三七果肉及种子发芽抑制物质的研究育种学硕士学位论文.docx
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三七果肉及种子发芽抑制物质的研究育种学硕士学位论文
育种学硕士学位论文
三七果肉及种子发芽抑制物质的研究
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明
原创性声明
本人郑重承诺：
所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名：
日 期：
指导教师签名：
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使用授权说明
本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：
按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名：
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学位论文原创性声明
本人郑重声明：
所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名：
日期：
年月日
学位论文版权使用授权书
本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
涉密论文按学校规定处理。
作者签名：
日期：
年月日
导师签名：
日期：
年月日
注意事项
1.设计（论文）的内容包括：
1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）
2）原创性声明
3）中文摘要（300字左右）、关键词
4）外文摘要、关键词
5）目次页（附件不统一编入）
6）论文主体部分：
引言（或绪论）、正文、结论
7）参考文献
8）致谢
9）附录（对论文支持必要时）
2.论文字数要求：
理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。
3.附件包括：
任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。
4.文字、图表要求：
1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写
2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。
图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画
3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印
4）图表应绘制于无格子的页面上
5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档
5.装订顺序
1）设计（论文）
2）附件：
按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订
指导教师评阅书
指导教师评价：
一、撰写（设计）过程
1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神
□优□良□中□及格□不及格
2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度
□优□良□中□及格□不及格
3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力
□优□良□中□及格□不及格
4、研究方法的科学性；技术线路的可行性；设计方案的合理性
□优□良□中□及格□不及格
5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情况
□优□良□中□及格□不及格
二、论文（设计）质量
1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？
□优□良□中□及格□不及格
2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？
□优□良□中□及格□不及格
三、论文（设计）水平
1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义
□优□良□中□及格□不及格
2、论文的观念是否有新意？
设计是否有创意？
□优□良□中□及格□不及格
3、论文（设计说明书）所体现的整体水平
□优□良□中□及格□不及格
建议成绩：
□优□良□中□及格□不及格
（在所选等级前的□内画“√”）
指导教师：
（签名）单位：
（盖章）
年月日
评阅教师评阅书
评阅教师评价：
一、论文（设计）质量
1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？
□优□良□中□及格□不及格
2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？
□优□良□中□及格□不及格
二、论文（设计）水平
1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义
□优□良□中□及格□不及格
2、论文的观念是否有新意？
设计是否有创意？
□优□良□中□及格□不及格
3、论文（设计说明书）所体现的整体水平
□优□良□中□及格□不及格
建议成绩：
□优□良□中□及格□不及格
（在所选等级前的□内画“√”）
