乙烯调控灵芝酸生物合成关键基因的筛选

灵芝是我国著名的药用真菌,灵芝酸是其主要活性成分,具有多种药理活性。乙烯可以促进灵芝酸的生物合成,但其调控机理尚不明确。本实验利用非靶向代谢组研究发现Top 20差异代谢物中含有6种灵芝的活性成分(灵芝酸η、赤芝酸F、赤芝酸N、丹芝酸A、灵芝酸V1和灵芝酸δ),其中有4种灵芝酸(灵芝酸η、赤芝酸F、赤芝酸N和灵芝酸V1)为上调积累,2种灵芝酸(灵芝酸δ和丹芝酸A)为下调积累。通过非靶向代谢组与转录组的关联分析发现基因GL23307、GL25546和GL29595同时与3种灵芝酸积累显著相关,并通过启动子顺式元件预测,发现分别编码泛素蛋白和抑肽酶基因GL25546、GL23307的启动子区域含有响应乙烯信号的顺式作用元件GCC-box,因此,推测这两个基因在乙烯调控灵芝酸生物合成中发挥重要作用。     

普通豚草防控药剂筛选

【目的】普通豚草对新疆伊犁河谷地区的生态及旅游产业发展都造成了严重的威胁。本研究于2019年5月和7月中旬筛选218国道沿路林带农田交错生境下防治普通豚草的最适除草剂和施药浓度,旨在为防治普通豚草提供技术指导。【方法】采用田间小区试验,比较药后7、14、30和45 d的株防效、鲜重防效和株高,评价5月中旬8种除草剂的2个施药浓度对约12叶期、株高(6.20±0.13) cm的普通豚草,以及7月中旬21%氯氨吡啶酸AS的5种施药浓度对约20叶期、株高(16.26±0.68) cm的普通豚草的防治效果。【结果】方差分析表明,5月中旬株防效和鲜重防效最高的是75%苯嘧·草甘膦WG 900和1350g·hm~(-2),其次是30%草甘膦AS 5250和6750 g·hm~(-2)、48%三氯吡氧乙酸EC 4170和6255 g·hm~(-2)、21%氯氨吡啶酸AS 300和375 g·hm~(-2),最低的是20%硝磺草酮SC 637.5和750 g·hm~(-2)。7月中旬,21%氯氨吡啶酸AS对普通豚草的株防效和鲜重防效较好浓度是600 g·hm~(-2),药后45 d株防效和鲜重防效分别为69.7%、93.4%,其次是450和525 g·hm~(-2),药后45 d株防效和鲜重防效分别为47.8%、86.4%和51.7%、91.5%。【结论】综合普通豚草种子萌发情况、防治成本、药剂成分及对环境的影响等因素,5月中旬防治伊犁河谷地区林带生境下的普通豚草时,建议施用75%苯嘧·草甘膦WG 900 g·hm~(-2)、30%草甘膦AS 5250 g·hm~(-2)、48%三氯吡氧乙酸EC 4170 g·hm~(-2)、21%氯氨吡啶酸AS 300 g·hm~(-2); 7月中旬防治公路林带生境下的普通豚草时,建议增加药量,施用21%氯氨吡啶酸AS至少525 g·hm~(-2);防治时期上,建议在5月中旬左右进行防控,可大幅降低用药量并方便农事操作。     

一株耐盐碱乳酪短杆菌G20响应盐碱胁迫的差异代谢物分析

【目的】探究耐盐碱乳酪短杆菌G20响应盐碱胁迫的代谢物组成以及代谢物合成潜力,为潜在功能分子和盐碱诱导的快速稳定响应逻辑门基因线路的挖掘提供参考。【方法】利用液相色谱-质谱联用技术(LC-MS)检测乳酪短杆菌G20盐碱环境与正常环境下4个生长时期的代谢产物。着重对富含高差异变化倍数代谢物的适应期与指数期进行分析。【结果】乳酪短杆菌G20可以在pH 10.0、9%NaCl环境中正常生长,同时环境pH值会随菌株生长逐步下降。综合正负离子2种模式,乳酪短杆菌G20在盐碱环境下各生长时期间差异代谢物数量分别为正常环境的0.69、0.75和0.81倍。盐碱胁迫诱导下适应期与指数期差异代谢物主要为苯环型化合物、有机酸及其衍生物与有机杂环类化合物。其中上调的有机酸化合物吲哚-3-乙酸、犬尿酸和葡萄糖酸指数期质谱信号强度低于适应期。菌株中可能存在的渗透保护剂有L-瓜氨酸、L-脯氨酸、N-乙酰鸟氨酸和左旋肉碱等。适应期变化倍数较大或质谱信号强度较高的差异化合物有毛果芸香碱、植物鞘氨醇和柠檬酸等,指数期有组胺、L-脯氨酸和硫胺素等。菌株差异代谢通路集中在氨基酸代谢与碳水化合物代谢。菌株代谢物中存在甜菜碱和...     

