南方红豆杉野生种与栽培品种‘金锡杉’针叶代谢物的比较分析

利用广泛靶向代谢组的方法对相同生境下南方红豆杉野生种(Taxuswallichiana var.mairei)及栽培品种‘金锡杉’(Taxus wallichiana var.maireicv.‘Jinxishan’)针叶中代谢物含量差异进行分析。结果表明:(1)在野生种和栽培品种的针叶提取物中,共鉴定出689种代谢物并获得其相应的积分定量值,包括初生代谢物326种、次生代谢物334种和其他类成分29种。(2)定量分析结果显示,有71种代谢物在两种红豆杉中的表达差异显著,这些差异代谢物主要富集在糖代谢、脂质合成等初生代谢途径,以及黄酮类合成等次生代谢途径中。(3)在‘金锡杉’针叶中,大多数氨基酸(5种)和黄酮类代谢物(10种)含量远高于野生种,而糖代谢(3种)、脂类合成(4种)及TCA循环(3种)途径中的差异代谢物含量均远低于野生种。研究认为‘金锡杉’针叶中黄酮类次生代谢物含量升高归因于苯丙氨酸和酪氨酸代谢途径的协同调控,从而增强‘金锡杉’对外界环境的适应性;而‘金锡杉’中低含量的,涉及糖代谢、脂类生物合成以及TCA循环等途径的代谢物造成的能量供应不足,则通过合成大量的氨基酸类物质来维持平衡。     

基于GC-MS代谢组学技术委陵菜与星毛委陵菜的初生代谢比较研究

为明确药用植物委陵菜与其同属植物星毛委陵菜在不同基原之间的代谢差异，更有效的利用药用植物资源。基于气相色谱与质谱联用技术对两药用植物间的小分子初生代谢物进行非靶向代谢组学分析，利用主成分分析和偏最小二乘法分析，寻找可区分两物种的差异代谢物以及在初生代谢途径上的差异。结果：利用GC-MS在两植物中共检测到134个色谱峰，通过与数据库比对，共鉴定出43种初生代谢产物。PCA分析结果显示代谢物在委陵菜和星毛委陵菜间的分布有较大的差异；采用OPLS-DA筛选获得导致2物种区分的差异代谢物共33种，两物种在半乳糖代谢、淀粉和蔗糖代谢、氨酰生物合成、氨基糖和核苷酸糖代谢和果糖和甘露糖代谢途径有显著的差异。委陵菜和星毛委陵菜的初生代谢方面存在较大差异，虽然两植物来源于同科同属植物，但是星毛委陵菜不适合代替委陵菜作为药材使用。     

柞蚕蛹培养蛹虫草不同时间后的代谢组分析

为了解柞蚕蛹培养蛹虫草（简称柞蚕蛹虫草）不同时间后的代谢物变化规律,利用广泛靶向代谢组学技术,比较不同培养时期的柞蚕蛹虫草代谢产物成分,找出差异代谢物并进行代谢通路分析。在柞蚕蛹虫草的5个生长时期共检测到10类421种化合物,主要包括：氨基酸及其衍生物、核苷酸及其衍生物、萜类、酚酸、有机酸、糖及醇类、甾体、脂类、生物碱、醌类等多种化合物。主成分分析（PCA）结果显示,不同生长时期柞蚕蛹虫草的代谢组表现出不同的代谢特征,5个生长时期样本在得分图中可分为3个不同区域,对照（S1）与子座形成初期（S3）归为一区,菌核期（S2）独自归为一区,子座形成期（S4）和子囊壳形成期（S5）归为一区。S2-S5筛选到的特有差异代谢物有36种,包括虫草素、甘露醇等主要活性物质,其中香豆酰腐胺、五羟色胺、γ-生育三烯酚等物质首次被检测到。对不同生长阶段变化排在前20的差异显著代谢成分进行分析,结果表明上下调幅度较大的物质多为有机酸、酚酸、生物碱、核苷酸及其衍生物等次生代谢产物。5个生长时期筛选出的所有差异代谢物共富集在154条代谢通路上,差异代谢物数量富集最多的前5条通路,分别为代谢途径、次生代谢物的生物合成、ABC转运蛋白、嘌呤代谢和氨酰生物合成。整个生长周期中,具有显著影响的通路是嘌呤代谢与丙氨酸、天门冬氨酸和谷氨酸代谢途径。本研究结果可为柞蚕蛹虫草的深入研究与应用提供参考。     