评阅教师：
（签名）单位：
（盖章）
年月日
教研室（或答辩小组）及教学系意见
教研室（或答辩小组）评价：
一、答辩过程
1、毕业论文（设计）的基本要点和见解的叙述情况
□优□良□中□及格□不及格
2、对答辩问题的反应、理解、表达情况
□优□良□中□及格□不及格
3、学生答辩过程中的精神状态
□优□良□中□及格□不及格
二、论文（设计）质量
1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？
□优□良□中□及格□不及格
2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？
□优□良□中□及格□不及格
三、论文（设计）水平
1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义
□优□良□中□及格□不及格
2、论文的观念是否有新意？
设计是否有创意？
□优□良□中□及格□不及格
3、论文（设计说明书）所体现的整体水平
□优□良□中□及格□不及格
评定成绩：
□优□良□中□及格□不及格
教研室主任（或答辩小组组长）：
（签名）
年月日
教学系意见：
系主任：
（签名）
年月日
目录
目录I
摘要IV
1引言1
1.1三七概述1
1.2三七种子研究进展1
1.2.1三七种子生物学特性的研究1
1.2.2三七种子贮藏特性的研究2
1.2.3三七种子后熟发育及生理生化特性2
1.3种子休眠及其影响休眠的因素3
1.3.1种子休眠的概念及研究进展3
1.3.2种子休眠的分类4
1.3.3种子休眠的原因5
1.3.3.1种皮障碍与种子的休眠5
1.3.3.2种胚发育状况与种子的休眠5
1.3.3.3内源萌发抑制物与种子的休眠7
1.4种子的发芽抑制物的研究进展8
1.4.1种子发芽抑制物的概念及性质8
1.4.2发芽抑制物的种类8
1.4.3发芽抑制物存在的部位9
1.5研究的目的及意义9
2材料与方法10
2.1实验材料10
2.2三七果肉及种子中发芽抑制物质活性的测定11
2.2.1三七果肉中不同稀释倍数的水浸提液的活性测定11
2.2.2三七果肉及种子不同溶剂的浸提液对种子萌发的影响11
2.2.3三七果肉中发芽抑制物的分离及活性测定11
2.2.4三七种子不同浓度浸提液的活性测定12
2.2.5三七种子发芽抑制物的分离及活性测定13
2.2.6三七种皮、种胚不同浓度浸提液的活性测定14
2.2.7三七种皮、种胚中发芽抑制物的分离及活性测定14
2.3三七果肉及种子中发芽抑制物的GC-MS鉴定14
2.3.1三七果肉中发芽抑制物的GC-MS鉴定14
2.3.2三七种子中发芽抑制物的GC-MS鉴定15
2.4三七种子后熟过程中发芽抑制物的动态变化15
2.4.1发芽抑制物在三七种子后熟过程中的活性变化15
2.4.2各分离组分在三七种子后熟过程中活性和含量的变化15
2.5鉴定成分发芽抑制效果的验证15
3结果与分析16
3.1三七果肉及种子中发芽抑制物质的活性测定16
3.1.1三七果肉中发芽抑制物质的活性测定16
3.1.1.1三七果肉不同稀释倍数水浸提液的活性测定16
3.1.1.2三七果肉不同溶剂提取物对种子萌发的影响17
3.1.1.3三七果肉各分离组分中发芽抑制物的活性测定17
3.1.2三七种子中发芽抑制物质的活性测定18
3.1.2.1三七种皮、种胚不同溶剂提取物对种子萌发的影响18
3.1.2.2三七种子不同浓度浸提液的活性测定20
3.1.2.3三七种子各分离组分发芽抑制物的活性测定21
3.1.2.4三七种皮、种胚不同浓度浸提液的活性分析22
3.1.2.5三七种皮、种胚各分离组分的活性分析24
3.2三七果肉及种子中发芽抑制物的分离及鉴定25
3.2.1三七果肉中发芽抑制物质的分离及鉴定25
3.2.2三七种皮、种胚中发芽抑制物的分离及分析鉴定29
3.2.2.1种皮中各分离组分含有的化合物种类和相对含量29
3.2.2.2种胚中各分离组分含有的化合物种类和相对含量32
3.3三七种子后熟过程中发芽抑制物的动态变化36
3.3.1发芽抑制物在三七种子后熟过程中活性的变化36
3.3.2各分离组分在三七种子后熟过程中活性和含量的变化38
3.3.2.1种皮各分离组分在种子后熟过程中活性和含量的变化38
3.3.2.2种胚各分离组分在种子后熟过程中活性和含量的变化43
3.4鉴定成分发芽抑制效果的验证47
4讨论50
4.1三七种子中的发芽抑制物质50
4.2发芽抑制物质在三七种胚发育过程中的动态变化51
5结论52
参考文献54
致 谢60
摘要
三七[Panaxnotoginseng﹙Burk﹚F.H.Chen]是我国特有的名贵药材，因有多方面的药理作用和保健功能，而具有广阔的开发前景。
三七种子具有休眠特性，且含水量高，增加了其贮藏的难度，也给种质保存和育种工作带来极大困难。
本研究采用系统溶剂法、GC-MS法对三七果肉及种子各部分的成分进行提取分离、分析鉴定，通过白菜种子的发芽抑制试验，以及三七种胚发育过程中发芽抑制活性的动态变化与鉴定成分含量变化的相关性研究，确定三七种子中的主要发芽抑制物质，为揭示三七种子休眠的内在机理奠定基础。
主要研究结果如下：
1、三七的果肉、种皮和种胚中均含有活性不同的发芽抑制物质，其抑制活性随浸提液浓度的升高而增强。
采用甲醇、水、石油醚、乙醚和乙酸乙酯5种溶剂分别进行提取，其溶剂提取物对白菜种子萌发和种苗生长的抑制效果从强到弱的排序是甲醇>水>乙醚>乙酸乙酯>石油醚。
2、三七果肉、种皮和种胚中经系统溶剂法分离出的各组分对白菜种子萌发和生长的抑制效果不相同。
发芽抑制物质主要存在于甲醇浸提液中，经GC-MS法分析鉴定，共鉴定出酯类8种、醇类3种、酚类1种、有机酸类3种、烯烃类3种、烷烃类2种。
