刈割对栽培长春花(Catharanthus roseus)生活史型转变的影响

为了提高栽培长春花（Catharanthus roseus）的生物碱产量,应用植物生活史型的理论和方法,研究了刈割对栽培长春花生活史型转变及其生物碱代谢的影响。运用主成分分析法（Principal Component Analysis,PCA）对刈割后的长春花后生活史型变化进行定量和定性划分,发现在对照栽培环境下生长的长春花处于DE生境,定性划分结果为SV生活史型,定量划分结果为V0.3638,S0.6174C0.0187,属于SV型。刈割使长春花的生活史型转变为V0．2847S0.6544C0.0469,属于SC型。同时,对两种生活史型的长春花中长春碱及其前体文朵灵和长春质碱的含量进行了检测分析,发现刈割后的SC型长春花不同叶位叶片中的生物碱含量均显著提高（P〈O．05）,可以为提高栽培长春花生物碱含量提供科学指导,也进一步验证了生活史型理论。     

外源一氧化氮对NaCl胁迫下黄瓜幼苗生长、活性氧代谢和光合特性的影响

采用营养液水培的方法,研究了外源一氧化氮（Nitric oxide, NO）对50mmol•L^-1NaCl胁迫下黄瓜幼苗生长、活性氧代谢和光合特性的影响。结果表明：10~400μmol•L^-1 NO供体硝普钠（Sodium nitroprusside, SNP）能显著缓解NaCl胁迫对黄瓜植株造成的伤害,100μmol•L^-1 SNP缓解效果最好,可提高幼苗的生长量,增强幼苗叶片超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）、抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性,提高了叶片叶绿素和脯氨酸（Pro）含量、净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）及气孔导度（Gs）;降低了叶片丙二醛（MDA）和过氧化氢（H₂O₂）的含量、超氧阴离子（O^•-₂）的产生速率、质膜透性和胞间二氧化碳浓度（Ci）。     

人工种植长春花生物学性状和生物碱含量的季节动态

以人工种植的长春花（Catharanthus roseus（L.）G. Don）为材料,研究了一个生长季节内长春花的生物学性状和生物碱含量的季节动态。研究发现,长春花的株高、生物量和叶片数呈现相似的生长趋势,即前期（5~7月）缓慢增长、中期（7~9月）快速增长和后期（9~10月）增长缓慢3个明显的季节生长特征,而花总数在前期和中期也呈现相似的规律,但在后期（9~10月）快速下降。长春花叶片中3 种生物碱含量的季节变化规律明显,变化趋势相一致。3 种生物碱的含量在一个生长季节内均是先增加后降低再增加的趋势,且3 种生物碱含量均在7月下旬和10月下旬出现2个明显的高峰值。长春花叶片中长春碱含量与长春质碱和文多灵含量之间均有较强的正相关,且与文多灵含量呈显著的正相关（p<0.05）,长春花叶片中长春质碱含量与文多灵含量之间呈显著的正相关（p<0.05）。因此,生产实践中人工种植长春花的最佳采收期是10月末,并可通过改变环境因子进一步诱导长春花叶片中长春碱类物质的积累。     

森草净杀灭薇甘菊(Mikania micrantha)及其安全性

在深圳市内伶仃岛薇甘菊危害的不同群落生境中,设立9块样地81个小样方,用森草净（即70%嘧碘降水溶性粉剂）杀灭样地中的薇甘菊施量为0.0001~0.02 g•m^-2,结果表明：各浓度的森草净杀灭效果均较好,杀灭率随着用药量的增加而提高;在坡地和溪谷生境中,森草净用药量分别为0.05~0.1 g•m^-2、>0.2 g•m^-2能较彻底地杀灭薇甘菊。应用HPLC法检测样地土壤中嘧磺隆残留量,溪谷土壤中嘧磺隆半衰期C=C₀•e^-0.083T, T_1/2＝8.4,施药后37 d消解95.9％,坡地高浓度级半衰期C=C₀•e^-0.046T, T_1/2＝15.1 d,施药后37 d消解85.0％,坡地低浓度级半衰期C=C₀•e-0.090T, T_1/2＝7.7 d,施药后15 d消解742％。不同浓度森草净处理样地,施药后7、15、37 d均可检测到嘧磺隆,并且含量越来越小,但施药后68 d的土样,均未检测到嘧磺隆的存在。     