云南金钱槭(Dipteronia dyeriana)果实的化学成分

为研究云南金钱槭果实中的化学成分,我们通过各种波谱技术从云南金钱槭果实90%乙醇提取物中共分离得到12个化合物,通过理化性质与波谱分别鉴定为诃子裂酸11,12-二乙酯(1),诃子裂酸12,13-二乙酯(2),诃子裂酸11-甲酯-12,13-二乙酯(3),诃子裂酸(4),二氢红花菜豆酸(5),红花菜豆酸(6),7-Carboxyl-8-carveol(7),3,4,8,9,10-Pentahydroxy-dibenzo[b,d]pyran-6-one(8),3,4,5-三羟基苯甲酸乙酯(9),对羟基苯甲醛(10),3,4-二羟基苯甲酸甲酯(11),5-羟甲基糠醛(12)。所有化合物均首次从该植物中发现。     

基于LC-MS的冠心病人源菌群小鼠代谢组学研究

目的使用基于液态色谱-质谱联用法(liquid chromatography-mass spectrometry,LC-MS)的非靶向代谢组学技术研究冠心病人源菌群小鼠特征性代谢产物。方法 28只无菌雌性C57BL/6J小鼠分为对照组(CON)和模型组(CAD),分别接种健康志愿者和冠心病患者的新鲜粪便悬液,移植后6周和10周每组安乐7只动物采集血浆,使用LC-MS技术对小鼠的血浆代谢物进行研究,运用PCA和PLS-DA统计学方法鉴别特征代谢物及相关代谢通路。结果最终通过标准品确认30个在2个时间点均存在的特征性差异代谢物。其中L-肉毒碱、苯丙酮酸、1-萘酚、2-萘酚在模型组显著升高。胆汁酸代谢通路、甘氨酸丝氨酸和苏氨酸代谢途径在建模6周、10周均下调。结论冠心病人源菌群小鼠出现与患者类似的代谢紊乱。     

MPTP的神经毒性作用及机制

1-甲基-4-苯基-1,2,3,6-四氢吡啶(1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-te-trahydropyridine,MPTP),是近年来在探究一些年轻的麻醉剂成瘾者突然出现帕金森氏病症状的原因时发现的一种神经毒性物质,它能较特异地损毁人和某些动物脑内黑质—纹状体通路的多巴胺(DA)能神经,从而引发帕金森氏病症状。本文介绍了 MPTP 神经毒性的发现及其作用特点、机制与其在帕金森氏病研究中的可能应用。     

高山柏化学成分研究(Ⅰ)

采用硅胶、Sephadex LH-20、HPLC半制备等方法,对高山柏(Sabina squamata)的化学成分进行了研究。结果表明:从高山柏植物中共分离得到9个化合物。这些化合物经过波谱数据分析并结合文献对照,分别鉴定为山达海松酸(1),3β-羟基山达海松酸(2),柳杉酚(3),5-羟基-7,4'-二甲氧基黄并酮(4),去甲丁香色原酮(5),柏木双黄酮(6),十九烷酸-2,3-二羟丙酯(7),胡萝卜苷(8),β-谷甾醇(9)。以上所有化合物均为首次从该植物中发现。研究结果丰富了高山柏的化学成分内容,为其今后的开发与利用提供了科学依据。     

