答中的作用,褪黑素调控植物生长发育和抗逆性的信号转导网络"5个方面对褪黑素在园艺生产中的作用进行综述。重点阐述已经发现的褪黑素在园艺作物上的功能作用,对其潜在生理功能进行了预测,并从提升园艺作物褪黑素含量方面展望了今后需重点开展的研究。     

喷施褪黑素对萝卜生长及镉积累的影响

【目的】研究喷施褪黑素对蔬菜生长及镉积累的影响。【方法】采用盆栽试验,研究了镉胁迫下,通过喷施不同浓度褪黑素(0,50,100,150,200μmol/L)对萝卜的生长及镉积累情况的影响。【结果】外源褪黑素处理促进了萝卜的生长,增加了萝卜的生物量。同时,外源褪黑素也提高了萝卜叶片的抗氧化酶(POD、CAT和SOD)活性,增加了萝卜叶片的可溶性蛋白含量和叶绿素含量,且随着褪黑素浓度的增加,这些指标均呈现先增加后降低的趋势,最大值均出现在褪黑素浓度为100μmol/L。在不同浓度褪黑素的处理中,50μmol/L和200μmol/L的褪黑素提高了萝卜根系、块根、叶片和可食用部分的镉含量,而100μmol/L和150μmol/L的褪黑素则降低了萝卜这些器官的镉含量。当褪黑素浓度为100μmol/L时,萝卜根系、块根、叶片和可食用部分的镉含量分别较对照的降低幅度最大,分别降低了7.81%、20.00%、27.45%和31.43%。【结论】褪黑素能够促进镉胁迫下萝卜的生长,且中等浓度的褪黑素能够降低萝卜对镉的积累。在所设褪黑素浓度中,以100μmol/L的处理效果最佳。     

褪黑素及其在植物中的功能研究进展(英文)

褪黑素是一种广为人知的动物激素,在动物中由松果体合成与分泌,参与动物的昼夜节律的调节。现已发现褪黑素在高等植物中广泛存在,但是目前有关褪黑素在植物中的功能的研究还不是很多。已有的研究表明,褪黑素在植物中可能的作用有调节光周期、参与生长调节、清除活性氧、提高抗氧化酶活性等。根据近年的研究结果对植物中褪黑素的作用进行综述,重点阐述已经发现的褪黑素在植物上的功能作用,对其潜在生理功能进行了预测,并指出了目前研究中的不足,突出需要重点研究的方向。     

褪黑素的生理功能及其对机体节律性的影响

文章主要通过介绍褪黑素的生理功能,即褪黑素的抗氧化作用、抗肿瘤作用、改善睡眠机制和在免疫系统中发挥的作用以及褪黑素的生物节律性,进一步阐明其对机体节律性的影响。     

外源施加褪黑素对NaCl胁迫下狼尾草种子萌发及相关生理指标的影响

在狼尾草种子萌发过程中外源施加褪黑素,观察测定NaCl胁迫下狼尾草种子的萌发特性和萌动种子体内的抗逆酶活性与相关生理生化指标。结果表明：褪黑素处理显著提高了NaCl胁迫下狼尾草种子的发芽势和发芽率,其中300和500 μmol/L的褪黑素处理效果比较明显。褪黑素处理显著提高了狼尾草胚根的直径,起到了壮根的作用。NaCl胁迫下褪黑素处理组的平均干重显著高于非褪黑素处理的组别,表明褪黑素处理促进了干物质积累。另外褪黑素提高了种子体内的游离脯氨酸和可溶性蛋白含量,有助于抵抗盐胁迫逆境造成的渗透伤害;提高了抗氧化系统酶的活性（SOD、POD和CAT）,降低了丙二醛的含量,有效防止了胁迫产生的多余活性氧所造成的过氧化伤害。综合以上数据,褪黑素具有提高狼尾草抵抗NaCl胁迫逆境的作用。     

