西洋参根残体对自身生长的双重作用

无论在自然生态环境还是在人工农田环境下,植株残体进入土壤后都会对土壤的物理化学性质以及后茬植物的生长产生重要影响。西洋参（Panax quinquefolium L.）为人参属多年生名贵药材,在栽培生产中存在严重的连作障碍问题。为了探明秋后残留在土壤中的须根降解产物对来年植株生长的影响,以及收获后残留在田间的根茬对连作西洋参生长的作用,本实验以3年生西洋参苗为研究对象,采用室内水培试验以及田间盆栽试验,通过添加西洋参根的粉碎物模拟根残体,测定其对西洋参生长的影响。水培试验中全营养液中分别添加0.02 mg/mL、0.1 mg/mL、0.5 mg/mL西洋参根粉碎物,处理后每隔5天测定植株叶片展开情况、株高、冠幅等生长指标。盆栽试验在土壤中添加0.1 mg/g根粉碎物,于栽种后1-2个月测定西洋参叶片展开情况、株高、冠幅等生长指标;水培及盆栽试验均于展叶期、现蕾期、结果期测定地上部及地下部生物量。采用高效液相色谱法（HPLC）测定根围土壤中8种酚酸类化合物的含量。试验结果表明,水培溶液中添加0.02-0.5 mg/mL根残体,可显著抑制西洋参自身地上部分生长,推迟展叶期,结果期生物量降低14.9%-45.0%;对地下部分的影响主要表现为在展叶期显著促进须根生长(p<0.05)。与水培试验相比,盆栽土壤中添加0.1 mg/g根残体同样导致西洋参展叶期推迟;不同的是处理组的地上、地下部及须根的平均生物量均高于对照。另外,添加根残体后盆栽西洋参根围土壤中丁香酸、香草醛、p-香豆酸、阿魏酸等酚酸类化感物质含量下降49.1%-81.4%,但作为逆境信号物质的水杨酸含量升高59.9%。以上结果可以初步确认根残体对西洋参早期生长具有自毒和促进的双重作用,表现为抑制地上部分生长,导致生物量显著下降;同时在生长早期促进须根生长;但在田间环境下,自毒作用可能受根残体降解速度以及土壤对降解产物吸附的影响有所减弱,使促进作用更为明显。     

三七皂苷类自毒物质降解细菌分离及其降解特性

三七是我国的名贵药材,但由于连作障碍发生严重,因此土壤中自毒物质的积累成为导致三七连作障碍发生的主要原因之一。生物降解土壤中的自毒物质是缓解连作障碍的有效措施,为筛选并利用降解菌使土壤中皂苷类自毒物质快速消减,该研究以皂苷类自毒物质为筛选靶标,采用富集和驯化策略,从连作三七根际土壤中分离、筛选三七皂苷类自毒物质降解细菌,结合16S rRNA基因测序对高活性菌株进行分类鉴定,并对筛选得到的高活性菌株SC3的降解特性进行了研究。结果表明:(1)从三七根际土壤中成功分离出8株潜在自毒物质降解细菌,初筛评价结果显示SC3菌株对三七总皂苷的降解率最高,达87.42%。(2)通过16S rRNA基因序列分析,编号SC3的高活性菌株被鉴定为寡养单胞菌属(Stenotrophomonas)细菌。(3)在相同培养条件下,菌株SC3对单体皂苷Rb₁的降解效果强于对Rg₁的降解。(4)在液体培养条件下,底物浓度、接种量和培养温度均会显著影响SC3菌株对单体皂苷Rb₁的降解效果。综上表明,采用富集和驯化策略可以有效筛选自毒物质降解细菌,SC3菌株具有消除连作土壤中皂苷类自毒物质的潜力。该研究结果为连作土壤修复提供了生物资源,并为今后深入研究皂苷降解机制提供了理论依据。     

