甘草根中甘草酸的免疫组织化学定位研究

应用免疫组织化学定位和HPLC分析方法,对人工种植乌拉尔甘草根中的甘草酸分布和积累变化规律进行分析,以阐明药用甘草根在发育过程中甘草酸的积累变化规律,探讨甘草药材质量形成的内在机制。结果表明:(1)甘草酸主要分布在根的次生韧皮部薄壁细胞和维管射线细胞中,且主要积累在这些细胞的细胞壁上。(2)HPLC分析显示,主根的韧皮部中甘草酸含量最高,其次是木质部,根皮中含量最少。(3)甘草酸在主根中的含量随着生长年限的增加而提高,2、3年生甘草根中甘草酸含量上升较快,3年后甘草酸的含量达到3.66%,超过了国家药典规定的甘草酸含量标准。     

不同耐盐性药用甘草幼苗根对Na~+的响应及其维管组织变化

以甘草属2种耐盐植物胀果甘草、乌拉尔甘草为材料,用不同浓度(50、100、150、200、250mmol·L-1)NaCl处理幼苗21d后,分析其生物量和根、茎、叶中的Na+、K+含量以及K+/Na+,计算根的离子选择吸收和运输系数,并应用光学显微镜观察比较二者的维管组织结构变化,以揭示2种药用甘草幼苗根对Na+的响应及其维管组织结构的变化特征,探讨甘草的耐盐机理。结果表明:(1)NaCl胁迫使2种甘草幼苗生物量均下降,在NaCl浓度为250mmol·L-1时,胀果甘草、乌拉尔甘草幼苗生物量分别是对照的53.34%、46.21%,胀果甘草耐盐性强于乌拉尔甘草。(2)随着NaCl浓度上升,2种甘草根积累的Na+显著增多,其中胀果甘草在所有盐处理下,根Na+含量均高于其它器官,说明其根对吸收的Na+具有显著截留效应;而乌拉尔甘草只在0~150mmol·L-1 NaCl范围内,根Na+含量显著高于叶片,当NaCl为200、250mmol·L-1时,叶片Na+含量显著高于根,说明乌拉尔甘草根对Na+的截留能力有限。(3)在相同盐处理下,胀果甘草离子选择吸收系数SAK,Na、离子运输系数STK,Na均大于乌拉尔甘草,胀果甘草根抑制Na+、促进K+向地上部运输的能力强于乌拉尔甘草。(4)乌拉尔甘草在NaCl为150、200mmol·L-1、胀果甘草在250mmol·L-1时,根结构对盐胁迫产生应激性响应,维管组织比例显著上升,有助于提高根向上的运输能力,减少盐害。研究表明,2种药用甘草根对Na+截留作用和向上运输时促K+抑Na+能力的差异,是导致其耐盐能力不同的主要原因,根对Na+的积累和截留作用的差异与根的结构响应相吻合,能较好地解释二者的耐盐性差异。     

宁夏乌拉尔甘草营养器官中甘草酸含量的动态变化研究

利用高效液相色谱（HPLC）法对宁夏中部干旱带半野生乌拉尔甘草营养器官中甘草酸含量的动态变化规律进行了研究.结果表明：地下营养器官（根和根状茎）是甘草酸主要积累部位,而地上茎和叶中甘草酸含量很低甚至检测不到.就地下器官而言,甘草酸的积累随生长年限增加而递增,且1～4 a生甘草均表现出主根中甘草酸的含量高于根状茎的规律.分别对3 a、4 a生的半野生甘草根和根状茎进一步研究发现,在一个生长季节中甘草酸含量的变化呈现相似的变化规律.即从7～10月份,甘草根和根状茎中甘草酸含量呈波动性上升趋势,10月份达到最大值.     

