氮素对短葶飞蓬生长和次生代谢产物积累的影响

以不同氮素供应对短葶飞蓬(Erigeron breviscapus)进行了人工栽培试验,探讨氮素对药用植物生长和次生代谢产物含量及产量的影响作用规律.结果显示:氮素施用量与短葶飞蓬植株生物量呈极显著的正相关;而与灯盏乙素和总咖啡酸酯含量则表现出显著的负相关;对总咖啡酸酯和灯盏乙素的产量没有显著的促进作用.植株灯盏乙素和总咖啡酸酯含量与生物量呈现极显著的负相关;与植株含氮量也存在极显著的负线性关系,变化规律与"碳素/营养平衡假说"预测的一致.研究表明,植株生长与次生代谢有效成分积累间存在一定的权衡关系,过多的施用氮肥提高药材产量时将会导致黄酮等酚类次生代谢有效成分含量下降.     

土壤类型对短葶飞蓬灯盏乙素和咖啡酸酯积累的影响

在相同栽培管理条件下,分别以黑色石灰土、红色石灰土、红壤、黄红壤、紫色土和腐殖土为生长介质对短葶飞蓬（Erigeron breviscapus）进行了人工栽培试验。结果显示,生长在不同土壤类型的短葶飞蓬植株体内总咖啡酸酯和灯盏乙素含量有显著的差异。红色石灰土、紫色土及黄红壤生长的植株总咖啡酸酯和灯盏乙素含量最高,黑色石灰土和腐殖土的最低。相同土类的不同亚类土壤生长植株间2种次生代谢产物含量的差异程度,会超过不同土类间的。植株总咖啡酸酯和灯盏乙素含量与土壤P和K含量没有显著相关关系,但与土壤速效N含量及植株含N量则都有极显著负相关关系。不同土壤生长植株叶片的最大光能转换效率（Fv／Fm）值与灯盏乙素和总咖啡酸酯含量都表现出极显著负相关关系。土壤类型对短葶飞蓬次生代谢影响规律与碳素／营养平衡假说（CNB）及资源获得假说（HA）的预测一致。     

短葶飞蓬黄酮及咖啡酸酯的含量与土壤氮供应量的关系

通过对短葶飞蓬(Erigeron breviscapus)不同产地的44个种群植株的总黄酮、灯盏乙素和总咖啡酸酯含量与产地土壤全氮(N)和速效N含量的相关分析, 探讨了产地间土壤N含量变化在药用植物短葶飞蓬植株次生代谢有效成分含量变化中的作用机制。结果显示: 土壤全N含量与种群植株中总黄酮含量呈显著的负相关(r=-0.391, p＜0.01), 而与总咖啡酸酯和灯盏乙素关系不显著; 土壤速效N含量与种群植株中总黄酮(r=-0.528, p＜0.01)、灯盏乙素(r=-0.490, p＜0.01)和总咖啡酸酯含量(r=-0.471, p＜0.01)都表现出更高的极显著负相关关系。全部44个种群中, 有效N供应量变化只能解释次生代谢产物含量的17%~30%的变化。非石灰土壤与石灰土壤的种群分开进行线性回归, 可解释总黄酮含量产地间约80%的变化, 以及灯盏乙素和总咖啡酸酯含量约60%的变化。植株总黄酮、灯盏乙素和总咖啡酸酯含量都与植株含N量存在显著的负相关关系。研究表明: 土壤丰富的有效N供应不利于黄酮和咖啡酸酯的合成积累, 与“碳素/营养平衡假说”的预测一致; 土壤有效N对植物次生代谢产物的影响会受到植物体内外因素的影响。不同产地的短葶飞蓬的黄酮等酚类次生代谢产物含量的差异, 可能是产地间不同的土壤N供应量和其他生态因子及遗传变异共同作用的结果。     

大气二氧化碳倍增对短葶飞蓬生长和有效成分积累的影响

通过对人工倍增CO₂浓度（800±100） μmol·mol^-1与正常CO₂浓度（400±25） μmol·mol^-1条件下短葶飞蓬植株生物量、体内灯盏乙素和总咖啡酸酯含量及产量的比较,探讨了CO₂浓度升高对药用植物短葶飞蓬生物量、有效成分含量及产量的影响.结果表明：CO₂浓度倍增条件下,短葶飞蓬植株生物量增加了22%;总咖啡酸酯及灯盏乙素含量分别增加23%和26%,产量分别增加37.6%和45.3%.不同器官的生物量及有效成分含量对CO₂浓度升高的响应不同.在CO₂浓度倍增条件下,短葶飞蓬植株含氮量减少47.2%,与次生代谢有效成分含量的变化呈反比,符合“碳素/营养平衡假说”;植株生物量与次生代谢产物含量的变化呈正相关,植株生长与次生代谢产物积累之间没有表现出权衡关系.说明合理施用CO₂是可实现短葶飞蓬的优质高产.     

