不同地域乌拉尔甘草基因组的FISH分析与染色体识别

在核型分析与染色体识别基础上,分别以番茄45S和5S rDNA为探针,对3种不同地域的乌拉尔甘草进行FISH分析.结果表明:内蒙古鄂托克前旗的乌拉尔甘草核型公式为2n=2x=16=6m+10sm (2SAT),新疆阿勒泰地区的乌拉尔甘草核型公式为2n=2x=16=4m+12sm(2SAT),内蒙古喀喇沁旗乌拉尔甘草核型公式为2n=2x=16=4m+12sm(2SAT);其第8染色体均带有随体.3种乌拉尔甘草基因组内均有1对5S rDNA和1对45S rDNA杂交位点.核型分析显示,5S rDNA杂交位点均位于第2染色体的短臂部位,45S rDNA杂交位点均位于第8染色体的次缢痕和随体部位.45S与5S rDNA在3种乌拉尔甘草中期分裂相上的位点数和分布情况高度一致,表明来自3种不同地域的乌拉尔甘草在染色体结构水平上没有较大的分化.     

甘草资源的开发与利用

介绍了甘草的主要生物学特征 ,药用价值、食用价值、日化用价值 ,并对甘草资源的开发利用提出了一些建议     

超声提取-高效液相色谱法测定甘草中甘草酸含量

确定了制备甘草酸分析样品的超声波提取条件, 0.3%稀氨水为溶剂,液固比50:1,提取时间5 h;确定了高效液相色谱法检测甘草酸含量的条件为ODS色谱柱(4.6mm×25 cm, 5 μm),检测波长254 nm,检测温度为室温,流动相CH3OH/3% HOA c(V/V)为75/25,流速1mL/m in,进样量10 μL,平均加样回收率100.20%,相对标准偏差为1.77%。结果表明超声提取-高效液相色谱法是一种准确度高,速度快的测定甘草中甘草酸含量的检测方法。     

Characterization of UDP-glucose dehydrogenase isoforms in the medicinal legume Glycyrrhiza uralensis

Uridine 5′-diphosphate (UDP)-glucose dehydrogenase (UGD) produces UDP-glucuronic acid from UDP-glucose as a precursor of plant cell wall polysaccharides. UDP-glucuronic acid is also a sugar donor for the glycosylation of various plant specialized metabolites. Nevertheless, the roles of UGDs in plant specialized metabolism remain poorly understood. Glycyrrhiza species (licorice), which are medicinal legumes, biosynthesize triterpenoid saponins, soyasaponins and glycyrrhizin, commonly glucuronosylated at the C-3 position of the triterpenoid scaffold. Often, several different UGD isoforms are present in plants. To gain insight into potential functional differences among UGD isoforms in triterpenoid saponin biosynthesis in relation to cell wall component biosynthesis, we identified and characterized Glycyrrhiza uralensis UGDs (GuUGDs), which were discovered to comprise five isoforms, four of which (GuUGD1–4) showed UGD activity in vitro. GuUGD1–4 had different biochemical properties, including their affinity for UDP-glucose, catalytic constant, and sensitivity to feedback inhibitors. GuUGD2 had the highest catalytic constant and highest gene expression level among the GuUGDs, suggesting that it is the major isoform contributing to the transition from UDP-glucose to UDP-glucuronic acid in planta. To evaluate the contribution of GuUGD isoforms to saponin biosynthesis, we compared the expression patterns of GuUGDs with those of saponin biosynthetic genes in methyl jasmonate (MeJA)-treated cultured stolons. GuUGD1–4 showed delayed responses to MeJA compared to those of saponin biosynthetic genes, suggesting that MeJA-responsive expression of GuUGDs compensates for the decreased UDP-glucuronic acid pool due to consumption during saponin biosynthesis.     

新疆甘草化学成分研究

从新疆甘草(GlycyrrhizauralensisFisch.)根中分离得到5个化合物,分别鉴定为:槲皮素(1)、甘草次酸(2)、阿魏酸(3)、5,7,3′,4′-四羟基-7-葡萄糖基二氢黄酮醇(4)、8,5′-二羟基3′α-鼠李糖黄酮(5)。其中化合物4,5为首次从该植物中分离得到。     

乌拉尔甘草营养成分的分析研究

对乌拉尔甘草（Glycyrrhiza uralensis)地下,地上部分分别进行了微量元素及营养成分的测试分析。结果表明,乌拉尔甘草中糖,蛋白质,脂肪含量较高,并且含有丰富的矿质元素,为其资源的开发利用提供了科学依据。     

