盾叶薯蓣自然变异类型间的比较研究

对取自云南期纳的二倍体和三倍体盾叶薯蓣植株以及重庆城口的四倍体植株进行了形态学、染色体数目及同工酶的比较研究。结果表明,这3种类型植株在叶片形态上有明显的差异。二倍体的染色体数目是2n=2x=20,三倍体为2n=3x=30,四倍体为2n=4x=40;酯酶(EST)和超氧化物歧化酶(SOD)酶谱显示,3种类型植株之间具有明显的相关性,但多倍体较二倍体的酶带条数少且着色浅。这些差异除了有地理分布不同的因素外,倍性的不同也是很重要的因素。     

盾叶薯蓣营养器官薯蓣皂甙元含量的动态变化

利用高效液相色谱(HPLC)法对盾叶薯蓣营养器官特别造根状茎中薯蓣皂甙元含量的动态变化、品种之间的差异以及雌雄株之间的差异进行了研究。结果表明:实生苗根状茎中薯蓣皂甙元的含量,2年生高于1年生;根茎营养繁殖的2年生根状茎中皂甙元的含量高于1年生的含量;花叶品种的含量高于绿叶品种的含量;雄株的含量比雌株的含量高。在地上的缠绕茎和叶中没有检测到薯蓣皂甙元。由根茎繁殖的1年生根状茎前期皂甙元含量增加缓慢,后期增加较快;2年生根状茎盛花期含量最高,开花后期含量最低,随后含量逐渐增加。为此应在花叶品种中选择产量高、抗性强的品种作为栽培品种。合适的采挖期仍以地上缠绕茎枯萎期为宜。     

不同倍性盾叶薯蓣的核型分析

采用根尖压片技术对盾叶薯蓣(Dioscorea zingiberensis C.H.Wright)野生和栽培植株的染色体进行核型研究。结果表明,野生盾叶薯蓣为二倍体,其核型公式为2n=2x=20=14m+6sm。4个栽培植株均为四倍体,它们的核型公式分别为:株系A02-6为4x=40=20m+18sm+2st,株系A05-6为4x=40=16m+22sm+2st,株系A09-2-1为4x=40=18m+20sm+2st,株系‘红卫’为4x=16m+22sm+2st。不论是野生种还是栽培株系的核型类型均为2B型,且二倍体与四倍体间、四倍体的不同株系间的核型均存在较大差异。     

盾叶薯蓣营养器官薯蓣皂甙元含量的动态变化

利用高效液相色谱(HPLC)法对盾叶薯蓣营养器官特别是根状茎中薯蓣皂甙元含量的动态变化、品种之间的差异以及雌雄株之间的差异进行了研究。结果表明：实生苗根状茎中薯蓣皂甙元的含量,2年生高于1年生;根茎营养繁殖的2年生根状茎中皂甙元的含量高于1年生的含量;花叶品种的含量高于绿叶品种的含量;雄株的含量比雌株的含量高。在地上的缠绕茎和叶中没有检测到薯蓣皂甙元。由根茎繁殖的1年生根状茎前期皂甙元含量增加缓慢,后期增加较快;2年生根状茎盛花期含量最高,开花后期含量最低,随后含量逐渐增加。为此应在花叶品种中选择产量高、抗性强的品种作为栽培品种。合适的采挖期仍以地上缠绕茎枯萎期为宜。     

盾叶薯蓣中薯蓣皂甙元不同提取方法的比较

为提高盾叶薯蓣(Dioscorea zingiberensis C.H.Wright)中薯蓣皂甙元得率,在实验室条件下,以薯蓣皂甙元含量为评价指标,采用4因素4水平的正交试验,用高效液相色谱法对16种提取方法所得的薯蓣皂甙元含量进行了比较分析.结果表明,硫酸的浓度对薯蓣皂甙元含量有极显著影响,在实验室条件下,可采用10 g样品加2.0mol·L-1硫酸200 mL水解4 h,水解物用石油醚回流提取5 h,能快速准确提取盾叶薯蓣中的薯蓣皂甙元.     

我国盾叶薯蓣居群遗传结构分析

利用随机扩增多态DNA(RAPD)标记,分析研究了中国11个盾叶薯蓣居群82个个体的遗传多样性与遗传结构,15个寡聚核苷酸引物扩增共得到108条带,其中96条为多态带,占88．89％。Shannon多样性指数(I)为0．3093,居群水平的变异从0．1564到0．3098,物种水平的Nei基因多样度(h)为0．2499,居群水平的变化范围为0．1607到0．2137。遗传变异分析表明,物种水平的基因分化系数Gst为0．3415,居群间的基因流Nm为0．9641,居群间遗传交换小。分子方差分析(AMOVA)表明,居群内变异为68．96％,地区间变异为19．45％,居群问变异为11．58％。聚类结果以长江为界,将盾叶薯蓣分为南北两个大类群。研究结果对盾叶薯蓣种质的迁地保护有重要意义。     

