胭脂素的生物合成及应用研究进展

由于合成色素对人类健康具有潜在危害,天然色素逐渐受到青睐。胭脂素作为类胡萝卜素物质是世界第二大天然色素,其生物合成途径是国际研究热点,目前尚未被完整解析。文中综述了胭脂素的化学特性与提取方法、合成途径研究及应用现状,比较传统提取方法与新提取技术的特点,阐述胭脂素合成通路相关基因及非生物胁迫对合成通路的影响,介绍胭脂素在食品、医药、化工产业应用现状。由于胭脂素合成通路的研究多停留在转录组水平,大多数基因功能未进行验证,文中提出综合应用基因组学、生物信息学、植物化学等学科技术进行深入研究以解析完整的胭脂素合成途径,为胭脂素合成生物学研究及新药研发奠定基础,促进胭脂素的资源开发及可持续发展。     

蜜环菌糖苷水解酶家族基因在菌索与菌丝间的差异表达分析

蜜环菌是一种兼性腐生和寄生的真菌,通过降解伴栽基质并为药用植物（天麻）或菌物（猪苓）提供营养物质,而糖苷水解酶是这一过程的主要酶类。本研究从蜜环菌Armillaria mellea541菌株转录数据库中共获得糖苷水解酶家族基因170个,分布于39个亚家族。进一步分析发现,这些家族基因编码的糖苷水解酶家族蛋白（glycoside hydrolase family,GHF）结构域多达48种181个,以Aamy、Glyco_hydro、Melibiase_C、NodB homology和PA14等结构域为主。对糖苷水解酶家族蛋白进行了系统的Gene Ontology （GO）功能注释和Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes（KEGG）代谢通路分析,其功能以结合、水解和催化细胞壁成分为主。编码GHF3（A0A2H3D3T6）、GHF78（A0A2H3D8T6）、GHF51（A0A2H3E4X4）、GHF47（A0A2H3EK71）和GHF5（A0A2H3EBW7）等5个糖苷水解酶家族蛋白的基因在A. mellea541菌索与菌丝间差异表达,其结构域依次为PA14、Bac_rhamnosid6H/C、Alpha-L-AF_C、Glyco_hydro_47和Glyco_hydro_5,可能发挥结合碳水化合物和催化鼠李糖苷、阿拉伯呋喃糖苷、甘露糖残基和纤维素等水解的功能,这为研究蜜环菌与天麻或猪苓的相互作用提供了理论依据。     

菌根真菌与兰科植物互作的组学研究进展

兰科植物因其具有丰富的物种多样性和重要的社会经济价值,多年来一直是植物学及生态学界的重点研究对象。菌根真菌对兰科植物的种子萌发、营养吸收和种群动态等多个方面都具有十分重要的作用,因而近年来受到越来越多的关注。探究菌根真菌与兰科植物互作的内在机制是目前兰科菌根研究的一大热点领域,同时也为兰科植物野生资源保护和种群恢复提供了许多新方法与新思路。随着新一代测序技术以及多种组学数据库的发展与建立,菌根真菌与兰科植物互作机制研究已然进入了一个全新的时代。纵观近年来的研究,通过基因组学、转录组学、蛋白质组学和代谢组学等相关技术,人们对兰科菌根共生过程中的种子萌发、营养物质转运、信号转导、宿主免疫和逆境抗性等方面的内在机制有了一定的了解。本文对近十年来国内外采用组学技术研究菌根真菌与兰科植物互作机制方面的研究成果进行了总结和梳理,并对未来该领域的研究进行了展望。     

药用真菌猪苓溶血素基因克隆和序列分析

利用3'-RACE-PCR方法首次从药用真菌猪苓中克隆得到与真菌形态发育相关的溶血素基因。结果表明,猪苓溶血素基因的全长cDNA为744bp,其中编码区占447bp,共编码148个氨基酸,推测其分子量约为15.79kDa,理论等电点为4.89。推定的猪苓溶血素蛋白具有与杨树菇溶血素类蛋白家族相同的结构域和功能位点,两者同源性为60%。系统进化树结果显示猪苓溶血素隶属于担子菌类群。实时荧光定量PCR分析结果表明在菌核形成初期猪苓溶血素基因表达量较高,且显著高于菌丝体中猪苓溶血素基因的转录水平,说明溶血素基因参与了猪苓菌核的形态发育。     

中药益智的化学成分研究

采用正反相硅胶、Sephadex LH-20凝胶、MCI树脂等层析技术从中药益智95%乙醇提取物的乙酸乙酯部位分离得到13个化合物,运用现代波谱技术分别鉴定为:益智酮甲(1,yakuchinone A)、益智醇(2,oxyphyllacin-ol)、白杨素(3,chrysin)、rhamnocitrin(4)、oxyphyllenodiol A(5)、oxyphyllenodiol B(6)、nootkatone(7)、dehydro-noot-katone(8)、7-epi-teucrenone(9)、oxyphyllenone A(10)、oxyphyllenone B(11)、原儿茶酸(12,protocatechuic acid)和琥珀酸(13,succinic acid)。其中化合物4、13为首次从该植物中分得,化合物8为新的天然产物。     