外源施加褪黑素对NaCl胁迫下狼尾草种子萌发及相关生理指标的影响

在狼尾草种子萌发过程中外源施加褪黑素,观察测定NaCl胁迫下狼尾草种子的萌发特性和萌动种子体内的抗逆酶活性与相关生理生化指标。结果表明:褪黑素处理显著提高了NaCl胁迫下狼尾草种子的发芽势和发芽率,其中300和500μmol/L的褪黑素处理效果比较明显。褪黑素处理显著提高了狼尾草胚根的直径,起到了壮根的作用。NaCl胁迫下褪黑素处理组的平均干重显著高于非褪黑素处理的组别,表明褪黑素处理促进了干物质积累。另外褪黑素提高了种子体内的游离脯氨酸和可溶性蛋白含量,有助于抵抗盐胁迫逆境造成的渗透伤害;提高了抗氧化系统酶的活性(SOD、POD和CAT),降低了丙二醛的含量,有效防止了胁迫产生的多余活性氧所造成的过氧化伤害。综合以上数据,褪黑素具有提高狼尾草抵抗NaCl胁迫逆境的作用。     

水稻褐飞虱若虫和成虫褪黑素含量测定及比较

【目的】明确褪黑素在褐飞虱各发育阶段的含量情况。【方法】通过高效液相色谱-串联质谱技术(HPLCMS/MS)对1～5龄若虫和两种翅型雌、雄成虫体内褪黑素含量进行测定和比较。【结果】褐飞虱若虫期褪黑素含量在1～2龄若虫时期最低,平均为378.5 pg·g-1。3龄若虫褪黑素含量最高,为856.6 pg·g~(-1)。4龄若虫褪黑素含量下降,为810.7 pg·g~(-1),与3龄无显著差异。5龄若虫褪黑素含量下降显著,为574.5 pg·g~(-1)。褐飞虱成虫褪黑素含量与性别显著相关,但受翅型影响不明显。雌、雄成虫间的褪黑素水平有极显著差异,长、短翅雄性成虫的褪黑素含量分别为978.3 pg·g~(-1)和969.6 pg·g~(-1),而长、短翅雌性的褪黑素含量仅为76.1 pg·g~(-1)和176.8 pg·g~(-1),甚至低于1～2龄若虫时期。【结论】初步明确了褐飞虱各发育阶段体内褪黑素含量变化特点,为后续研究褐飞虱褪黑素功能及机理奠定基础。     

不同浓度褪黑素处理对采后猕猴桃抗灰霉病的影响

本试验以分离自猕猴桃病果表面的灰霉菌(Botrytis cinerea)为试验材料，研究3种不同浓度(0.05、0.10、0.20 mmol/L)褪黑素处理对采后猕猴桃果实灰霉病体外、体内抑菌效果，并在此基础上从生理生化方面研究褪黑素对猕猴桃果实灰霉菌细胞膜的破坏作用和对果实品质的影响，以期为褪黑素在果实采后病害防控与保鲜贮藏方面的推广应用提供理论依据。试验结果表明，褪黑素处理可明显抑制灰霉菌落生长，且0.10 mmol/L褪黑素处理对灰霉菌的抑制效果最为显著(P<0.05);同时，褪黑素处理对灰霉菌孢子萌发、孢子管生长均有显著(P<0.05)抑制作用，抑制效果与褪黑素浓度呈正相关；褪黑素处理能够显著(P<0.05)降低贮藏期猕猴桃果实灰霉病的发病率，以0.10 mmol/L褪黑素处理抑制效果最优。褪黑素通过作用于灰霉菌的细胞膜来抑制病原菌生长。综合分析，在实际生产应用当中，以0.10 mmol/L褪黑素为最佳使用浓度，且已证实0.10 mmol/L褪黑素处理采后猕猴桃果实不会对其营养品质产生不良影响。     

褪黑素对牛卵母细胞体外成熟及孤雌胚胎发育的影响

褪黑素对生殖系统发挥着重要调节作用,本研究旨在探究褪黑素对牛卵母细胞体外成熟和孤雌胚胎发育的影响及作用机制。本试验用化学激活法对牛卵母细胞孤雌激活,且在卵母细胞体外成熟液和胚胎体外培养液中添加不同浓度(0 pmol/ml、10 pmol/ml、20 pmol/ml、30 pmol/ml)的褪黑素,以检测牛卵母细胞成熟率和孤雌胚胎发育效果,同时利用DCHF-DA染色方法检测卵母细胞中ROS水平,采用免疫荧光技术检测褪黑素受体MT1在牛早期胚胎发育过程中的表达。结果表明,外源褪黑素可促进卵母细胞体外成熟,卵母细胞成熟率随褪黑素浓度的增加而升高。褪黑素显著降低了卵母细胞中的ROS水平(P0.05),且卵母细胞中的ROS水平随着褪黑素浓度增加而降低。褪黑素可显著提高孤雌胚胎的卵裂率、桑葚胚率和囊胚率(P0.05),促进胚胎发育。相比对照组,10pmol/ml褪黑素剂量更有利于胚胎发育,桑葚胚率和囊胚率都显著高于其他试验组。另外,本研究首次探究了褪黑素受体MT1在早期胚胎发育过程中的表达分布。MT1在未卵裂的激活卵母细胞中主要分布于细胞膜上,随着孤雌胚胎卵裂的进行,受体表达量逐渐增加,主要表达定位于细胞膜上,随着胚胎发育的进行,MT1在卵裂球内部开始表达和分布,退化胚胎中MT1表达水平较低。可见,褪黑素可促进卵母细胞成熟和胚胎发育,且褪黑素受体MT1在胚胎发育早期已开始表达。     

