蛇足石杉内生细菌多样性北大核心CSCD

【目的】探索国家二级保护野生药用植物蛇足石杉内生细菌的物种和生理活性多样性,发现并收集药用植物内生菌资源。【方法】分别从四川和福建等不同生态环境采集蛇足石杉植株,运用纯培养手段,对经过表面消毒处理的蛇足石杉样品进行内生菌的分离、培养;根据菌株16S r RNA基因信息,计算从蛇足石杉不同区系分离获得的内生细菌间的Jaccard指数、多样性指数、优势度指数与均匀度指数等,分析内生菌物种多样性;应用6种筛选模型对分离得到的内生菌进行生理活性测定,初步评价蛇足石杉内生细菌的生理活性多样性和药用价值。【结果】从12份蛇足石杉植物样品中分离获得356株内生菌菌株,菌株16S r RNA基因序列信息显示,分离得到的蛇足石杉内生细菌隶属于放线菌门、厚壁菌门和变形菌门等3个门的26个科、41个属,来源于蛇足石杉地上和地下部位的菌株数目、多样性指数等无明显差异。从中发现了分属于拟无枝酸菌属(Amycolatopsis)、Angustibacter、节杆菌属(Arthrobacter)、短小杆菌属(Curtobacterium)、Frondihabitans、Glaciihabitans、Jatrophihabitans、Luteimicrobium、Massilia、Naumannella和Tardiphaga等11个属的11个潜在新物种,以及皮生球菌科(Dermacoccaceae)的1个新属。在抗菌活性筛选中,356株纯培养物抗粪肠球菌、抗肺炎克雷伯菌、抗耻垢分枝杆菌以及抗水稻白叶枯病菌的阳性率分别是9.0%、1.4%、2.2%、0.8%;抑制SS04生长的降血脂药物筛选模型上的阳性率是8.1%;抗HIV-1的初筛阳性率为4.5%。共计74株菌在一个或多个筛选模型中显示出活性,初筛总阳性率为20.8%。【结论】蛇足石杉内生细菌具有丰富的物种多样性和生理活性多样性,是进一步发掘新型天然产物的理想菌种资源。     

湘西油茶树群落中蛇足石杉种群的水平分布格局

采用方差,均值法、负二项参数K、Cassie指数、丛生指数、平均拥挤度、聚块性指数、Green指数、泊松分布、负二项分布及奈曼分布的X2理论拟合,研究了湘西油茶树群落中蛇足石杉种群的分布格局,结果表明湘西油茶树群落中蛇足石衫种群的分布格局类型呈集群分布,且符合n=1的奈曼分布,此格局的形成主要与其繁殖的生物学特性、特定的环境条件及共生真菌等因素密切相关．     

蛇足石杉产石杉碱甲内生真菌SNZ-12的分离及鉴定北大核心CSCD

为了获取具有应用价值的产石杉碱甲内生菌,本文从蛇足石杉分离得到60株内生真菌,采用高效液相色谱法和质谱法分别检测各个真菌的提取物,发现内生真菌SNZ-12的提取物具有与石杉碱甲标品相近的色谱特征峰和保留时间(8. 994 min)以及相同的质谱特征峰((M+H)+=243. 1),说明内生真菌SNZ-12可以产石杉碱甲,其石杉碱甲产量约为1. 01 mg/L;并通过结合内生真菌SNZ-12的形态特征和18S r DNA序列分析,将其鉴定为尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)。本文结果为利用微生物发酵生产石杉碱甲研究提供了潜在的菌种资源。     

湘西地区蛇足石杉内生真菌的分离

采集不同生境的药用植物蛇足石杉,运用不同灭菌方法处理外植体,并用PDA平板培养基及孟加拉红培养基进行内生真菌的分离纯化.经过几种灭菌方法的摸索和比较研究,发现蛇足石杉外植体的灭菌十分困难(尤其是其茎部),难以在保持植物鲜活状态下达到一次彻底灭菌,有必要二次灭菌.通过二次灭菌分离得到的9株内生真菌中,来自蛇足石杉茎部的6株,来自叶片的3株.蛇足石杉的9株内生真菌在平板培养时生长极其缓慢,仅一株可在培养时产生孢子.     

武陵地区蛇足石杉不同居群形态变异分析

为了从数量上分析蛇足石杉(Huperzia serrata)天然居群表型性状在居群间和居群内的变异,对分布在武陵地区的15个蛇足石杉天然居群的9个表型性状进行了测量和比较分析.结果表明:顶叶长、顶叶宽、顶叶长宽比、茎基径、基叶长、基叶长宽比、株高、节间长在居群间表现显著差异;聚类分析和主成分分析显示,15个居群可分为3类,顶叶长、顶叶长宽比、茎基径、株高、节间长这5个性状是反映表型差异的主要因素.     

