甘草种皮表面微形态特征及其分类意义初探

甘草是重要的资源植物。我国甘草属植物有:乌拉尔甘草(G. uralensis Fisch.)、光果甘草(G. glabra L.)、胀果甘草(G. inflata Bat.)、黄甘草(G. eurycarpa P. C. Li)、粗毛甘草(G. aspera Bat.)、云南甘草(G. yunnanensis Cheng f. et L. K. Tai ex P. C. Li)、刺果甘草(G. pallidiflora Maxim.)和圆果甘草(G. squamulosa Franch.)。甘草的种子大小相似,均为3.0—4.0mm,但形状和颜色差异较大,其中乌拉尔甘草、光果甘     

不同栽培龄期光果甘草不同部位总黄酮含量的分析

光果甘草(Glycyrrhiza glabra L.)为甘草属(Glycyrrhiza L.)多年生草本植物,是药用甘草的原植物之一[1].甘草属植物所含的黄酮类成分具有抗血栓、抗氧化、抗肿瘤、抗衰老、增加白细胞、抗动脉硬化、抗心律失常和抑制HIV等作用[2-5];光果甘草中的黄酮类成分光甘草定具有良好的抗氧化、抗炎及抗菌作用,应用前景广阔[6].目前关于光果甘草总黄酮含量已有一些报道[7-8],但有关生长年限对栽培光果甘草总黄酮含量的影响却很少报道[9-10],尤其是对不同栽培龄期光果甘草在不同采集时间各部位总黄酮含量的变化规律缺乏较全面的研究,致使光果甘草药材生产缺乏有力的理论指导依据.     

光果甘草查尔酮异构酶基因的克隆及序列分析

目的:对光果甘草黄酮代谢途径中的关键酶查尔酮异构酶(CHI)进行基因克隆和序列分析。方法:取新鲜光果甘草主根,立即投入液氮,作为提取RNA的植物材料;用植物RNA提取试剂盒提取光果甘草总RNA,用逆转录试剂盒对其逆转录得cDNA;根据文献报道的乌拉尔甘草CHI序列设计特异性引物,扩增光果甘草CHI基因并测序;用生物信息学软件对所得序列进行分析。结果:扩增得到22条光果甘草CHI基因cDNA序列,其编码区全长为690bp,编码229个氨基酸残基。DNAMAN比对表明22条光果甘草cDNA序列间存在16个变异位点,一致性为99.67%,可分为7种单倍型,其中单倍型1为主流单倍型,所占比重为45.5%;氨基酸序列间存在10个变异位点,一致性为99.38%。生物信息学分析表明光果甘草CHI基因编码蛋白为稳定性亲水蛋白,相对分子质量为24 000,等电点为5.56~6.76,不含信号肽,无跨膜区,保守结构域包含一个查尔酮超家族结构域,二级结构以α螺旋和无规卷曲为主。MEGA 5.0同源性分析显示光果甘草7种CHI单倍型间亲缘关系良好且与同属植物乌拉尔甘草的进化关系最近,与蕨类植物香鳞毛蕨的进化关系最远。结论:克隆了光果甘草CHI基因并对其进行了序列分析,为进一步探究CHI基因对甘草苷生物合成的分子调控机制奠定了基础。     

盐生植物胀果甘草和光果甘草对UV-B以及盐胁迫的不同响应

盐胁迫及增强的UV-B辐射(280~320 nm)是影响干旱地区植物生长及生存的重要环境因子。在本研究中,研究单独的UV-B辐射和不同浓度盐胁迫及其复合作用对两种甘草属盐生植物(胀果甘草Glycyrrhiza inflata Bat.和光果甘草Glycyrrhiza glabra L.)的种子萌发、幼苗的抗氧化酶活性、丙二醛、脯氨酸、酚类物质含量以及生长相关指标的影响进行了分析。结果表明:UV-B辐射对两种植物的种子萌发都没有显著性影响,但是高盐胁迫的存在明显降低了它们的3种萌发相关参数,而胀果甘草表现出比光果甘草更快的萌发速率;两种甘草属植物除了地上及地下部分的干重外,其根长、株高、地上、地下部分鲜重都明显受高盐胁迫及其与UV-B复合作用的影响而降低。在本研究中所有的胁迫条件下,尤其是UV-B强辐射,都造成了胀果甘草的脂质过氧化,而光果甘草的脂质过氧化仅受到UV-B和高盐复合胁迫的影响。所有的胁迫条件都增加了两种植物的脯氨酸含量,而最高含量出现在两种植物的高盐胁迫组和UV-B处理的胀果甘草组中。不同胁迫处理对两种甘草的抗氧化酶系统有不同的效应,盐胁迫明显提高两种甘草的POD活性及光果甘草的SOD活性,但使光果甘草CAT活性明显降低。所有胁迫条件下植物的花青素及类黄酮类物质含量都得到了提升,而增强的UV-B辐射条件下最明显。从以上结果可以看出,两种甘草的生物量都没有受到胁迫环境的影响,这可能和脯氨酸、酚类物质及抗氧化酶所发挥的保护效应有关。此外,胀果甘草对盐胁迫以及UV-B胁迫的耐受性要高于光果甘草。     