乌拉尔甘草根与根状茎发育解剖学研究

应用常规石蜡切片方法,对乌拉尔甘草根和根状茎的结构及其发育进程进行研究.结果显示:(1)乌拉尔甘草根的发育包括原分生组织、初生分生组织、初生生长和次生生长4个发育阶段.原分生组织由3层原始细胞组成,具有典型分生组织细胞的特征;初生分生组织由根冠原、表皮原、皮层原和中柱原组成;初生结构包括表皮、皮层和中柱,初生木质部为4原型,偶见3原型,内皮层细胞具凯氏带;次生生长依靠维管形成层和木栓形成层活动完成,维管形成层源于初生木质部和初生韧皮部之间的薄壁细胞,而木栓形成层由中柱鞘细胞脱分化产生;次生结构由次生维管组织和周皮共同组成,根中央不具髓.(2)根状茎发育过程与地上茎类似,包括原分生组织、初生分生组织、初生生长和次生生长4个发育阶段.原生分生组织由原套和原体组成,其衍生细胞分化成由原表皮、基本分生组织和原形成层组成的初生分生组织;初生结构包括表皮、皮层、外韧维管束、髓和髓射线,维管束呈环形排列;位于维管束中的原形成层细胞恢复活动产生次生木质部和次生韧皮部,束间形成层产生射线细胞;靠近维管束内侧的皮层薄壁组织细胞脱分化产生木栓形成层,以后形成周皮.周皮、次生维管束、射线和髓共同构成根状茎的次生结构.     

甘草毛状根培养系统的建立及化学成分分析

利用发根农杆菌转化甘草（Glycyrrhiza uralensis Fisch.)外植体获得毛状根,经PCR法检测,表明已转化成功。应用均匀设计法与比较法,建立了适合甘草毛状根的培养系统。化学成分分析结果表明,甘草毛状根含半胱亚磺酸,不含胱氨酸,商品甘草却含胱氨酸而不含半胱亚磺酸;甘草毛状根能合成多种黄酮成分,其中甘草查尔酮A的含量高达干生的0.18％。     

野生与栽培乌拉尔甘草不同部位甘草酸含量分析

采用超声提取法结合高效液相色谱(HPLC)对黑龙江省西部野生与栽培乌拉尔甘草不同部位的甘草酸含量进行测定,结果表明:超声方法提取甘草酸是便捷、有效的方法之一,最佳提取条件为50%甲醇提取液,超声提取45m in。甘草地下部分甘草酸含量较高,野生甘草的甘草酸含量主根 > 横根茎 > 不定根 > 垂根茎;栽培甘草则为不定根 > 主根 > 横根茎;总体上看地上部分甘草酸含量是微量的,其中叶的甘草酸含量相对较多,地上茎、种子等器官甘草酸含量较低。无论野生甘草还是栽培甘草, 10月份甘草地下部分甘草酸含量大于5月份,并且这种差别在栽培甘草中表现更明显。人工管理措施对甘草酸含量具有较大影响,野生甘草和栽培甘草经过土壤翻松和良好的田间管理模式反而使甘草酸含量下降,按种植农作物模式对栽培甘草进行管理对提升甘草酸含量效果不佳,给予一定的环境胁迫可以提高甘草酸的含量。在黑龙江省西部,野生甘草主根在1.0~2.0 m深度为甘草酸含量分布较高的部位;栽培甘草主根甘草酸含量随土壤深度的增加而增加,其根尾的甘草酸含量最高,表明栽培甘草主根尚未伸长到其甘草酸含量最高的土壤深度。     

高速逆流色谱分离制备甘草中的甘草苷和芒柄花苷

应用高速逆流色谱分离制备甘草中的甘草苷和芒柄花苷。将甘草乙酸乙酯提取物经聚酰胺柱粗分后,30%乙醇洗脱物用高速逆流色谱进一步分离,所用两相溶剂系统为乙酸乙酯-水(5∶5,v/v),转速850 rpm,流速2.0 mL/min,检测波长254 nm,从50 mg30%乙醇洗脱物中得到甘草苷8.7 mg、芒柄花苷4.2 mg,纯度分别为99.5%和97.3%。所得产物的结构经核磁共振谱(NMR)鉴定。利用该方法可以对甘草中的甘草苷和芒柄花苷进行快速的分离和纯化。     