远志根的结构发育与远志皂苷积累关系的研究(英文)

应用植物解剖学、组织化学定位及植物化学技术,研究了远志根不同发育时期的结构特征与远志皂苷积累的关系。结果表明:皂苷分布在远志根的薄壁组织细胞中,次生韧皮部是皂苷积累的主要场所。以远志皂苷元为评价指标来分析远志皂苷的积累动态,显示在4~10月的不同发育时期,4个不同生长年份根中远志皂苷元百分含量具有相同的变化趋势,并且均表现为:1年生根2年生根3年生根4年生根,表明远志皂苷在幼嫩的植株根中含量高;从年平均增长率来看,根的长度、直径、次生韧皮部的厚度及根干重的增长均在药材种植第2~3年增加最快。兼顾药材产量和质量,应该在远志种植第三年的果后期进行采收比较适宜。     

不同繁殖模式下甘草药用成分含量积累速度差异研究

目的:系统比较野生甘草无性繁殖的甘草根和人工甘草种子有性繁殖的甘草根中药用成分的积累速度差异情况,为进一步研究影响甘草药用成分积累的基因机制奠定理论基础。方法:本研究基于HPLC和UV等分析方法,比较野生甘草和人工甘草在甘草酸、甘草苷和甘草总黄酮以及其他类成分的含量差异。基于HPLC指纹图谱技术,全面分析不同繁殖模式下甘草根的化学信息和内在质量的差异情况。结果:除甘草素和异甘草素外,野生甘草不定根中其他三种药用成分和总黄酮的含量均高于人工甘草实生根,经SPSS分析,除异甘草素外,其他成分在两组之间均存在显著差异;根据HPLC指纹图谱,两种甘草药用成分之间差异显著,相似度为0.647。结论:野生无性繁殖的甘草根和人工有性繁殖的甘草根中主要药用成分含量之间存在显著差异,野生甘草具有快速积累药用成分的功能。本研究结果对于今后人工调控生产优质甘草药材,实现甘草资源的可持续利用具有重要的理论和实践意义。     

甘草肌动蛋白基因GuActin2的克隆和表达分析

以乌拉尔甘草根为材料,从中提取总RNA,根据植物肌动蛋白的5’和3＇末端设计简并引物。采用RT-PCR技术和5’RACE试剂盒,从乌拉尔甘草根中克隆到一个肌动蛋白基因编码区全长cDNA序列（GenBank登录号GQ404511）,长度为1137bp。该基因编码一个由377个氨基酸残基组成的蛋白质。甘草GuActin2具有肌动蛋白（YVGDEAQs．KRG和WISKgEYDE）和肌动蛋白类似物（LLTEApLNPkaNR）的特征信号序列。Northern blot分析表明,GuActin2在甘草的根、茎、叶组织中都有表达,在根中,尤其在胚根中的表达强于茎和叶中的表达。该基因属于营养型亚类。     

