Possible pharmaceutical applications can be developed from naturally occurring phenanthroindolizidine and phenanthroquinolizidine alkaloids

Naturally occurring phenanthroindolizidine and phenanthroquinolizidine alkaloids (PIAs and PQAs) are two small groups of herbal metabolites sharing a similar pentacyclic structure with a highly oxygenated phenanthrene moiety fused with a saturated or an unsaturated N-heterocycle (indolizidine/quinolizidine moieties). Natural PIAs and PQAs only could be obtained from finite plant families (such as Asclepiadaceae, Lauraceae and Urticaceae families, etc.). Up to date, more than one hundred natural PIAs, while only nine natural PQAs had been described. PIA and PQA analogues have been applied to the development of potent anticancer agents all along because of their excellent cytotoxic activity. However, in the last two decades, other great biological properties, such as anti-inflammatory and antiviral activities were revealed successively by different pharmacological assays. Especially because of their potent antiviral activity against coronavirus (TGEV, SARS CoV and MHV) and tobacco mosaic virus, PIA and PQA analogues have attracted much pharmaceutical attention again, some of them have been used to present interesting targets for total or semi synthesis, and structure–activity relationship (SAR) study for the development of antiviral agents. In this review, natural PIA and PQA analogues obtained in the last two decades with their herbal origins, key spectroscopic characteristics for structural identification, biological activity with possible SARs and application prospects were systematically summarized. We hope this paper can stimulate further investigations on PIA and PQA analogues as an important source for potential drug discovery.

     

Lyciumamide A,a dimer of phenolic amide,protects against NMDA-induced neurotoxicity and potential mechanisms in vitro

Journal of Molecular Histology - Currently, the excessive activation of N-methyl-D-aspartate receptors (NMDARs) is considered to be a crucial mechanism of brain injury. Lycium barbarum A (LyA) is a...     

Design of Sub wavelength-Grating-Coupled Fano Resonance Sensor in Mid-infrared

Plasmonics - By introducing the sub-wavelength grating (SWG) waveguide in the long-range surface phonon resonance (LRSPhR) device, a mid-infrared Fano resonance is formed due to the coupling...     

Curvature-Dependent Cavity-Nanoparticle Scaffold-Based Clusters with LSPR Enhancement as SERS Substrates

Plasmonics - Tunable local surface plasmon resonance (LSPR) enhancement properties of cavity-nanoparticle scaffold-based clusters were investigated via finite-difference time-domain (FDTD)...     

南水北调中线工程对海河流域鱼类入侵风险分析

海河流域是南水北调中线工程的受水区之一, 为评估中线工程引发海河流域鱼类入侵的风险, 本研究统计了南水北调引水区和受水区海河流域鱼类物种多样性差异, 采用水生生物入侵能力筛查系统(aquatic species invasiveness screening kit, AS-ISK)和外来鱼类入侵风险评估体系筛选引水区有入侵风险的鱼类物种, 并用MaxEnt模型预测有入侵风险的鱼类物种在海河流域的潜在适生区。结果表明, 丁鱥(Tinca tinca)、陈氏新银鱼(Neosalanx tangkahkeii)和大口鲇(Silurus meridionalis)是具有高入侵风险的鱼类, 另有3种鱼类具有中入侵风险, 均需重点监控; 而具入侵风险鱼类的适生区预测结果表明, 海河流域南部的徒骇马颊河水系、海河水系的漳卫南运河以及环渤海地区的河流是极易发生鱼类入侵的水域。因此在海河流域高入侵风险水域应开展持续性的水生生物监测, 针对具有高入侵风险的鱼类应进行早期筛查, 此外在水资源利用和分配上应加强管理, 从源头上杜绝鱼类入侵的发生, 还应尽快开展针对东线工程的鱼类资源调查和入侵风险评估工作。     

采自西藏和新疆的7种中国新记录植物

本文报道了6个中国被子植物新记录种及1个新记录亚种, 分别是采自西藏的灰滨藜(Atriplex pallida)、类球花藜(Blitum litwinowii)、滨藜状藜(Chenopodium atripliciforme)、土耳其针茅(Stipa turkestanica)、扁果岩蓼(Polygonum cognatum subsp. chitralicum)及新疆的宝格达黄芪(Astragalus baitagensis)和神香草叶千屈菜(Lythrum hyssopifolia), 观察了部分类群的微形态特征并提供了生境或形态图。凭证标本均存放于内蒙古大学植物标本馆(HIMC)。     

