外源激素对何首乌毛状根生长及蒽醌类成分生物合成的影响

研究了外源激素对液体培养何首乌毛状根生长及其蒽醌类化合物生物合成的影响。结果表明外源激素2,4-D、NAA和6-BA对何首乌毛状根的生长及蒽醌生物合成有较大的影响。在MS培养基中添加2,4-D对何首乌毛状根的生长和蒽醌类化合物的生物合成有很强的抑制作用,而添加适量浓度NAA和6-BA则可促进何首乌毛状根的生长以及蒽醌类物质的生物合成。     

蔗糖浓度对三裂叶野葛毛状根生长及其次生物质产生的影响

本文研究了蔗糖浓度对发根农杆菌ATCC15834诱导产生的三裂叶野葛毛状根生长及其葛根素和异黄酮类化合物产生的影响以及液体培养基中蔗糖的消耗变化。结果表明：毛状根在含5％、4％、3％和2％蔗糖的MS培养基中培养16天后的干重增殖倍数分别为11．7、11．9、10．1和5．9;其中尤以3％的蔗糖浓度最有利于毛状根中异黄酮类化合物及葛根素的积累;培养12天后,毛状根的葛根素含量达到最高,约5．147mg／gDW;而其异黄酮类化合物的含量则在培养16天后达到最高,约27．76mg／gDW。在毛状根液体培养过程中培养基的蔗糖浓度随着毛状根的生长而降低,其消耗速率与毛状根的生长速度及其可溶性总糖含量成正比。毛状根的可溶性总糖含量在培养12天时达到最高,而培养16天后培养基中的蔗糖消耗完毕。     

温度对青蒿毛状根生长和青蒿素生物合成的影响

本实验研究了不同温度(15℃～35℃)对青蒿毛状根生长和青蒿素生物合成的影响,发现25℃有利于毛状根生长,30℃促进了青蒿素生物合成。通过温度改变的二步培养技术(培养前20d温度控制在25℃,后10d温度提高到30℃),青蒿素的产量得到明显提高,高于在恒温培养时(25℃或30℃)的结果。     

黄芪毛状根的大量培养

毛状根（hairyroots）是发根农杆菌（他如加加洲南栩前议）感染双子叶植物后,其R质粒上的TDNA片断整合进植物细胞核基因组中诱导产生的一种特殊表现型,近10年来已发展成一种新的培养系统［‘j。与植物细胞培养相比,毛状根培养具有生长速度快、激素自养、分化程度较高以及遗传性状相对稳定等优点,因此通过毛状根大规模培养,从中提取有价值的植物次生代谢产物具有应用前景。由于近三分之一传统药材的药用部位是根,所以这一培养系统在传统药材生产中具有更重要的意义。自1997年Ache＿。nn［fi首先成功地用发根农杆菌转化高等植物以来…     

不同培养基及外源激素对西洋参毛状根的生长和皂甙含量的影响

分析了1/2MS、改良White、SJ-1、改良Nisch、B5和B5-I6种液体培养基、水解乳蛋白（LH）以及IAA、IBA、NAA、6-BA和ABA5种激素对西洋参（Panax quinquefolium L.)毛状根生长及皂甙含量影响。用高效液相色谱法测定部分毛状根状品的4种单体皂甙含量。结果表明SJ-1和B5培养基较好,水解乳蛋白可增加毛状根的鲜重,但降低毛状根中总皂甙的含量。IAA、IBA和ABA对毛状根的生长促进作用,6-BA对皂甙积累有显著促进作用,并较大幅度地提高Rb1在总甙中所占的比例。     

培养条件对新疆紫草毛状根生长及紫草素含量的影响

以发根农杆菌诱导的新疆紫草毛状根为试验材料,采用二阶段液体培养法,首次建立了新疆紫草毛状根培养技术体系。结果显示:采用SH无铵培养基、pH 5.8时有利于毛状根的生长。培养12d时毛状根的增殖倍数达最高,平均10.26倍;毛状根生产的继代周期为25～30d;4种树脂吸附的紫草素及其衍生物含量均较对照(不添加树脂)高,以NKA-9所吸附的紫草素及其衍生物含量最高,为2.38%,较对照提高0.97倍。培养10d时添加NKA-9树脂,紫草素及其衍生物含量平均为3.64%,是对照的3.08倍。研究表明,生长阶段采用液体培养可以使新疆紫草毛状根快速增殖,生产阶段添加大孔吸附树脂能够提高紫草素及其衍生物含量。     