兰科药用植物手参种子的真菌共生萌发

手参Gymnadenia conopsea是一种地生型兰科植物,是我国的传统中药,同时也是蒙药、藏药常用药,在西藏地区亦作食用。现代药理学研究表明手参具有非常好的药理活性,然而当前手参还不能进行人工栽培,市场需求完全依赖野生资源,因此资源短缺仍然是制约该种药用植物进一步开发利用的瓶颈。兰科植物种子萌发及早期的幼苗生长均需真菌参与,基于此,本文从手参根系中进行了真菌分离,并获得一株菌株,分子鉴定为角担菌属Ceratobasidium GS2。将GS2菌株与手参种子进行共培养,可明显促进手参种子的原球茎的形成并最终分化成幼苗。手参种子共生萌发的成功对于实现手参的种质保育、人工栽培和野生居群的生态恢复均具有重要的意义。     

甘草药材上的污染真菌类群及其产毒素特性

对药材市场上霉变甘草样品的污染真菌进行分析,共得到4属7种真菌,包括Penicillium、Aspergillus、Fusarium、Mucor属,其中Penicillium polonicum、Aspergillus parasiticus以及P.crustosum是优势真菌。采用高效液相色谱-质谱联用技术对优势菌菌株产黄曲霉毒素及赭曲霉毒素A的特性进行检测。结果表明A.parasiticus主要产生黄曲霉毒素(AFG2、AFG1、AFB2、AFB1)和赭曲霉毒素A(OTA);而Penicillium polonicum主要产生赭曲霉毒素A(OTA)。     

吉首蒲儿根的繁殖生态学特性及其濒危成因

吉首蒲儿根为近年来发现的菊科蒲儿根属新物种,由于种群和数量都极度稀少,其濒危级别达极危(CR)等级。生态分布和生境的调查结果表明,吉首蒲儿根仅在吉首市德夯地质公园内分布有3个种群,总数约2000-3000株,其中,峡谷瀑布下的种群最大,约2000株;分布海拔为268-384 m,生境特点是温暖、湿润,土壤略偏酸性且钙质高。野外生殖物候的观察结果表明,2月初吉首蒲儿根的芽开始萌动,2月底至3月初抽生花葶,3月中旬至5月中旬开花,6月茎生叶逐渐枯死,随后根状块茎侧芽开始萌动,逐渐形成新分株。种群水平从第1个头状花序开放到最后一个凋谢约为50 d,单个头状花序从开始膨大到凋谢约为18 d,单朵小花的花期为3-5 d,整个过程表现出明显的雌雄异位和菊科特有的花粉次级展现现象。吉首蒲儿根的花部构成、高度同期的开花模式和"刷状机制"、瘦果小且无冠毛及以营养繁殖为主兼有种子繁殖等是对峡谷瀑布特殊生境的生态适应。人为活动的干扰,访花昆虫种类较少、访问频次和效率低,种子数量不多、质量差和传播不开,以及生境要求苛刻则是吉首蒲儿根致濒的主要原因。     

HPLC法测定银州柴胡中五种皂苷的含量

首次建立HPLC法同时测定银州柴胡中柴胡皂苷a、c、d、e和f五种皂苷含量的方法。流动相为乙腈-水梯度洗脱,柱子为HibarRT RP-18(4.6 mm×250 mm,5μm),流速1.0 mL/min,柱温30℃,检测波长210 nm。柴胡皂苷a、c、d、e和f的线性范围及相关系数分别为:21.78～43.56μg(r=0.9993),3.94～9.85μg(r=0.9994),20.68～51.70μg(r=0.9998),1.67～5.57μg(r=0.9997),1.91～6.70μg(r=0.9992);柴胡皂苷a、d的加样回收率分别为101.5%和98.5%。该方法操作简便,结果准确,重现性好,为柴胡药材多指标质量分析方法的建立和银州柴胡药用提供了参考依据。     

反相高效液相色谱法测定升麻药材中升麻苷H-1的含量

建立升麻药材中升麻苷H-1含量测定的反相高效液相色谱分析方法。使用H&E XP ODS-A色谱柱(4.6 mm×250 mm5,μm),流动相为乙腈-水-磷酸(35∶65∶0.4),流速为1 mL/min,柱温为26℃,检测波长203nm。测得升麻苷H-1线性范围为0.95～28.5μg/mL(r=0.9999),平均回收率(n=6)为99.35%(RSD=2.79%),不同来源批次升麻药材含量测定结果表明,升麻药材中升麻苷H-1含量为0.53%～1.09%,综合分析批样品含量测定结果,建议升麻药材中含升麻苷H-1应不低于0.4%。本方法简便、准确、重复性好、专属性强,可作为升麻药材质量控制方法。