空间诱变长春花代际生物碱含量变异研究

以经“实践八号”返回式卫星搭载进行空间诱变的长春花种子为材料,研究诱变后代（SP₁）及筛选后代（SP₂、SP₃）长春花叶片文多灵、长春质碱、长春碱等3种吲哚类生物碱的含量变异。结果显示,与留地对照组相比,空间诱变的长春花SP₁代形态、生殖等变异增强,叶片生物碱含量变幅加大,变异系数达到留地对照组的2.06倍;经过3轮以长春碱含量为目标的筛选,获得的SP₃代4个株系叶片长春碱含量达到300 μg·g^-1以上,并为留地对照组的3倍以上,株系内变异系数低于15%。上述结果表明,空间环境导致了长春花种子的遗传变异,经过多代筛选,可培育出目的活性物质含量高的优质品种。     

森林生态系统土壤CO2释放随海拔梯度的变化及其影响因子

联合国气候框架公约的签署提升了人们对全球变暖、碳循环的关注。土壤CO₂释放作为土壤-大气CO₂交换的主要途径之一,成为了各国生态学家研究的重点内容。通过对1800~2155m海拔梯度上森林生态系统土壤CO₂释放进行研究,揭示了较小空间尺度上土壤CO₂释放的变化规律及其控制机制。在研究区域内,随着海拔梯度的增加,森林土壤CO₂释放由(1.94±006) μmol m^-2 s^-1逐渐增加至(2.22±0.07) μ mol m^-2 s^-1。土壤温度、土壤水分、土壤有机碳（SOC）、全N、全P与土壤CO₂释放呈显著正相关（n=14, P<0.05）;土壤容重与土壤CO₂释放速率呈显著负相关（n=14,P<0.05）;土壤pH对土壤CO₂释放影响不显著。作为一个复杂的生态学过程,环境因子及其交互作用对土壤CO₂释放产生影响,为了减少因子共线性影响,逐步降低因子维数,采用主成分分析（PCA）揭示了土壤温度、土壤水分、SOC、全N、全P、容重6个因子的联合作用,其累积贡献率达到了57％以上;进一步运用逐步回归分析方法,探讨了影响土壤CO₂释放沿海拔梯度分布的主导因子,结果表明土壤水分是研究区域森林生态系统土壤CO₂释放沿海拔梯度变化的主导因子。     

铜胁迫条件下土壤微生物对海州香薷光合特性和叶绿素荧光参数的影响

为探讨铜（Cu）胁迫条件下土壤微生物对海州香薷（Elsholtzia splendens）光合生理和叶绿素荧光参数的影响,实验设置添加Cu（Cu胁迫）、接种土壤微生物、添加Cu与接种土壤微生物等3个处理,以不添加Cu与不接种土壤微生物为对照（CK）。结果表明：接种土壤微生物处理的植株相对叶绿素含量、净光合速率（P_n）、水分利用效率（WUE）均显著高于CK;且对初始荧光（F_o）和最大光化学效率（F_v/F_m）均有显著性影响。与CK相比,添加Cu降低了海州香薷的P_n和气孔导度（G_s）,但胞间CO₂浓度（C_i）的变化与P_n相反,表明其对光合作用的影响主要是非气孔限制因素。添加Cu的植株相对叶绿素含量显著下降,但Cu胁迫下接种土壤微生物提高了植株相对叶绿素含量,差异显著。在Cu胁迫条件下,接种土壤微生物的植株具有较高的F_v/F_m及较低的F_o,显著提高了海州香薷的WUE、P_n、G_s。说明接种土壤微生物可通过提高相对叶绿素含量、改善叶绿素荧光和光合作用来减轻Cu胁迫对海州香薷植株造成的伤害,从而提高海州香薷耐受Cu胁迫的能力。     

干旱胁迫下沙枣和孩儿拳头叶绿素荧光特性研究

以沙枣和孩儿拳头2年生盆栽苗为材料,采用称重控水的方法设置对照（土壤含水量为25.6%~27.2%）,轻度胁迫（19.2%~20.8%）,中度胁迫（12.8%~14.4%）,重度胁迫（6.4%~8.0%）4个梯度,研究了干旱胁迫对沙枣和孩儿拳头色素含量和叶绿素荧光特性的影响。结果表明：（1）随着干旱胁迫的加剧,两物种叶绿素a含量,叶绿素a/b比值,总叶绿素含量呈下降趋势,且叶绿素a对干旱胁迫的反应较叶绿素b敏感,但两物种叶绿素b含量和胡萝卜素含量变化规律不一致。（2）随着干旱胁迫的加剧,孩儿拳头F_m、F_v呈下降趋势,沙枣相反,但两物种F₀呈增加趋势,F_v/F₀、F′_v/F′_m呈下降趋势,F_v/F_m差异不显著;PhiPS2、ETR、qP先升高后降低,NPQ则先降低后升高。（3）虽然两物种表现出较强的抗旱性,但在重度干旱胁迫下（6.4%~8.0%）,光合色素含量、叶绿素荧光参数受到较大影响,推测此时的土壤水分含量为两物种光合色素、光系统Ⅱ的耐受极限;物种间相比,孩儿拳头更为敏感,在今后的园林管护中,要根据土壤水分状况和物种间的差异做好园林灌溉。     