它们在三七果肉及种子中存在的部位和相对百分含量有着较大的差异，有机酸类主要存在于种皮、种胚中，烷烃类主要存在于种胚中，而其它几类物质在各个部位均存在，其中酯类、有机酸类、酚类的相对百分含量较高，醇类、烷烃类、烯烃类的相对百分含量较低。
3、三七种胚发育过程中，种皮和种胚提取鉴定成分的动态含量测定结果显示，棕榈酸甲酯、7-十八烯酸甲酯、乙酸丁酯、亚油酸甲酯、油酸、棕榈酸、2，4-二叔丁基苯酚的含量随着种子层积时间的延长逐渐降低，其对白菜种子的发芽抑制作用也在逐渐减弱，到三七种子萌发时，它们的含量接近为0，抑制的活性也基本消失，从而证实这些物质是三七种子中的发芽抑制物质。
4、标准品验证试验进一步证实三七果肉及种子中的发芽抑制物质硬脂酸甲酯、棕榈酸甲酯、亚油酸甲酯、乙酸丁酯、谷甾醇对白菜种子的萌发和生长具有较强的抑制作用，其中10mg/l的硬脂酸甲酯、亚油酸甲酯、乙酸丁酯、谷甾醇和100mg/l的棕榈酸甲酯都可以对白菜种子的萌发和生长具有较显著的抑制作用。
关键词：
三七；种子；系统溶剂法；GC-MS法；发芽抑制物质
Abstract
PanaxnotoginsengistheuniqueandpreciousChineseherbalmedicinewithavarietyofpharmacologicaleffectsandhealthcarefunctions,andhasbroaddevelopmentprospects.P.notoginsengseed’sdormantcharacteristicsandhighwatercontentincreaseitsstoragedifficultiesandalsobringgreatdifficultiestothegermplasmconservationandbreeding.Inthisstudy,themethodsofthesystematicsolventandGC-MSwereappliedfortheextraction,separation,analysisandidentificationofthecomponentsinP.notoginsengpulpsandseeds.ThroughthegerminationinhibitingtestofBrassicaseedsandthecorrelationstudyofdynamicchangesbetweenthegerminationinhibitingactivitiesandthecontentsofidentificationcomponentsduringtheP.notoginsengembryodevelopmentprocess,themaingerminationinhibitorsinP.notoginsengseedswereidentified.TheresultslaythefoundationofrevealingtheinternalmechanismofP.notoginsengseeddormancy.Themainresultsasfollows:
1.ThereweregerminationinhibitorswithdifferentactivitiescontainedinP.notoginsengpulpsandseedsandtheinhibitoryactivitieswereenhancedwiththeincreaseoftheleachliquorconcentrations.Methanol,water,petroleumether,aetherandethylacetateassolventswereusedtoextractP.notoginsengpulpsandseedsrespectively,theinhibitioneffectsonBrassicaseedgerminationandseedlinggrowthwerearrangedfromstrongtoweakas:
methanol>water>ether>ethylacetate>petroleumether.
2.TheinhibitioneffectsofcomponentsseparatedfromP.notoginsengpulps,seedcoatandembryobythesystematicsolventonBrassicaseedgerminationandseedlinggrowthweredifferent.Germinationinhibitorsweremainlyexistedinthemethanolextractants.8esters,3alcohols,3organicacids,3alkenes,2hydrocarbonsand1phenolwereidentifiedbyGC-MSmethod.ThereweresubstantialdifferencesofexistingsitesandtherelativepercentagespresentedinP.notoginsengpulpsandseeds.Theorganicacidsweremainlypresentedintheseedcoatandembryos,thealkeneswereexistedprimarilyintheembryo,whiletheotherswerefoundinallparts,inwhich,therelativepercentagecompositionsofesters,phenolsandorganicacidswerehigher,whilethoseofthealcohols,hydrocarbonsandalkeneswerelower.