基于1H-NMR技术的肝癌尿液样品代谢组学研究

目的:探索区分健康对照组与肝癌患者的潜在标志代谢物。方法:运用SIMAC 13.0软件对对数据进行多元分析方法 PCA、PLS及OPLS的方法分析。结果:应用SPSS 21.0统计软件对其数据进行ROC曲线分析,发现肝癌患者在α-葡萄糖、β-葡萄糖和肌酸酐的代谢路径上都发生了一定的异常变化。这3个代谢物拟合综合变量的ROC曲线的AUC值为0.972(灵敏度为90.6%,特异性为92.9%),说明此代谢标记物组具有较高的诊断准确度。结论:α-葡萄糖、β-葡萄糖和肌酸酐可以作为区分健康对照人群与肝癌患者的潜在标志代谢物。     

粘盖乳牛肝菌在低磷、酸铝胁迫下的生长和代谢响应

低磷和酸铝胁迫是酸性土壤限制植物生长的主要因素。有研究指出外生菌根(ectomycorrhiza,ECM)可提高宿主植物对铝毒害和低磷胁迫的适应性。然而,目前有关ECM真菌自身对低磷和酸铝环境的适应机理还不清楚。基于此,本研究以我国南方酸性土壤广泛分布的ECM真菌——粘盖乳牛肝菌Suillus bovinus为研究对象,在纯培养条件下研究了低磷、酸铝胁迫对其生长、营养吸收及菌丝分泌物的影响。结果表明,粘盖乳牛肝菌是一种耐铝型真菌,酸铝胁迫(1 mmol/L)不影响其菌丝生长,而低磷胁迫(20 μmol/L)则显著限制其菌丝生长(P<0.05)。值得注意的是,低磷胁迫的抑制效应可被酸铝胁迫逆转。低磷胁迫显著降低了粘盖乳牛肝菌对磷的吸收(P<0.05),而酸铝胁迫则对菌丝钾的吸收有促进作用。低磷、酸铝胁迫同样改变了菌丝分泌物组成。在低磷胁迫下,大量酚酸类、有机酸及脂质代谢物的积累量下调;而酸铝胁迫下则有大量酚酸类物质上调,有机酸和脂质中上调代谢物数量也高于下调数量;低磷酸铝复合胁迫下酚酸和有机酸类代谢物积累量均显著上调。另外,吲哚-3-乙酸(IAA)在各胁迫下均显著上调。以上结果可在一定程度上解释粘盖乳牛菌对低磷、酸铝环境的适应机理,并对后续进一步阐明ECM的共生适应机理有一定指导意义。     

基于代谢组学的瓦楞子及其伪品化学成分差异分析及细胞实验验证CSCD

分析瓦楞子及其伪品的主要化学成分及其差异,验证差异化学成分药效作用。采用广泛靶向代谢组学技术检测瓦楞子及其伪品整体化学成分,通过聚类分析(HCA)、主成分分析(PCA)及正交偏最小二乘方判别分析(OPLS-DA)找出差异化学成分,结合细胞实验验证差异化学成分药效。共计检测出1208个代谢物,包括氨基酸及其代谢物、苯及其衍生物、杂环化合物等22类。其中正伪品共有成分1083个,正品中有而伪品中没有的成分40个。PCA结果显示不同基原正品之间可以被区分开,正品与伪品密肋粗饰蚶可以被区分开;差异代谢物分析发现,在正品中显著上调的差异代谢物有67个。细胞实验结果表明差异代谢物N^(6)-异戊烯基腺苷可促进人甲状腺癌细胞TPC-1的凋亡;通过诱导S、G2期阻滞抑制细胞增殖。N^(6)-异戊烯基腺苷可作为瓦楞子潜在的质量标志物。本研究为瓦楞子品质分析及质量控制提供技术支持。     

乙烯诱导水仙成花相关代谢物和基因的筛选与分析

为了解乙烯诱导水仙(Narcissus tazetta var. chinensis)成花的生理和分子机制,利用代谢组和转录组测序技术,筛选乙烯诱导水仙成花的差异表达代谢物和基因。结果表明,乙烯处理的侧芽检测到12个差异表达代谢物(DEM),包括7个上调,5个下调,其中,(±)7-表茉莉酸、多巴胺、亚精胺可能与乙烯诱导水仙成花正相关,而吲哚及其衍生物呈负相关。转录组共获得1 021个差异表达基因(DEG),包括615个上调,406个下调,在DEG中鉴定筛选了45个与乙烯信号传导和开花相关的差异表达基因。乙烯诱导水仙成花启动可能先激活水仙鳞茎内源植物激素(尤其乙烯)信号通路的变化,与开花促进基因FPF1和MADS15的上调表达密切相关。9个基因的qRT-PCR结果验证了RNA-Seq的正确性。这些差异表达的代谢物和基因在水仙成花启动过程中可能具有重要作用。     

