根部淹水对菘蓝活性成分的影响

对菘蓝幼苗根系进行不同深度的淹水处理,采用HPLC法测定不同处理下菘蓝叶中靛蓝、靛玉红的含量。结果表明,淹水处理初期样品与对照相比,靛蓝的含量呈上升趋势,淹水后期急剧下降;靛玉红含量在淹水第1d急剧上升,之后随淹水时间延长不断降低。淹水深度越深对靛蓝、靛玉红含量影响越大。适当的淹水处理能诱导菘蓝叶中次生代谢产物靛蓝、靛玉红的合成与积累。该结果可为栽培菘蓝的质量控制和有效利用提供理论依据。     

5-氨基乙酰丙酸(ALA)对遮光环境下菘蓝的生长、叶片气孔气体参数和生物碱含量的影响

研究了不同浓度的5-氨基乙酰丙酸(ALA)处理遮光环境对菘蓝(Isatisindigotica)生长和靛蓝、靛玉红含量的影响。结果表明:遮光显著降低菘蓝幼苗叶片叶绿素含量、光合气体交换参数、根长、根径、生物量以及靛蓝、靛玉红含量,而外源ALA处理可以缓解遮光对菘蓝营养生长、光合作用以及生物碱积累的抑制效应;其中,13.3～25mg·L-1的ALA对营养生长以及光合作用的促进效应最明显,而100mg·L-1的ALA对生物碱积累的促进效应最明显。作者建议,在弱光条件下,用低浓度ALA处理可以提高菘蓝生物学产量,而在生物碱积累期,用较高浓度ALA处理可以提高菘蓝的药用成分含量。     

氮营养对苗期菘蓝生长及活性成分的影响

采用盆栽方法,设置5种氮素营养水平(N0、N1、N2、N3、N4,分别为0、2.5、5、10、15 mmol·L-1),以苗期菘蓝的生物量、光合参数、氮同化物含量、氮代谢酶活性、叶中靛蓝、靛玉红、总黄酮含量以及根中(R,S)-告依春含量等作为指标,研究氮营养对苗期菘蓝生长及活性成分的影响。结果表明:N0—N3处理组菘蓝的株高、主根直径及单株干重显著降低,根冠比增加。随着氮素水平降低,菘蓝叶片的叶绿素、类胡萝卜素含量以及净光合速率、蒸腾速率、气孔导度均呈逐渐降低趋势,胞间二氧化碳浓度呈升高趋势。低氮营养使菘蓝叶片中可溶性蛋白、硝态氮、游离氨基酸含量降低,抑制了硝酸还原酶活性、谷氨酰胺合成酶活性。N0—N2处理组菘蓝叶片中的靛玉红及总黄酮含量较高,靛蓝含量在氮素水平为0~10 mmol·L-1范围内随着氮水平的降低而减小,(R,S)-告依春含量在N0处理时显著低于其余处理。综合分析认为,较低的供氮水平显著影响苗期菘蓝的生长及部分生理指标,降低叶片中的靛蓝与根中的(R,S)-告依春含量,但促进叶中靛玉红及总黄酮的积累。综合考虑苗期菘蓝的生物量与活性成分含量,将氮素水平控制在10~15 mmol·L-1范围内,可以获得产量稳定、活性成分含量较高的药材。     

