不同地理种源南方红豆杉中紫杉醇和10-DAB含量及影响因子

选择福建省梁野山、龙栖山、闽侯旗山、南靖书洋乡和南平大坪村南方红豆杉（Taxus chinensis var. marei）天然群体分布相对集中区,采集胸径相同的南方红豆杉的当年生针叶和树皮并取树下土壤样品。利用超高效液相色谱分析测定南方红豆杉当年生针叶及树皮中紫杉醇及10-去乙酰基巴卡亭Ⅲ（10-deacetylbaccatin Ⅲ, 10-DAB）含量,另测定土壤pH值、速效磷、速效氮、铁、钙、镁、锌含量。结果表明,不论是紫杉醇还是10-DAB含量,不同地理种源南方红豆杉间差异均较大,说明地理位置对于红豆杉中紫杉醇和10-DAB含量具有明显的影响;树皮中紫杉醇含量与土壤中铁含量显著相关（P＜0.01）;南方红豆杉当年生针叶中及树皮中紫杉醇含量与各种源地气象因子的相关性不显著（P＞0.05）。     

胸径、构件和季节对南方红豆杉中紫杉醇和10-DAB含量的影响

系统采集了12个不同胸径的南方红豆杉当年生针叶和树皮样品,用超高效液相色谱(UPLC)测定其紫杉醇(taxol)和10-去乙酰基巴卡亭Ⅲ(10-deacetylbaccatin Ⅲ,10-DAB)含量,结果显示针叶的两种被测试物质含量的平均值分别为0.0127mg·g-1和0.0805mg·g-1,树皮的这两种物质含量平均值分别为0.1164mg·g-1和0.4842mg·g-1。当年生针叶、树皮中紫杉醇含量与胸径相关性不显著。对植株不同构件(枝条、针叶、树皮和根)中紫杉醇和10-DAB含量的测定表明,根中紫杉醇和10-DAB含量最高,当年生针叶紫杉醇含量最低。天然和人工栽培南方红豆杉当年生针叶中紫杉醇和10-DAB含量呈明显的季节变化,各月份间含量差异显著,人工栽培和天然植株针叶在生长速度明显减缓的10月份,紫杉醇和10-DAB含量均出现一个明显的峰值。     

叶面施肥对南方红豆杉针叶中紫杉醇和10-DAB含量的影响

人工栽培红豆杉已成为目前解决紫杉醇市场需求的主要途径,如何提高人工栽培的红豆杉中紫杉醇及其化学半合成前体10-脱酰基巴卡丁Ⅲ(10-DAB)的含量是一个十分关键的问题.对人工栽培南方红豆杉叶面喷施不同浓度的N、K、Ca、Mg 肥和自行配置的稀土混合肥(含La、Ce、Sm),连续4次跟踪采样,超高效液相色谱(UPLC)测定样品中紫杉醇和10-DAB的含量.结果表明,叶面喷施不同浓度的N元素均引起红豆杉针叶中紫杉醇和10-DAB含量的降低;喷施K元素,前期引起10-DAB含量的增加但随之降低,紫杉醇的含量则持续降低;喷施不同浓度的Ca、Mg提高了红豆杉中紫杉醇和10-DAB的含量,其作用可持续一段时间;自行配置的稀土混合肥明显地提高了紫杉醇和10-DAB的含量且其持续作用时间较长,紫杉醇和10-DAB的含量分别最高可达0.261mg g-1和0.641mg g-1.     

稀土元素对南方红豆杉细胞培养及紫杉醇含量的影响

红豆杉属植物中的紫杉醇 (ｔａｘｏｌ)属萜类化合物 ,对白血病、转移性乳腺癌、卵巢癌、恶性黑色素瘤均有疗效 ,曾被誉为“最好的抗癌制剂”[植物学通报 ,1995 ,12 (3) :8～ 14]。植物组织细胞培养生产紫杉醇 ,特别是用稀土为诱导子提高红豆杉细胞合成与紫杉醇的释放 [天津农业科学 ,1998,4(1) :2 3～ 2 6 ;稀土 ,2 0 0 0 ,2 1(2 ) :49～ 5 1;中国稀土学报 ,1998,16 (1) :5 6～ 6 0 ]已成为当前研究的热点。本文所用的南方红豆杉(Ｔａｘｕｓｃｈｉｎｅｎｓｉｓｖａｒ ｍａｉｒｅｉ)无性系由南方红豆杉芽诱导、多次继代、液体培养而来。按杨…     