2-萘酸加单氧酶基因及NADH:黄素还原酶基因的克隆与分析

伯克霍尔德氏菌(Burkholderiasp.)JT1500对2-萘酸(2-naphthoate)生物降解的关键步骤之一是通过2-萘酸加单氧酶羟化2-萘酸生成1-羟基-2-萘酸(1-hydroxy-2-naphthoate)。在已确定2-萘酸加单氧酶基因及其功能的基础上对含有该基因的一个4.8kb长度的基因簇进行了克隆测序。该序列上含有4个可能的阅读框orfB、orfC、orfD、orfA。序列比对发现,orfA序列与JaponicumUSDA110和RalstoniaeutrophaHF39中的加单氧酶基因同源性较高,orfB序列与BordetllapertussisTohamaI、RalstoniasolanacearumGMI1000和BordetellabronchisepticaRB50等菌中的黄素还原酶基因有一定的同源性。酶活分析发现只含基因orfA的重组大肠杆菌SA细胞提取液有很低的加氧活性,含基因orfB的重组子SB细胞提取液没有加氧活性,但在反应体系中同时加入SA和SB的细胞提取液后,其加氧活性显著增强,包含片段orfB orfA的重组子SB A在黄素(FMN、FAD)存在的情况下也表现出很强的加氧活性;在厌氧条件下,能检测出SB细胞提取液的黄素还原活性。基于以上信息,认为2-萘酸加单氧酶基因簇含有两个重要的组分黄素还原酶基因(nmoB)和加单氧酶基因(nmoA)。2-萘酸加单氧酶Nmo羟化2-萘酸的过程为先由黄素还原酶(NmoB)在NADH存在的条件下将黄素(FMN、FAD)还原为还原型黄素(FMNH2、FADH2),然后加单氧酶(NmoA)利用还原型黄素和O2羟化底物2-萘酸,生成1-羟基-2-萘酸。NmoB是NmoA的偶联蛋白。     

固相微萃取-气质法测定土壤挥发性抑菌物质

运用固相微萃取．气相色谱,质谱法(SPME-GC／MS),测定了参与土壤抑真菌作用的土壤挥发性成分和土壤细菌挥发性代谢物。通过比较土壤来源和土壤细菌来源的挥发性抑菌成分,发现在强挥发性抑菌土壤和土壤细菌代谢物中普遍存在着三甲胺、二甲基二硫醚、3-甲基-2-戊酮、甲基吡嗪、2,5-二甲基吡嗪、N,N-二甲基辛胺、十九烷等化合物。这些化合物很有可能就是参与土壤抑菌作用,特别是挥发性物质抑菌作用的主要成分。另外,为深入了解土壤中参与抑菌作用的挥发性化合物提供了简便有效的方法。     

天蓝色链霉菌代谢物组测定方法优化及其代谢特征

链霉菌能够产生多种抗生素,具有重要的研究与应用价值。代谢物组学能够定性和定量测定胞内外主要低分子量代谢产物。相对于其他组学,代谢物组学在监控胞内代谢状态、指导物种理性改造方面具有独特优势。本文旨在建立一种快速、准确的链霉菌胞内代谢物分析方法。以模式菌株天蓝色链霉菌为研究对象,基于GC-MS分析平台优化了代谢物组学样品制备流程中的细胞淬灭时间、菌体分离方法、代谢物提取及代谢物衍生化条件,并利用该方法对天蓝色链霉菌不同生长时期各代谢途径的相对活性进行了初步分析。采用"低温淬灭(–40℃,4 min)-快速过滤分离-反复冻融(45 s/3 min)-衍生化(40℃,90 min)"的流程能够鉴定出中心代谢途径(糖酵解、戊糖磷酸途径和TCA循环)、氨基酸代谢途径、脂肪酸代谢途径、核酸代谢途径及部分次级代谢途径中的103种主要代谢物。利用该流程测定发现天蓝色链霉菌细胞生长周期中存在显著的代谢时序差异,并且发现氨基酸与脂肪酸代谢在衔接初级代谢与次级代谢生物合成中具有重要作用。本研究建立的测定方法能够有效地用于天蓝色链霉胞内代谢物分析,该方法将有助于深入刻画链霉菌细胞代谢过程,为菌株代谢工程改造增加次级代谢产物产量提供理性指导。     