控释氮肥对紫萼玉簪（Hosta ventricosa）生长和光合特性的影响

以紫萼玉簪（Hosta ventricosa）盆栽苗为材料,研究了50%遮荫条件下控释氮肥对玉簪不同生长发育时期生长和光合特性的影响,结果表明：N₁处理（4 g控释氮肥）和N₂处理（8 g控释氮肥）能够提高或显著提高玉簪不同生长发育时期干物质量;能够显著提高形态建成期叶绿素b（Chlb）含量,抽葶期和开花期叶绿素a（Chla）、Chlb及类胡萝卜素（Car.）含量;且显著提高各生长发育时期净光合速率（P_n）。在抽葶期和开花期,N₁处理最大光能转化效率（F_v/F_m）、PSⅡ电子传递量子效率（Φ_PSⅡ）、PSⅡ有效光化学量子产量（F′_v/F′_m）显著高于对照, 在形态建成期和开花期,N₂处理F_v/F_m、Φ_PSⅡ、F′_v/F′_m显著高于对照,且抽葶期F_v/F_m显著高于对照。除形态建成期N₁处理外,各施氮处理qP在不同时期与对照无显著差异。各施氮处理NPQ在形态建成期与对照无显著差异,而在抽葶期和开花期显著低于对照。     

遮荫对虎耳草光合生理特性的影响

以盆栽1年的虎耳草为材料,研究遮荫条件下虎耳草叶片抗氧化酶体系活力、叶绿素含量、光合速率以及叶绿素荧光参数的变化,为虎耳草规模化栽培提供理论基础。结果表明：透光率50%条件下,叶绿素含量较高;虎耳草抗氧化酶活力最高;光饱和点（LSP）最大,最大光合速率（A_max）最高,光合速率日变化平均值最高,无“午休”;光系统Ⅱ的实际量子产量(Φ_PSⅡ)、PSⅡ最大量子产量(F_v/F_m)和光化学猝灭系数(qP)最高,非光化学猝灭系数(qN)最低。这表明,虎耳草在怀化地区的最适光照条件是50%左右的透光率。     

浙江富阳和海南文昌人工种植长春花生物碱积累组织特异性对比

药用植物长春花的人工栽培分布区主要在我国海南省,目前已引种扩大到浙江、四川等地。为了研究不同栽培区长春花生物碱积累的区域性差异和组织特异性分布特点,本文以浙江富阳和海南文昌两地所产的同苗龄长春花为原料,对其不同部位的长春碱、文朵灵和长春质碱的含量进行对比,分析3种生物碱在不同部位中积累的相关性。研究结果表明,海南文昌所产长春花植株的叶片中3种生物碱含量均高于浙江富阳。但分枝中长春碱含量特点是浙江富阳要显著高于海南文昌;不同部位生物碱之间相关性分析表明,叶片和主茎中文朵灵和长春质碱含量呈显著正相关,而分枝中长春碱与其前体长春质碱成极显著负相关。本文为长春花人工栽培区分布评估提供了理论指导。     

长春花萜类吲哚生物碱含量测定及相关基因的表达分析

采用反相高效液相色谱法(RP-HPLC)对23个长春花品种中的重要萜类吲哚生物碱文多灵、长春质碱和长春碱含量进行了测定,发现这3种生物碱的含量在不同品种中存在较大差异。相关性分析表明,文多灵、长春质碱和长春碱这3种生物碱中,文多灵含量和长春碱含量有极显著的相关性(P0.01)。利用RT-PCR分析了香叶醇10-脱羧酶基因(g10h)和异胡豆苷合成酶基因(str)在萜类吲哚生物碱含量有显著差异的品种之间的表达水平差异,并结合生物碱含量数据结果,发现g10h和str的表达水平和文多灵和长春质碱的总含量有显著的正相关性(P0.05),说明g10h和str基因可以作为长春花中文多灵和长春质碱含量的参考基因标记。该研究对为选育高萜类吲哚生物碱含量长春花品种及长春花萜类吲哚生物碱代谢工程具有重要意义。     

色氨酸对海水处理下长春花生物碱含量的影响

以长春花为(Catharanthus roseus(L.)G.Don)材料进行温室实验,研究了不同浓度色氨酸对20%海水处理下长春花幼苗生物碱含量的影响,发现20%海水中加入色氨酸,长春花中色氨酸脱羧酶(TDC)活性提高,吲哚生物总碱以及长春碱、长春质碱、文多灵、长春新碱含量显著增加.其中加入500 mg/L的色氨酸最有利于生物碱含量的增加.     