南方红豆杉不同部位紫杉醇含量的分析

采用高压液相法分析了南方红豆杉不同部位的抗癌活性成分紫杉醇（taxol）的含量,并与东北红豆杉、云南红豆杉紫杉醇的含量相比较。结果表明,南方红豆杉果实、种子、枝条和叶均具有较高的开发利用价值,为合理开发利用南方红豆杉提供了科学依据。     

遮光对南方红豆杉生长及紫杉醇含量的影响

通过设计1年以上的长期遮光处理,对南方红豆杉(Taxus chinensis var.mairei)当年生幼苗、3年生和5年生幼株的生长及5年生幼株不同遮光处理后针叶中紫杉醇和其前体(10-脱酰基巴卡丁Ⅲ)含量进行了测定.结果表明,光照是影响红豆杉幼苗和幼株生长的一个重要环境因子,当年生南方红豆杉幼苗必须在荫蔽环境下才能保证高的成活率和健康的生长态势,对于3龄红豆杉幼株,全光照下,50%左右的红豆杉幼株死亡,对于5龄南方红豆杉植株,30%遮光率下有利于其健康生长;5年生南方红豆杉幼株全光照处理下的植株针叶中紫杉醇和10-脱酰基巴卡丁Ⅲ含量高于其他光照条件下的植株.南方红豆杉幼株针叶紫杉醇和10-脱酰基巴卡丁Ⅲ的最佳积累光照条件与其最适宜的生长发育光照环境并不完全平行.     

南方红豆杉生长发育及其紫杉醇含量与环境因子的关系

研究了人工种植的3年生南方红豆杉的生长发育特征及其枝叶中紫杉醇的含量,并观测了其生长环境因子的动态特征。通过对南方红豆杉的生长发育特征以及其枝叶中紫杉醇含量与生长环境因子进行相关分析发现,南方红豆杉生长发育与空气和土壤湿度呈极显著的正相关,与空气和土壤温度、土壤N和K含量、土壤有机质和土壤紧实度呈正相关,与净辐射和土壤P含量呈负相关,但相关关系不显著,说明高温、高湿以及遮荫有利于南方红豆杉的生长,且对土壤P含量有较高需求;南方红豆杉枝叶中紫杉醇含量与空气和土壤湿度、土壤N、P和K含量呈负相关,与净辐射、空气和土壤温度、土壤有机质和土壤紧实度呈正相关,但相关关系均不显著,说明高温、高光强和干旱促进南方红豆杉枝叶中紫杉醇含量的增加,且紫杉醇含量的增加对土壤中N、P和K含量有一定的需求,尤其是N和K,对P需求不大;南方红豆杉生长发育与其枝叶中紫杉醇含量呈负相关,相关关系也不显著,推测紫杉醇可能是南方红豆杉的防御物质,以促使南方红豆杉抵御高温、干旱和高光强等不良环境。     

影响南方红豆杉细胞生长及紫杉醇含量的因素

研究了影响南方红豆杉细胞生长及紫杉醇含量的稀土和氮源.结果表明 ,较低浓度(1×10-5 mol/L)的稀土元素对南方红豆杉细胞的生长及紫杉醇的合成有一定促进作用,较高浓度(1×10-4 mol/L)的稀土元素则起抑制作用.3种稀土中以使用10-5 mol/L的镱效果最好.当NH+4/NO-3质量浓度比例为2/25以及总氮源浓度为27 mmol/L时,细胞的生长率和紫杉醇的含量达到最大.     