丹参代谢途径关键酶和次生代谢产物的研究进展

丹参次生代谢物是丹参入药的主要成分，文章从丹参次生代谢物的主要类型、合成途径、关键酶及培养环境的变化对丹参次生代谢物的影响等方面，综述了近年来国内外对丹参次生代谢产物积累的研究进展，论述了植物次生代谢主要合成途径中关键酶与代谢物积累的相关作用，列举了环境变化、诱导作用对丹参次生代谢物含量变化的影响，旨在为丹参的规范化种植和质量控制提供理论依据。     

杂交兰及其花艺突变体中类黄酮成分差异的代谢-转录组联合分析

为探索杂交兰花艺突变体变异的分子机理,该研究以杂交兰‘玉凤’及其花艺突变体‘双艺金龙’为材料,利用靶向代谢组学和转录组学鉴定两者中类黄酮化合物含量差异及其相关通路上的差异表达基因。结果表明：(1)代谢组分析发现,杂交兰‘玉凤’和‘双艺金龙’花瓣中共检测到271种类黄酮代谢物,其中黄酮醇类和黄酮类代谢物的相对含量约占总类黄酮的30%～50%;共检测到38个差异代谢物(15个上调,23个下调);‘玉凤’中差异最高的代谢物二氢山奈酚-7-O-葡萄糖苷(黄酮醇类)含量是‘双艺金龙’的124 444倍,‘双艺金龙’中差异最高的代谢物3,5,7,3′,4′-五羟基-5′-异戊二烯基黄酮(黄酮醇类)含量是‘玉凤’的7 244倍。(2)KEGG分析显示,差异代谢物显著富集在类黄酮、黄酮和黄酮醇生物合成途径。其中,在类黄酮生物合成途径上,根皮苷、黄腐醇、二氢山奈酚、二氢杨梅素和表没食子儿茶素含量升高,柚皮苷和二氢槲皮素含量降低;在黄酮和黄酮醇生物合成途径上,三叶豆苷和槲皮素含量均下降。(3)转录组分析共筛选到563个差异表达基因,与‘玉凤’相比,‘双艺金龙’中有220(39.1%)个基因上调表达,343...     

基于LC-MS/MS分析马缨杜鹃花代谢物的变化

为分析马缨杜鹃(Rhododendron delavayi)花开花至凋谢过程中的代谢产物差异及其通路,该文采用LC-MS/MS技术对其花苞期、开裂期、传粉期、盛开期、衰老期和凋谢期的化学成分进行非靶向代谢组学分析。结果表明:(1)共鉴定到973种代谢物,主要包含黄酮类、有机酸、酚酸类、氨基酸及其衍生物、脂类、生物碱等。(2)主成分分析(PCA)表明样本间代谢物存在差异,结合正交偏最小二乘判别分析(OPLS-DA)、t检验的P值和单变量分析的差异倍数(fold-change)筛选差异代谢物(VIP>1,P<0.05,Fc>2或Fc<0.5),涉及591种,在马缨杜鹃花期进入衰老期和凋谢期后差异代谢物数量和表达量显著上升,其中花苞期至开裂期差异代谢物的表达主要呈现下调,而进入衰老期和凋谢期后差异代谢物的表达主要呈现上调。(3)KEGG注释到68条代谢通路,其中差异代谢物极显著富集(P < 0.01)通路3条,包括苯丙素类生物合成、植物激素的生物合成和类黄酮生物合成。(4)结合苯丙素类、黄酮类等有效成分生物合成通路共筛选到10种代谢物包括苯丙氨酸(L-phenylalanine)、反式肉桂酸(trans-cinnamic acid)、查耳酮(chalcone)、柚皮素(naringenin)、对香豆酰基莽草酸(p-coumaroyl shikimic acid)、阿魏酸(ferulic acid)、松柏醇(coniferyl alcohol)、芥子酸(sinapic acid)、紫丁香苷(syringin)、槲皮素(quercetin)。此外,有效成分的差异代谢物表明苯丙素类生物合成代谢活动随马缨杜鹃花的发育逐渐增强,而黄酮类化合物生物合成逐渐减弱,这些关键差异代谢物可能对马缨杜鹃花的发育有重要的调控作用。该研究为马缨杜鹃花开花至凋谢进程中的有效成分代谢途径活性物质的研究提供了代谢组学基础,为进一步研究马缨杜鹃花花期调控的分子机理提供参考。     