意大利苍耳与乌拉尔甘草种间竞争能力比较

意大利苍耳已经开始入侵乌拉尔甘草农田,然而对其入侵后果目前知之甚少。通过研究意大利苍耳与乌拉尔甘草的种间竞争关系,以期为意大利苍耳对乌拉尔甘草农田生态系统的入侵能力及入侵后果的评估提供试验依据。模拟了甘草农田的土壤水肥条件,采用取代试验法,设置意大利苍耳与乌拉尔甘草的单种种植和混种种植2种种植模式,待意大利苍耳生育期结束后进行收获,分别比较了该两种植物的个体生长及生物量积累在单种种植与混种种植两种处理间的差异,并比较单种和混种模式下乌拉尔甘草的地下器官中甘草酸含量的差别,通过计算相对产量、相对竞争强度和竞争攻击系数来比较该两种植物种间竞争能力的相对强弱。结果表明：与单种模式相比,混种模式下意大利苍耳个体生长的形态学性状和有性繁殖能力均有显著增加,其株高、冠幅和种子数量较单种处理分别增加了13%、27%和56%。而乌拉尔甘草的个体生长及克隆繁殖能力均显著降低,其根瘤的形成也受到显著的抑制,混种处理的乌拉尔甘草的株高、冠幅、根总长度、根总表面积、根平均直径以及根瘤数量比单种处理分别下降了35%、45%、55%、63%、19%和76%。单种处理下每株甘草根状茎的平均条数为3条,而与意大利苍耳混种后,其根状茎的发育被完全抑制。与单种处理相比,混种处理中的意大利苍耳生物量积累均显著的增加了,其中根、茎、叶、果实及总生物量与单种模式相比分别增加了84%、73%、84%、73%和77%,而混种模式却极显著降低了乌拉尔甘草生物量和地下器官甘草酸含量的积累,使其根、茎、叶、总生物量以及甘草酸含量与单种模式相比分别下降了72%、80%、65%、71%和63%。混种模式中的意大利苍耳相对产量（RY_a）大于1,而乌拉尔甘草相对产量（RY_b）小于1,表明意大利苍耳受到邻株同种其他个体的种内竞争压力大于来自邻株乌拉尔甘草的种间竞争压力,而乌拉尔甘草受到邻株同种其他个体的种内竞争压力则小于来自邻株意大利苍耳的种间竞争压力。混种模式中的意大利苍耳相对竞争强度（RCI_a）小于0,其竞争攻击系数（A_q）大于0,而乌拉尔甘草的相对竞争强度（RCI_b）则在0-1之间,其竞争攻击系数（A_b）小于0,表明在该两种植物的混生群落中,乌拉尔甘草的竞争能力弱于意大利苍耳。总体来看,在二者混生的群落中,意大利苍耳在竞争中占据明显的优势地位,对乌拉尔甘草的产量和品质均造成强烈的负面影响。     

牛膝根结构特征与三萜皂苷的积累关系

三萜皂苷是牛膝根中主要的药用成分之一。利用皂苷定量分析与解剖学和组织化学定位方法对不同生长年限牛膝根的解剖结构及三萜皂苷的积累动态关系进行了研究。结果表明：牛膝根属于异常结构,三生结构发达。牛膝根的增粗生长主要依赖于额外形成层细胞的分裂活动,牛膝根中最多可以产生7～8圈额外形成层。次生韧皮部、栓内层和三生韧皮部是三萜皂苷的主要积累场所;三萜皂苷的积累动态随牛膝的生长年限增加呈现低→高的变化规律,3～4年生牛膝跟中三萜皂苷的积累达最大值。     

辽东楤木皂苷分布特性的研究

目的:研究辽东楤木植株中的皂苷分布。方法:以1~8年株龄辽东楤木为试材,采用超声提取法提取楤木皂苷,采用分光光度计法测定辽东楤木植株的根和茎不同部位的皂苷含量,不同生长发育时期和不同光照条件下叶片的皂苷含量。结果:辽东楤木根皮、茎皮和叶片中均含有大量的皂苷成分,根皮和茎皮中的皂苷含量逐年增加,8年生植株的根、茎皮中分别为11.0%和8.2%,根、茎的木质部和髓中亦含有皂苷,但相对较少;叶片皂苷含量随株龄增长而增加,4、6年生植株叶片皂苷含量分别为8.3%、8.9%;光照处理对叶片的生长及皂苷含量影响较大,50%透光率及以下的光照条件叶片生长不良,早衰严重,皂苷积累较少,最高含量为5.9%,75%透光率条件同全光照条件叶片发育形态指标接近,并有利于皂苷形成,皂苷含量平均高于全光条件0.6%,结论:6年以上植株的根茎皮在皂苷含量和总量上都相对较高;4年以上植株成熟的叶片在皂苷含量和总量上均较高,最适宜作为药源材料;叶片在一定遮阳条件下更有利于皂苷形成与积累。     