人为扰动对乌拉尔甘草不同部位甘草酸与总黄酮含量的影响

人为扰动对甘草不同部位甘草酸含量和总黄酮含量均有较大的影响。即使是轻度的人为扰动 (土壤翻松 1次 )也会导致野生甘草的甘草酸含量明显下降 ,尤其对地下根茎 (兼有运输和储存功能 )中的甘草酸的积累影响最大。重度扰动栽培甘草各部位的甘草酸含量均较低 ,相对而言黄酮类物质的积累速率高于甘草酸 ,表明土壤扰动因素对甘草酸的形成与积累的影响大于总黄酮的形成与积累。无扰动野生甘草和轻度扰动野生甘草总黄酮含量从地上到地下呈下降趋势 ,而重度扰动栽培甘草的叶和不定根各有一个含量较高的部位 ,据此推断叶和不定根 (含毛状根 )是黄酮类物质的主要产生部位 ;具有输导功能的地上茎、复叶柄中总黄酮含量较低且波动较大。人为扰动对不同土壤深度甘草主根中甘草酸含量和甘草总黄酮含量的变化规律影响较小。无扰动野生甘草和轻度扰动野生甘草主根在 1.0～ 2 .0 m深度甘草酸含量分布较高是对该生境不同土壤深度长期适应的结果 ,而重度扰动栽培甘草主根可能尚未达到相应的土壤深度 ,因而表现为 1.0 m以下深层土壤中甘草酸含量较高。总之 ,旨在改善甘草生长条件的人为扰动对甘草酸和总黄酮的积累具有消极影响 ,适当的胁迫环境条件对提高药用植物的品质有益     

不同种源地乌拉尔甘草发芽期抗旱性鉴定

在PEG6000模拟干旱胁迫条件下,研究不同种源地的6份乌拉尔甘草种子发芽期与抗旱性相关的形态和生理指标的差异,并通过隶属函数法、系统聚类分析结合反复干旱胁迫对不同来源的材料进行抗旱性的综合评价。结果表明来源于内蒙古中部地区的1号、2号甘草的抗旱性较强,其次为内蒙古东部赤峰的4号甘草以及来自新疆地区的5号和6号甘草,赤峰来源的3号材料的抗旱性最弱。从隶属函数以及聚类分析的结果来看,对于甘草种子发芽期抗旱性鉴定宜选用20%的PEG6000。     

栽培基质酸碱度对甘草生长及菌根效应的影响

为分析不同栽培基质的酸碱度对甘草生长及菌根效应的影响,使用摩西管柄囊霉Funneliformis mosseae（FM）菌剂,以盆栽甘草Glycyrrhiza uralensis为材料,以灭菌的水洗河沙为栽培基质,设置接菌组和空白组,浇灌以不同pH的水,处理60d后测定各处理组的侵染率、侵染密度、生物量指标、光合指标以及有效成分含量。实验结果表明,未接菌条件下,甘草更适合在pH 6-7范围内生长;接种菌剂后,甘草在pH 7-8范围内长势更佳。在pH 7-8范围内,菌根对甘草生长的贡献率较大,光合速率较快。接菌情况下,pH 7时,甘草有效成分积累高于其他接菌组和未接菌组。因此在甘草的种植应用上,摩西管柄囊霉F. mosseae适合在中性和偏碱性栽培基质上配合使用。     

Isoliquiritigenin Isolated from Licorice Glycyrrhiza uralensis Prevents 6-Hydroxydopamine-Induced Apoptosis in Dopaminergic Neurons

Licorice (Glycyrrhiza uralensis) is a medicinal herb containing various bioactive components implicated in antioxidative, anti-inflammatory, antiviral, and neuroprotective effects, but the effects of licorice against Parkinson’s disease (PD)-related dopaminergic cell death have not been studied. In this study, we investigated the protective effects of isoliquiritigenin (ISL) isolated from Glycyrrhiza uralensis on 6-hydroxydopamine (6-OHDA)-induced neurotoxicity in a dopaminergic cell line, SN4741. ISL (1 μM) significantly attenuated 6-OHDA (50 μM)-induced reactive oxygen species (ROS) and nitric oxide (NO) generation and apoptotic cell death. ISL pretreatment effectively suppressed 6-OHDA-mediated upregulation of Bax, p-c-Jun N-terminal kinase (JNK), p-p38 mitogen-activated protein (MAP) kinase, cytochrome c release, and caspase 3 activation. In addition, ISL significantly attenuated 6-OHDA-induced Bcl-2, brain-derived neurotrophic factor (BDNF), and mitochondrial membrane potential (MMP) reduction. Pharmacological inhibitors of the phosphatidylinositol 3-kinase (PI3K)-Akt/protein kinase B (PKB) pathway reversed ISL-mediated neuroprotection against 6-OHDA toxicity in SN4741 cells. These results provide the first evidence that ISL can protect dopaminergic cells under oxidative stress conditions by regulating the apoptotic process.     