不同地理种源云南红豆杉的遗传多样性与紫杉醇含量相关性分析

应用AFLP和HPLC方法研究了云南红豆杉（Taxus wallichiana var．wdlwhiana）的遗传多样性与紫杉醇含量之间的关系。AFLP指纹图谱显示7个居群谱带明显分为两种式样。PopGenel．31和Arlequin3．1软件分析结果表明：云南红豆杉居群内遗传比较稳定,居群间遗传分化极其显著（L=0．67）。测定当年生小枝叶紫杉醇含量结果表明：紫杉醇含量在居群间和居群内个体差异都较大。天然林中潞西居群的紫杉醇平均含量为0．0185％;腾冲和永德居群的紫杉醇含量比较低,分别为0．0049％和0．0087％;禄丰栽培居群紫杉醇含量比较高,平均为0．0225％。在居群水平上,遗传多样性和紫杉醇含量有一定程度的关联,但在个体水平上明显无对应关系。     

光胁迫对南方红豆杉叶片中叶绿体色素和紫杉醇含量的影响

研究了在光胁迫下南方红豆杉叶片中叶绿体色素含量和紫杉醇含量的动态变化。结果表明,与对照相比,叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素的含量以及叶绿素a/叶绿素b比值在光胁迫下均减少,随胁迫时间的延长,叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素的含量逐渐上升,叶绿素a与叶绿素b的比值先上升后下降;类胡萝卜素含量在前两周与对照相比降低,2周后高于对照;类胡萝卜素与叶绿素的比值高于对照,随胁迫时间的延长,其趋势先降低后上升。光胁迫处理后,南方红豆杉叶片中紫杉醇含量与对照相比,在第1周时略有下降,而后随胁迫时间的延长,紫杉醇含量在第2周开始迅速大量积累,而在处理3周时达到较高值,已增加到1.5倍,这对提高人工种植的南方红豆杉中紫杉醇含量具有非常重要的意义。     

外源NO对南方红豆杉幼苗光合色素及抗氧化酶的影响

以4年生南方红豆杉幼苗为实验材料,通过对南方红豆杉幼苗喷施不同浓度外源一氧化氮（NO）供体硝普钠溶液（0、0.01、0.1、0.5和1 mmol·L^-1SNP）,测定光合色素含量、抗氧化酶活性、丙二醛（MDA）含量和过氧化氢（H₂O₂）含量等生理指标,以探讨不同浓度外源NO对南方红豆杉叶片光合色素和抗氧化酶的影响。结果表明：喷施低浓度（0.01、0.1 mmol·L^-1）SNP可显著提高南方红豆杉叶片的叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素和总叶绿素含量,增加叶绿素a/b的比值,而喷施高浓度（0.5、1 mmol·L^-1）SNP降低了叶片的光合色素含量。随着外源NO供体浓度的增加,叶片过氧化氢酶(CAT)活性显著增加,过氧化物酶(POD)活性先增加后降低。此外,处理前期,低浓度SNP处理明显提高了抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性,而高浓度SNP处理显著降低了APX活性,处理后期APX活性随SNP浓度的增加而显著下降。喷施低浓度SNP可有效提高超氧化物歧化酶(SOD)活性和增加可溶性蛋白含量,降低MDA和H₂O₂的含量,而喷施高浓度SNP显著增加了MDA和H₂O₂的含量。因此,低浓度的SNP（<0.5 mmol·L^-1）处理南方红豆杉幼苗,可增加其叶绿素含量,提高抗氧化酶活性,降低MDA和H₂O₂的含量,而高浓度的SNP（≥0.5 mmol·L^-1）处理会降低叶绿素含量,提高H₂O₂含量,增加细胞膜质过氧化程度,从而对南方红豆杉幼苗造成一定伤害。     

Study on Enhanced Production of Taxol from Taxus chinensis var. mairei in Biphasic-liquid Culture

The effects of precursor feeding and mixed sugar supplements on the growth and taxol production of Taxus chinensis var. mairei Cheng et Fu in the biphasic-liquid culture were studied. Precursor feeding (phenylanine, benzamide and sodium acetate) and mixed sugars (maltose and sucrose) resulted in significant increase of taxol production not only in the monophasic-liquid culture but also in the biphasic-liquid culture of T. chinensis var. mairei. The synergistic function of precursor feeding on day 10 and mixed sugars on day 11 in the biphasic-liquid culture revealed more significant increase of taxol production, which was four times that of the control (the monophasic-liquid culture without precursors or mixed sugars).     