不同栽培年限伊贝母组织化学研究

目的:研究伊贝母鳞茎组织结构及主要药用成分在鳞茎中的分布部位。方法:采用植物解剖学和组织化学方法对不同栽培年限伊贝母鳞茎的显微组织结构以及生物碱、皂苷成分的分布进行观察研究。结果:伊贝母鳞茎主要由表皮、皮层薄壁组织、有限外韧型维管束组成。维管束的数目在伊贝母种间上有一定的差异,新疆贝母的维管束数目略大于伊犁贝母;生物碱主要存在于不同栽培年限伊贝母鳞茎的皮层薄壁组织细胞及维管束周围的薄壁组织细胞上,其总生物碱含量从高到低的顺序为:3年生的伊贝母≥4年生的伊贝母5年生的伊贝母;皂苷主要存在于不同栽培年限伊贝母鳞茎的表皮细胞和维管束周围的薄壁组织细胞上,其总皂苷含量从高到低的顺序为:5年生的伊贝母≥4年生的伊贝母3年生的伊贝母,在种间及同种植物的不同栽培年限或不同组织结构中,其生物碱与皂苷的含量存在差异。其中,以4年生伊贝母药材中的生物碱与皂苷含量较高,表明其药用价值也较高,因此推断第4年为最佳采收期。结论:伊贝母鳞茎中大量薄壁细胞是主要药用成分的分布部位,同时研究结果可为合理采收提供依据。     

Localization and dynamic change of saikosaponin in root of Bupleurum chinense

Anatomical,histochemlcal and phytochemical methods were used to investigate the structure,the localization and content changes of total saikosaponin and saikosaponin-a of the roots of Bupleurum chinense DC.at different developmental stages.Results showed that saikosaponin was mainly distributed in pericycle and primary phloem in the young root;but In the mature root,it was mainly distributed in vascular camblum and secondary phloem.During the whole growth period from the pre-blossom,blossom,fruit,and fruit mature periods until the pre-withering period,it was in the fruit mature period that both the total saikosaponin content and the saikosaponin-a content reached the highest level.So the last 20 d of October was considered as the right collecting season for the drug of B.chinense.In addition,the quality of 1-year-old drug was better than that of 2-year-old drug due to its higher saikosaponin content.On the other hand,judging from the external characteristics of the drug,the one with an acerose taproot and more lateral roots was of better quality.The results offered theoretical bases for selecting medicinal material of high quality and determining the most appropriate harvesting stage and part of B.chinense.     

牛膝根的结构发育与三萜皂苷积累的关系

应用植物解剖学、组织化学定位及植物化学技术,研究了不同发育时期牛膝根的结构特征与三帖皂苷积累的关系。结果表明:牛膝根的初生结构和次生结构类似于一般双子叶植物,其根的加粗主要是由于三生结构的发生和分化。第一圈额外形成层产生于次生韧皮部外侧的薄壁组织细胞和射线细胞,以后的每一圈由前一圈向外衍生的薄壁组织细胞产生。额外形成层无纺锤状原始细胞和射线原始细胞之分,在切向纵切面上呈叠生排列。三生维管束以离心方式排成整齐的同心环状,由薄壁结合组织将其彼此分开,其圈数与额外形成层的圈数是一致的,随着根的个体发育而不断增加。在根的初生结构中,三萜皂苷主要分布于中柱鞘、初生韧皮部及初生韧皮部和初生木质部之间的薄壁组织细胞内;在根的次生结构中,主要分布于次生韧皮部及栓内层的薄壁组织细胞内。当三生结构形成后,除次生韧皮部及栓内层细胞外,在额外形成层和三生维管束韧皮部细胞内均有皂苷类物质积累。三生结构在牛膝根中占主要地位,是三萜皂苷积累与分布的主要场所。在牛膝根的生长发育过程中,三萜皂苷元齐墩果酸的百分含量呈“S”型曲线增长,其根的增长、加粗、三生维管束圈数、三萜皂苷总量及根中干重的积累量都在出苗后约120天达到高峰,此时应为牛膝根的最佳采收期。     