植物激素对人参毛状根生长和皂甙含量的影响

就植物激素IAA、IBA、NAA、2,4-D对人参（Panax ginseng C.A.Meyer）毛状根生长及皂甙含量的影响进行了研究。结果表明,4种生长素在适宜的浓度下均可不同程度地促进人参毛状根的生长以及皂甙的积累,同时能影响单体皂甙的分布。NAA和IBA能显著促进毛状根的生长,其中0.500mg/L IBA能显著促进毛状根生长和总皂甙的积累。细胞分裂素6-BA在较低浓度时虽然对生长无明显的促进作用,但对皂甙积累有利,同时显著促进单体皂甙Rb1的积累,增大Rb1在总甙中所占的比例。     

生长调节物质对栝楼毛状根生长和天花粉蛋白合成的影响

添加GA3和CCC虽然影响栝楼毛状根的生物量积累 ,但是有利于促进天花粉蛋白 (TCN)的合成 ,当GA3的添加量为 2mg/L时 ,天花粉蛋白含量增加了 18 9% ,添加 1mg/L～ 2mg/LCCC的天花粉蛋白提高了 2 8%。分别添加维生素B1或B5会延长毛状根的生长迟滞期 ,但是 ,后期的生长非常迅速 ,并可以促进天花粉蛋白的合成。同时添加维生素B1和B5可以缩短生长迟滞期 ,并能促进毛状根的生长 ,同时添加1mg/LB1 4mg/LB5有利于促进天花粉蛋白总量的增加。     

木豆毛状根生长特性及相关生理生化指标研究

木豆毛状根液体培养过程中生长特性、碳源消耗情况及次生代谢产物合成规律,为木豆毛状根规模培养提供基础数据。结果表明:木豆毛状根的生长代谢周期为25 d,其生长经历了延迟期、快速生长期以及生长平缓期;在木豆毛状根的生长周期内,木豆毛状根的生长速度和碳源的消耗存在明显的正比关系,生长速度越快,碳源消耗越多。随着生长速度趋于平缓,碳源消耗也趋于平缓。芹菜素与染料木素的含量都是随着培养时间的延长而不断增加的,到生长平缓期趋于平稳。     

重金属镉及其与锌组合对黄瓜毛状根生长及其抗氧化酶活性的影响

为了探讨利用黄瓜毛状根来修复重金属镉(Cd)污染的可能性, 研究了重金属Cd单独及其与锌(Zn)组合对黄瓜毛状根生长及其抗氧化酶SOD、POD活性变化的影响。结果表明, Cd≤10 mg/L仅在培养5~15 d间促进黄瓜毛状根生长, 使根增粗; 而Cd≥15 mg/L则抑制黄瓜毛状根生长, 浓度愈高抑制作用愈明显, 侧根变得短而细小。在供试的不同浓度Cd培养的黄瓜毛状根中, 除10 mg/L Cd外, 其余Cd浓度培养的黄瓜毛状根可溶性蛋白含量随着培养时间的延长而逐渐下降; 但其POD和SOD活性则随着培养时间的延长而逐渐升高。与对照(仅添加25 mg/L Zn)相比, 仅1 mg/L Cd+ 25 mg/L Zn组合在培养7~15 d期间促进黄瓜毛状根生长; 其余浓度Cd和25 mg/L Zn组合都抑制黄瓜毛状根的生长, 且Cd浓度愈高抑制作用越强, 侧根数目更少且短小, 侧根根尖变得肿胀; 同时, 除培养5 d外, 25 mg/L Zn和不同浓度Cd组合培养的黄瓜毛状根的生物量、POD和SOD活性均比单独添加对应浓度Cd培养的毛状根降低, 但其可溶性蛋白含量则较之明显提高。结果表明: 黄瓜毛状根具有较强的重金属Cd耐受能力, 高浓度Cd则抑制其生长; 而镉和锌组合会随着培养时间的延长而加重Cd对黄瓜毛状根生长的抑制作用。     