短葶飞蓬总咖啡酸酯和灯盏乙素含量的空间变化

依据嵌套分层设计原理制定野外调查取样方案,以药用资源植物短葶飞蓬不同产地93个自然种群310份植株样品的灯盏乙素和咖啡酸酯含量的嵌套方差分析,探讨次生代谢有效成分含量在产区间的空间变化。结果表明:短葶飞蓬有效成分含量存在空间差异,最低含量产区的总咖啡酸酯和灯盏乙素含量分别只是最高含量产区的52.1%和41.8%,但不与产地间的空间距离远近完全一致;同一产地短葶飞蓬总咖啡酸酯和灯盏乙素含量有一定的年际差异,但高含量产地与低含量产地是相对稳定的;作为优质药材的基本产地单元,自然地理区划单元比行政区划单元更科学;短葶飞蓬总咖啡酸酯和灯盏乙素含量与植株含N量呈极显著负相关,符合"碳/氮营养平衡假说"的预测,但植株含N量的变化只能解释短葶飞蓬总咖啡酸酯和灯盏乙素含量不同产区间约30%的变异。植物药材有效成分含量的空间变化是药用植物地区间遗传变异和生长地环境生态因子变化共同作用的结果,用自然地理区划单元为产地单元更客观。确定药材的"优质产地"可作为保障药材有效性的科学管理途径之一。     

水分胁迫对蒺藜光合作用、生物量和药材质量的影响

通过盆栽试验,分析了水分胁迫对蒺藜光合特性、生物量形成和主要药用成分积累的影响.结果表明:水分胁迫改变了蒺藜的光合日进程,使蒺藜的净光合速率和蒸腾速率显著降低,植株光合能力减弱,同化能力下降,最终导致干物质积累受阻,生物量降低.但水分胁迫促进了蒺藜总皂苷类物质积累.灌水量为150和450 mm处理下,蒺藜总皂苷含量分别为13.26和12.47 mg·g^-1,与其余处理(250、350 mm)总皂苷含量差异显著.总皂苷和总黄酮类物质动态积累趋势与生物量积累趋势相反,生物量积累高峰期,次生代谢产物含量反而降低生物量积累受外界环境因子的直接影响较大,而次生代谢产物除受外界环境因子的影响外,还受到生物量积累等内部因素影响.     

碳源、生长素及诱导子对木豆不定根生长和次生代谢产物合成的影响

以1/2MS为基本培养基,研究了蔗糖、IBA、茉莉酸甲酯（MJ）及水杨酸（SA）对木豆不定根生物量和次生代谢产物合成的影响。研究结果表明,蔗糖浓度对木豆不定根的生物量和次生代谢产物合成有显著影响,蔗糖浓度为30 g·L^-1时,木豆不定根的生物量和次生代谢产物的含量均达到最大值。低浓度的IBA有利于木豆不定根的生长和次生代谢产物的积累,高浓度的IBA表现出抑制作用。IBA浓度为0.1 mg·L^-1时,生物量、染料木素及芹菜素含量均为最大值,分别为对照组的1.1、1.1和2.8倍。在0~200 μmol·L^-1浓度范围内,MJ对不定根的生长几乎无影响（P>0.05）,但对次生代谢产物的合成有重要影响。MJ浓度为100 μmol·L^-1时,染料木素和芹菜素的含量均达到最大值,分别为对照组的1.9和2.1倍。SA抑制木豆不定根的生长和染料木素的合成,但对芹菜素的合成有一定促进作用,SA浓度为100 μmol·L^-1时,芹菜素的含量最高,为对照组的1.5倍。木豆不定根的悬浮培养是获得次生代谢产物的一条有效途径,为大规模生产染料木素和芹菜素提供了很好的思路。     

氮、磷、钾施用对灯盏花产量和主要提取物收获量的影响

通过设置N、P、K不同施肥量处理,研究了施肥量差异对灯盏花（Erigeron breviscapus（Vant.）Hand.-Mazz.）的生长指标、产量、3种主要提取物（野黄芩苷、总咖啡酸酯和总黄酮）含量及单位面积收获量的影响。结果表明,增施N、P肥对植株生长指标具有促进作用。随着N、P、K肥施用量的增加,植株产量逐渐升高,且以施N肥的增产幅度最大。一定范围内施用N肥可导致灯盏花3种主要提取物含量降低,而P、K肥的施用则对此没有影响。3种主要提取物单位面积收获量与产量之间呈极显著正相关,N、P、K肥的施用可以提高灯盏花的产量从而增加3种提取物的收获量。N、P、K肥施用量分别为103.5、126.0、112.5 kg/hm²时获得的提取物单位面积收获量最大。     

氮碳源对冬凌草再生植株生长及次生代谢产物的影响

以冬凌草再生植株为研究材料,通过改变培养基中蔗糖浓度及NO3-/NH4+比例,研究冬凌草再生植株的生长状况及植株体内次生代谢物的积累规律.结果表明:3%蔗糖有利于冬凌草再生植株的生长和冬凌草甲素的积累,5%蔗糖有利于迷迭香酸的积累;NO3-/NH4+比例过高或过低均不利于再生植株的生长和次生代谢产物的积累,二者比例为2∶1时再生植株生长和次生代谢产物积累最佳.说明不同蔗糖浓度及NO3-/NH4+比例对冬凌草再生植株的生长和次生代谢物合成有明显的影响.     