卵叶远志营养器官的结构及远志皂苷的组织化学定位和含量测定

应用植物解剖学、组织化学定位和高效液相色谱法,研究了卵叶远志各营养器官的结构、远志皂苷积累分布状态及含量变化。结果表明．卵叶远志的根包括周皮和次生维管组织两部分．周皮发达,次生韧皮部较厚,韧皮薄壁细胞为其主要成分。次生木质部中导管和纤维发达,导管分布密度较大。茎包括表皮、皮层、维管柱三部分,在皮层与韧皮部之间具有一圈排列紧密的厚壁细胞．推测这圈厚壁细胞具有质外体屏障作用．可保护茎组织免受干旱的伤害。叶为异面叶。根茎的结构表现为旱生特点。组织化学显示远志皂苷在根中分布在次生韧皮部和栓内层：在茎中分布在表皮、皮层和次生韧皮部细胞中：在叶中则分布在叶肉组织和表皮中。根的次生韧皮部为皂苷积累储存的主要场所。高效液相测定结果显示营养器官中都有远志皂苷元的积累．根中的含量高．茎叶中含量较低．说明卵叶远志地上部分也有药用价值。根据不同发育时期根和茎叶中皂苷元的动态变化趋势．建议在5月份（花果期）进行卵叶远志的采收。     

紫菀根的结构与主要药用成分积累研究

为揭示紫菀根的结构、主要药用成分积累部位和含量,用石蜡切片法研究不同发育阶段根的结构、组织化学法定位三萜皂苷和黄酮类成分的积累部位、HPLC法测定根中紫菀酮、槲皮素和山奈酚的含量。结果表明,紫菀根的初生结构包括表皮、皮层和维管柱。次生结构包括外皮层、皮层和维管组织,其中分泌道位于皮层内侧,数量与韧皮部束一致,随着根的增粗,中央分化出髓部。三萜皂苷成分在韧皮部和皮层内侧积累较多;黄酮类成分积累于皮层和髓部。紫菀根下部的紫菀酮含量高于上部,槲皮素和山萘酚仅为上部的1/3。因此,建议加工时保留下部细根,实现资源综合利用。     

远志根的形态发生及组织化学研究

应用植物解剖学方法对远志(Potygda tenuiflia Willd.)根的发生和发育过程,以及1 a生与2 a生根的结构进行了比较观察,还应用组织化学方法对远志根储藏物质及主要药用成分积累部位进行了研究.结果表明:远志的药用部位为其主根,发育过程包括原分生组织、初生分生组织、初生结构和次生结构4个发育阶段.原分生组织来源于胚根,由3群原始细胞组成,具有典型分生组织的细胞学特征;初生分生组织包括根冠原、表皮原、皮层原和中柱原;初生结构由表皮、皮层和维管柱组成,初生木质部为二原型;次生生长主要是依靠维管形成层和木栓形成层的活动来完成.木栓形成层由中柱鞘细胞恢复分裂能力而形成,并且产生多层栓内层薄壁细胞.2 a生远志根的基本结构与1 a生的基本相同,只是栓内层增加至10层以上.远志根的储藏物质主要是脂类物质及少量的多糖.远志皂苷积累在远志根的薄壁细胞中,而山酮类化合物主要分布在根的木栓形成层、栓内层薄壁细胞和次生韧皮部中.     

Suboptimal temperature favors reserve formation in biennial carrot (Daucus carota) plants