NaCl胁迫过程中喷施ALA对菘蓝幼苗生长及主要活性成分含量的影响

以来源于安徽亳州和山西运城的菘蓝（Isatis indigotica Fort.）幼苗为实验材料,对100 mmol·L-1NaCl胁迫条件下喷施50.0、25.0、16.7、12.5和0.0 mg·L-15-氨基乙酰丙酸（ALA）后幼苗部分生长指标、叶片中靛蓝和靛玉红含量以及根中表告依春含量的变化进行了研究。结果表明：在100 mmol·L-1NaCl单一胁迫条件下,来源于安徽亳州的幼苗单株叶鲜质量和叶片中靛蓝和靛玉红含量均低于对照,单株根鲜质量、根冠比以及根中表告依春含量均高于对照;来源于山西运城的幼苗单株叶和根鲜质量、叶片中靛玉红含量和根中表告依春含量均低于对照,根冠比和叶片中靛蓝含量均高于对照。在NaCl胁迫过程中喷施ALA对菘蓝幼苗生长和有效成分的积累均有不同效应。其中,喷施25.0 mg·L-1ALA后安徽亳州产幼苗单株叶和根鲜质量均最高且显著高于NaCl单一胁迫处理组;喷施16.7 mg·L-1ALA后山西运城产幼苗单株叶和根鲜质量均较高但与NaCl单一胁迫处理组无显著差异。喷施50.0 mg·L-1ALA后安徽亳州产幼苗叶片中靛蓝含量最高（0.376 mg·g-1）,喷施25.0 mg·L-1ALA后其叶片中靛玉红含量最高（9.977 mg·g-1）,喷施16.7 mg·L-1ALA后其根中表告依春含量最高（0.229 mg·g-1）,且均显著高于NaCl单一胁迫处理组;喷施16.7 mg·L-1ALA后山西运城产幼苗叶片中靛蓝含量最高（0.282 mg·g-1）,喷施12.5 mg·L-1ALA后其叶片中靛玉红含量和根中表告依春含量均最高（分别为4.526和0.301 mg·g-1）,且均显著高于NaCl单一胁迫处理组。研究结果表明：喷施适宜浓度ALA能够有效减轻NaCl胁迫对菘蓝幼苗生长的影响、提高其体内药用活性成分的含量;总体上看,产自安徽亳州的菘蓝幼苗的耐盐性较强,且不同种源适宜的ALA浓度也有一定差异。     

缺氮和复氮对菘蓝幼苗生长及氮代谢的影响

对基质育苗后水培的菘蓝进行缺氮与复氮处理,分析其生长情况及氮代谢产物含量的变化,探讨缺氮和复氮对菘蓝幼苗生长及氮代谢的影响,以提高菘蓝产量和品质以及栽培过程中的氮素利用效率。结果显示:(1)正常供氮条件下,菘蓝幼苗的叶绿素含量、谷氨酰胺合成酶(GS)活性、硝态氮含量、靛玉红含量为最高,而其株高、主根直径、根的鲜重与干重、叶的鲜重与干重、根系活力均最小。(2)缺氮处理增加了菘蓝幼苗的主根直径和根干重,提高其根系活力和硝酸还原酶(NR)活性,促进游离氨基酸在叶中的积累;但降低了GS的活性,也降低了叶中硝态氮、可溶性蛋白、靛玉红及根中游离氨基酸的含量;缺氮对叶中靛蓝的含量无明显影响。(3)复氮处理增加了菘蓝幼苗的株高、主根长、根鲜重、叶鲜重、叶干重,提高了其根系活力,降低了NR和GS的活性;与对照相比,复氮降低了叶中硝态氮含量,提高了叶中可溶性蛋白、靛蓝及根中游离氨基酸的含量,但对叶中游离氨基酸和靛玉红含量影响较小。研究表明,缺氮后再复氮有利于菘蓝幼苗叶的生长,同时有利于增加其叶内靛蓝含量,从而提高其产量和品质。     

氮素形态及配比对5个种源菘蓝的生物碱类成分和多糖的影响

以5份不同种源的菘蓝为材料,采用田间小区试验,设置不施氮(CK)、硝态氮(NO3--N)、铵态氮(NH4+-N)、NH4+-N/NO3--N=75/25、NH4+-N/NO3--N=50/50、NH4+-N/NO3--N=25/75和酰胺态氮等7个处理,分析比较了不同种源植株的靛蓝、靛玉红和总生物碱含量、(R,S)-告依春及多糖含量等指标的差异,为菘蓝栽培生产中氮素的高效利用提供理论参考。结果表明:氮素处理有利于提高山西运城菘蓝和陕西商洛菘蓝叶内靛蓝含量,以及安徽亳州菘蓝和陕西商洛菘蓝叶内的总生物碱含量;NH4+-N/NO3--N=50/50处理对山西运城菘蓝,以及酰胺态氮处理对山西运城菘蓝和陕西商洛菘蓝叶内生物碱类成分的积累均有促进作用;与对照相比,氮素处理亦能有效地提高甘肃张掖菘蓝和陕西商洛菘蓝根内的(R,S)-告依春及安徽亳州菘蓝根内的多糖含量;安徽阜阳菘蓝(R,S)-告依春含量在任一氮处理下均远远高于其他种质菘蓝。研究表明,不同种源菘蓝对氮素处理的响应存在较大的差异,建议生产中综合考虑菘蓝的来源和需肥规律,采用经济有效的施氮组合,以提高其活性成分含量。     