外源乙烯对长春花生理水平和生物碱积累的影响

药用植物长春花中含有100多种萜类吲哚生物碱（TIAs）,其中具有抗肿瘤功效的长春碱和长春新碱受到关注。为了研究外源乙烯处理对长春花生长情况、生理状态和萜类吲哚生物碱合成的整体影响,本文以长春花幼苗为实验材料,使用外源乙烯处理后对比了不同生长条件下长春花的生物量积累、根茎伸长、光合参数以及生物碱含量等指标,分析了生物碱合成与其他指标之间的相关性。结果表明,外源乙烯处理使长春花乙稀释放量上升,乙烯信号响应因子erf基因表达量提高。乙烯利抑制长春花幼苗生物量积累、根纵向生长,促进茎秆横向加粗生长,由非气孔因素导致净光合速率（P_n）和气孔导度（G_s）下降。外源乙烯促进异胡豆苷（STR）、长春质碱（CAT）、文多灵（VIN）和长春碱（VINB）积累,并且促进长春碱合成途径中关键酶基因str和CrPRX上调表达。相关性分析结果表明,次生代谢产物的积累、生长指标、光合参数之间存在明显的相关性;长春质碱、文多灵、长春碱与茎秆直径（SD）显著正相关（P < 0.05）,与生物量（B）、株高（H）、根长（RL）、净光合速率（P_n）呈显著负相关（P < 0.05）。本文为研究外源乙烯调控长春花生物碱积累的机制提供理论基础。     

Effect of plant growth regulators on the biosynthesis of vinblastine,vindoline and catharanthine in <Emphasis Type="Italic">Catharanthus roseus</Emphasis>

Catharanthuse roseus is a well-known medicinal plant for its two valuable anticancer compounds: vinblastine and vincristine, which belongs to terpenoid indole alkaloids. Great efforts have been made to study the principles of its secondary metabolic pathways to regulate the alkaloids biosynthesis. In this article, different plant growth regulators were shortly applied to Catharanthus roseus plants during the blooming period to study their effects on the biosynthesis of vinblastine, vindoline and catharanthine. Salicylic acid and ethylene (ethephon) treatments resulted in a significant increase of vinblastine, vindoline and catharanthine while abscisic acid and gibberellic acid had a strongly negative influence on the accumulation of the three important alkaloids. Methyl jasmonate showed no great effect on the production of these valuable alkaloids. Chlormequat chloride highly enhanced the accumulation of vinblastine but greatly decreased the contents of vindoline and catharanthine.     

Production of indole alkaloids by selected hairy root lines of Catharanthus roseus

Hairy root cultures of Catharanthus roseus were established by infection of seedlings with Agrobacterium rhizogenes 15834. Approximately 150 transformants from four different. C. roseus cultivars were screened for desirable traits in growth and indole alkaloid production. Five hairy root clones grew well in liquid culture with doubling times similar to those reported for cell suspensions. Fast growing clones had similar morphologies, characterized by thin, straight, and regular branches with thin tips. The levels of key alkaloids, ajmalicine, serpentine, and catharanthine, in these five clones, also compared well with literature data from cell suspensions, yet HPLC and GC-MS data indicate the presence of vindoline in two clones at levels over three orders of magnitude greater than the minute amounts reported in cell culture. These results suggest that further optimization may result in hairy roots as a potential source of vindoline and catharanthine, the two monomers necessary to synthesize that antineoplastic drug, vinblastine. (c) 1993 John Wiley & Sons, Inc.     