钴对蔬菜毒害的临界值

采用水培+土培的方法研究了钴对蔬菜的毒害临界值。首先从18种福建常见蔬菜中筛选出钴高敏感蔬菜,再通过土培试验研究土壤钴对高敏感蔬菜的毒害临界浓度。结果表明,在水培条件下钴对蔬菜生长存在较低浓度的刺激效应和高浓度的抑制效应。综合表观症状和蔬菜地上部生物量减少20%的效应浓度值(EC20)确定,早熟5号大白菜(Brassica pekinensis)和黄瓜(Cucumis sativus)为钴高敏感作物。以黄瓜为指示作物的土培试验表明,钴对黄瓜未表现出增产效应,随着钴添加量的增加,黄瓜地上部生物量显著下降。以黄瓜地上部减产10%和野外土壤有效钴和全钴的回归关系为依据,确定土壤钴毒害临界值为:土壤有效钴(DTPA)为2.7mg·kg-1,土壤全钴含量为98mg·kg-1。     

长期连栽杨树林根际土壤自毒作用的生物测定

选取10—40a不同代际的长期集约连栽杨树土壤为对象,从自毒作用的角度探讨人工林连栽障碍的原因与机理。实施了不同连栽代际的杨树人工林土壤对莴苣种子发芽和扦插杨树枝条生长的抑制活性的系统生物测定试验。结果表明,连栽杨树林的根际土壤比非根际土壤能够显著抑制莴苣种子萌发率。对Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ代林根际土壤的浓度梯度试验都表明浸提液的质量浓度越大,对种子萌发的抑制性越强,其中Ⅲ代林处理液的浓度效应最明显。将Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ代杨树林根际土壤配置成加营养液组与无营养液组两组对照水培溶液测定扦插杨树枝条的胚芽生长长度和根伸长长度。结果表明,III代林根际土壤处理液的胚芽生长长度和根伸长长度显著小于Ⅱ代林根际土壤处理液,Ⅱ代林处理又显著小于Ⅰ代林处理,Ⅰ代林处理液与对照组无显著差别,这种随林代增大、根际土壤对植株生长的抑制活性增大的趋势在加营养液组更为显著。本文确定了连栽土壤抑制活性的根际效应与浓度效应,为连栽杨树人工林的自毒作用研究提供了重要的实验依据,并推断连栽杨树人工林通过根系分泌物的方式在根际部分逐代积累自毒物质,由于自毒物质的浓度效应,Ⅰ代林阶段自毒效应不显著甚至促进林木生长;随着集约时间增长,到Ⅲ代林阶段自毒效应显著抑制杨树生长和更新。在集约抚育中,对土壤实施人工添加营养液的方式无法缓解其抑制性自毒作用,有可能加剧连栽障碍的产生。     

连作对三七种子萌发及种苗生长的影响

为进一步明确三七的连作效应,以不同种植年限及不同空间分布的土壤为栽培基质,研究了连作对三七种子萌发及种苗生长的影响。结果表明:连作使三七种子萌发的最大速度增加,种子的发芽势变化不大,而发芽率、发芽指数和快速发芽期则呈明显降低或变短的趋势;与根区外土相比,根区土和根区下土使三七种子的发芽势、发芽率和发芽指数显著降低,对种子萌发的最大速度也有降低的作用;种植1年三七的土壤(1年土)对后茬三七种苗的生长并无明显障碍效应,2年土比3年土具有更强的抑制三七种苗生长的作用。连作对三七种子萌发及种苗生长均会产生明显的障碍效应,自毒作用可能只是造成三七连作障碍的原因之一。     