高通量测序解析大青叶有效成分的生物合成途径

中药大青叶是菘蓝的干燥叶片,主要活性物质为吲哚类化合物,包括靛蓝、靛玉红、色胺酮等,以上吲哚类化合物的生物合成起始于色氨酸途径,目前在植物中的合成机制还未完全阐明.本研究以成熟菘蓝叶片为研究对象,对茉莉酸甲酯诱导的叶片进行了转录组分析,对已知途径进行了转录组注释,并对未解析途径进行了预测分析.分别获得了色氨酸代谢途径中色氨酸、吲哚乙酸、吲哚苷和萜类吲哚生物碱合成几个代谢支路中16个催化步骤的38个编码基因.通过共表达网络分析,预测转录因子bHLH125可能对吲哚途径具有核心调控作用;CYP2A6-1和CYP735A2等蛋白可能催化生成靛蓝、靛玉红、色胺酮前体的羟基化反应,对这两个蛋白与底物分子的结合进行分子对接建模,均显示对吲哚分子具有较好的结合力.本研究为后续开展菘蓝代谢调控和育种,以及开展吲哚类物质合成生物学研究提供候选基因.     

氮素形态及配比对夏播菘蓝生长及活性成分含量的影响

以来自山西的菘蓝(Isatis indigotica Fort.)为实验对象,采用盆栽法研究铵态氮(NH4+-N)、硝态氮(NO3--N)和酰胺态氮〔CO(NH2)2〕的不同配比对夏播菘蓝生长,叶和根中的可溶性蛋白质及总氮含量,根中多糖含量,叶中叶绿素相对含量,以及叶中靛玉红和靛蓝、根中(R,S)-告依春的含量和积累量的影响.结果表明:各施氮处理组的单株叶干质量均高于对照(不施用氮素)组,但单株根干质量或高于或低于对照组,其中,T4〔n(铵态氮):n(硝态氮):n(酰胺态氮)=25:75:0〕处理组的单株叶和根干质量均最大,且总体上显著高于对照组及其他施氮处理组(P<005);而施氮处理组的根冠比均显著低于对照组.各施氮处理组叶中的可溶性蛋白质含量与对照均无显著差异,但各施氮处理组根中的可溶性蛋白质含量、叶和根中的总氮含量以及叶中的叶绿素相对含量总体上显著高于对照组,而根中的多糖含量或高于或低于对照组,其中,T6〔n(铵态氮):n(硝态氮):n(酰胺态氮)=0:75:25〕处理组根中的多糖含量和叶中的叶绿素相对含量均最高,T3〔n(铵态氮):n(硝态氮):n(酰胺态氮)=50:50:0〕处理组叶和根中的可溶性蛋白质含量均较高.各施氮处理组叶中靛玉红含量总体上显著高于对照组,多数施氮处理组叶中靛蓝含量则显著低于对照组,但各施氮处理组的单株叶中靛蓝和靛玉红积累量总体上高于对照组;其中,T2〔n(铵态氮):n(硝态氮):n(酰胺态氮)=75:25:0〕处理组叶中靛玉红含量及其单株积累量均最高,T6处理组叶中靛蓝含量最高,而单株叶中靛蓝积累量则以T3处理组最高.各施氮处理组根中(R,S)-告依春含量总体上显著低于对照组,其中,以T1〔n(铵态氮):n(硝态氮):n(酰胺态氮)=100:0:0〕处理组根中(R,S)-告依春含量最高,T4处理组单株根中(R,S)-告依春积累量最高.综合分析结果表明:按不同配比施用不同形态氮素,夏播菘蓝的生长及活性成分含量有明显差异,因此,若以收获叶为目的,结合叶中靛玉红含量,建议施用铵态氮和硝态氮物质的量比为75:25的复合氮肥;若以收获根为目的,结合根中(R,S)-告依春含量,建议施用铵态氮和硝态氮物质的量比为25:75的复合氮肥.     

