响应面法优化桃儿七鬼臼毒素的超声提取工艺

目的:采用超声波辅助提取法,优化桃儿七中鬼臼毒素的提取工艺,比较不同地区野生桃儿七中鬼臼毒素的含量。方法:以桃儿七中鬼臼毒素的含量为评价标准,设计单因素和响应面试验,考察料液比、超声时间、超声温度及甲醇体积分数4个因素对桃儿七鬼臼毒素提取效果的影响。结果:优化最佳提取工艺条件为:料液比为1∶40.3 (g∶mL),超声时间为20.86 min,超声温度为55.74℃,甲醇体积分数为81.99%。结论:对不同地区的桃儿七干燥根中鬼臼毒素的含量进行测定,发现西藏地区桃儿七中鬼臼毒素的含量最高为4.18%,从而为桃儿七中鬼臼毒素的开发利用提供科学依据。     

HPLC法测定青海栽培与野生桃儿七中2种木脂素类的含量

采用超声法和HPLC法提取和测定青海栽培桃儿七植株中不同部位鬼臼毒素和4'-去甲基鬼臼毒素的含量,并与野生桃儿七药材进行比较。结果表明,青海栽培和野生桃儿七植株内鬼臼毒素的含量分布均表现为:根叶柄叶,栽培桃儿七的叶柄和叶中鬼臼毒素含量均大于野生桃儿七;青海栽培桃儿七植株内4'-去甲基鬼臼毒素含量表现为:叶柄根,叶中未检测到此物质;野生植株内4'-去甲基鬼臼毒素的含量分布表现为:侧根叶柄根状茎叶,果实中未检到此物质,栽培桃儿七叶柄中4'-去甲基鬼臼毒素的含量大于野生桃儿七。     

甘肃不同居群桃儿七[Sinopodophyllum hexandrum(Royle) Ying]鬼臼毒素含量与环境因子的相关性

为探讨桃儿七(Sinopodophyllum hexandrum)中鬼臼毒素含量与环境因子的相关性,采集甘肃省境内6个不同居群桃儿七的地下部分和根际土壤样品,测定鬼臼毒素含量和根际土壤中水分、pH值、有机质、总氮、速效磷、速效钾、有效铁、有效锰、有效铜、有效镁、总铁、总锰、总铜、总镁等14个因子。采用逐步回归分析和通径分析方法对土壤因子、海拔和气候因子(年均温、年均降雨量、年均日照时数、年均最高温(2010—2014年最高温的平均值)、年均最低温(2010—2014年最低温的平均值))与桃儿七地下部分的鬼臼毒素含量进行了相关性分析。结果表明:不同居群间桃儿七鬼臼毒素含量呈现极显著差异,居群内鬼臼毒素含量相对一致,基本呈正态分布。逐步回归结果显示,年均温、年均日照时数和土壤总氮含量是影响桃儿七鬼臼毒素含量的3个主导环境因子,且均与鬼臼毒素含量呈显著负相关。进一步通径分析表明,3个主导因子对鬼臼毒素含量的影响程度依次为:年均温年均日照时数总氮含量。研究结果表明,在桃儿七人工栽培中可通过适当低温、缩短日照时间、减施氮肥等措施来调控桃儿七鬼臼毒素含量。     

桃儿七种子休眠与萌发机制研究进展

休眠与萌发的调控是由种子本身的休眠水平和外界环境因素共同决定的复杂的生理生化过程，其调控伴随各种不同的休眠机制且根据植物的生存环境而演变。桃儿七根茎中鬼臼毒素含量达到2%～10%，鬼臼毒素是一种成功商品化的天然木脂素化合物，其及其衍生物在治疗尖锐湿疣、抗癌与抗肿瘤、抗病毒及乳腺癌治疗方面已得到广泛应用。因桃儿七独特与显著的药理学活性，导致桃儿七药材长期过度采挖致使其野生资源面临濒危。目前，通过化学合成和生物技术等手段获取大量鬼臼毒素仍难以满足商业化需求，供求矛盾日渐突显。通过本综述总结和概述桃儿七种子萌发、休眠特征及破除休眠的技术方法，一方面有利于指导桃儿七人工规范化生态种植，另一方面有利于桃儿七野生资源的保护、合理利用及鬼臼毒素用药的可持续发展。     