氮添加对二年生三七生长、光合特性及皂苷含量的影响

为探究氮素对药用植物三七[Panax notoginseng (Burkill) F. H. Chen]生长、光合特性及皂苷含量的影响,从而为氮肥合理施用提供理论依据,通过盆栽试验,研究不同氮添加水平(低氮0 kg·hm~(-2),LN;中氮225 kg·hm~(-2),MN;高氮450 kg·hm~(-2),HN)对二年生三七叶片解剖结构、根系形态特征、生物量、光合效率及皂苷含量的影响。结果表明:三七叶片的上表皮厚度、下表皮厚度、栅栏组织厚度和海绵组织厚度在HN水平下最大,总根长、主根长、根系表面积、须根数、须根长、根长密度、根质比、根冠比和比叶面积在LN水平下最大,MN水平根系活力显著高于其他氮素水平(P0.05);光响应和CO_2响应过程中,MN处理的净光合速率、最大光合速率、羧化速率、最大电子传递速率和最大羧化速率均显著高于其他处理(P0.05);单位叶面积氮含量、叶绿素含量和叶氮在光合组织中的分配量在HN处理下最大;光合氮素利用率在LN水平下最高,根部总氮含量在MN处理下最高;三七根的皂苷含量在HN处理下最低。缺氮和高氮均不利于三七生长,光合效率均降低,缺氮下的叶片变薄和高氮下的叶片增厚均能抑制CO_2的扩散;缺氮条件下,需产生更多保护自身生存的皂苷类防御物质;氮富余条件下,C/N比减少,则削弱皂苷的生物合成。     

砷胁迫对三七皂苷和黄酮含量、关键酶活性的影响及其蛋白质组分析

通过田间小区试验,研究不同As浓度(0、20、80、140、200和260 mg·kg^-1)连续2年处理对3年生三七根茎(主根、须根、剪口)和茎叶中皂苷、黄酮和As含量、三七鲨烯合酶、苯丙氨酸解氨酶和查尔酮合酶活性,以及叶片蛋白质组的影响,探讨连续2年砷胁迫对三七主要药效成分影响的酶学和蛋白质组学机制.结果表明: 三七须根中总皂苷含量随砷处理浓度的增加而降低.140 mg·kg^-1As处理下,茎叶和剪口总皂苷大于对照.根茎部三七鲨烯合酶活性较茎叶高.三七各部位黄酮含量均随砷处理浓度的增加而降低.140 mg·kg^-1As处理下,根茎部查尔酮合酶和苯丙氨酸解氨酶活性较茎叶高.茎叶和剪口查尔酮合酶活性低于对照,苯丙氨酸解氨酶的活性高于对照.三七各部位砷含量均随砷处理浓度增加而增加.须根中砷含量大于其他部位.140 mg·kg^-1As处理下,与对照相比,差异表达的蛋白质点达21个.叶片蛋白质组中下调的蛋白质包括磷酸核酮糖激酶、热激蛋白、NAD(P)-结合酶、单脱氢抗坏血酸还原酶和细胞色素b6-f复合物铁硫亚基.上调的蛋白质为CDC27家族蛋白、酸性内切壳多糖酶、共生受体激酶、异黄酮还原酶、DAHP合成酶、蛋白激酶、苹果酸脱氢酶、乙二醛酶和谷氨酰胺合成酶.经过连续2年的砷胁迫, 三七各部位砷含量增加,不仅影响了三七叶片光合作用和能量的合成,还减弱了抗氧化和抗逆能力,诱导了代谢解毒物质的酶表达,导致皂苷和黄酮含量降低.三七对砷的耐受阈值为140 mg·kg^-1.     

三七不同部位提取物抗凝血活性的研究

应用凝血酶原时间(PT)试验研究三七根、叶和花70％甲醇提取物的抗凝血活性,同时分析经大孔树脂分离得到的三七根和三七叶中所含不同皂苷成分的抗凝血活性,以阐明三七不同部位的抗凝血活性.结果显示:(1)在测试浓度为20 mg/mL时,三七根、叶和花甲醇提取物的PT值均显著高于空白和阳性对照,并且三七叶和花提取物的PT值显著高于根提取物.(2)三七根和叶中分离得到的20(S)-原人参二醇型皂苷(PDS)在量效关系实验中,其PT值均显著高于其他样品[包括20(S)-原人参三醇型皂苷(PTS)及三七根和叶总皂苷],而且在浓度低于25mg/mL时,差异更加显著.(3)相同浓度时,三七叶中的PDS(L-50,50％乙醇洗脱液)的PT值高于三七根中的PDS(R-50,50％乙醇洗脱液).研究表明,三七叶和花的延长凝血酶原时间的活性较根强,具有潜在的抗凝血活性.而其中三七叶PDS的作用最强,可能是潜在的抗凝血药物资源.     