水氮互作对菘蓝光合生理及药材质量的影响

通过避雨盆栽方式,采用二因素裂区试验设计,以菘蓝的叶绿素含量、光合参数、叶内靛蓝与靛玉红含量、根内蛋白、多糖以及(R,S)-告依春含量等为指标,研究水氮互作对菘蓝光合生理及药材质量的影响,为菘蓝的优质栽培提供理论参考。结果表明:水氮互作能显著影响菘蓝的光合生理与药材质量,其中中度淹水与高氮水平(W2N3)的叶绿素含量、正常供水中氮水平(W0N2)的净光合速率(Pn)与气孔导度(Gs)、正常供水低氮水平(W0N1)的胞间二氧化碳浓度(Ci)与轻度淹水中氮水平(W1N2)的蒸腾速率(Tr)为各处理中的最大值,可见中氮N2水平下菘蓝叶片的光合作用和蒸腾作用得到加强;根内的(R,S)-告依春含量在中度淹水高氮水平(W2N3)处理时、多糖含量在轻度淹水中氮水平(W1N2)处理时均最高;中度淹水不施氮(W2N0)处理时根内蛋白含量、根与叶的总氮含量、叶内靛蓝和靛玉红含量均为各处理中的最大值,说明短期的中度淹水使菘蓝体内的次生代谢被激活,使其叶内与根内的活性成分含量增加。     

HPLC法对比不同产地南板蓝根药材靛蓝、靛玉红含量的研究

目的:以高效液相色谱法对广东不同产地(广东高要、广东罗定、广东罗浮、广东鼎湖)南板蓝根药材及常用伪品(爵床科植物广西马蓝)的主要成分靛蓝、靛玉红进行含量测定,对比不同产地南板蓝根药材靛蓝、靛玉红含量的差别.方法:采用HPLC法建立南板蓝根药材中靛蓝与靛玉红的含量测定方法.色谱条件:Kromasil C18(4.6mm×250mm,5μm);以甲醇-水(75:25)为流动相;检测波长:290nm;流速:1.0ml/min.柱温:40℃.结果:①靛玉红、靛蓝线性范围分别为1.652～33.04μg/ml、1.284～25.68μg/ml.回收率分别为98.92%,RSD=1.52%,N=5(靛玉红);102.61%,RSD=1.28%,N=5(靛蓝);②广西马蓝中未检测出靛玉红、靛蓝.结论:该方法操作简便、准确快速、重现性好,可完善现行的南板蓝根的药材质量标准,有效控制南板蓝根药材的质量.     

冻伤蓝变对广义虾脊兰属植物中4种吲哚基衍生物含量的影响

以6种广义虾脊兰属植物和2种树兰亚科植物为材料,利用液相色谱 串联三重四极杆质谱仪(LCMS QQQ)测定了冻伤处理前后花和叶片中靛苷、靛红、靛蓝和靛玉红4种吲哚基衍生物的含量,分析广义虾脊兰属植物吲哚基衍生物的生成及种属间含量的差异。结果显示：(1)4种吲哚基衍生物在所测定的6种广义虾脊兰属植物中均被检出,但在2种树兰亚科植物五唇兰和足茎毛兰中均未被发现。(2)在所测定的6种广义虾脊兰属植物花和叶片中,冻伤处理后的靛蓝、靛玉红和靛红含量均显著上升,而靛苷含量显著下降,同时花中的吲哚基衍生物含量均高于叶片。(3)6种广义虾脊兰属植物花和叶中吲哚基衍生物总含量以黄兰花最高,三褶虾脊兰叶最低。研究表明,冻伤处理引起靛苷向靛蓝的大量转化是导致冻伤后广义虾脊兰属植物组织中呈现出蓝色的主要原因,推测吲哚基衍生物可能也是一类与植物防御相关的化合物,在植物抵御逆境中扮演着重要的角色。     

板蓝根田节肢动物群落的结构与多样性研究

为了解河南省板蓝根田节肢动物群落的结构组成及物种多样性,该研究采用5点随机取样,通过网捕法和目测法调查并记录了板蓝根植株及地面上的节肢动物种类和数量。结果表明:河南省板蓝根田节肢动物群落物种丰富,共采集到2 613头,隶属于2纲10目39科61种。其中,植食性种类和捕食性种类均为24种(各占39.34%),寄生性种类4种(占6.56%),中性种类9种(占14.75%)。蜘蛛的种类占群落总种数的比例最高(为21.31%),表明田间的蜘蛛种类最丰富。鳞翅目物种的个体数量远大于其他的目,占群落个体数的43.78%。菜青虫和小菜蛾的相对丰盛度最高,分别为0.184 8和0.162 6,说明二者是河南省板蓝根田的优势害虫。捕食性集团的均匀度指数最高,寄生性集团的优势度指数最高,其中小菜蛾幼虫的寄生性天敌菜蛾盘绒茧蜂的数量最大。     