In response to suboptimal temperatures, temperate annual plants often increase root:shoot ratios, build-up carbohydrates and display typical morphological and anatomical changes. We know less about the responses of biennials such as carrot. As a model plant, carrot has the additional feature of two functionally and morphologically distinct root parts: the taproot, which stores carbohydrate and other compounds, and the fibrous root system involved in acquisition of water and nutrients. Here, we analyze the effects of temperature (12 vs 25°C) on growth, carbohydrate accumulation and whole-plant morphology in two carrot cultivars. Our working hypothesis is that suboptimal temperature favors active formation of reserve structures, rather than passive accumulation of storage carbohydrates. In comparison with plants grown at 25°C, plants grown at 12°C had: (1) higher fibrous root:shoot ratio (13%) , (2) thicker (10–15%) and smaller (up to two- to three-fold) leaves, (3) lower leaf cuticular permeance (two- to four-fold), (4) higher taproot:shoot ratio (two-fold), (5) higher phloem:xylem ratios in taproot (two- to six-fold), (6) unchanged percentage dry matter content (%DMC) in leaves, petioles or fibrous roots and (7) higher %DMC in taproot (20%). However, %DMC of individual taproot tissues (phloem and xylem) was unaffected by temperatures and was consistently higher in the phloem (up to 30%). Therefore, the higher %DMC of whole taproots at 12°C was attributed solely to the increased development of phloem tissue. Carrot, therefore, shares many of the most conspicuous elements of temperate plant responses to low temperatures. Consistently with our hypothesis, however, carrots grown at suboptimal temperature promoted reserve structures, rather than the increase in carbohydrate concentration typical of most temperate annual species and woody perennials.     

2种远志根结构及其皂苷含量的比较研究

运用植物解剖学、组织化学和植物化学方法对细叶远志和卵叶远志根的结构、皂苷的组织化学定位以及远志皂苷元含量进行了比较研究.结果显示:(1)2种远志根的基本结构相同,都是由周皮和次生维管组织组成,韧皮薄壁细胞为次生韧皮部的主要组成细胞.2种根的主要区别是细叶远志根中次生韧皮部比卵叶远志的次生韧皮部所占比例大.(2)组织化学定位结果显示,远志皂苷主要分布在次生韧皮部薄壁细胞内.(3)植物化学分析结果显示,2种远志根内皮部(包括次生韧皮部和周皮)与木质部的皂苷元含量差异极显著(P<0.01),皮部远大于木质部,与组织化学研究结果一致;细叶远志根的直径、皮部厚度、干重以及远志皂苷元的含量都大于卵叶远志,表明其药用品质优于卵叶远志.(4)不同生长年限栽培细叶远志和不同级别野生细叶远志比较表明,二级野生细叶远志的根中远志皂苷元百分含量显著高于其他6个供试材料,但栽培三年生细叶远志根的干重和远志皂苷元总产量最高,且显著高于其野生种和卵叶远志.结果表明:人工栽培的细叶远志可以代替其野生种,故建议人工栽培时选择细叶远志并于栽培三年后采收.     

野生与栽培乌拉尔甘草不同部位甘草酸含量分析

采用超声提取法结合高效液相色谱(HPLC)对黑龙江省西部野生与栽培乌拉尔甘草不同部位的甘草酸含量进行测定,结果表明:超声方法提取甘草酸是便捷、有效的方法之一,最佳提取条件为50%甲醇提取液,超声提取45m in。甘草地下部分甘草酸含量较高,野生甘草的甘草酸含量主根 > 横根茎 > 不定根 > 垂根茎;栽培甘草则为不定根 > 主根 > 横根茎;总体上看地上部分甘草酸含量是微量的,其中叶的甘草酸含量相对较多,地上茎、种子等器官甘草酸含量较低。无论野生甘草还是栽培甘草, 10月份甘草地下部分甘草酸含量大于5月份,并且这种差别在栽培甘草中表现更明显。人工管理措施对甘草酸含量具有较大影响,野生甘草和栽培甘草经过土壤翻松和良好的田间管理模式反而使甘草酸含量下降,按种植农作物模式对栽培甘草进行管理对提升甘草酸含量效果不佳,给予一定的环境胁迫可以提高甘草酸的含量。在黑龙江省西部,野生甘草主根在1.0~2.0 m深度为甘草酸含量分布较高的部位;栽培甘草主根甘草酸含量随土壤深度的增加而增加,其根尾的甘草酸含量最高,表明栽培甘草主根尚未伸长到其甘草酸含量最高的土壤深度。