不同品种吊兰根初生木质部原型的观察与比较

以3个品种吊兰(金边吊兰、银心吊兰、银边吊兰)为材料,采用徒手切片的方法研究了吊兰根初生木质部原型与品种、生境及根直径的t关系。结果表明,不同品种的吊兰根初生木质部原型存在着差异;在水培条件下,吊兰根初生木质部原型与土培条件下的不同,水培条件下的根初生木质部束远少于土培条件;在水培条件下,吊兰根初生木质部原型与根的直径存在正相关关系,但是在土培条件下银心吊兰和银边吊兰根初生木质部原型则和根的直径没有关系。     

超积累生态型东南景天吸收锌的特性

采用水培和盆栽方法研究超积累生态型东南景天吸收锌的特征。在水培条件下,1μmol·L-1Zn处理,根系Zn含量随着处理时间的增加而缓慢增加,叶片和茎Zn含量在处理2d后达到最大值,随着培养时间的延长,其含量略有下降。500μmol·L-1Zn处理水平下,叶片和茎Zn含量随着处理时间的增加而增加,处理16d后基本上达到稳定,根系Zn含量在0～16d增加缓慢,但处理16d后急剧上升。当溶液Zn浓度为1～500μmol·L-1,叶片和茎Zn含量随营养液中Zn浓度的增加而增加,而根系Zn含量增加缓慢;当溶液Zn≥1000μmol·L-1时,叶片和茎Zn含量急剧下降,而根系Zn含量迅速增加。盆栽条件下,当土壤Zn含量较低时时,土壤Zn促进东南景天的生长。5月13日和7月21日收获的植株地上部的干物质量分别在400mg·kg-1(0.71g盆-1)和800mg·kg-1(1.45g盆-1)处理达到最大值。但当土壤Zn添加量≥1600mg·kg-1时,植物的生长受到抑制。随着土壤中Zn添加量的增加,东南景天地上部Zn浓度变化趋势基本上与其生物量的变化一致。5月13日收获时,当土壤Zn添加量≤1600mg·kg-1,地上部Zn含量随着土壤Zn浓度的增加而增加,在1600mg·kg-1处理达到最大值,约为17000mg·kg-1(DW)。7月21日收获的结果显示,当土壤Zn添加量≤800mg·kg-1,地上部Zn含量随着土壤Zn浓度的增加而增加,最大值为29000mg·kg-1(DW);但当土壤Zn添加量≥1200mg·kg-1时,地上部Zn含量反而随着土壤Zn含量的增加而显著降低。     

三七重茬根际土壤中化感物质的测定及其对 三七根腐菌的生长作用

目的研究三七重茬根际土壤中化感物质的组成及其对病原微生物的化感作用。方法采用乙酸乙酯提取三七重茬根际土壤中的化感物质,利用GC-MS对萃取液进行物质组成分析,并研究检测中出现的特征性化感物质对羟基苯甲酸、邻苯二甲酸二异丁酯对三七根腐病菌(F.oxysporum Schlecht)的化感作用。结果采集的三七重茬土壤中共检测到29种化感物质,其中2种特征性化感物质对羟基苯甲酸、邻苯二甲酸二异丁酯对三七病原菌的生长呈现低促高抑的现象,且当对羟基苯甲酸浓度为5mmol/L时能促进病菌小孢子的产生。结论检测到的化感物质组分为苯甲酸及其衍生物类、酚类、酯类、饱和烃类等物质。这些物质在低浓度时有利于病原菌的生长,对病害的发生具有促进作用。     

三七叶、人参叶和西洋参叶皂苷类成分的研究(英文)

三七叶、人参叶和西洋参叶其皂苷类成分相近,但专属性成分各异,皂苷类成分的分布比例也各不相同。本文建立了HPLC-UV法测定上述皂苷成分的方法,经过方法学考察,各种皂苷成分精密度好、加样回收率高,方法可靠。11种皂苷成分总含量顺序为:西洋参叶>人参叶>三七叶;二醇组皂苷成分含量:西洋参叶>三七叶>人参叶;三醇组皂苷成分含量:人参叶>西洋参叶>三七叶。西洋参叶中二醇组皂苷和人参叶中三醇组皂苷含量明显高于其他。西洋参叶中人参皂苷Rb3和Rd的含量之和占11种皂苷成分的60%以上。鉴于其中人参皂苷的高含量,三七叶、人参叶和西洋参叶应该作为皂苷来源得到充分利用;不同的皂苷成分有不同的药理活性,应基于它们的皂苷组成和比例选择性进行研究和开发。     