碳离子辐照对菘蓝药性品质和分子水平的诱变效应

以野生菘蓝种子为材料,以不同剂量的碳离子(12 C6+)进行辐照处理(辐照剂量分别为30Gy、60Gy、90Gy、120Gy),分析12 C6+辐照对菘蓝种子萌发、幼苗生长、主要药用成分含量及其基因和蛋白质多态性变化的影响,为菘蓝品质育种、分子生物学研究和重离子辐照诱变的应用提供依据。结果显示:(1)12 C6+辐照处理后菘蓝的成苗率和根鲜重均随辐照剂量增加而逐步显著降低,其中30Gy处理对菘蓝生长抑制程度最小,但处理后菘蓝根中的主要药效成分4(3H)喹唑酮和靛玉红的含量增加幅度最大且最高,分别为野生型的2.2倍和2.3倍。(2)SRAP分子标记分析表明,菘蓝基因组的变异度随着辐照强度的增强而增大,其中30Gy处理的突变体与野生型相比有33.59%的多态性变异。(3)SDS-PAGE考马斯亮蓝染色和磷酸化染色分析表明,菘蓝的总蛋白和磷酸化蛋白表达水平均随辐照剂量变化出现了不同程度的改变,但并不与辐照强度呈正相关,说明植物在防御重离子辐照伤害时存在补偿机制。研究发现,30Gy的12 C6+辐照是菘蓝诱变的最佳剂量,能够显著提高其有效成分的含量,为优质菘蓝诱变育种奠定了基础。     

Smoke-water improves shoot growth and indigo accumulation in shoots of Isatis indigotica seedlings

Although smoke treatments have successfully been used for promoting the germination of many seeds, there are no reports on the effect of smoke on secondary metabolite production in plants. This study highlights the effects of smoke-water on shoot growth and accumulation of indigo in shoots of Isatis indigotica Fort., a Chinese medicinal plant. Results showed that seedlings treated with smoke-water at a dilution of 1:1000 achieved the highest fresh and dry shoot mass, which was significantly (P < 0.05) different from the control and other smoke-water dilutions tested. A higher concentration of smoke-water (1:500) significantly increased (P < 0.05) the indigo concentration in shoots compared with untreated seedlings. The effect of 1:1000 and 1:2000 dilutions gave non-significant increases in the concentration of indigo. These findings suggest the possible use of smoke-water for promoting the growth and accumulation of secondary metabolites in plants.     

掌叶橐吾地理分布的订正及对我国植物志书中一些明显问题的述评

指出《中国植物志》77(2)中掌叶橐吾(Ligularia przewalskii)在江苏有分布的记载极可能是将文献中的"Kansu"(甘肃)误为"Kiangsu"(江苏)的结果。该种目前仅知分布于甘肃、青海、内蒙古、宁夏、陕西、山西、四川,在江苏决无分布。这一不经意的疏忽而引起的错误后来不断出现在我国出版的有关植物志书中。对我国植物志书尤其是省级植物志书存在的突出问题及其他一些相关问题进行了述评。     

葡萄生长季内需水特征

为了定量评估我国鲜食葡萄主产区降水量对葡萄生长发育过程需水量的满足程度,本研究基于研究区域内(东北地区的吉林和辽宁,华北地区的山西和河北,西北地区的甘肃、宁夏和陕西,西南地区的四川、贵州和云南以及东南地区的江苏、山东、浙江、安徽、福建、河南、湖北、湖南和广西)1981—2016年429个气象站逐日气象数据,分析葡萄不同生育阶段降水量、需水量和水分亏缺量时空分布特征。结果表明: 研究期间,葡萄各生育阶段降水量整体由北向南、由西向东增加;萌芽-开花阶段的降水量最少且呈下降趋势,成熟-落叶阶段也呈下降趋势,开花-着色和着色-成熟阶段呈上升趋势。研究区各生育阶段的葡萄需水量均呈上升趋势,新疆和甘肃省北部的葡萄需水量最高。新疆、甘肃省北部、宁夏、陕西省北部、山西省北部、河北省、辽宁省西部和吉林省西部各生育阶段以及云南省北部、四川省南部萌芽-开花生育阶段的降水量无法满足葡萄需水量,其他地区,特别是我国东南和西南部部分地区水分盈余明显;萌芽-开花和成熟-落叶阶段的葡萄水分亏缺量呈上升趋势,开花-着色和着色-成熟阶段呈下降趋势。