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河南农业大学 仪 器 分 析 课 程 论 文 论文题目： 气相色谱及气质联用在水稻 抗病性分析的应用 时 间： 2011-2012学年度第一学期 课程名称： 仪器分析 班 级： 09级植物保护三班 学 号： 0907101080 学生姓名： 袁 向 东 气相色谱及气质联用在水稻 抗病性分析的应用 摘 要：为建立一种快捷且准确的方法用于水稻抗病性机制的判断，以外源真菌的侵袭进行诱导，分析出水稻抗病性机制是由于诱导生成了抗真菌物质，类似于植保素（PA），他们是植物主动防卫体系中的一类低分子化合物，这种物质一般是在植物入侵组织中用于抑制外源病原物的扩展。本文结合诱导物质的测定重要性综述了细胞内相关物质的提取前常用的几种样品处理新技术，以及气相色谱和气质联用技术在水稻抗病性中的应用为今后水稻抗病性的判断提供依据。 关 键 字：水稻；诱导生成；气相色谱；气质联用 水稻是世界三大作物之一，也是我国的重要粮食物资源，在我国主要集中在东北和南方，但近年来水稻病害的连续发生给我国水稻的产量和质量造成了严重的打击[13]，从而影响了我国水稻的品级和国际竞争力。因此提高水稻的抗病性和抗病性机制显得尤为重要。目前普遍认为植物具有各种抗逆防御机能，植物保卫素（PA）[2]又称为植保素就是其中之一。PA是植物受到侵染或恶劣环境或外来有害生物的侵袭下蓄积在植物体内的低分子物质[3]。该物质具有杀菌或抑菌的作用，实验表明一般植物受到侵染后，在植物组织表面浸出的而在健全组织中检测不出的抗菌类物质统称为PA有的文献上也把在健全植物组织中痕量存在，但由于侵染而显著增加的物质也称为PA，迄今为止，人们已经从10余中水稻中分离除了PA并就PA的钝化、分子结构、活性及生成诱导、生物合成机制等方面进行了深入研究。本文就上述PA中的具体成分，做进一步的定性和定量分析，以期为将来更好地研究水稻抗病性提供科学依据。 一 水稻内抗菌活性物质的分类 植物防御机制可分为系统的、局部的或者是结构的。水稻抗菌真菌化合物则分为预先防御机制和诱导防御机制[1]。下面分别加以概括。 1 预先的抗真菌活性物质 预先的抗真菌活性物质成分以糖苷形式存在于完整的植物组织内，据研究在水稻叶片的下表皮组织内都有一定的先天性抗真菌活性物质，这也是外来病原菌必须达到一定数量后，才能导致作物发病的主要原因之一。由于实验所用的水稻为同一品种同一时期地区种植的，所以预先的抗真菌物质对试验几乎没有影响。 2 诱导的抗真菌物质 诱导的抗真菌物质主要是植保素类（PA）他们是植物主动防卫体种的一类低分子活性有机化合物。根据现有水稻PA的分子骨架可将目前所发现的水稻PA分为4种类型分为：Pimarane型 Stemarance型 Lactone型 Flavanone型。 二 抗真菌活性物质的提取及分析 1 抗真菌物质的组织提取 不同水稻组织可能含有抗不同真菌的活性物质成分，不同生长阶段水稻组织中含有抗真菌物质的浓度、成分也有差异[3]，因此选取合适的感染阶段至关重要，一般先对其粗提取液进行活性检测而后进行提取、纯化和结构鉴定。从受稻瘟病菌感染的200.00kg水稻中收集到2.00kg的病斑叶子，可用研磨的方法或者用匀浆器破碎或者超声波处理法破碎组织提取可用真空抽滤也可结合离心或萃取等技术。目前国内常用甲醇和乙醇对新鲜或冷冻干燥样品进行真空抽滤，其优点是：提取物不含色素和细胞碎片等杂质，因而较纯净。另外，也可以用非极性溶剂如正己烷、乙酸乙酯和甲醇等将上述粗体物进一步纯化，进而可以在乙酸乙酯组分里分离到植保素（PA） 2 抗真菌物质的分离纯化 随着分离技术的不断提高各种电泳方法[4]已经广泛用于抗真菌活性成分的分离，例如薄层层析、柱层析等。凝胶层析和离子交换层析可以用来分离纯化抗真菌相关蛋白，复杂的生物分子的分离需要用亲和层析技术，即生物大分子与一种连在不溶性基质上的配体发生特殊的生物作用。在分离纯化（PA）时必须合理搭配各种层析技术，如果采用方法不适合，分离的物质活性低、收率低甚至失败，所以最好先检测物质的分子量、等电点、溶解性及稳定性等基本性质之后再决定采用何种分析分离方法[5，14]。 3 抗真菌物质的结构鉴定 抗真菌物质的结构鉴定中广泛应用到波谱分析技术，其中包括紫外、红外、核磁共振、质谱法（MS）和气质—气谱（MS—GS）联用，他们的基本原理都是根据不同功能的特征谱带对物质进行结构分析[11]。现在许多PA在细胞内都是微量甚至痕量级的化合物，传统的检测方法，不仅繁杂、耗时而且不易检测到痕量活性物质，从而阻碍了新的水稻内PA的发现进程。随着色谱和质谱开始应用于痕量混合物的分析，许多高灵敏度检测器的使用，大大推动了痕