三七总皂苷抗肝纤维化作用机制的研究进展

肝纤维化是各种慢性肝病共同的病理基础,是慢性肝病发展到肝硬化、肝癌的必经途径。寻找有效的抗肝纤维化药物是近年研究的热点,其中对三七的研究也取得了很大进展。现综述近几年三七皂苷在保护肝细胞、抑制肝星形细胞活化、促进肝星形细胞凋亡、抑制细胞外基质的合成及促使其降解等方面的作用及可能机制,同时也阐述了三七总皂苷在抗肝纤维化中的重要意义及应用前景。     

Molecular cloning and characterization of the gene encoding squalene epoxidase in Panax notoginseng.

Squalene epoxidase (SE) is one of the rate-limiting enzymes in the triterpene saponins biosynthetic pathway. Panax notoginseng, one of the famous medicinal plants in China, produces bioactive triterpene saponins. Here we report the P. notoginseng SE, which was cloned from the root of P. notoginseng by PCR. The nucleotide sequence of the ORF (GenBank accession no. DQ386734) contains 1611 nucleotides and encodes 537 amino acid residues with molecular weight of 59.14 kDa and pI of 8.81. The gene has 98% identity with P. ginseng but different identities with other SE families. P. notoginseng SE has a FAD function domain, NAD(P)-binding Rossmann-fold domains, hydrophobicity and 4 transmembrane helices. This SE may be a microsomal membrane-associated enzyme. Real time quantitative PCR shows that the cDNA has different expression pattern and is highly expressed in root, especially in 3-year-old root.     

大量元素胁迫下南瓜化感作用研究

研究采用水培实验、生物测试及室内分析相结合的方法,研究在不同大量元素(N、P、K、Ca、S、Mg)营养胁迫下幼苗期南瓜根系分泌物及其提取物对南瓜幼苗生长的化感作用。结果表明：南瓜具有自毒作用,不同大量营养元素胁迫对其胚根和胚芽生长均产生了抑制作用。不同的营养条件对其根系分泌物的影响不同,营养元素的合理搭配可以减轻自身的自毒作用。南瓜根系分泌物经乙酸乙酯提取的活性有机物埘南瓜胚根牛长亦表现出抑制作用,且抑制作用程度较大。南瓜幼苗期根系十物质水浸液巾存在着抑制南瓜幼苗生长的化感物质：筛选出南瓜根系分泌物对自身幼苗生长产生抑制作用最弱的大量元素水平优化组合,为南瓜的营养胁迫机理提供依据。     

三七皂甙在五步蛇伤中的治疗作用

目的探讨三七皂甙对五步蛇咬伤的治疗作用。方法将2011年4～11月我院收治的五步蛇咬伤3h内就诊的患者30例随机分为对照组（A组）21例,给予常规治疗;研究组（B组）9例,在常规治疗的基础上加用三七皂甙治疗。观察比较两组患者24h后磷酸肌酸激酶的变化以及肿胀程度的改善情况。结果B组24h后磷酸肌酸激酶较A组下降,肿胀程度比A组减轻,差异均有显著统计学意义（P〈0．05）。结论三七皂甙对五步蛇咬伤的疗效明显,值得临床推广。     

