干旱胁迫对紫花苜蓿黄酮类化合物含量及其合成途径关键酶活性的影响

以3个紫花苜蓿(Medicago sativa)品种为试验材料,利用不同浓度(0、5%、10%、15％、20%、25%)的PEG 6000溶液模拟干旱胁迫,探究干旱胁迫对不同品种紫花苜蓿黄酮类化合物合成上游3个关键酶活性以及黄酮类化合物含量的影响。结果表明：(1)随着PEG 6000胁迫浓度的增加,3种紫花苜蓿叶片中PAL(苯丙氨酸解氨酶)、C4H(肉桂酸 4 羟基化酶)和4CL(4 香豆酸辅酶A连接酶)活性均呈先升高后降低的趋势,但不同酶类之间响应存在差异,即PAL活性在10% PEG 6000胁迫浓度下最高,C4H和4CL活性则在15% PEG 6000胁迫浓度下最高,且均显著高于相应对照。(2)3种紫花苜蓿植株地上部总黄酮含量和8种黄酮类化合物含量均随着PEG 6000胁迫浓度的增加呈先上升后下降的趋势,且均在10%~15% PEG 6000胁迫浓度时达到最高值,并显著高于相应对照。(3)各品种紫花苜蓿叶片黄酮类化合物含量与其关键酶活性呈不同程度的相关性,即紫花苜蓿黄酮类化合物合成途径上游3个关键酶活性与其地上部黄酮类化合物含量存在密切的关系。研究认为,不同程度的干旱胁迫可以通过促进黄酮类化合物合成途径上游关键酶活性的变化来调节紫花苜蓿植株中黄酮类化合物的合成,且适度干旱胁迫能显著促进相关酶活性增强和黄酮类化合物含量增加。     

胁迫处理对林生山黧豆蛋白质多肽及其含量的影响

应用二维电泳技术,分析了经水分胁迫（ＰＥＧ）、盐分胁迫（ＮａＣｌ）和热激（４０℃）处理后林生山黧豆（ＬａｔｈｙｒｕｓｓｙｌｖｅｓｔｒｉｓＬ．）体内蛋白质多肽及其含量的变化。有些蛋白质经ＰＥＧ、ＮａＣｌ和热激处理后可以产生相同的变化。两种不同的胁迫因子对某些蛋白质的影响有一定的共同性。特定的胁迫条件可以造成特定的影响。不同胁迫因子对同一蛋白质多肽可以造成不同的影响。胁迫下蛋白质的变化可能与林生山黧豆抵抗和适应胁迫条件的能力以及体内非蛋白质氨基酸的代谢有关     

番茄幼苗盐胁迫响应蛋白质组分析

采用营养液栽培,以盐敏感型番茄品种M82为试材,利用双向电泳(2-DE)研究盐胁迫处理下幼苗叶片蛋白质的表达谱,并采用基质辅助激光解析飞行时间串联质谱(MALDI-TOF/TOF-MS)技术进行差异蛋白质的分离及质谱鉴定。结果表明:(1)盐胁迫处理下,利用2-DE获得差异显著蛋白点20个,其中17个蛋白质点丰度上调表达,3个蛋白质点丰度下调表达。(2)通过质谱分析和蛋白质NCBInr数据库检索,共鉴定出19个差异蛋白,分别为果糖-二磷酸醛缩酶、S-腺苷甲硫氨酸合成酶、甘油醛-3-磷酸脱氢酶等及3个功能未知蛋白;这些鉴定出的差异蛋白质与能量代谢、光合作用、蛋白合成、氧化还原平衡等过程相关,暗示所分离鉴定的蛋白可能参与了番茄的盐胁迫响应,为进一步研究番茄抗逆机制奠定基础。     