光果甘草营养器官不同季节总黄酮消长规律的研究

利用紫外分光光度法对二年生栽培光果甘草不同营养器官、不同季节中总黄酮含量的消长规律进行分析研究,以探索光果甘草中总黄酮含量的消长规律,为生产中确定合理的采收期及其采收部位提供依据。结果显示:不同营养器官中,二年生栽培光果甘草总黄酮含量的高低顺序为:上部叶>中部叶>毛状根>水平根茎>侧根>主根、垂直根茎、上部茎>中部茎、下部茎;4～11月,二年生栽培光果甘草总黄酮含量波动较大,6、9、10月含量较高。综合分析表明:叶和毛状根是总黄酮含量最高的部位,二年生栽培光果甘草最佳采收期为早秋;建议对叶采收入药,综合利用光果甘草资源。     

甘草生物碱成分的分析及含量测定

研究对主要药用甘草即乌拉尔（G.uralensis）、光果甘草（G.inflata）、胀果甘草（G.palliadiflora）、刺果甘草（G.pallidiflora）的根中生物碱成分进行了分析研究。结果表明：生物碱成分为喹啉衍生物类及异喹啉衍生物类,总含量平均为0.29%,此结果为生物碱类药物的生物及甘草的进一步开发利用提供科学依据。     

光果甘草与乌拉尔甘草清除活性氧能力的比较

采用化学发光法测定了光果甘草（Glycyrrhiza glabra L.）与乌拉尔甘草（G.uralensis Fisch.）中总黄酮和总皂甙对3种重要活性氧（O2^-、OH和H2O2）的清除能力,其中光果甘草对活性氧的清除能力超过乌拉尔甘草;黄酮类化合物对3种活性氧的清除能力强于皂甙类化合物。因此,若以清除活性氧为应用目标,应尽量使用光果甘草。     

胀果甘草查尔酮异构酶基因的克隆及序列分析

目的:对胀果甘草甘草苷生物合成途径的关键酶查尔酮异构酶(CHI)进行基因克隆及序列分析。方法:根据乌拉尔甘草CHI基因c DNA序列设计引物,以胀果甘草主根总RNA为模板RT-PCR扩增CHI基因c DNA序列,并对其进行分析。结果:克隆得到20条胀果甘草CHI基因c DNA序列,开放读框全长690 bp,编码229个氨基酸残基。20条胀果甘草CHI基因的c DNA序列存在22个变异位点,一致性为99.54%,可分为6种单倍型;其编码的氨基酸序列存在14个变异位点,一致性为98.98%。胀果甘草CHI基因编码蛋白为稳定性亲水蛋白,相对分子质量为24.5×103,等电点为5.3~6.2,不含信号肽,无跨膜区,二级结构以α螺旋和无规则卷曲为主,保守结构域包含一个查耳酮超家族结构域。同源性分析显示,不同物种间的CHI基因同源性较低。结论:克隆了胀果甘草CHI基因c DNA序列,为进一步研究不同基原甘草中甘草苷生物合成的分子调控机制奠定了基础,并为优质甘草的分子选育提供了理论依据。     

国产甘草属植物的核型研究

本文对国产7种甘草属植物的核型进行了研究,其结果为：乌拉尔甘草2n＝16＝ 6m+10sm;黄甘草2n＝16=8m+6sm十2st;光果甘草2n＝16=14m+2sm;胀果甘草2n＝16＝6m十10sm;粗毛甘草2n=16=12m十4sm;云南甘草20＝16=12m十 4sm;刺果甘草2n＝16＝12m十4sm。基于对现有资料的分析,确认该属的染色体基数为 x=8, 且核型对称性程度较高。 通过对不同种核型进行比较,发现刺果甘草是本文所研究7个种中最原始的,而黄甘草的进化程度相对较高。     

甘草根际土壤微生物群落对长期连作的响应

光果甘草连年种植所引起的甘草产量下降、植株发育不良、根腐病频发严重影响甘草产业的持续发展,造成了重大的经济损失。然而,其机制却并不清楚。应用下一代测序技术,对未种植过光果甘草的土壤（Control）,生长1a （Gg1）和生长5a （Gg5）光果甘草的根际土壤行16S rDNA和18S rDNA ITS测序,并对比分析了甘草根际土壤和对照组之间,以及不同种植年限甘草根际土壤之间的微生物群落结构差异,以期探究光果甘草连作障碍的原因。结果表明,光果甘草连作增加了根际土壤细菌群落的丰富度,降低了真菌群落的丰富度（P>0.05）。主坐标分析显示,光果甘草的根际土壤微生物组成与对照组之间存在显著差异,并且光果甘草的种植年限显著地影响了根际土壤微生物的群落组成。在门水平上,光果甘草连作显著地增加了真菌Blastocladiomycota和Mortierellomycota的相对多度（P<0.05）。在属水平上,光果甘草连作显著地降低了有益细菌Arthrobacter和Pseudomona及有益真菌Naganishia的相对多度,而增加了病原真菌Fusarium和Thanatephorus的相对多度。由此推测,光果甘草根际土壤微生物群落结构的改变,以及有益微生物相对多度的降低和病原微生物相对多度的增加可能是导致光果甘草发生连作障碍的重要原因之一。