3.ThedeterminationresultsondynamicchangesofidentifiedextractantsfromP.notoginsengseedcoatandembryoduringtheembryodevelopmentprocessshowedthatthecontentsofmethylpalmitate,7-18enoate,titaniumdioxide,linoleicacidmethylester,oleicacid,palmiticacidand2,4-di-t-butylphenolweregraduallyreducedwiththeextensionofseedstratificationtime,theinhibitioneffectsonseedgerminationofBrassicaseedswereweakenedgradually.TheircontentswereclosetozeroatthegerminationofP.notoginsengseeds,theinhibitoryactivitieswerealmostdisappeared.TheresultsillustratedthatthesesubstanceswerethegerminationinhibitingsubstancesinP.notoginsengseeds.
4、Thestandardverificationtestsfurtherverifiedthatgerminationinhibitors,suchasmethylstearate,methylpalmitate,methyllinoleate,butylacetateandsitostanolobtainedfromP.notoginsengpulpsandseedshadstronginhibitingeffectsonBrassicaseedgerminationandseedlinggrowth.10mg/lofmethylstearate,methyllinoleate,ethylbenzene,sitosteroland100mg/lofmethylpalmitatehadsignificantinhibitiononBrassicaseedgerminationandseedlinggrowth.
Keywords:
Panaxnotoginseng,pulps,seeds,systematicsolvent,GC-MS,germinationinhibitors
1引言
1.1三七概述
三七[Panaxnotoginseng﹙Burk﹚F.H.Chen]为五加科人参属植物，是我国特有的名贵中药材，以根和根茎入药，主要含人参皂甙、黄酮、多糖等多种成分，味甘、微苦，性温，有滋补强壮、止血、活血化瘀、消肿止痛、抗肝炎、降压、降血脂、降血糖、抗衰老等多方面的药理作用和保健功能[1，2]。
主产云南文山州，面积和产量占全国的98%以上，是云南省的优势生物资源和当地的经济支柱产业，已经有四百多年的栽培历史，具有广阔的开发前景，在云南省中草药种植中已经形成优势产业。
目前三七市场需求量在6000多吨，而三七的产量因为干旱连年减产，价格疯涨，致使一些以三七为原料的企业被迫停产，造成严重的经济损失，因此打破三七种子休眠，缩短三七生长周期，降低三七种子劣变率，提高三七产量已迫在眉睫。
此外三七生态适应性差、地理分布窄、生长周期长、繁殖系数低、种子寿命短，再加上三七种子在休眠过程中，常会遭受干旱、低温、虫害等自然灾害的威胁，而且由于萌发不整齐，直接影响播种质量，甚至由于贮藏不当出现种子霉烂，从而造成严重的经济损失，给生产、科研和种质保存带来了许多困难，也使得三七的种质资源、品种选育及相关研究大大落后于人参和西洋参[3]。
1.2三七种子研究进展
1.2.1三七种子生物学特性的研究
三七是通过种子繁殖的植物，三七种子是三七生产最基本的生产资料。
三七种子近圆形，黄白色，卵形或卵圆形渐尖，种子长5—7mm，宽4—6mm，厚3—5mm，由种皮、胚乳和胚三部分组成[4]。
种皮厚而硬，由外种皮和内种皮组成，外种皮有皱纹，表皮细胞呈方形，表皮下有10层左右的细胞，细胞较小，由圆形或方形细胞紧密排列而成，内有维管束，干后较硬。
内种皮由2—5层薄细胞组成，排列较为疏松。
胚细小，位于胚乳基部，歪斜，为顽拗型种子，水分含量约为60%左右，其种子成熟脱落时含水量较高，轻度脱水后生活力显著下降，多数种子在含水量降低至15%～20%时受到损伤，千粒重1
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