基于广泛靶向代谢组学分析黑老虎不同部位成分差异

为提高黑老虎(Kadsura coccinea)资源的综合利用率，采用广泛靶向代谢组学技术鉴定并分析了根、茎、叶代谢组分差异及高度富集成分。结果表明，在根、茎和叶中分别鉴定出642、650和619个代谢物，以酚酸、脂质、类黄酮和有机酸为主；叶与根、茎与根的共有成分分别为566和650个，显著差异成分有442和393个，主要为酚酸、类黄酮和脂质，差异代谢物在苯丙烷生物合成、黄酮与黄酮醇生物合成通路中显著富集。代谢物总丰度和次生代谢物丰度均表现为叶>根>茎，叶中酚酸、类黄酮和脂质及茎中酚酸积累量显著高于根，而氨基酸及其衍生物、萜类、木脂素、香豆素、生物碱的丰度在根中显著上调。因此，黑老虎根、茎、叶有大量共有成分，叶和茎中酚酸、叶中类黄酮和脂质高度富集，含有新绿原酸、绿原酸、槲皮素等多个丰度较高且具有重要生物活性化合物，具有较高利用价值。     

基于核磁共振波谱的盐芥盐胁迫代谢组学分析

以甲醇/水(1∶1)作为溶剂,利用高分辨核磁共振氢谱分析了盐生模式植物盐芥(Thellungiella salsuginea)代谢组对盐胁迫的响应。根据1H核磁共振(NMR)波谱,在盐芥莲座叶中准确鉴定出23种代谢产物,包括11种氨基酸、4种糖类、6种有机酸和2种其他代谢产物。主成分分析表明,150、300 mmol/L NaCl处理盐芥的代谢组与对照均有显著差异(P<0.05),两种浓度的NaCl处理对盐芥代谢组的影响也不相同。盐胁迫处理以后,盐芥23种代谢产物含量均发生显著变化,除天冬氨酸、延胡索酸受盐胁迫诱导含量下降以外,其余代谢物含量均不同程度升高。这些代谢物主要参与了糖类代谢途径、氨基酸合成途径、三羧酸循环和甜菜碱合成途径,这些代谢途径在盐芥响应盐胁迫过程中有重要作用。     

根分泌物与土壤肥力

植物生长在土壤中 ,既要从土壤中摄取营养 ,又要对土壤产生一定的响应。植物根系的生理特性和根 -土界面的营养环境是影响土壤养分有效性和植物生长的主要因素之一。根分泌物就是植物根对土壤肥力的一种响应。它是根对土壤因素的生化适应的产物。1　根分泌物的种类根分泌物是植物根系释放到周围环境中的各种物质 ,它是生物间相生相克关系不可缺少的成分。根分泌物的产生是通过代谢途径和非代谢途径。代谢途径包括初生代谢和次生代谢。根分泌物的种类繁多 ,数量各异 ,不仅有糖、有机酸和氨基酸等初生代谢物 ,还有酚类等次生代谢物 ,更有一些…     

基于非靶代谢组学多刺绿绒蒿不同器官代谢物差异分析

为了进一步探究传统藏药植物多刺绿绒蒿（Meconopsis horridula）中代谢物成分以及不同器官差异情况,采用UPLC-MS技术对多刺绿绒蒿的叶、根和花三个不同器官代谢物进行分析与鉴定。并利用主成分分析（PCA）、聚类热图分析、正交偏最小二乘-判别分析（OPLS-DA）和KEGG通路富集分析等方法进行不同器官差异代谢产物筛选与通路分析。结果显示,在ESI⁺和ESI^-模式下,共检测注释到947种代谢物,不同器官间差异代谢物进行分析,叶和根差异代谢物有301个,叶和花中差异代谢物有170个,根和花中差异代谢物有244个。通过聚类热图可以看出,大多数代谢物在根中含量较低;KEGG通路富集分析显示,差异代谢物大多富集在氨基酸代谢、花青素生物合成、黄酮类生物合成和生物碱合成等代谢途径。各器官优势黄酮类、萜类和生物碱类代谢物的分析为进一步探究多刺绿绒蒿的不同器官药用特征成分和开发利用提供一定的帮助。     