工业三七药渣中三七素的提取纯化及其止血药理活性研究

为考察工业三七药渣中是否含有三七素,探究提取、分离纯化三七素的方法,并考察三七素的止血药理活性。实验以提取过三七总皂苷的工业三七药渣为原料,采用水提醇沉法,过滤沉淀得滤液,回收滤液中的乙醇得粗提液,粗提液经001×7阳离子树脂柱分离,薄层鉴别法检测洗脱液中是否含有三七素,收集与三七素对照品显相同斑点的洗脱液,经丙酮结晶,冷冻干燥得三七素供试品;高效液相色谱法测定三七素供试品中三七素的含量;玻片法测定三七素供试品的凝血时间。建立的高效液相色谱法测定三七素含量,该方法准确度、精密度、稳定性均良好,三七素供试品中三七素含量为59.03%;小鼠腹腔注射不同剂量的三七素供试品与阳性组比较,均能显著缩短凝血时间。建立的高效液相色谱法可用于三七素供试品含量的测定;三七素供试品能显著缩短凝血时间;三七素供试品中三七素含量反推到工业三七药渣中含量为0.72%;采用价格低廉的001×7阳离子交换树脂柱分离纯化三七素,此方法简单易行,成本低廉,适合大工业生产。综上,从工业三七药渣中提取纯化三七素具有良好的综合利用前景。     

Metabolite profiling of Panax notoginseng using UPLC-ESI-MS

The metabolite profiling of different parts of Panax notoginseng was carried out using rapid ultra-performance liquid chromatography-electrospray ionization mass spectrometry (UPLC-ESI-MS) and multivariate statistical analysis. Principal component analysis (PCA) of the UPLC-ESI-MS data showed a clear separation of compositions among the flower buds, roots and rhizomes of P. notoginseng. The saponins accounting for such variations were identified through the corresponding loadings weights and were further verified by accurate mass, tandem mass and retention times of available standard saponins using UPLC quadrupole time-of-flight mass spectrometer (UPLC-QtofMS). Finally, the influential factors of different metabolic phenotypes of P. notoginseng was elucidated. The currently proposed UPLC-ESI-MS/MS analytical method coupled with multivariate statistical analysis can be further utilized to evaluate chemical components obtained from different parts of the plant and/or the plant of different geographical locations, thereby classifying the medicinal plant resources and potentially elucidating the mechanism of inherent phytochemical diversity.     

Ginsenosides stimulate the growth of soilborne pathogens of American ginseng

Ginseng saponins (ginsenosides) were isolated from soil associated with the roots of commercially grown American ginseng (Panax quinquefolius L.), identified via LC-MS and quantified via analytical HPLC. The ginsenosides, including F(11), Rb(1), Rb(2), Rc, Rd, Re and Rg(1), represented between 0.02 and 0.098% (average 0.06%) of the mass of the soil collected from roots annually between 1999 and 2002. The same ginsenosides were also isolated from run-off of undisturbed plants grown in pots in a greenhouse using a root exudate trapping system. To investigate (1) whether these saponins could influence the growth of pythiaceous fungi pathogenic to ginseng, and (2) whether soil levels of ginsenosides were sufficient to account for any effects, bioassays were completed using a crude saponin extract and an ecologically relevant concentration of purified ginsenosides. Thus, when cultured on media containing crude saponins, the colony weight of both Phytophthora cactorum and Pythium irregulare was significantly greater than that of control, indicating a strong growth stimulation by ginsenosides. The growth of Pythium irregulare was also significantly stimulated after addition of an ecologically relevant, low concentration (i.e. 0.06%) of purified ginsenosides to culture medium. By contrast, growth of the saprotrophic fungus Trichoderma hamatum was slightly (but not significantly) inhibited under the same conditions. These results imply that ginsenosides can act as allelopathic stimulators of the growth of pythiaceous fungi in the rhizosphere, and this may contribute to the disease(s) of this crop.     

三七总RNA提取方法的对比研究

比较利用改进的异硫氰酸胍一步法、异硫氰酸胍高盐法、CTAB法和Thomas’RNA提取法等4种方法提取三七根茎2个部位总RNA的可行性。结果表明,改进的异硫氰酸胍一步法和异硫氰酸胍高盐法能有效地抑制酚类物质、多糖及皂苷等次级代谢产物对总RNA的影响,可从三七根茎中获得质量高、完整性好的总RNA。RT—PCR分析显示提取的总RNA具有反转录活性。这2种方法具有快速、简单、有效的特点。