钩藤化学成分的研究

从钩藤(Uncaria rhynchophylla(Miq.)Jacks.)带钩茎枝分离得到18个化合物,通过波谱学等方法鉴定为乌苏酸(1),27,28-二羧基乌苏酸(2),3β,6β,19α-三羟基乌苏酸(3),noreugenin(4),单棕榈酸甘油酯(5),3-酮-6β,19α-二羟基乌苏酸(6),sumresinolic(7),scopoletin(8),3β,6β,19α,24-四羟基乌苏酸(9),6-酮-3β,19α,23-三羟基齐墩果酸(10),3β,19α,24-三羟基乌苏酸(11),23-醛-3β,6β,19α-三羟基乌苏酸(12),钩藤苷元C(13),β-谷甾醇(14),胡萝卜苷(15),丁香酸(16),cleomiscosin D(17),cleomiscosin B(18).其中化合物4,7,9～11,17,18为首次从该植物中分离得到.     

基于广泛靶向代谢组学的竹黄活性成分分析

竹黄是我国一种重要的药用真菌,在医学、农业、食品等方面应用广泛且前景可观。为深入挖掘竹黄中有药理活性的有效化学成分,了解其在生长发育过程中不同时期代谢物的变化规律,利用广泛靶向代谢组学技术检测了竹黄子座不同发育时期的代谢物,找出差异代谢物并进行代谢通路分析。从竹黄子座中共检测出612种代谢物,前期和中期特有27种代谢物。黄酮类、奎宁酸、香豆素等具有良好生物活性的化合物首次在竹黄中被检测到。筛选出的差异代谢物主要是脂质、氨基酸、核苷酸、黄酮类、萜类、有机酸等物质,其中黄酮和氨基酸类化合物占主要地位。通过对代谢通路富集分析,获得6条具有显著意义的代谢途径。黄酮类化合物被认为是除竹红菌素外与竹黄药效有重要联系的化合物。本研究为竹黄药用机理及有效成分深入研究提供了一定的理论基础,为竹黄有效成分的代谢途径解析提供参考。     

不同氮素营养对黄麻叶片的光合作用、光呼吸的影响及光呼吸与硝酸还原的关系

不同硝态氮水平对黄麻叶片的光合强度、光呼吸强度、乙醇酸氧化酶及硝酸还原酶均产生显著的影响:除了光合强度以外,其余三者均随氮水平的增高而显著地增高;在低至正常氮水平范围内(1/4～1N),光合强度随氮水平的增高而增高,但在高硝态氮水平范围内(2～4N),光合强度有随氮水平的增高而略为下降的趋势。氨态氮水平的增高对光合强度、光呼吸强度、乙醇酸氧化酶活性也有影响:三者均随氮水平的增高而有所提高,但不如硝态氮处理的那样明显。在用氨态氮处理的植株中测不出硝酸还原酶的活性。用光呼吸抑制剂亚硫酸氢钠,α-羟基-2-吡啶甲烷磺酸(HPMS)及异烟肼(INH)真空渗入黄麻叶圆片以抑制光呼吸时,硝酸还原亦同时部分受抑。因此认为在乙醇酸途经中的甘氨酸氧化脱羧反应可能为硝酸还原提供还原剂NADH。     