广叶绣球菌不同生长阶段栽培基质中代谢物差异分析

【背景】栽培基质的利用是广叶绣球菌(Sparassis latifolia)栽培中重要的生理过程，但栽培过程中基质代谢物的变化尚不清楚。【目的】通过不同生长阶段栽培基质中差异代谢物分析挖掘关键代谢物，为广叶绣球菌基质利用机理研究提供理论参考。【方法】利用UHPLC-MS/MS技术分析广叶绣球菌菌丝(Myc)、原基(Pri)和子实体(FB)生长阶段栽培基质中代谢产物的变化，通过不同数据库进行代谢物注释并进行KEGG通路富集分析。利用LC-MS/MS技术检测不同发育阶段绣球菌中植物类激素含量。【结果】三个不同栽培阶段基质中共鉴定出代谢产物1 360个。不同比较组(Pri vs. Myc、FB vs. Myc和FB vs. Pri)间共有的差异代谢产物179个，含量最高的50个代谢物主要包括氨基酸、脂质、吡喃酸、吡喃酮和植物类激素等物质。其中氨基酸含量在Myc、Pri和FB阶段基质中逐渐降低，而吡喃酸和吡喃酮类化合物含量逐渐升高。植物类激素中的赤霉素在Pri和FB阶段基质中含量较高，茉莉酸在Myc阶段基质中含量较高。对不同发育阶段绣球菌植物类激素进行检测，发现赤霉素GA7仅在原基中检测到，1...     

内生真菌Alternaria sp. GHX-P17代谢产物防治广藿香青枯病及保护酶的变化

广藿香是著名药材,青枯病是威胁广藿香生产和质量的主要病害。针对从广藿香茎叶中分离出的1株有抑菌活性的内生真菌Alternaria sp. GHX-P17,研究其代谢产物对广藿香青枯病的防治作用及耐病机制。在室内通过人工接种Alternaria sp. GHX-P17菌株与喷施粗提物稀释液2种方式,于不同时间调查广藿香青枯病的发病率和严重度,并计算其病情指数(disease index,DI)。同时,对处理后不同时间的广藿香苯丙氨酸解氨酶(phenylalanine ammonia lyase,PAL)、过氧化物酶(peroxidase,POD)和超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)3种保护酶活性进行测定。结果表明:(1)Alternaria sp. GHX-P17处理后青枯病DI显著降低,与对照比较,204 h后DI降低为27.16%,方差分析呈显著性差异(P<0.05)。(2)随着处理时间延长,青枯病严重度升高缓慢,严重度等级降低,到204 h时,处理组的严重度明显低于对照,防治效果达到74.65%。(3)处理后的广藿香3种保护酶PAL、POD和SOD活性增强,但3种酶活性高峰出现时间不同。PAL随时间逐渐升高; POD先升高后降低,然后又升高,出现2个峰值; SOD快速升高后逐渐降低。这表明内生真菌菌株Alternaria sp. GHX-P17可以提高广藿香3种保护酶活性,延缓了青枯菌的侵染过程,降低了青枯病的发病程度。该研究结果为植物内生真菌次级代谢产物活性成分研究及生物农药开发提供了参考。     