浙江及邻近地区蛇足石杉依存环境的初步研究

对浙江及邻近地区产的蛇足石杉(Huperzia serratct)7个种群的自然环境进行野外观察,测定了土壤含水量、电导率、有机质含量、pH值,植株和土壤中K、Ca、Mg、Fe、Zn、Cu、Mn、Na、A1、Pb、Cd 11种元素的含量,以及植株中石杉碱甲(HupA)含量。结果表明,蛇足石杉种群多分布于海拔350-1700m的山地密林下或沟谷阴湿土中,郁闭度、年均降雨量、空气相对湿度均较大：环境中土壤含水量为10％-30％,pH值4．57—5．31,电导率0．061—0．385mscm^-1,有机质含量6．18％-9．75％;蛇足石杉对K、Ca、Zn和Na的需要程度较高,对Pb、Cu、Cd3种重金属元素的富集能力较强,在人工栽培中应注意协调各元素的合理配给：蛇足石杉较适宜生长的环境条件为：土壤电导率以及pH值相对较低;郁闭度高,年均降雨量和空气相对湿度较大。基于土壤理化性质,对7个种群分布点进行除趋势对应分析,表明石杉碱甲含量高的磐安种群分布点具有特殊性,提示环境条件对蛇足石杉中HupA含量有较大的影响。     

药用植物蛇足石杉的化学成分与药理活性研究进展

综述了蛇足石杉植物在化学成分、药理作用、临床应用等方面的研究进展。并对该植物的发展前景进行了展望。     

光照对蛇足石杉某些生理生化指标的影响

蛇足石杉[Huperzia serrata (Thunb.ex Murray) Trev.]是石杉科(Huperziaceae)石杉属(Huperzia Bernh.)植物,其含有的药用成分石杉碱甲是一种高效胆碱酯酶抑制剂,可用于治疗老年人记忆减退、早老性痴呆症及重症肌无力症等[1],目前,已有学者将石杉碱甲开发成治疗早老性痴呆症的一类新药.     

蛇足石杉原叶体的培养及孢子体的诱导

以蛇足石杉孢子囊为材料培养得到蛇足石杉原叶体,进一步对原叶体进行增殖培养并诱导产生蛇足石杉孢子体。结果表明,适合蛇足石杉原叶体增殖的培养基是无激素的MS培养基,在该培养基上培养60d,原叶体的增殖倍数达到131．1;较高浓度的外源激素对原叶体的增殖有抑制作用,而低浓度的外源激素对原叶体的增殖影响不大;原叶体在无激素培养基上培养90d,孢子体的诱导频率为4．0％;通过HPLC检测蛇足石杉原叶体中石杉碱甲的含量为0．0059％,是野生孢子体中含量的0．25倍。     

广西大明山自然保护区蛇足石杉种群生命表及生存分析

为进一步探讨蛇足石杉濒危的机制, 以广西大明山自然保护区蛇足石杉种群为调查对象, 采用分段匀滑技术编制蛇足石杉种群静态生命表, 进行种群生存分析, 通过绘制亏损率曲线、存活曲线、死亡率曲线、生存函数曲线, 分析种群数量及动态变化。结果表明: 该蛇足石杉种群存活曲线趋于Deevey-Ⅱ型, 种群生长过程中在第Ⅳ龄级存在一个死亡高峰。说明在自然保护的情况下蛇足石杉种群的生存状况仍然严峻, 需适当进行人工保护并加强资源调查, 对优良种质进行异地保护。     