氮添加对二年生三七生长、光合特性及皂苷含量的影响

为探究氮素对药用植物三七[Panax notoginseng (Burkill) F. H. Chen]生长、光合特性及皂苷含量的影响,从而为氮肥合理施用提供理论依据,通过盆栽试验,研究不同氮添加水平(低氮0 kg·hm^-2,LN;中氮225 kg·hm^-2,MN;高氮450 kg·hm^-2,HN)对二年生三七叶片解剖结构、根系形态特征、生物量、光合效率及皂苷含量的影响。结果表明:三七叶片的上表皮厚度、下表皮厚度、栅栏组织厚度和海绵组织厚度在HN水平下最大,总根长、主根长、根系表面积、须根数、须根长、根长密度、根质比、根冠比和比叶面积在LN水平下最大,MN水平根系活力显著高于其他氮素水平(P<0.05);光响应和CO₂响应过程中,MN处理的净光合速率、最大光合速率、羧化速率、最大电子传递速率和最大羧化速率均显著高于其他处理(P<0.05);单位叶面积氮含量、叶绿素含量和叶氮在光合组织中的分配量在HN处理下最大;光合氮素利用率在LN水平下最高,根部总氮含量在MN处理下最高;三七根的皂苷含量...     

三七总皂苷生物合成与关键酶调控的研究进展

三七总皂苷(PNS)属于达玛烷型三萜皂苷,是中国传统珍贵药材三七的主要活性成分,三七总皂苷在中枢神经系统、心脑血管系统、血液系统、免疫系统以及抗纤维化、抗衰老、抗肿瘤等方面均具有较好的生理活性.三七总皂苷是以达玛烯二醇为前体,在P450单加氧酶和糖基转移酶催化下形成.另外,三七总皂苷与植物甾醇共享前期代谢途径.该文对近年来国内外有关三七总皂苷的生物合成途径及关键酶基因的最新研究进展进行综述,并探讨了代谢工程在三七总皂苷生物合成中的应用前景.     

三七绿紫过渡地上茎的花色苷和皂苷组织定位及其含量分析

为探究三七绿紫过渡地上茎的花色苷和皂苷组织定位与含量的相关性,采用显微组织化学法研究云南文山三七的一年生植株绿紫过渡地上茎各茎段花色苷和皂苷的组织定位,用分光光度法检测茎段的总花色苷(TAC)和总皂苷含量(TSC),用高效液相色谱检测了茎段的皂苷单体含量。结果表明:(1)在三七绿紫过渡地上茎的中部横截面上,花色苷主要定位在皮层薄壁组织外侧的2层或2~3层细胞中,而皂苷主要定位在维管束中;各茎段的皂苷单体均主要为人参皂苷Rb1。(2)从茎顶向茎基,茎段中TAC、TSC和Rb1的含量总体上分别表现为一条"单峰"、"V形"和"降-升-降三段式"曲线;其中,花色苷主要积累在茎的中、上部,总皂苷在茎的下、基部,Rb1则在茎的上半段,而且TAC最高以及TSC和Rb1含量最低的茎段均恰好定位在中上部的黄金分割点处。(3)不同茎段间的TAC含量差异显著,Rb1含量差异极显著,但TSC含量的差异不显著;不同茎段间的TAC与TSC、Rb1含量呈不同的相关性,整个地上茎的TAC与TSC含量间呈极显著负相关关系、TAC与Rb1含量间呈不显著正相关。研究认为,在三七绿紫过渡地上茎中,花色苷和皂苷的横向组织定位不同,二者含量在纵向上总体呈负相关。     