内生放线菌对鬼臼毒素的微生物转化

调查桃儿七根茎内生放线菌对鬼臼毒素的微生物转化,以期获得一些鬼臼毒素的结构类似物或衍生物。利用表面消毒法分离内生放线菌;采用薄层层析和高效液相色谱(HPLC)方法筛选转化鬼臼毒素的内生放线菌;利用硅胶柱层析和制备HPLC分离纯化生物转化产物;应用波谱技术解析转化产物的化学结构;通过形态学、生理生化特征和16S rRNA基因序列分析对内生放线菌进行初步鉴定。从桃儿七根茎中分离出20株内生放线菌,经筛选发现其中1株放线菌能转化鬼臼毒素,其产物为4’-去甲基表鬼臼毒素。初步鉴定该内生放线菌为Streptomyces sp.。内生放线菌Streptomyces sp.能对鬼臼毒素进行去甲基和异构化修饰,推测其可能具有O-去甲基化酶和异构化酶。     

鬼臼类植物产鬼臼毒素内生真菌的筛选

从桃儿七(Sinopodoph yllum hexandrum)、南方山荷叶(Diphylleia sinensis)和川八角莲(Dysos-ma veitchii)中分离到92株内生真菌,其发酵提取物经TLC、HPLC,结果表明,6株内生真菌能产鬼臼毒素,占总分离菌株数的6．5％。桃儿七、南方山荷叶和川八角莲内生真菌中产鬼臼毒素菌株占各供测菌株的7％,3％和10％。     

鬼臼毒素及其衍生物生物合成研究进展

鬼臼毒素(Podophyllotoxin,PTOX)是来源于中药八角莲、山荷叶和桃儿七等鬼臼属植物的芳基四氢萘类木脂素。其化学半合成衍生物依托泊苷和替尼泊苷被用于多种癌症的临床治疗。作为天然产物来源新药创制的典型代表,鬼臼毒素目前依赖天然提取,供求矛盾日渐突出。生物合成具有不受资源限制、反应条件友好等优势,是鬼臼毒素及其衍生物生产的新方式。文中总结了鬼臼毒素在植物中的生物合成途径的研究进展,阐述了合成途径中关键酶的功能及其亚细胞定位,进而介绍了以模式植物烟草为底盘的鬼臼毒素合成生物学研究。最后总结了利用微生物对鬼臼毒素进行异源表达及生物转化的研究进展,以期为利用微生物细胞工厂高效合成鬼臼毒素及其衍生物提供参考。     

西藏八角莲与桃儿七根及根茎SSH文库的建立

以西藏八角莲(Dysosma tsayuensis Ying)和桃儿七[Sinopodophyllum hexandrum(Royle)Ying]为材料,构建其根及根茎的SSH文库,从中筛选鬼臼类植物属种间与鬼臼毒素生物合成相关的差异表达基因。从文库中随机挑取201个阳性克隆测序后得到183条ESTs。去除载体序列和冗余序列,聚类拼接得到17个西藏八角莲的unique ESTs。经BLAST同源比较和功能查寻,有功能注释的unique ESTs共12个,占70.6%,所编码的蛋白涉及光合作用、合成代谢、转录调控等功能;无功能注释和匹配结果的共5个,占29.4%。该研究成功构建了西藏八角莲和桃儿七SSH文库,为进一步揭示鬼臼毒素生物合成途径及其调控机制奠定了基础。     

气候变化下桃儿七潜在地理分布的预测

桃儿七(Sinopodophyllum hexandrum)为小檗科多年生草本植物, 是我国濒危传统藏药, 预测气候变化对该物种分布范围的影响对于其保护和资源可持续利用具有重要意义。该文利用获得的桃儿七136个地理分布记录和21个气候环境图层, 通过MaxEnt模型分析桃儿七在我国西部七省的潜在地理分布, 并基于该模型预测政府间气候变化专门委员会(IPCC)发布的SRES-A1B、SRES-A2和SRES-B1气候情景下21世纪20、50和80年代桃儿七分布范围。结果表明: 最热季平均温度、年降水量、温度季节性变动系数和等温性是影响桃儿七分布的主要气候因子; 在当前气候条件下, 桃儿七适宜的生境面积占研究区总面积的11.71%, 主要集中在青藏高原东缘的四川、甘肃、青海境内次生植被丰富、地形复杂的高海拔地区, 低适宜生境与不适宜生境分别占研究区总面积的15.86%与72.43%。由模型预测可知, 在SRES-A1B、SRES-A2和SRES-B1三种情景下, 桃儿七在研究区低适宜生境的数量相对变化较小, 在适宜生境先大幅减少后又缓慢增加。研究结果同时表明, 在未来气候变化条件下, 桃儿七的适宜生境平均海拔将逐渐升高, 范围以及几何重心极有可能先向北移, 然后再向西延伸至青藏高原内部较高海拔的山区。     