武陵山区蛇足石杉遗传多样性的AFLP分析

采用AFLP分子标记对武陵山区蛇足石杉(Huperzia serrata)4个居群进行遗传多样性的研究,结果表明:(1)7对引物组合共扩增出条带615条,其中549条为多态性条带;在物种水平上,多态性条带百分率PPB=89.27%,有效等位基因数Ne=1.257,Nei’s基因多样度指数H=0.178,Shannon多样性信息指数Isp=0.298;在居群水平上,PPB=71.42%,Ne=1.235,H=0.154,Shannon多样性信息指数Ipop=0.251;遗传多样性在居群间有明显的差别,其中坪坝营(PBY)居群最高(PPB=81.95%),而铁峰山(TFS)居群最低(PPB=64.55%)。(2)居群间的遗传分化较低,基于Nei’s基因多样性分析结果显示,居群间遗传分化系数GST=0.159;Shannon’s居群分化系数[(Isp-Ipop)/Isp]为0.16;WINAMOVA分析显示,武陵山区蛇足石杉的遗传变异主要存在于居群内,居群内的遗传变异分量为65.057,占总变异的75.77%,而居群间的遗传变异分量为20.804,占总变异的24.23%;居群内存在极显著的遗传分化(ΦST=0.242,P0.001)。(3)由遗传分化系数(GST)估计,武陵山区蛇足石杉居群间的基因流Nm=2.647,表明蛇足石杉属于异交种。(4)两两居群间的Nei’s遗传一致度(IN)范围为0.031 0~0.969 4;Mantel检测结果显示,居群间的遗传距离与地理距离之间不存在显著的正相关关系(r=0.269,P=0.887)。研究认为,遗传多样性与遗传结构主要决定于居群历史,较少干扰而稳定的居群偏向克隆生殖,遗传多样性较低,而新建居群的遗传多样性则较高;克隆生长、生态位选择、异交,以及有效的孢子风媒传播等可能是其维持较高遗传多样性水平的因素,而过度采挖等人类活动和生境片断化是导致蛇足石杉濒危的主要因素。     

蛇足石杉COBRA基因家族的分子生物信息学及表达分析

为探明蛇足石杉COBRA基因家族成员分子生物信息学特征及组织表达规律,该文基于蛇足石杉的全长转录组数据,通过生物信息学技术对该家族成员(HsCOBRAs)的理化性质、结构域、保守基序、顺式作用元件、基因表达量等进行分析。结果表明:(1)在蛇足石杉全长转录组中共筛选出24个HsCOBRAs家族成员,其中酸性蛋白9个,稳定蛋白11个,疏水性蛋白5个,具有跨膜结构的蛋白7个,具有信号肽的蛋白3个。(2)亚细胞定位在细胞壁、叶绿体、细胞核、细胞膜上。(3)结构分析发现HsCOBRAs有7种结构域和6种保守基序,部分成员具有高度保守的CCVS结构。(4)HsCOBRAs具有CAAT-box、TATA-box等45种顺式作用元件。(5)HsCOBRA2在叶、孢子、茎、芽胞中的表达量均最高。该研究结果可为HsCOBRAs的进一步研究及生物学功能验证等提供理论依据。     

蛇足石杉内生真菌产黄青霉菌MT-40中xanthocillin类似物生物合成基因簇的挖掘及鉴定

Xanthocillin具有显著的抗菌活性,结构中含有独特的异腈基。本文通过对蛇足石杉(Huperzia serrata)内生真菌产黄青霉菌(Penicillium chrysogenum)MT-40基因组的测序分析,利用本地BLAST等生物信息学分析工具挖掘具有合成xanthocillin类似物潜力的基因簇,结合米曲霉(Aspergillus oryzae)NSAR1异源表达技术实现基因簇中关键基因的功能鉴定。结果成功从内生真菌P.chrysogenum MT-40中发现一个合成xanthocillin类似物的生物合成基因簇(命名为for),for基因簇中的关键生物合成基因forB编码的异腈基合成酶可以催化合成2-formamido-3-(4-hydroxyphenyl)acrylic acid,基因forG编码的P450酶可以催化2-formamido-3-(4-hydroxyphenyl)acrylic acid的二聚化生成xanthocillin类似物N,N′-(1,4-bis(4-hydroxyphenyl)buta-1,3-diene-2,3-diyl)diformamide。本文研究结果为进一步从真菌中发现xanthocillin类似物提供参考。     

Population structure and genetic diversity of Huperzia serrata (Huperziaceae) based on amplified fragment length polymorphism (AFLP) markers

The levels and pattern of the genetic variation within and among natural populations of Huperzia serrata were investigated using amplified fragment length polymorphism markers. Seven primer combinations used in the study amplified 615 discernible bands with 532 (86.5%) being polymorphic, indicating a considerable high level of genetic diversity at the species level. AMOVA analysis revealed a low level of genetic differentiation among the ten populations. The UPGMA cluster of all samples showed that individuals from the same population occasionally failed to cluster in one distinct group. A Mantel test showed no significant correlation between genetic distance and geographical distance (r = 0.278, P = 0.891), suggesting that the gene flow was not restricted geographically. A number of factors that might affect the genetic profiles of H. serrata included clonal growth, selective effect of niche and outcrossing, as well as the effective wind-dispersal of spores.     