土壤Cd胁迫对三七生长和根系DNA损伤及抗氧化酶活性的影响

采用盆栽实验法,研究了土壤中添加0.0(对照)、0.1、0.3、0.6、1.0、3.0、6.0、10.0和30.0 mg·kg-1Cd对三七〔Panax notoginseng(Burk.)F.H.Chen〕生长和抗氧化酶活性的影响,并采用彗星实验对Cd胁迫条件下三七根尖细胞的DNA损伤进行了分析。结果显示:随土壤Cd添加量增加,三七的成活率、株高、单株复叶数和单株叶面积以及单株根、茎和叶片的干质量及鲜质量总体上呈先升高后降低的趋势;其中,各处理组三七植株的成活率和单株复叶数均高于对照,而株高和单株叶面积则在Cd添加量较低的条件下高于对照、在Cd添加量较高的条件下低于对照;单株根、茎和叶的鲜质量及干质量在Cd添加量30 mg·kg-1条件下均小于对照但差异不显著。随Cd添加量的提高,三七根系中SOD和CAT活性呈先上升后下降、再上升再下降的变化趋势,而POD活性总体上逐渐升高;其中,Cd添加量0.6、1.0、3.0和30.0 mg·kg-1处理组的SOD活性极显著或显著低于对照,而各处理组的POD和CAT活性总体上均高于对照且在Cd添加量1.0~30.0 mg·kg-1条件下与对照有极显著差异。彗星实验结果表明:各处理组三七根尖细胞的彗尾长、尾部DNA相对含量和Olive尾矩均有差异,其中,在Cd添加量较高的条件下各指标均高于对照但差异均不显著。研究结果显示:在较低水平的土壤Cd胁迫条件下,三七的生长、抗氧化酶活性和根系DNA均没有受到明显伤害,而较高水平的Cd胁迫则对其生长和抗氧化酶活性有抑制作用,且根尖细胞DNA损伤也较严重。     

灌浆前期高温和干旱胁迫对小麦籽粒蛋白质含量和氮代谢关键酶活性的影响

为探讨花后逆境胁迫影响小麦籽粒氮代谢及蛋白质合成的生理机制,采用盆栽和人工气候室模拟花后高温的方式,研究了灌浆前期短暂高温和干旱胁迫对两个不同品质类型小麦品种籽粒蛋白质含量、组分及谷氨酰胺合成酶(GS)、谷丙转氨酶(GPT)活性的影响。结果表明,灌浆前期高温、干旱及其复合胁迫均显著提高两品种籽粒蛋白质及组分含量,但降低谷/醇比。逆境胁迫使蛋白质积累量和粒重显著下降,其中高温处理使两品种蛋白质产量分别下降20.7%和12.4%,粒重下降23.2%和24.0%;干旱胁迫使两品种蛋白质产量分别下降16.2%和11.9%,粒重下降18.0%和16.0%;复合胁迫使两品种蛋白质产量分别下降26.1%和15.8%,粒重下降29.9%和28.9%。高温、干旱及其复合胁迫下两品种籽粒氮代谢关键酶活性升高。花后8,17,23,29 d的GS活性和花后11,17 d的GPT活性与蛋白质含量呈显著或极显著正相关,花后23,35 d的GS和花后8,17,23 d的GPT活性与蛋白质产量呈显著或极显著负相关,花后8,17,23,29,35 d的GS和花后8,11,17,23 d的GPT活性与籽粒产量呈显著或极显著负相关。试验条件下,高温处理对籽粒蛋白质合成的影响大于干旱胁迫,二者具有叠加效应,强筋小麦品种郑麦366受逆境胁迫的影响较大。     

培养条件对三七愈伤组织生长和皂苷积累的影响

以MS为基础培养基,改变激素配比、氮源和光照等因素,以分光光度法和HPLC法分析三七愈伤组织培养过程中皂苷含量的变化。结果表明:培养条件对三七愈伤组织中皂苷积累有一定影响,激素配比对愈伤组织中皂苷含量的影响最大,在0.5 mg·L-12,4-D+1.0 mg·L-16-BA组合下,培养物中总皂苷含量最多,达到4.72%±0.29%;在总氮量为60 mmol·L-1条件下,45 mmol·L-1KNO3+7.5 mmol·L-1NH4NO3(NO3-/NH4+=7∶1)时,愈伤组织皂苷含量最多,达到4.71%±0.17%;分别在1 000 lx和500 lx光强下每天光照12 h的愈伤组织,皂苷含量均低于黑暗培养的愈伤组织,三者皂苷含量分别为1.94%±0.31%、2.38%±0.12%和3.57%±0.27%,光照引起愈伤组织表面变绿及细胞分化,可能是抑制愈伤组织中皂苷合成与积累的主要原因;HPLC检测发现,三七愈伤组织和根中均含有Rg1、Re、Rb1及Rd四种皂苷,但栽培三七根含有R1皂苷,而三七愈伤组织中未检测到R1,其原因需要进一步研究。该研究结果为未来愈伤组织培养成为部分代替人工栽培生产三七天然产物的潜在途径提供了研究基础。     