桃儿七属的命名学考订

桃儿七属（SinopodophyUum）是中国一喜马拉雅地区特有的单型属,仅桃儿七（S．hexandrum）一种。桃儿七的根茎和果实均具有较高的药用价值,人类的过度采挖和种群恢复较慢使其种群数量急剧下降,现已被列入《中国物种红色名录》。在近年来的一些研究论文中,学名S．hexandrum和S．emodi常被}昆用,这使得有必要考证桃儿七学名的命名学历史,确认正确的学名使用。查阅原始文献发现．S．hexandrum的基名Podophyllum hexandrum Royle发表于1834年．而S．emodi的基名PodophyUum emodiWall．ex Honigberger到1852年才合格发表（大多数学者认为是Hooker和Thomson在1855年合格发表）．因此,名称S．hexandrum比名称S．emodi具有优先权。名称的混乱起于1979年应俊生建立桃儿七属时,他提出组合“S．emodi（Wall．）Ying”作为桃儿七的学名。另外,由于他未引证Honigberger或Hooker和Thomson的文献信息,所以组合“S．emodi”没有被合格发表（规则41．5）。随后,1985年出版的《西藏植物志》桃儿七属中,应俊生发现之前的错误并采用名称“S．hexandrum”取代了“S．emodi”。遗憾的是他虽然意识到该名称是新组合,但未引证基名P．hexandrum合格发表的文献信息,使得组合“S．hexandrum（Rolye）Ying”没有被合格发表。近年来出版的《云南植物志》、《青海植物志》、《中国植物》和《Flora of China〉〉均未发现该错误,一直认为“S．hexandrum（Rolye）Ying”合格发表时间是1985。实际上．在1993年由于编写格式要求,应俊生在王文采和武素功主编的《横断山区维管束植物》中引证了基名合格发表的文献信息。因此,该名称的合格发表时间是1993年,而不是常认为的1985年。     

桃儿七属的命名学考订

桃儿七属（Sinopodophyllum）是中国-喜马拉雅地区特有的单型属,仅桃儿七（Shexandrum）一种。桃儿七的根茎和果实均具有较高的药用价值,人类的过度采挖和种群恢复较慢使其种群数量急剧下降,现已被列入《中国物种红色名录》。在近年来的一些研究论文中,学名Shexandrum和Semodi常被混用,这使得有必要考证桃儿七学名的命名学历史,确认正确的学名使用。查阅原始文献发现,Shexandrum的基名Podophyllum hexandrum Royle发表于1834年,而Semodi的基名Podophyllum emodi Wall. ex Honigberger到1852年才合格发表（大多数学者认为是Hooker和Thomson在1855年合格发表）,因此,名称Shexandrum比名称Semodi具有优先权。名称的混乱起于1979年应俊生建立桃儿七属时,他提出组合“Semodi (Wall.) Ying”作为桃儿七的学名。另外,由于他未引证Honigberger或Hooker和Thomson的文献信息,所以组合“Semodi”没有被合格发表（规则415）。随后,1985年出版的《西藏植物志》桃儿七属中,应俊生发现之前的错误并采用名称“Shexandrum”取代了“Semodi”。遗憾的是他虽然意识到该名称是新组合,但未引证基名Phexandrum合格发表的文献信息,使得组合“Shexandrum (Rolye) Ying”没有被合格发表。近年来出版的《云南植物志》、《青海植物志》、《中国植物》和《Flora of China》均未发现该错误,一直认为“Shexandrum (Rolye) Ying”合格发表时间是1985。实际上,在1993年由于编写格式要求,应俊生在王文采和武素功主编的《横断山区维管束植物》中引证了基名合格发表的文献信息。因此,该名称的合格发表时间是1993年,而不是常认为的1985年。     

濒危药用植物桃儿七的生物学特性及其保育措施

桃儿七为重要抗癌药物前体物来源物种,现正处在濒危状态,已被列为国家三级保护植物。本文全 面地综述了桃儿七的生物学特性,包括外部形态、地理分布、系统位置、生态学和群落学特性、发育生物学、繁 殖生物学、植物化学、细胞组织培养和内生真菌研究以及遗传学等研究。最后分析了引起桃儿七濒危的原因, 并提出了具体保育措施和研究展望。     

Podophyllotoxin

Podophyllin, an ethanolic extract of Podophyllum peltatum L. or P. emodi Wall (syn. P. hexandnum Royle), is a good source of the aryltetralin-type lignan, podophyllotoxin. The latter compound, as well as its congeners and derivatives exhibit pronounced biological activity mainly as strong antiviral agents and as antineoplastic drugs. The podophyllotoxin derivatives etoposide, etopophos (etoposide phosphate), and teniposide are thus successfully utilized in the treatment of a variety of malignant conditions. Continued research on the Podophyllum lignans is currently focused on structure optimization to generate derivatives with superior pharmacological profiles and broader therapeutic scope, and the development of alternative and renewable sources of podophyllotoxin.     