H2O2对蛇足石杉离体培养物诱变效应的研究

为了获得高产石杉碱甲(Huperzine A,Hup A)的蛇足石杉[Huperzia serrata(Thunb.)Trev.]叶状体,对H_2O_2诱变后的叶状体进行了研究。结果表明,诱变后叶状体株系的Hup A含量显著提高,并获得高产株系SH42,其相对生长率和Hup A含量分别达到4499.28%和261.17μg g~(–1) DW,比起始叶状体分别提高了2.35倍和2.43倍;且株系间可溶性蛋白质谱带和SOD同工酶谱均存在差异,经过连续9代培养,变异叶状体可以稳定遗传。因此,H_2O_2对叶状体细胞具有良好的诱变效应,可以用于筛选高产Hup A株系。     

蛇足石杉内生真菌Shiraia sp. Slf14中赖氨酸脱羧酶基因的克隆、表达及功能

【目的】阿尔茨海默症治疗药物石杉碱甲(Huperzine A,Hup A)的生物合成途径起始于赖氨酸脱羧酶(Lysine decarboxylase,LDC)。本研究克隆及表达了来源于产Hup A的植物内生真菌的LDC基因,并研究了其功能。【方法】采用RT-PCR扩增法,从一株产Hup A的蛇足石杉内生真菌Shiraia sp.Slf14获得LDC基因,构建表达质粒p ET-22b-LDC与p ET-32a-LDC,转化感受态细胞E.coli BL21,加入IPTG至终浓度为1×10~(–3) mol/L,于24°C、200 r/min培养8 h,诱导表达LDC蛋白质;通过Ni~(2+)金属亲和层析纯化重组LDC并建立酶促反应体系,利用TLC检测了LDC催化活性。利用生物信息学软件分析了LDC的理化性质及蛋白质的空间结构。【结果】成功克隆并异源表达出重组蛋白LDC与Trx-LDC,经SDS-PAGE电泳鉴定分子量分别为24.4 k Da和42.7 k Da,与预计大小相符。TLC结果表明LDC与Trx-LDC均具有赖氨酸脱羧酶活性。【结论】本研究从产Hup A的蛇足石杉内生真菌Shiraia sp.Slf14中成功克隆到LDC基因并进行了异源表达,检测到了其催化活性,为丰富LDC分子信息及阐明内生真菌中Hup A生物合成机制提供参考数据。     

广西千层塔资源调查研究

通过对广西千层塔主要分布区10个野外样点和总样方量30.5 km~2的调查,结合6个标本馆45份千层塔馆藏标本及现有文献的研究表明:千层塔在广西主要分布在桂东北、桂东南等地,实际分布生境总面积约1886.3 km~2;野外生物量调查得到了千层塔在不同地理区域的生物量分布格局,并结合科学评估方法对样方调查结果和间接推导数据的权重分析及环境参数进行评估,初步确定广西千层塔天然生物量为413.1 t;进一步考虑人为采集能力的前提下,估测广西千层塔的理论可采量20.6 t。千层塔资源分布分散,且主要分布在自然保护区和风景区范围内,因此,不宜大规模开采,应进一步寻找科学合理的途径解决资源紧缺问题。     

气候变化背景下基于MaxEnt模型的刺梨潜在适生区分布预测

为阐明气候变化背景下刺梨(Rosa roxburghii)在中国的潜在适生区分布,该研究基于刺梨的自然分布数据及当代(1960～1990)、未来(21世纪50年代及70年代)气候因子数据,采用最大熵(MaxEnt)模型模拟了当前和未来气候情景下刺梨在中国的潜在适生区,并确定影响其地理分布的主要气候因子.结果表明:(1)...     

气候变化背景下基于MaxEnt模型的蒙古莸潜在适生区预测北大核心CSCD

蒙古莸(Caryopteris mongholica)被广泛应用于中国北方干旱、半干旱地区造林和绿化中,但对决定其适生区的主要生境因子及适生区分布特征知之甚少。该研究基于当前和未来气候情景的高分辨率环境数据,通过MaxEnt模型评估了生境因子在蒙古莸适生区形成中的重要性,并模拟当前及未来气候变化情景下的适生区分布变化,为应对全球气候变化的挑战,保护、栽培和利用蒙古莸提供理论依据。结果表明:(1)当前气候条件下,蒙古莸中度和高度适生区分别为34.18×10^(4) km^(2)和15.91×10^(4) km^(2);海拔、最湿月份降雨量和最热季度平均温度被认为是影响蒙古莸分布的最关键因素。(2)在共享社会经济路径SSP245情景下,蒙古莸适生区在2021-2060年向高纬度地区扩张,2061-2100年向低纬度地区收缩。总体来看,气候变暖促进了蒙古莸适生区面积的扩张,然而,受城市发展和人为因素影响,这些适生区实际上可能无法获得,迫切需要建立有效的管理战略。