络石藤与地瓜藤抑制NO活性及差异性化学成分研究

络石藤为药典记载的常用中药，而地瓜藤在民间部分地区用作络石藤。为明确两种药材抗炎活性及相关化学成分间的差异，初步探讨其可能的药效物质基础，该研究通过检测不同浓度络石藤与地瓜藤醇提物对RAW264.7细胞存活率的影响，采用Griess试剂法测定LPS诱导的RAW264.7细胞上清液NO释放量，利用UPLC-Q-TOF-MS/MS技术对络石藤与地瓜藤醇提物中的化学成分进行分析，并结合多元统计学中的OPLS-DA模型鉴定两种药材的差异性化学成分。结果表明：(1)两种药材皆具有一定的NO抑制作用，络石藤粗提物的抑制作用稍强于地瓜藤。(2)络石藤与地瓜藤的化学成分存在明显差异，络石藤中的21个差异性成分主要为木脂素类，而地瓜藤中的10个差异性成分主要为黄酮类。综上认为，差异性化学成分可能是造成这两种药材抗炎活性差异的主要活性物质。该研究结果为络石藤与地瓜藤的抗炎药效物质基础和质量控制提供了理论依据。     

走马胎三萜皂苷合成相关基因表达分析北大核心CSCD

走马胎是我国华南地区重要的民族药物,其体内的次生代谢物三萜皂苷具有多种药用功效。为了解三萜皂苷含量变化以及生物合成通路相关基因的调控规律,该研究对走马胎在不同组织部位以及不同外源激素处理下所呈现的表达模式进行了比较分析。结果表明:(1)三萜皂苷含量在不同组织部位间和外源激素处理下均存在显著差异,具体表现为根部组织的含量显著高于叶部组织的,而用外源水杨酸(SA)与茉莉酸甲酯(MeJA)喷施处理后其含量低于对照组(CK)。(2)对这两个差异比较组进行qRT-PCR分析结果显示,相比叶部组织,在根部组织中AkPMD、AkHDS、AkSS、AkSM以及与三萜皂苷合成相关的走马胎P450家族、UGT家族基因皆有不同程度的上调;外源SA与MeJA处理会导致合成途径上游的AkPMD、AkHDS、AkSS、AkSM上调,而下游的P450家族、UGT家族基因则有所下调。因此,通过对不同组织部位和不同外源激素处理这两种差异表达模式的比较研究,可推测在这两种表达模式下走马胎三萜皂苷的合成更多地与下游特异化修饰的酶相关。     

锦鸡儿(Caragana sinica(Buchoz) Rehd)传粉生物学研究

对唐家河国家自然保护区内锦鸡儿(Caragana sinica(Buchoz)Rehd)的花期、访问者、有效传粉者种类及行为、花蜜分泌节律和繁育系统等进行定点观察和实验处理。结果表明:锦鸡儿单花花期约5d,种群花期约20d。拥有以吸蜜为主的条蜂属(Anthophora)、熊蜂属(Bombus)和太阳鸟属(Aethopyga)3种传粉者功能群。综合访花频率和花粉落置数,茜条蜂(Pyganthophora rubricus Dours)和蓝喉太阳鸟(Aethopyga gouldiae)为主要有效传粉者,熊蜂(Bombus)为次要有效传粉者;蚂蚁(formicidae)和西方蜜蜂(Apis mellifera Linnaeus)为主要盗蜜者。套袋处理结果表明,花蜜分泌日变化中,最大花蜜量发生在16:00左右;花蜜随单花花期变化中,花蜜体积最大发生于单花第5天;分泌均呈递增趋势。花蜜分泌节律与访花频率呈正相关。繁育系统检测显示,花粉胚珠比为3779±320.92,柱头最适可授期在开花第2—3天;结合不同授粉处理表明:锦鸡儿自交不亲和,需要传粉者,为蜂媒兼鸟媒植物。     

异质光环境下克隆整合对白夹竹光合氮分配格局的影响

采用盆栽试验,以单轴散生型竹类植物——白夹竹(Phyllostachys bissetii)克隆片段为对象,使近端分株处于自然光照环境,远端分株处于遮荫环境中,对根状茎作切断或不切断处理,研究克隆整合对远端分株和近端分株光合氮分配格局的影响。结果表明:(1)根状茎保持连接的远端分株较根状茎切断的远端分株具有更高的最大净光合速率、叶片氮含量、光合色素含量、叶片光合氮分配系数。(2)相对根状茎切断处理,根状茎保持连接的远端分株将更多的氮分配到光合系统的羧化系统、生物力能学组分,而分配至捕光系统组分的比例较小。(3)比较处于自然光照条件的近端分株,比叶重、叶片氮含量等并没有因根状茎切断与否表现出显著性差异,根状茎连接的近端分株部分指标甚至高于根状茎切断的近端分株。研究认为,克隆整合作用影响处于遮荫环境的白夹竹远端分株的光合氮分配格局,使得处于遮荫生境中的克隆分株依旧维持较高的光合能力,保证了处于逆境条件下克隆分株的生存与生长。     