甘草毛状根体内外抗氧化能力的测定

甘草毛状根是用Ri质粒转化甘草（Glycyrrhiza uralensis Fisch.）细胞后获得的人工培养根器官,应用化学发光法测定体外SOD样活力,证明甘草毛状根具有较好的抗氧化能力。小鼠体内实验结果表明,预先口服甘草毛状根水煎剂可使由CCl4所致的小鼠血清乳酸脱氢酶、谷草转氨酶的升高以及肝内丙二醛含量的增加显著降低,也能使CCl4所致的小鼠肝内超氧化物歧化酶的降低显著提高,其作用呈剂量依赖性。甘草毛状根可减轻CCl4所致的肝脏坏死,是值得深入研究与开发利用的人工新资源。     

甘草细胞放大培养中搅拌式反应器操作策略优化

为获得甘草细胞在反应器中放大培养的最佳条件,在建立稳定的甘草细胞搅拌式生物反应器放大培养体系的基础上,分别以单因素和正交实验获得的数据为样本,以细胞净增长生物量为考察指标,运用BP神经网络耦合遗传算法对反应器操作策略进行优化。结果表明,接种量6.4%、摇床转速89r/min、通气速率0.1vvm是甘草细胞进行反应器培养的最优条件;与传统的正交实验方法相比,这种基于神经网络耦合遗传算法的优化方法使反应器中细胞生物量的积累提高了6.9%。     

甘草叶片形态结构和光合作用对干旱胁迫的响应

叶片结构在植物防御生物和非生物胁迫方面起着重要的作用,可通过合成、储存和分泌次生代谢产物提高植物抗性。以甘草幼苗为试材,采用盆栽控水自然干旱法,探讨叶片光合作用、气孔微形态和腺体形态对干旱胁迫的响应。结果表明:①随着干旱胁迫程度的加剧,叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)均呈先升高后降低的趋势;其中胞间CO2浓度(Ci)在重度干旱胁迫(severe stress,SS)时迅速增高。②随着干旱胁迫程度的加剧,叶片总气孔密度和气孔开张比呈先增大后减小的趋势;而气孔开张宽度呈逐渐减小的趋势。③随着干旱胁迫程度的加剧,叶片上表皮和下表皮腺体密度总数整体上呈增大的趋势,腺体颜色随着干旱胁迫程度的加剧逐渐加深,形状出现不规则褶皱和内陷。总之,甘草叶片表面的腺体特征参与抗旱逆境调节,从而避免干旱胁迫对甘草植株的伤害;在SS下,胁迫程度加速了气孔细胞的程序性死亡(PCD),甘草幼苗失去抗旱能力。     

干旱胁迫对甘草幼苗生长和渗透调节物质含量的影响

采用人工控制水分模拟干旱的处理方法,研究了干旱胁迫对甘草幼苗生长状况、水分状况和主要渗透调节物质含量的影响.结果显示:轻度干旱胁迫有利于甘草幼苗根系生长,植株根冠比加大.干旱胁迫下甘草根叶组织中相对含水量下降,束缚水/自由水升高.甘草幼苗组织中渗透调节物质可溶性蛋白、游离脯氨酸、可溶性糖含量在干旱胁迫下也均显著增加;且...     

宁夏乌拉尔甘草营养器官中甘草酸含量的动态变化研究

利用高效液相色谱（HPLC）法对宁夏中部干旱带半野生乌拉尔甘草营养器官中甘草酸含量的动态变化规律进行了研究.结果表明：地下营养器官（根和根状茎）是甘草酸主要积累部位,而地上茎和叶中甘草酸含量很低甚至检测不到.就地下器官而言,甘草酸的积累随生长年限增加而递增,且1～4 a生甘草均表现出主根中甘草酸的含量高于根状茎的规律.分别对3 a、4 a生的半野生甘草根和根状茎进一步研究发现,在一个生长季节中甘草酸含量的变化呈现相似的变化规律.即从7～10月份,甘草根和根状茎中甘草酸含量呈波动性上升趋势,10月份达到最大值.     

不同硬实程度乌拉尔甘草种子的活力差异

根据乌拉尔甘草种子吸胀时间的长短将种子硬实程度分为H0、H1、H2、H3、H4和Hmax6个等级,测定其活力指标;同时于盐胁迫和水分胁迫下测定硬实和非硬实种子的发芽率、发芽指数、胚根长度及幼苗的抗氧化酶活性。结果表明:随着硬实程度的增大,种子的发芽率、发芽指数、胚根长度、脱氢酶活性和ATP含量均呈上升趋势,丙二醛(MDA)含量则表现出下降趋势;在逆境条件下,硬实种子比非硬实种子的适应能力强。硬实种子的活力高于非硬实种子,硬实程度与种子活力呈正相关。