土壤不同水分条件对长春花(Catharanthus roseus)生活史型的影响

为了研究土壤中不同水分条件对长春花生活史型形成及生理代谢的影响,设置对照、轻度干旱、中度干旱和重度干旱等土壤水分梯度,对长春花(Catharanthus roseus(L.)G.Don)幼苗进行处理。对长春花形态指标进行聚类分析发现选择的20个聚类实体被分为2组,第1组为对照(CK)和轻度干旱(LD)处理的植株,第2组为中度干旱(MD)和重度干旱(HD)处理的植株。运用主成分分析(Principal component analysis,PCA)方法对不同土壤水分条件下长春花营养生长(Vegetative growth,V)、有性生殖(Sexual reproduction,S)和无性繁殖(Clone reproduction,C)等3类15种性状进行统计。结果显示,长春花在对照条件下生活史型为V0.39S0.54C0.07,轻度干旱为V0.36S0.50C0.14,中度干旱为V0.53S0.27C0.20,重度干旱为V0.45S0.09C0.46,干旱程度加强显著提高了无性繁殖的比重,降低了有性生殖的比例。同时,对长春花中文朵灵、长春质碱和脱水长春碱等生物碱的含量进行了动态测定,发现重度干旱下的文朵灵、长春质碱和脱水长春碱的含量在16d时分别是对照水平的1.5倍、2.3倍和3.1倍,表明干旱胁迫诱导生物碱积累,为长春花高效栽培提供了理论依据。     

Localization of tabersonine 16-hydroxylase and 16-OH tabersonine-16-O-methyltransferase to leaf epidermal cells defines them as a major site of precursor biosynthesis in the vindoline pathway in Catharanthus roseus

The Madagascar periwinkle (Catharanthus roseus) produces the well known and remarkably complex anticancer dimeric alkaloids vinblastine and vincristine, which are derived by the coupling of vindoline and catharanthine monomers. Recent data from in situ RNA hybridization and immunolocalization suggest that combinatorial cell factories within the leaf are involved in vindoline biosynthesis. In this study, the cell types responsible for vindoline biosynthesis were identified by laser-capture microdissection/RNA isolation/RT-PCR to show that geraniol hydroxylase, secologanin synthase, tryptophan decarboxylase, strictosidine synthase, strictosidine ss-glucosidase and tabersonine 16-hydroxylase can be detected preferentially in epidermal cells. A new and complementary application of the carborundum abrasion (CA) technique was developed to obtain epidermis-enriched leaf extracts that can be used to measure alkaloid metabolite levels, enzyme activities and gene expression. The CA technique showed that tabersonine and 16-methoxytabersonine, together with 16-hydroxytabersonine-16-O-methyltransferase, are found predominantly in Catharanthus leaf epidermis, in contrast to vindoline, catharanthine and later enzymatic steps in vindoline biosynthesis. The results show that leaf epidermal cells are biosynthetically competent to produce tryptamine and secologanin precursors that are converted via many enzymatic transformations to make 16-methoxytabersonine. This alkaloid or its 2,3 dihydro-derivative is then transported to cells (mesophyll/idioblast/laticifer) within Catharanthus leaves to complete the last three or four enzymatic transformations to make vindoline.     

弱光对长春花（Catharanthus roseus）幼苗中可溶性糖、生物碱及激素含量的影响

阐述了低光照强度和正常光照条件下长春花（Catharanthus roseus）幼苗叶片中可溶性糖、生物碱及内源激素等几种生理活性物质含量的动态变化,以揭示弱光胁迫对长春花生理代谢的影响及上述生理代谢对植物适应弱光环境的生态学意义。结果显示,弱光培养提高了长春花在自身支撑结构的投入,如叶柄长和节间长都显著增加,同时抑制了有性生殖。在弱光培养的第1周,长春花叶片中果糖（fructose,Fru）、葡萄糖（glucose,Glc）和蔗糖（sucrose,Suc）的含量分别由处理前的（0．62±0．01）,（1．86±0．12）,（0．24±0．01）mg／g FW下降为（0．38±0．02）,（0．60±0．03）,（0．17±0．02）mg／g FW,均显著低于对照（P〈0．01）,表明碳同化水平下降。长春花叶片中文朵灵（vindoline,VIN）和长春质碱（catharanthine,CAT）含量在弱光条件下呈显著增加趋势,处理结束时是对照的3倍左右,而它们的耦合产物长春碱（vinblastine,VLB）合成和积累受到抑制,其含量在第3周时仅为对照的50％。弱光条件处理前2周促进了长春花叶片中脱落酸（abscisic acid,ABA）、赤霉素（gibberelline,GA3）和吲哚乙酸（indole-3-acetic acid,IAA）含量水平的积累。这些结果表明,在弱光条件下长春花幼苗的上述生理代谢都发生着显著的变化,可能在植物适应弱光胁迫过程中发挥着积极的调控作用。