云南金铁锁根腐病病原菌的分离及鉴定

金铁锁(Psammosilene tunicoides)是西南地区重要的民族民间药物、云南白药等中成药的主要原料药。为分离并鉴定云南金铁锁根腐病病原菌,该研究采用微生物纯培养方法,分离纯化金铁锁根腐病植株根部的病健交接处组织,获得金铁锁根腐病病原微生物。按照Koch''s法则验证分离得到的病原菌的致病性。结合形态学观察、真菌rDNA-ITS和TEF-1α序列分析以及系统发育树的构建鉴定获得的病原菌的种类。结果表明:(1)从金铁锁根腐病植株组织中分离纯化得到85株真菌,其中PSD-1、PSD-2、PSD-3菌株均能引起金铁锁的根腐病。(2)金铁锁健康植株接种PSD-1、PSD-2、PSD-3菌株后,产生与大田植株根腐病相似的症状,并且发病率分别为60%、61.7%、71.7%。(3)结合形态学观察及基因序列分析,鉴定该三株菌株均为尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)。该文首次报道了尖孢镰刀菌是引起金铁锁根腐病的主要病原菌之一,为深入探究具有根腐病生物防治功能的内生菌群及其作用机制奠定了基础,也为后续金铁锁病害的防治工作提供了理论依据。     

金铁锁转录因子ptMYC2的克隆和生物信息学分析

金铁锁是 “云南白药”等多种中成药的重要组成,其有效成分为三萜皂苷,MYC类转录因子在调节植物三萜类次生代谢积累中有重要作用。为研究ptMYC2 基因在金铁锁三萜皂苷合成代谢途径的调控机制,该研究基于金铁锁转录组测序数据,克隆得到ptMYC2转录因子的两个全长基因; 通过生物信息学软件对两条转录因子的同源性、理化性质、疏水性、跨膜结构、亚细胞定位、结构域、靶基因结合位点等进行初步预测分析。结果表明:两条转录因子所编码的蛋白属于亲水性蛋白,不存在跨膜区域,均是非分泌蛋白质,且不存在信号肽; 两条转录因子的亚细胞定位于细胞核; 结构域分析显示,两个基因都含有bHLH家族结构域; 预测得到金铁锁三萜皂苷合成途径中HMGR、FPS、SE、β-AS等基因的启动子可能存在与MYC2结合的E-box特异性结合位点。该研究结果将为进一步研究ptMYC2基因在金铁锁三萜皂苷合成代谢途径的调节机制奠定基础。     

云南金铁锁根可培养放线菌多样性及其抗菌活性研究

【目的】探索云南金铁锁根部可培养放线菌资源及筛选高抗病原菌活性菌株。【方法】以云南4个地方金铁锁的根为研究对象,采用不同温度预处理及14种分离培养基对其进行放线菌分离;选用74株内生放线菌菌株,以5种病原菌为指示菌,使用倒置法测定供试放线菌的抗菌活性。【结果】从金铁锁根部分离获得121株内生放线菌,基于16S rRNA基因序列比对和系统发育分析,将其归属于10个目、15个科和24个属,其中链霉菌(Streptomyces)为绝对优势菌群,其后依次为诺卡氏菌属(Nocardia)、小单孢菌属(Micromonospora)和分枝菌酸小杆菌属(Mycolicibacterium)。分离效果最好的培养基为D4 (酵母粉0.3 g,干酪素0.3 g,葡萄糖0.3 g,骨粉0.3 g);最优的预处理温度为80℃;74株内生放线菌中的37株对至少一种指示病原菌具有抑制活性,且活性强的主要类群为链霉菌属。【结论】金铁锁根部蕴藏着丰富的放线菌种质资源,且蕴含着具有产次级代谢产物能力的菌株,这将为后续的医药及农业生产提供了丰富的菌种资源,同时为其栽植、保护、开发及应用提供了一定的基础数据和理论依据。     