三七皂苷R1对大鼠缺血心肌VEGF、bFGF的影响

目的:探讨三七皂苷R1对大鼠缺血心肌VEGF、bFGF的影响。方法:选择雄性Wistar大鼠39只,建立心肌梗死(AMI)模型,术后24h存活大鼠随机分为药物组(n=13)、对照组(n=13),另设假手术组(n=8)。药物组给予三七皂苷R1水溶液(2.5 mg·kg-1·d-1)腹腔注射、对照组及假手术组给予等体积生理盐水腹腔注射,用药4周。于实验终点处死大鼠,心肌组织取材,Ⅷ因子染色计数微血管数(MVC)及微血管密度(MVD),免疫组织化学法观察缺血心肌VEGF、bFGF蛋白的表达。结果:药物组及对照组MVC、MVD均高于假手术组,且药物组高于对照组(P0.05);大鼠缺血心肌药物组及对照组VEGF、bFGF蛋白表达均高于假手术组(P0.05),且药物组高于对照组(P0.05)。结论:三七皂苷R1促进大鼠缺血心肌血管再生同时可上调缺血心肌VEGF、bFGF蛋白水平。     

三七丛枝菌根（AM）的研究

研究发现,丛枝菌根真菌(AMF)能侵染三七根系并形成典型的丛枝菌根(AM),侵染率在12%～30%,但侵染强度较弱。从三七根际采集的10个土样中共分离出15种AMF,Glomus属11种,Acaulospora属4种,分别是瘤状无梗囊霉、刺无梗囊霉、孔窝无梗囊霉、细齿无梗囊霉、地球囊霉、明球囊霉、缩球囊霉、单孢球囊霉、近明球囊霉、地表球囊霉、小果球囊霉、摩西球囊霉、何氏球囊霉、晕环球囊霉和网状球囊霉。其中,地球囊霉是三七的优势种。因此,AMF是三七丰产栽培中的一种潜在应用价值的生物资源。     

三七皂苷类自毒物质降解细菌分离及其降解特性

三七是我国的名贵药材,但由于连作障碍发生严重,因此土壤中自毒物质的积累成为导致三七连作障碍发生的主要原因之一。生物降解土壤中的自毒物质是缓解连作障碍的有效措施,为筛选并利用降解菌使土壤中皂苷类自毒物质快速消减,该研究以皂苷类自毒物质为筛选靶标,采用富集和驯化策略,从连作三七根际土壤中分离、筛选三七皂苷类自毒物质降解细菌,结合16S rRNA基因测序对高活性菌株进行分类鉴定,并对筛选得到的高活性菌株SC3的降解特性进行了研究。结果表明:(1)从三七根际土壤中成功分离出8株潜在自毒物质降解细菌,初筛评价结果显示SC3菌株对三七总皂苷的降解率最高,达87.42%。(2)通过16S rRNA基因序列分析,编号SC3的高活性菌株被鉴定为寡养单胞菌属(Stenotrophomonas)细菌。(3)在相同培养条件下,菌株SC3对单体皂苷Rb₁的降解效果强于对Rg₁的降解。(4)在液体培养条件下,底物浓度、接种量和培养温度均会显著影响SC3菌株对单体皂苷Rb₁的降解效果。综上表明,采用富集和驯化策略可以有效筛选自毒物质降解细菌,SC3菌株具有消除连作土壤中皂苷类自毒物质的潜力。该研究结果为连作土壤修复提供了生物资源,并为今后深入研究皂苷降解机制提供了理论依据。     