盾叶薯蓣根状茎的发育解剖学和组织化学研究

盾叶薯蓣根状茎顶端的生长点由鳞片包被,其衍生细胞分化为原表皮、基本分生组织和散生的原形成层束,以后分化为表皮、基本组织和散生的维管束构成的初生结构。根状茎顶端下方的原表皮内存在初生增厚分生组织,其细胞不断向内分裂和其衍生细胞的体积增大使根状茎能够迅速增粗。分化完成的根状茎主要由周皮、基本组织和散生的维管束构成。周皮由木栓层、木栓形成层和栓内层组成;基本组织由薄壁细胞组成;维管束属于有限维管束。薯蓣皂甙主要存在于基本组织薄壁细胞中。原分生组织和原形成层不含薯蓣皂甙,维管束的木质部和韧皮部中的韧皮纤维也无薯蓣皂甙的分布,韧皮部的生活细胞和维管束鞘细胞有薯蓣皂甙的积累。近顶端的基本分生组织细胞内薯蓣皂甙不形成液滴,随着细胞分裂逐渐停止,细胞内开始形成含薯蓣皂甙的液滴,反映皂甙是在成熟细胞内积累。其中,有小型维管束分布的基本组织中薯蓣皂甙的积累与分布最丰富,两年生根状茎中薯蓣皂甙的含量比一年生的高。     

盾叶薯蓣研究进展

对国内盾叶薯蓣资源概况、分布范围、生态环境、化学成分、品种选育、组织和细胞培养等研究现状进行评述.盾叶薯蓣是我国特有的甾体激素类药源植物,也是世界上薯蓣皂甙元含量最高的资源植物,广泛分布于北亚热带及中亚热带地区.适宜生长区为陕西南部和湖北武当山区,在海拔400～700m、年平均温度16～18℃、年降水量800～900mm、相对强光913～1004μmol·m-2·s-1之间的山地棕壤和山地黄壤等腐殖质深厚的近酸性土壤中生长较为适宜;由于其长期对环境条件的适应,形成了分化显著的生态型,并且在形态特征与遗传特性等方面表现显著,据此已选育出多个栽培品种;组织培养技术是进行种苗生产、品种培育的有效途径,也是工业化皂甙生产的有效途径;薯蓣皂甙主要分布于根状茎中,根状茎主要由周皮、基本组织和散生在基本组织中的维管束三部分组成,周皮细胞的分裂和体积增大使根状茎迅速生长,薯蓣皂甙主要分布于基本组织薄壁细胞中;影响盾叶薯蓣皂甙含量的因素主要有分布区、海拔、土壤、水分、温度、光照等环境因子,也有株间差异、生长时间、生育期、开花时间、根状茎水分含量及形态等自身因子.     

盾叶薯蓣的快速繁殖

对盾叶薯蓣（Ｄｉｏｓｃｏｒｅａ ｚｉｎｇｉｂｅｒｅｎｓｉｓ Ｗｒｉｇｈｔ）的外植体进行组织培养,筛选到诱导芽和诱导根的优化培养基和培养条件,建立了无性快速繁殖培养系,获得完整的培养植株并移栽成功。并用分光光度法初步分析了该诱导植株生长根的薯蓣皂素含量。     

盾叶薯蓣的栽培技术研究

盾叶薯蓣是一种极具开发潜力的药物资源。从根茎繁殖 ,种子繁殖 ,田间管理 ,病虫害防治等几个方面详细总结了盾叶薯蓣的人工栽培技术。     

优化黄姜中甾体皂甙元测定的研究

对传统的黄姜中甾体皂甙元的测定方法进行了改进。提取甾体皂甙元时采用微量样品以氯仿浸提代替传统的回 流抽提法,以Liebemann-Barcharad试剂显色,用分光光度法测定。测定结果准确,高效低成本且步骤简单,应用广泛。     

四倍体盾叶薯蓣生物学特性的研究

以离体诱导获得的四倍体盾叶薯蓣（Dioscorea zingiberensis C．H．Wight）为材料,对其进行生物学习性观察、花粉育性鉴定以及人工授粉试验。研究结果表明：四倍体植株试管苗移栽到大田后生长发育基本正常,但四倍体植株相对二倍体植株表现出各生长发育时期滞后的现象;两年生植株分化形成了雌、雄株,花粉活力为41％,与二倍体植株互为父母本的结实率分别为8．2％和6．3％;四倍体雌株与四倍体雄株受精结实的后代经检测为四倍体。表明离体诱导的四倍体盾叶薯蓣具有较低的育性,其多倍体倍性可稳定遗传。     