Biotechnological interventions for harnessing podophyllotoxin from plant and fungal species: current status,challenges, and opportunities for its commercialization

Podophyllotoxin is an aryltetralin lignan synthesized in several plant species, which is used in chemotherapies for cancers and tumor treatment. More potent semisynthetic derivatives of podophyllotoxin such as etoposide and teniposide are being developed and evaluated for their efficacy. To meet the ever increasing pharmaceutical needs, species having podophyllotoxin are uprooted extensively leading to the endangered status of selective species mainly Sinopodophyllum hexandrum. This has necessitated bioprospection of podophyllotoxin from different plant species to escalate the strain on this endangered species. The conventional and non-conventional mode of propagation and bioprospection with the integration of biotechnological interventions could contribute to sustainable supply of podophyllotoxin from the available plant resources. This review article is focused on the understanding of different means of propagation, development of genomic information, and its implications for elucidating podophyllotoxin biosynthesis and metabolic engineering of pathways. In addition, various strategies for sustainable production of this valuable metabolite are also discussed, besides a critical evaluation of future challenges and opportunities for the commercialization of podophyllotoxin.     

气候变化对7种保护植物分布的潜在影响

利用CART（classification and regression tree,分类和回归树）模型,采用A2和B2气候变化情景,模拟分析了气候变化对桫椤（Alsophila spinulosa（wall.ex hook.）Tryon）、水青树（Tetracentron sinenseOliv）、十齿花（Dipentondon sinicus Dunn）、青檀（Pteroceltis tatarinowii Maxim）、桃儿七（Sinopodophyllum emodi（Wall.）Ying）、太白红杉（Larix chinensis Beissn）和山白树（Sinowilsonia henryi Hemsl）的分布范围及空间格局的可能影响。结果显示：在气候变化下,这些植物目前适宜分布范围将缩小,其中太白红杉、山白树和水青树减少幅度较大,十齿花和青檀次之,桫椤和桃儿七较小。就植物新适宜及总适宜分布范围,太白红杉和山白树从1991～2020年到2081～2100年时段呈现减少趋势,其它植物却呈现增加趋势。气候变化下,这些植物空间分布格局将发生较大改变,太白红杉将失去适宜分布范围,其它植物目前适宜分布区的西部、南部、西南、东部和东南部一些区域将不再适宜,新适宜分布区将主要向北部、东北部、西部、西南或西北部一些区域扩展。气候变化下,这些植物适宜分布范围与年均气温和降水量变化的相关性并不一致,一些植物适宜分布范围与年均气温和降水量变化相关系数并不显著（p〉0.05）;除了桫椤新适宜及总适宜、十齿花和桃儿七目前适宜分布范围与年均气温和年降水量变化回归关系较密切外,其它植物适宜分布范围与年均气温和年降水量变化的多元线性回归关系都较弱。这说明,在气候变化情况下,这些植物空间分布格局将发生改变,目前适宜分布范围缩小,除太白红杉和山白树外,其他几种植物新适宜范围扩大。     

On Dysosma Woodson and Sinopodophyllum Ying,gen. nov. of the Berberidaceae

1. A classification is made on seven species of the genus Dysosma, of which four are proposed as new combinations, and one as new species. 2. The pollens of six species in the genus Dysosma and two species of Podophyllum are examined. Morphologically, the Asiatic. P. emodi is radically distinct from the North American P. peltatum and can be separated from Podophyllum as an independent genus-Sinopodophyllum. 3. The trend of evolution in Dysosma (fig. 2)and its relationships with the genera Sinopodophyllum and podophyllum are discussed. 4. Based on the evidence from an analysis of the ecology and geographical distribution of the component species (fig. 3), the problem of the centre of development of the genus Dysosma has been discussed.     

桃儿七不同器官中营养成分分布状况及其生态学意义

植物生殖生态学是植物学领域中刚刚兴起并迅速发展的学科 ,近年来生活史进化理论的研究 ,使繁殖分配 (ｒｅｐｒｏｄｕｃｔｉｖｅａｌｌｏｃａｔｉｏｎ (ＲＡ ) )与繁殖投资(ｒｅｐｒｏｄｕｃｔｉｖｅｅｆｆｏｒｔ (ＲＥ) )研究成为植物生态学研究的主要焦点[7] 。目前在植物繁殖分配与繁殖投资研究中 ,通常用生物量作为衡量指标 ,这种方法遇到两个疑难问题 :一是各种成分在植物器官中的含量及比例各不相同 ,而且各种成分在植物生长发育过程中所起的生理功能也是不等价的 ,因此 ,在重量相同时 ,各器官的综合营养价值及生理功能是不等价的 ,生…