一株产紫杉醇的南方红豆杉内生真菌的分离及分类研究

从生长在湖北的南方红豆杉树皮中韧皮部分离出一批内生真菌,从中获得一株能产紫杉醇的菌株TPF6。对其形态特征的研究以及生理生化特性的测定(b ilog)结果表明,菌株TPF6与链格孢属有很大的相似性;与18SrDNA分析比对表明,菌株TPF6属于链格孢属,并与链格孢属其他种共享95%~99%的保守序列,其中与交链格孢(Alternaria alternata)18S rDNA的保守度高达99%;全细胞脂肪酸分析结果显示,18:2 C IS9、12/18:0 a为TPF6的主要脂肪酸组分,该菌株与链格孢属(Alternaria)相似度最高,SIM值为59.8%。根据分类学研究结果,菌株TPF6属于半知菌门链格孢属,定名为交链格孢(A.alternata)。应用高压液相色谱技术测定结果表明,菌株TPF6发酵液中紫杉醇含量为84.5μg/L。     

Translocation of isopentenyl pyrophosphate for Taxol biosynthesis in suspension cultures of Taxus chinensis var. mairei

Two inhibitors of metabolite translocators, sodium pyrophosphate (NaPP) and D,L-glyceraldehyde (DLG), respectively, were added into suspension cultures of Taxus chinensis var. mairei at the early and late growth phases to investigate the translocation of isopentenyl pyrophosphate (IPP) from cytoplasm to plastids for Taxol biosynthesis. NaPP and DLG hardly affected cell biomass and viability regardless of the phases of their introduction. The Taxol content varied less when NaPP or DLG was added at day 7 but decreased obviously when NaPP or DLG was introduced at day 14. It is thus inferred that NaPP and DLG inhibited Taxol biosynthesis by blocking IPP translocation at the late growth phase, suggesting that the translocation of IPP be involved only at the late growth phase of Taxus cells.     

植物生长调节剂对南方红豆杉愈伤组织培养和紫杉醇合成的影响

通过不同种类和水平植物生长调节剂对南方红豆杉(Taxus chinensisvar.mairei)愈伤组织诱导、生长和紫杉醇合成能力影响的研究发现:诱导培养初期,以无植物生长调节剂的MS为基本培养基,在附加不同植物生长调节剂组合作用下愈伤组织产生的时间和生长、在相同植物生长调节剂组合作用下不同外植体愈伤组织的产生时间和生长均表现出较显著差异,2,4-D/NAA高于0.4时,不利于南方红豆杉愈伤组织的诱导。转换到附加不同植物生长调节剂组合的B5培养基上后,随培养继代次数的增加,生长差异逐渐缩小,直至不显著,表明参考不同文献报道最优配方所设计的各植物生长调节剂组合对南方红豆杉愈伤组织的生长均较适宜,有利南方红豆杉愈伤组织生长的植物生长调节剂优化组合没有唯一性。但不同调节剂组合作用下的同源愈伤组织中、相同调节剂作用下不同源愈伤组织中紫杉醇含量均存在着极显著差异,适当水平(2 mg/L)的2,4-D单用,或与适当水平的KT、6-BA、KT GA配合使用,对南方红豆杉愈伤组织紫杉醇的合成较有利,NAA则不太有利,幼茎和叶愈伤组织产紫杉醇的水平较其它愈伤组织为高。     

不同栽培条件下南方红豆杉生长特性研究

以4～6年生南方红豆杉为材料,对其不同栽培条件下地径、冠幅、株高、当年抽高、当年侧枝数及总侧枝数等生长特性进行了研究。结果表明:南方红豆杉4～6年生幼林生长量随年龄增大而增加,但其增加的趋势变缓,生长速度变慢;耕作农田中南方红豆杉生长最好,土壤板结未耕作农田生长较差,去除上层20cm耕作土的农田最差;南方红豆杉纯林生长好于落叶阔叶林下(林分郁闭度0.6～0.7),且种植密度越大差异越明显;南方红豆杉落叶阔叶林下套种及纯林生长量均随栽培密度减小而增大,不同栽培密度相差越大,生长量差异越明显。