Genetic stability of hairy root cultures of Datura stramonium

The karyotypic status of three root lines, transformed with Agrobacterium rhizogenes, versus a non-transformed root line of Datura stramonium, as well as grown plants (control), was investigated. In the transformed cultures, the karyotype as well as the number of chromosomes (2n = 24) remained the same as in the control plants. In the normal root line there were clear differences at a morphological level despite showing the same chromosomic number (2n = 24) at a high frequency. The existence of aneuploids (2n = 2n ± x) and tetraploids (2n = 4x = 48) was also observed in the latter. The frequency of chromosomic alterations was very low in all the cultures. Cytogenetic analysis of the transformed root cultures of D. stramonium reported here shows a great chromosomic stability, which is not the case with normal root cultures. This revised version was published online in June 2006 with corrections to the Cover Date.     

AgNO_3对颠茄毛状根生物碱及关键酶基因表达的影响

为了研究不同浓度AgNO_3对颠茄毛状根生长过程中托品烷类生物碱及影响其合成关键酶基因表达的影响,该研究使用五种不同浓度的AgNO_3处理黑暗培养12 d的颠茄毛状根,2 d后收集毛状根并测定其鲜、干质量、托品烷类生物碱的含量、部分生理指标(MDA、Pro、可溶性糖、可溶性蛋白)、关键酶基因(pmt、trI、h6h)表达量。结果表明:AgNO_3虽然抑制了颠茄毛状根的生长,但却促进了托品烷类生物碱的积累,与对照相比,50、100、150μmol·L~(-1)处理均显著性地提高了托品烷类生物碱的产量。同时在150μmol·L~(-1)处理下,毛状根代谢途径中MDA与对照相比均具有显著性的提高,脯氨酸含量在150μmol·L~(-1)下也有了显著性提高,达到了5.92μg·g~(-1)FM,是对照的2.91倍。可溶性糖与可溶性蛋白含量在150μmol·L~(-1)浓度下处理时其含量分别是对照的1.55倍和1.67倍。托品烷类生物碱合成过程中关键酶基因(pmt、trI、h6h)的表达量在不同浓度AgNO_3处理下均有不同程度的提高。由此可以推断,AgNO_3在150μmol·L~(-1)处理下,可能通过调控脯氨酸、可溶性蛋白、可溶性糖这几种初级代谢产物或某几种关键酶基因的表达来影响颠茄毛状根托品烷类的合成。     

黄芪幼苗根系生长发育与GR24和IAA的关系北大核心CSCD

为探究独脚金内酯和生长素对黄芪根系生长发育的影响,该研究以膜荚黄芪和蒙古黄芪幼苗为材料,在种子萌发袋中添加不同浓度GR24和IAA(2μmol·L^(-1) GR24、5μmol·L^(-1) IAA和2μmol·L^(-1) GR24+5μmol·L^(-1) IAA),7 d后检测黄芪幼苗主根长和侧根数,并测定内源激素含量、生长素和独脚金内酯相关基因表达量的变化。结果表明:(1)GR24处理显著促进黄芪主根生长。(2)IAA处理下主根生长受到抑制,侧根数明显增加。(3)GR24+IAA处理下主根的生长同样受到抑制,膜荚黄芪侧根数较IAA处理下减少,说明GR24有抑制IAA对侧根发育的诱导作用,但不能缓解IAA对黄芪主根生长的抑制。(4)3种处理下黄芪幼苗根系内源激素含量、生长素和独脚金内酯相关基因表达量发生了显著变化,说明GR24和IAA对黄芪幼苗主根长和侧根数的影响可能与生长素和独脚金内酯相关基因表达及内源激素水平的变化有关。该研究结果初步阐明了黄芪幼苗根系生长发育与GR24和IAA之间的关系,为黄芪规范化育苗和幼苗质量控制提供理论依据,对进一步探索独脚金内酯和生长素调控黄芪根系生长发育的分子机制具有一定的意义。     