褪黑素对急性铅中毒小鼠卵母细胞体外成熟质量的影响

为探究褪黑素(melatonin)对铅中毒小鼠卵母细胞质量的的影响,以6～8周龄体况相近的ICR雌鼠卵母细胞为研究对象,将其分为5组,分别为生理盐水对照组及4个铅中毒组,并在铅中毒组的卵母细胞体外成熟培养液中分别添加浓度为0、10^-5、10^-7、10^-9mol·L^-1的褪黑素,根据第1极体排出率作为体外成熟的标志,筛选出最佳的褪黑素浓度,再检测活性氧(ROS)、谷胱甘肽(GSH)、三磷酸腺苷(ATP)水平,最后通过细胞凋亡试验分析褪黑素对铅中毒卵母细胞体外成熟的影响。结果表明：体外添加1×10^-7 mol·L^-1的褪黑素能显著降低铅中毒小鼠的ROS水平和早期细胞凋亡率,显著提高第1极体排出率及GSH、ATP含量。综上,在培养液中添加1×10^-7 mol·L^-1的褪黑素能在体外成熟过程中显著改善铅中毒雌鼠卵母细胞的质量。     

外源褪黑素对盐胁迫下棉花幼苗生长及光合特性的影响

【目的】土壤盐渍化严重制约棉花幼苗生长,褪黑素(Melatonin,MT)能有效调控植物在盐胁迫下的生长机制。研究外源褪黑素对盐胁迫下棉花幼苗生长及光合特性的影响。【方法】采用对棉花幼苗叶面喷施外源褪黑素的方法,分析外源褪黑素在NaCl胁迫下棉花幼苗生长及光合系统的响应,筛选出最适喷施褪黑素浓度。以新陆中70号为材料,设置不同褪黑素浓度(25、50、100、200 μmol/L)处理,测定NaCl胁迫下不同时间段(1、3、6和9 d)棉花幼苗生长指标及叶片荧光、光合作用参数等指标。【结果】NaCl胁迫显著降低棉花幼苗株高、叶片光合、荧光指标,喷施外源褪黑素后,促进株高生长及干物质质量的增加,并有效缓解了NaCl胁迫对棉花幼苗叶片净光合速率、气孔导度、最大光化学效率、PSⅡ有效光量子产量、光化学猝灭等指标的影响,减少NaCl胁迫对棉花幼苗的损伤。【结论】NaCl胁迫条件下,外源褪黑素能有效促进棉花幼苗生长,喷施100 μmol/L褪黑素浓度处理效果最佳。     

外源褪黑素在果蔬保鲜中的作用

褪黑素是广泛存在生物体内的一种吲哚类色胺,具有调控果蔬衰老、清除活性氧自由基、防止抗氧化酶的钝化等作用,是天然保鲜剂。近几年,褪黑素在保鲜方面的作用是研究热点。本文综述了外源褪黑素在果蔬保鲜中抑制乙烯合成、清除活性氧自由基、防止抗氧化酶的钝化、提高抗逆性等方面的应用,并对未来外源褪黑素在果蔬保鲜方面的研究进行了展望。     

外源褪黑素对不同南方大豆品种产量品质及光合特性的影响

为研究褪黑素对不同南方大豆品种的调控效应,以中豆41、中豆44、皖豆28、油6019和中豆63共5种南方大豆品种为材料,于初花期和鼓粒期进行叶面喷施褪黑素处理.比较褪黑素处理对大豆光合特性、农艺性状、产量及其构成因素、品质等方面的影响.结果表明,外源褪黑素可以提高不同南方大豆品种叶片的叶绿素含量、光合速率、蒸腾速率以及...