炔诺酮暴露下斑马鱼候选生物标志物筛选研究

NET(炔诺酮, Norethindrone)是一种人工合成的孕激素, 被广泛应用于医学和畜牧养殖。近年来国内外不断报道的从环境中检测到的NET对鱼类的肝脏和内分泌均产生干扰效应。为了寻找水环境中的NET对鱼类影响的生物标志物(Biomarkers), 以成年雌性斑马鱼为动物模型, 暴露于500 ng·L-1 NET后60 d, 采集肝脏, 运用非靶向HPLC-TOF-MS的方法, 分析了斑马鱼肝脏代谢物在负离子模式条件下的变化。结果表明: (1)经500 ng·L-1 NET暴露的处理组与0 ng·L-1的对照组在PCA分析中分别聚集并明显分开, 说明NET对斑马鱼的肝脏代谢存在明显干扰作用。(2)代谢通路分析说明NET暴露显著影响了斑马鱼肝脏的硫胺素代谢、甘油磷脂代谢和花生四烯酸代谢过程; 另外, 差异代谢物网络关系图也显示磷脂和脂肪酸成分影响较大, 这与代谢物磷脂成分(PA、PC和PI等)和溶血磷脂(LysoPC)在NET处理后发生显著性变化的结果相一致, 推测NET可能影响了生物膜系统的结构和功能。(3)对鉴定的差异代谢物以VIP>1作为潜在标志物的筛选依据, 发现有代谢物3-甲基硫代丙酸和LysoPC(14:1(9Z))可能是NET对斑马鱼肝脏影响的潜在生物标志物。本研究为评价NET的生态风险提供了数据支持。     

不同恢复年限老参地土壤养分以及酚酸类代谢物含量差异

人工种植西洋参(Panax quinquefolius)具有很高的经济效益, 但连作障碍已成为其产业可持续发展的限制因子。目前对连作障碍成因的研究尚且不足。该研究以收获西洋参后恢复1、10、20年的老参地(分别记为A1、A10、A20)为研究对象, 以未种植过西洋参的土地为对照(CK), 测定和分析土壤养分及酚酸类代谢物的变化, 以期从养分和化感作用的角度解析可能造成西洋参连作障碍的关键因子。通过常规化学性质测定方法和气相色谱质谱联用(GC-MS)的方法测定土壤养分含量, 采用高效液相色谱法(HPLC)测定土壤中的酚酸类代谢物含量。结果显示, 3组收获西洋参后的老参地的土壤pH均显著降低; A1 25种有机态养分(氨基酸类、糖类和糖醇类物质)的含量显著降低, N-乙酰鸟氨酸、5-氨基戊酸、丝氨酸、亮氨酸、甘油和槐糖等的含量均在所有老参地中显著下降, 经过20年轮作后依然不能恢复到对照水平。同时, 与预期相反, 被认为具有化感自毒作用的酚酸类代谢物在收获西洋参后含量也显著下降, 其中, 香豆酸、原儿茶酸、阿魏酸和苯甲酸的含量在A1中显著低于CK, 但经过10年时间轮作后可以恢复到接近对照水平。另外, p-香豆酸和丁香酸在A1、A10、A20的含量均显著低于CK, 即经过20年轮作依然不能恢复到对照水平; 酚酸类代谢物对西洋参生长的积极意义应被重视。相关性分析显示上述有机态养分含量、pH和酚酸类代谢物含量之间大多数呈显著正相关关系, 表明各土壤特性之间存在密切的交互作用。综上所述, 种植西洋参引起的土壤酸化、有机态养分和酚酸类代谢物含量降低及各因子间的协同作用可能是西洋参连作障碍的关键因素。     

冠突曲霉 veA基因缺失型与野生型的差异代谢物研究

为了鉴定冠突曲霉 veA基因缺失型与野生型的差异代谢物,寻找与 veA 基因产孢相关的代谢物,采用气相色谱-质谱联用（GC-MS）的代谢组学技术,分别收集2个菌株培养48h的菌丝体,经液氮研磨、超声萃取、三甲基氯硅烷衍生化后上机检测,将GC-MS检测的数据进行前处理和代谢物注释,并用统计学相关软件进行差异物筛选和相关性分析。结果显示,共鉴定99种代谢物,其中差异代谢物41种,野生型菌株中表达上调的显著差异代谢物有20种, veA缺失型菌株中表达上调的显著差异代谢物有21种,并预测差异代谢物的相关性,发现与623种代谢物产生相关性,其中313种呈正相关,310种呈负相关。筛选出来的差异代谢物涉及有机酸、氨基酸、碳水化合物、醇类、脂肪酸类等多种代谢物质,其中有机酸和氨基酸类代谢物占主导地位。本研究结果为进一步研究冠突曲霉代谢物与产孢的关联提供了一定的理论基础。