Effects of oligosaccharins on callus growth and saponin content of Panax notoginseng

This work provides some evidences for the saponinproduction of Panax notoginseng callus by using biologi-cally active,wall-related oligosaccharins.In anappropriate concentration,three kinds of oligosaccharinsstimulated saponin formation or callus growth.Theconcentration of DO,GO and CO for saponin productionof Panax notoginseng callus culture were 15ppm,15ppmaud 20ppm respectively by comparing saponin yield.Itwas very obvious for DO to increase saponin contentwhen the concentration was 10ppm,and for GO tostimulate callus growth when the concentration was20ppm.It would be a good way to produce saponin byusing oligosaccharins in large scale culture in thefuture.     

三七内生放线菌的分离及拮抗三七根腐病原活性研究

挖掘云南文山三七内生放线菌菌种资源以及对分离到的放线菌菌株进行三七根腐病病原菌的抗菌活性评价，为生物防治三七根腐病的发生、传播、有效治理及解决三七连作障碍和后续研究三七内生放线菌的代谢产物提供菌种资源。采用三种分离方法、六种分离培养基对文山两个产地三七全株植物进行内生放线菌分离，分离到的菌株通过16S rRNA基因扩增测序鉴定到属，通过琼脂扩散法对菌株发酵液进行抗菌活性初筛。共分离到56株内生放线菌，经形态特征初步排重后，选22株代表菌株进行16S rRNA基因扩增测序，并鉴定到属，其分属于链霉菌属(Streptomyces)、放线产孢菌属(Actinomycetospora)、拟诺卡氏菌属(Nocardiopsis)、黄英菌属(Yinghuangia)四个属。对23株菌株发酵液进行抗菌活性初筛，14株菌株(60.87%)具有不同程度的抗菌活性，其中菌株S004、S006、S014、S016、S022、S042、S047、S053对三七根腐病病原菌有较好的抗菌活性，具备进一步深入研究的价值。本研究初步探索出适合三七内生放线菌分离的分离方法，获得一批三七内生放线菌菌种资源，并筛选出8株对...     

土壤镉胁迫对田七体内镉分布及富集特性影响

田七(Panax notoginseng)是我国的一种传统珍贵的草本药用植物,其重金属污染问题已经引起广泛关注。为了分析田七不同部位对镉毒害的响应,明确不同浓度镉污染对田七体内镉分布的基本特征以及不同部位的富集特性,以揭示镉胁迫对田七不同部位的影响机制及富集转移特性。该研究在"田七之乡"广西靖西市田七园以3年生田七为材料,土培条件下以不施镉处理为空白对照,设置6个镉浓度(5、10、20、30、40、50 mg·kg~(-1))梯度,研究了在不同浓度镉胁迫下田七不同部位镉积累特征以及转移特性。结果表明:在不同器官(叶、茎、剪口、须根、主根)随着镉浓度的增加各器官镉的积累量均显著(P0.05)增加,呈现出正相关关系。田七不同部位镉含量的分布特征表现:空白对照下田七各器官镉累积分布表现为须根剪口主根茎叶;当镉浓度为5、10、20、30、40、50 mg·kg~(-1)时,田七镉分布表现为剪口主根须根茎叶;地下部的镉含量显著高于地上部的镉含量;随着镉浓度的增加,无论地下部生物富集系数还是地上部生物富集系数均表现为逐渐降低的趋势。     