药源植物盾叶薯蓣甾体皂苷及皂苷元的研究进展

盾叶薯蓣是重要的甾体激素类药源植物,其根茎中薯蓣皂苷元含量居薯蓣属植物之冠,为我国的特有种。为了寻找高含量的资源、筛选新的生理活性成分,多年来我国学者做了大量的研究工作。主要概括了盾叶薯蓣的资源分布、薯蓣皂苷元的提取工艺、化学成分、药理、含量测定等方面的研究。     

用扩增片段的长度多态性分子标记探讨盾叶薯蓣的遗传多样性

用扩增片段的长度多态性(amplified fragment length polymorphism,AFLP)标记分析研究了中国5个盾叶薯蓣居群30个个体的遗传多样性。筛选出9对AFLP引物,从中检测到14698条清晰可见的条带,其中多态性带12628条,多态性比率85.92%。Shannon信息指数(I)为0.3656±0.1721,物种水平的Nei基因多样性(H)为0.2322±0.2200。遗传变异分析表明,物种水平的遗传分化系数Gst为0.4827,说明其群体间存在一定的遗传分化,居群间的基因流Nm为0.5358,居群间遗传交换较小。聚类分析结果显示5个居群盾叶薯蓣有较为丰富的遗传变异,且与地理分布有相关性。     

盾叶薯蓣元素组成特点及其与土壤营养元素的关系研究

盾叶薯蓣(Dioscorea zingiberensis Wright)根状茎与地上部分各元素的含量明显不同,根状茎中含镍、铁、磷、铝量远高于地上部分,镁、钙、锰量远低于地上部分;盾叶磐蓣对钾、锌、铁等元素的吸收量大于农作物;根状拳与地上部分的比值(R2／U2)较大;大量元素在根状茎中的含量(A)及地上部分含量(B)的大小排序差别较大,微量元素含量A、B值的大小排序完全一致。盾叶薯蓣根状茎的皂素平均含量为2．87％,皂素含量与土壤有机质、全氮、全磷、全钾、有效铁、有效锌含量关系密切。薯蓣皂素含量高的盾叶薯蓣集中分布在大巴山北坡东段化龙山脉一线。     

盾叶薯蓣试管株芽的诱导

以盾叶薯蓣(Dioscoreazingiberensis)试管植株为材料,选取带芽茎段为外植体,转接到株芽诱导培养基上15d后,原茎段基部开始产生株芽突起,30d后每一茎段可产生3-5个已生根的株芽,株芽诱导率为100%,株芽诱导数为180个/40株,其移栽成活率可达90%以上。株芽形成的适宜培养条件:温度为26±2℃,光照时间14hd-1,光照强度为1500-2000lx;适宜培养基组成为:MS+6-BA4.0mgL-1+IBA1.0mgL-1+蔗糖6%-9%+活性炭0.5%+琼脂7%。离体诱导的盾叶薯蓣试管株芽能直接发育为新植株,为盾叶薯蓣的快繁提供了一种新的方法。     

Fungal endophytes from Dioscorea zingiberensis rhizomes and their antibacterial activity

AIMS: The aim of the study was to isolate and characterize the endophytic fungi from the rhizomes of the Chinese traditional medicinal plant Dioscorea zingiberensis and to detect their antibacterial activities. METHODS AND RESULTS: After strict sterile sample preparation, nine fungal endophytes were isolated from rhizomes of the Chinese traditional medicinal plant D. zingiberensis. The endophytes were classified by morphological traits and internal transcribed spacer (ITS) rRNA gene sequence analysis. Their ITS rDNA sequences were 99-100% identical to Nectria, Fusarium, Rhizopycnis, Acremonium and Penicillium spp. respectively. Of these, the most frequent genera were Fusarium and Nectria. One isolate, Dzf7, was unclassified on the basis of its low sequence similarity. The next closest species was Alternaria longissima (c. 92.4% sequence similarity). Endophyte isolate Dzf5 showed the closest sequence similarity (c. 99.5%) to an uncultured soil fungus (DQ420800) obtained from Cedar Creek, USA. Bioassays using a modified broth dilution test were used to detect the antibacterial activity of n-butanol extracts of both mycelia and culture filtrates of D. zingiberensis showed biological activity against Bacillus subtilis, Staphylococcus haemolyticus, Escherichia coli and Xanthomonas vesicatoria. Minimal inhibitory concentration (MIC) values of the extracts were between 31 x 25 microg ml(-1) and 125 microg ml(-1). CONCLUSIONS: Endophytic fungus Dzf2 (c. 99 x 8% sequence similarity to Fusarium redolens) isolated from D. zingiberensis rhizome showed the most potent antibacterial activities. SIGNIFICANCE AND IMPACT OF THE STUDY: Endophytic fungi isolated from D. zingiberensis may be used as potential producers of antibacterial natural products.