中国-喜马拉雅三种黄耆属植物与其传粉熊蜂的空间分布预测

依赖于动物传粉获得繁殖成功的植物的分布与其传粉动物的地理分布有着密切联系。预测未来气候变化对植物及其传粉动物地理分布的影响对生物多样性保护具有重要意义。本文通过对中国-喜马拉雅3种黄耆属(Astragalus)植物, 即弯齿黄耆(A. camptodontus)、黑毛黄耆(A. pullus)和笔直黄耆(A. strictus), 及其传粉熊蜂(Bombus)的野外调查, 以及收集来源于数据库的黄耆和熊蜂的543个物种分布点和13个环境因子数据, 结合物种可能出现的完全扩散、不扩散和仅熊蜂扩散3种迁移模式, 利用MaxEnt模型模拟了3种黄耆属植物与2种传粉熊蜂即橘尾熊蜂(Bombus friseanus)和红束熊蜂(B. rufofasciatus)在历史阶段(1970-2000年)和2100年两种温室气体浓度情景(ssp245和ssp585)下的适宜分布区变化。结果表明: 3种黄耆属植物均主要依赖于熊蜂传粉, 黄耆与其传粉熊蜂的主要适宜分布区为中国-喜马拉雅地区, 到2100年它们的分布区呈现向西北方向扩张的趋势, 而在东南部的分布区减少。当模型中考虑与传粉熊蜂的互作后, 3种黄耆属植物的潜在地理分布范围减少了15.83%-83.98%。在温室气体中低浓度情景(ssp245)下, 3种黄耆属植物与其传粉熊蜂的空间匹配增加, 而在高浓度情景(ssp585)下弯齿黄耆、黑毛黄耆与橘尾熊蜂的空间匹配降低; 如果物种不扩散或仅熊蜂扩散, 笔直黄耆与红束熊蜂的空间匹配降低。气候变化和物种的扩散能力可能引起黄耆与其传粉熊蜂出现空间不匹配。同时, 模型预测显示影响黄耆和熊蜂分布的环境因子不同, 但海拔是最主要的环境因子。由于与传粉者的相互作用对许多植物物种的生命周期具有重要意义, 因而本研究可以更好地理解气候变化对植物与其传粉者空间分布的潜在影响, 特别是对那些地理范围受限制的植物。     

UNDP与中国合作实施GEF生物多样性项目的成就与经验

全球环境基金(GEF)作为《生物多样性公约》财务机制的运行主体, 已在全球范围内实施了7个周期, 各国在执行GEF项目期间, 遇到了可持续性不强、项目设计方案复杂、期望过高等挑战。作为GEF的国际实施机构, 联合国开发计划署(UNDP)与中国政府合作, 针对各项挑战, 采取综合应对措施, 优化设计与实施的生物多样性项目取得了系列成就, 这些项目的实施是落实爱知生物多样性目标和《2011-2020年生物多样性战略计划》的有效实践并提供了成功范例。这些应对策略与成就包括: (1)撬动了中国政府5-10倍的配套资金用于生物多样性相关工作, 推动生物多样性在中国各级政府的主流化, 使得财务、制度和环境的可持续得以实现。项目贡献于国家宏观战略规划和五年计划的制订、完善法律法规、探索融资机制、推进政策导向等方面, 并将生物多样性纳入国家重要议程, 使生态文明的理念发挥政策引领作用。(2)项目从设计到执行, 充分征询利益相关者的意见, 目标的设定明智, 确保了项目的实施成效。(3)借鉴相关国家成功经验, 结合中国实际开展了诸多创新和示范。(4)提供培训、教育和广泛交流, 综合提升了生物多样性领域相关机构和人员的能力, 对于增强技术、管理、协调、协作等领域的软实力和巧实力发挥了桥梁和纽带作用。(5)利用各种窗口和平台, 广泛开展宣传推广、研讨交流等, 提高了公众对生物多样性的认知, 为长期践行可持续发展战略奠定群众基础。本文结合UNDP作为国际实施机构与相关部委和省级及地方政府共同实施的GEF生物多样性项目实践, 总结了项目的成就与经验, 期望为全球相关项目设计和实施以及2020年后全球生物多样性框架的制定提供借鉴, 以共同实现“到2050年与自然和谐相处”的愿景。     

太行山北段地区荆条灌丛和三裂绣线菊灌丛群落谱系结构

灌丛是太行山地区最重要的生态系统类型之一, 灌丛群落生物多样性的维持及其生态系统服务功能对京津冀地区的生态安全具有重要作用。本研究选择太行山最具代表性的两种灌木群落——荆条(Vitex negundo var. heterophylla)灌丛和三裂绣线菊(Spiraea trilobata)灌丛为研究对象, 利用净亲缘关系指数(net relatedness index, NRI)和多元回归等方法探究了两种灌丛群落构建机制的异同及主要的环境影响因子, 同时还利用谱系结构主坐标分析(principal coordinates of phylogenetic structure, PCPS)对决定群落谱系结构的关键系统发育节点进行了探究。结果表明: 两种灌丛群落内灌木植物的物种多样性没有显著差异, 但谱系结构差异显著。三裂绣线菊群落表现出显著的谱系发散趋势, 而荆条群落谱系聚集程度高于三裂绣线菊群落, 但未表现出显著的谱系结构。三裂绣线菊灌丛群落构建的驱动机制是生态位分化, 荆条灌丛中生境过滤作用有所增加, 与生态位分化共同驱动其群落构建过程。与干旱胁迫相关的生境过滤因素增加是荆条灌丛群落谱系聚集程度增加的重要原因。PCPS二维排序结果表明: 荆条灌丛群落谱系趋向聚集与其群落内缺乏蔷薇目、壳斗目等亲缘关系较远的类群有关, 而三裂绣线菊灌丛群落内物种则包含较多的演化分支。总体而言, 环境过滤不是决定太行山地区灌丛群落构建的主要驱动因素, 但水分条件仍然是影响区域群落谱系结构的重要因素。