三七表型变异及其对气候因子的响应

为了解三七(Panax notoginseng)表型变异的发生机理,结合地理信息系统和多元统计分析,研究了云南和广西的3年生栽培三七表型变异与气候因子的关系及性状间的内在联系。结果表明,三七的茎生物量、地下生物量和总生物量变异系数较大;地上生物量比和地下生物量比的变异系数较小。相关分析表明,表型变异受多种气候因子的共同影响,降水对三七表型变异的影响强于温度,不同季节降水量变化幅度是决定三七茎粗和叶面积的关键气候因子。三七地下生物量、总生物量随年均气温、年均降水量、最干月降水量的升高呈下降趋势,而随月均温变幅、昼夜温差与年温差比值的升高呈增加趋势。日照时数的增加使三七地上生物量比降低,并促进地下生物量和总生物量的积累。因此,随产地气候条件的变化,三七表现出较强的形态性状变异,可能是三七通过表型变异以适应异质生境。     

二年生三七农艺和质量性状对环境光强的响应特征

为探究光照强度对二年生三七(Panax notoginseng)农艺性状和质量性状的影响,采用人工遮荫的方法,对三七植株的农艺性状、解剖结构、生物量和皂苷含量进行研究。结果表明,三七生物量积累以透光率为13.5%时最大;三七总皂苷含量在透光率9.2%时最高,透光率为13.5%时单株皂苷含量较大。当透光率降低,三七的叶片和茎部生物量增加;透光率增加时,三七通过增加叶片上表皮厚度、海绵组织厚度、栅栏组织厚度和叶片厚度来减少光捕获。因此,在透光率为9.2%~13.5%时对三七的生长、生物量及皂苷的积累有促进作用。     

三七对土壤中镉、铬、铜、铅的累积特征及健康风险评价

我国传统珍贵草本药用植物三七Panax notoginseng(Burk.)F.H.Chen重金属污染问题已引起广泛关注,但相关研究却非常有限。调查了三七种植区土壤重金属污染状况,揭示了三七对土壤中重金属的吸收转运规律及其健康风险。结果表明,三七种植区土壤镉(Cd)、铬(Cr)、铜(Cu)的超标率分别为75%、38%、50%,污染程度分布表现为丘北县文山县砚山县马关县;种植区三七存在较为严重的Cd、Cr、铅(Pb)污染,其不同部位的超标率范围分别为81%—100%、75%—100%、25%—63%;三七具有较强的Cd富集能力及Cd、Cu转运能力;三七不同部位Pb、Cd、Cr、Cu对人体的摄入风险贡献依次为13.46%—46.40%、8.67%—24.67%、1.90%—14.40%、0.38%—0.79%,其中主根中Cd、Cr、Cu对人体的健康风险与土壤中相应的重金属浓度呈线性正相关。研究可为解决三七种植区,乃至其他中草药种植区的重金属污染问题提供重要的科学依据。     

珠子参中HMGR基因对皂苷生物合成的影响

该研究以珠子参愈伤组织为材料,通过同源克隆方法获得了珠子参3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶(HMGR)基因(PjHMGR,登录号:MG712296)的cDNA序列,并对其进行生物信息学分析。基于PjHMGR序列构建了珠子参过表达载体pCAMBIA2300s-PjHMGR,通过根瘤农杆菌转化法将其转化到珠子参细胞中,成功获得7株阳性转PjHMGR基因细胞系;通过实时荧光定量PCR、比色法及皂化法等技术测定阳性细胞系PjHMGR基因的相对表达量、HMGR酶活、皂苷和植物甾醇含量变化。结果显示:(1)与野生型珠子参细胞系相比,转PjHMGR基因珠子参阳性细胞系中,PjHMGR基因的相对表达量、HMGR酶活和皂苷含量均有不同程度的提高;在效果最好的阳性细胞中,PjHMGR基因的相对表达量、HMGR酶活和皂苷含量分别为对照的7.15、6.14和3.50倍。(2)在研究过程中,发现转基因细胞系的植物甾醇含量也有所升高。研究认为,将珠子参关键酶基因PjHMGR过表达载体导入珠子参愈伤组织细胞中,可引起相关关键酶基因相对表达量和PjHMGR酶活性的增加,从而调控珠子参总皂苷的合成,对皂苷合成途径中关键酶基因进行调控将可能实现对皂苷生物合成的调节。