山樱花品种间花色差异的代谢组学研究

山樱花是世界著名的观花类植物，花色是其最重要的观赏特征。为探究影响山樱花品种间花色差异的代谢通路及关键代谢产物变化，该文利用LC-MS/MS技术对白色、绿色和粉色的山樱花品种进行花青素靶向代谢组学比较分析。结果表明：(1)共检测到42种花青素物质，主要包含矮牵牛素、飞燕草素、黄酮类化合物、锦葵色素、芍药花素、矢车菊素、天竺葵素和原花青素8种物质。(2)差异代谢花青素25种，包括11种下调、14种上调，其中有7种花青素在粉色花瓣中显著富集。(3)KEGG通路注释发现差异代谢物在花青素生物合成通路中显著富集，结合聚类结果发现矮牵牛素-3-O-葡萄糖苷是山樱花品种间花色差异产生的关键代谢物。该研究揭示了山樱花花色差异的代谢机理，为后续山樱花花色分子调控机制研究提供了一定的理论依据，也为新品种花色改良和选育提供了一定的科学参考。     

陕西唐棣遗传多样性和遗传分化的AFLP分析

采用扩增片段长度多态性分子标记技术对陕西省分布的6个野生唐棣居群的96个个体进行了遗传多样性分析, 以明确野生唐棣资源的亲缘关系,为唐棣资源的保护、良种选育和开发利用提供理论依据。结果显示：(1)从64对引物组合中筛选出8对扩增条带清晰、多态性高的引物组合,共扩增出277条清晰条带,其中多态性条带116条,多态性位点百分率为42.86%。(2)UPGMA聚类、主坐标分析(PCoA)和遗传结构分析结果相似,将6个陕西野生唐棣居群分成2大支,秦岭南北居群间遗传分化明显,且群体间存在一定基因流。(3)分子方差分析(AMOVA)结果显示遗传变异主要存在于居群内(63%),居群间遗传变异为37%。Mantel检验表明陕西唐棣居群地理距离与遗传距离之间无明显相关性(r = 0.192,P = 0.220)。研究表明,AFLP分子标记可以准确、有效地用于唐棣遗传多样性分析;唐棣遗传变异主要来源于居群内,居群间的基因交流有限;陕西野生唐棣遗传多样性水平较低,但部分居群的遗传多样性较高。该研究结果可为野生唐棣资源的保护、良种选育和开发利用提供理论依据。     

瑞香属和荛花属的数量分类研究

瑞香属和荛花属为瑞香科瑞香亚科的落叶或常绿灌木,中国西南部是瑞香属和荛花属的重要分化中心。全世界共有瑞香属95种、荛花属70种,中国分布有瑞香属52种、荛花属49种。瑞香属和荛花属的分类学研究一直存在不同程度的分歧。花盘形状和果实类型在传统分类中一直是区分瑞香属和荛花属的典型特征,而花盘形态和果实类型在2个属中存在交叉和过渡,部分植物分类学家根据这些特征将两个属进行过不同程度的归并。该研究采用数量分类法对瑞香属77种(变种)和荛花属62种(变种)植物,选取32个形态学性状进行聚类分析和主成分分析。结果表明:聚类分析和主成分分析均显示两属均未形成单系类群。在主成分分析中,前3个主成分分析的贡献值为35.56%,传统分类中用来区分两属的花盘形状、叶序及果实类型等特征对前3个主成分贡献相对较小,因此,传统分类学中对这两个属进行区分的性状并没有典型的分类学意义。同时,聚类图和主成分分析得到的散点图均不能将这两个属区分开来。数量分类研究结果显示两属植物存在明显的交叉,支持瑞香属和荛花属不是两个独立自然类群的观点。