稀土元素镧和铈对冬凌草再生植株生长及次生代谢产物的影响

以冬凌草无菌苗为材料,在冬凌草再生植株时期,添加不同浓度的稀土元素镧和铈,用重量法测定其单株平均鲜重及干重,用高效液相法测定冬凌草甲素、乙素、迷迭香酸的含量,参考农作物、园艺作物种质评比的方法,根据冬凌草生产中各项指标的重要性,设置权重,计算加权后得到综合评分对其进行综合评价,探讨稀土元素镧、铈对冬凌草再生植株产量及次生代谢产物冬凌草甲素、乙素、迷迭香酸含量的影响。结果表明:空白对照组综合评分为62.99分,添加稀土元素铈的条件下,1μmol·L-1Ce Cl3·7H2O评分最高为87.96分,添加稀土元素镧的条件下,5μmol·L-1La Cl3·6H2O评分最高为74.44分,这表明Ce Cl3·7H2O对冬凌草再生植株生长及次生代谢产物积累的促进作用优于La Cl3·6H2O;适宜浓度的镧、铈能促进冬凌草再生植株的生长及次生代谢产物冬凌草甲素、冬凌草乙素、迷迭香酸的合成,而高浓度10μmol·L-1La Cl3·6H2O具有抑制的情况。该研究结果将对进一步研究稀土元素对冬凌草再生植株生长的促进作用机制奠定基础,为植物组织培养中如何科学合理地使用稀土元素提供理论依据。     

Effects of Nitrogen on the Growth and Accumulation of Secondary Metabolites of Erigeron breviscapus (Compositae)

Erigeron breviscapus a medicinal plant was planted under different nitrogen levels to investigate effects of nitrogen on the growth and the accumulation of secondary metabolites, address the relationship between them in medicinal plants in the plantation. Results showed that the amount of N fertilizer was significantly positively correlated with the biomass, but negatively to contents of total caffeates and scutellarin of Ebreviscapus Moreover, increasing amount of N fertilizer did not significantly enhance yields of 2 active constituents. The biomass was negatively correlated with contents of total caffeates and scutellarin. Contents of total caffeates and scutellarin were negatively correlated with contents of N in Ebreviscapus, as predicated by the carbon/nutrient balance hypothesis. The result suggested that the nitrogen addition could increase the biomass yield, nevertheless, decrease active constituents ( flavonoids ),there could be a trade off between the growth and accumulation of secondary metabolites in medicinal plants.     

四川攀西珍贵野生药用植物──灯盏细辛

介绍野生药用植物灯盏细辛的主要特征、特性、化学成分、药效及功能和栽培技术等,为进一步开发利用该植物资源提供参考。     

三倍体短葶飞蓬的发现及其在育种上的意义

对云南省野生居群的短葶飞蓬有丝分裂的细胞学特征进行观察研究。在云南省大理苍山、腾冲杨家坪的二倍体野生居群中,发现有三倍体个体的存在。苍山居群的两种核型分别为2n=2x=18=4m 10sm 4st,2n=3x=27=6m 12sm 9st;杨家坪居群的两种核型分别为2n=2x=18=6m 10sm 2st,2n=3x=27=3m 15sm 9st。通过对其生物学特性及表型的分析,认为短葶飞蓬可以采取多倍体育种方式获得更优良的品种。     

灯盏花内生真菌多样性、群落结构及生态功能预测

【背景】灯盏花(Erigeron breviscapus)是国内知名的传统中药材,但关于灯盏花内生真菌多样性、群落结构和生态功能研究报道比较缺乏。【目的】探究灯盏花不同药用部位内生真菌多样性、群落结构组成及生态功能。【方法】采用ITS序列的高通量测序技术对比研究云南道地药材灯盏花根、茎、叶和花的内生菌群落结构及生物多样性差异,并利用FUNGuild数据库预测真菌群落生态功能。【结果】12个样品共获得540个操作分类单元(operational taxonomic unit, OTU),分属于5个门22个纲55个目114个科188个属。4个不同药用部位共有的OTU数目仅占14.45%,以根部独有OTU最多。各组织均以子囊菌门和担子菌门为优势菌门;其中,根部以子囊菌门为主,花部位以担子菌门为主。亚隔孢壳属(Didymella)为灯盏花植物的核心属,在各组织中均有分布;其余优势属尚有线黑粉菌属(Filobasidium)、Cystofilobasidium、织球壳属(Plectosphaerella),灯盏花4个组织中优势属和特有属分布各不相同。α多样性分析表明,根部内生真菌丰度显著高于其他组织,但多样性方面组织差异不明显。PCoA结果表明,根部菌落结构相对独立,而叶与茎中菌落结构较为相似。利用FUNGuild数据库分析发现,腐生真菌在各组织中占比较高,并含有大量未知功能菌群。【结论】灯盏花不同药用部位内生真菌群落组成存在明显差异,具有组织偏好。以上研究完善了灯盏花内生真菌资源的生物信息,为灯盏花内生真菌资源的开发利用提供了理论依据。