The non-conserved region of cucumopine-type Agrobacterium rhizogenes T-DNA is responsible for hairy root induction

The T-DNA regions of three strains of Ri plasmids 1855, 8196, 2659 (agropine, mannopine and cucumopine type respectively) share two highly conserved regions flanking a non-homologous central part [1,2]. We have cloned segments of the cucumopine Ri plasmid 2659 T-DNA in the binary vector system Bin 19 and infected carrot discs with recombinant Agrobacterium strains. We show here that the central non-conserved region is crucial in hairy root induction as it is sufficient to induce rooting on the apical (auxin-rich) surface of carrot discs; in order to observe rooting on the basal (auxin-depleted) side of the discs, a longer T-DNA fragment, also encompassing part of the right conserved region, had to be utilized in conjunction with a Agrobacterium strain carrying aux genes. Differences of growth properties in culture are exhibited by roots transformed with different fragments of pRi 2659 T-DNA, although all transformed roots show the plagiotropic behaviour typical of hairy roots.     

Catharanthine and ajmalicine synthesis in Catharanthus roseus hairy root cultures

Two year old, transformed root cultures of Catharanthus roseus accumulate ajmalicine and catharanthine (0.57 and 0.36 mg g^-1 DW, or 7.0 and 3.0 mg l^-1, respectively). Changes in the concentration of the medium components, as well as the addition of hydrolytic enzymes and biotic elicitors, were used as strategies to increase these alkaloid yields. Regarding the components of the medium, the results obtained, when sucrose was raised from 3 to 4.5%, are noteworthy. The nitrogen source induced differential responses in the individual alkaloid yields. No net change in the alkaloid content was observed either with changes in the concentration of vitamins or macro-and micronutrients. Though the root culture only shows a limited response to elicitors, Aspergillus treatment and the use of macerozyme increased the accumulation of ajmalicine selectively, while the addition of methyl jasmonate increased the yield of both alkaloids.Abbreviations MeJa methyl jasmonate - mU milliunits     

Artemisinin production in Artemisia annua hairy root cultures with improved growth by altering the nitrogen source in the medium

Murashige & Skoog medium was modified for enhancing artemisinin production in Artemisia annua hairy root cultures by altering the ratio of NO ₃ ^– /NH ₄ ⁺ and the total amount of initial nitrogen. Increasing ammonium to 60 mM decreased both growth and artemisinin accumulation in hairy root cultures. With NO ₃ ^– /NH ₄ ⁺ at 5:1 (w/w), the optimum concentration of total initial nitrogen for artemisinin production was 20 mM. After 24 days of cultivation with 16.7 mM nitrate and 3.3 mM ammonium, the maximum artemisinin production of hairy roots was about 14 mg l^–1, a 57% increase over that in the standard MS medium.     

毛状副冠对高山植物喉毛花的适应意义

高山地区生境极端,却拥有许多形态特化的植物,非生物因素在塑造花部性状及其进化过程中发挥着重要作用。该研究选取龙胆科典型高山植物喉毛花(Comastoma pulmonarium)为对象,探究其毛状副冠在多雨、强辐射的极端高山环境中的适应意义及其对植物雌雄繁殖适合度的影响。结果表明:通过比较自然状态和人工去除副冠的花,毛状副冠有效减少了雨水对花粉的冲刷(t=2.61,P0.05),提高了受精比率(t=2.05,P0.05),但是对种子的质量,即种子重量和种子萌发率的影响不显著。另外,花粉浸泡在蒸馏水中后,其萌发率显著低于蔗糖溶液中(t=30.67,P0.001),表明毛状副冠能够有效减小雨水浸泡对花粉活力的影响;同时,与自然状态相比,去除毛状副冠后的花,经太阳暴晒后,其花粉萌发率同样极显著地降低(t=9.89,P0.001),表明毛状副冠有效地避免了太阳辐射对花粉质量产生的不利影响。该研究结果表明喉毛花的毛状副冠结构是应对高山恶劣环境的一种适应策略,对植株的雌性和雄性繁殖成功都具有重要意义,从而进一步证实了非生物因素在植物花部特征演化中的重要作用。