杜仲次生木质部分化过程中木质素与半纤维素组分在细胞壁中分布的动态变化

利用紫外光显微镜、透射电子显微镜结合免疫胶体金标记,研究了杜仲（Eucommia ulmoides Oliv.)次生木质部分化过程中木质素与半纤维素组分（木葡聚糖和木聚糖）在细胞壁分布的动态变化。在形成层及细胞伸展区域,细胞壁具有木葡聚糖的分布,而没有木聚糖和木质素沉积,随着次生壁S1层的形成,木质素出现在细胞角隅和胞间层,木聚糖开始出现在S1层中,此时木葡聚糖则分布在初生壁和胞间层;随着次生,壁S2层及S3层的形成和加厚,木质逐逐步由细胞角隅和胞间层扩展到S1、S2和S3层,其沉积呈现出不均匀的块状或片状沉积模式,在次生壁各层形成与其木质化的同时,木聚糖逐渐分布于整个次生壁中,而木糖聚糖仍局限分布于初生壁和胞间层。结果表明,随着细胞次生壁的形成与木质化,细胞壁结构发生较大变化。细胞壁的不同区域,如细胞角隅、胞间层、初生壁和次生壁各层,具有不同的半纤维素组成,其与木质等细胞壁组分结构构成不同的细胞壁分子结构。     

HPLC法检测蛇足石杉内生真菌胶胞炭疽发酵液中石杉碱甲和石杉碱乙的含量

建立了高效液相色谱(HPLC)测定蛇足石杉(Huperzia serrate)内生真菌胶胞炭疽发酵液中石杉碱甲(Huperzina A)和石杉碱乙(Huperzine B)含量的方法,并以此方法检测胶胞炭疽发酵液中石杉碱甲和石杉碱乙含量的积累。内生真菌发酵液经氯仿萃取、甲醇溶解、过滤后进行高效液相检测分析,选用Agilent Eclipse plus-C18色谱柱(250 mm×4.6 mm,5μm),以0.015 mol/L乙酸铵(p H 6.8)和甲醇溶液(70∶30)为流动相进行等度洗脱,流速1 mL/min,检测波长为308 nm,连续检测内生真菌胶胞炭疽发酵液中第6–15天石杉碱甲和石杉碱乙的含量积累。结果表明,发酵提取液中的石杉碱甲和石杉碱乙可在25 min内进行很好的分离和分析,石杉碱甲在1.50-48.00μg/mL范围内线性关系良好(相关系数r为0.999 5),石杉碱乙在0.25-7.50μg/mL范围内线性关系良好(相关系数r为0.999 7),石杉碱甲和石杉碱乙的平均加标回收率分别为106.83%、108.06%,相对标准偏差(RSD)分别为3.34%、3.60%。该方法简便、快速、精密度高、结果准确,适用于内生真菌发酵液中石杉碱甲和石杉碱乙含量检测。在发酵过程中,内生真菌发酵液中石杉碱甲和石杉碱乙的含量呈现先增后减,随后有所增加继而又减少的趋势。石杉碱甲和石杉碱乙的含量分别在内生真菌发酵第14天、第8天达到最高,分别为12.417 0μg/mL、4.660 3μg/mL。该方法学的建立为内生真菌胶胞炭疽合成石杉碱甲与石杉碱乙的机制研究提供了检测手段,从而有利于药物新资源的开发。     

Physiological and ecological responses to drought and heat stresses in Osmanthus fragrans ‘Boyejingui’

为了探讨植物对干旱、高温及协同胁迫的响应, 该研究以木犀(Osmanthus fragrans) ‘波叶金桂’为材料, 采用盆栽质量控水法模拟干旱胁迫(对照、轻度、中度和重度)和高温胁迫, 利用动态顶空气体循环吸附法和热脱附-气相色谱-质谱(TDS-GC-MS)联用技术对其挥发性有机化合物(VOCs)进行测定; 同时测定其非结构性碳(NSC)含量及次生代谢酶活性。结果表明: 干旱胁迫对‘波叶金桂’叶片NSC组分含量影响不显著; 可溶性糖和淀粉含量在高温胁迫下显著降低, 在协同胁迫后持续性下降, 重度协同胁迫下, 葡萄糖、果糖、蔗糖和淀粉分别比对照降低47.7%、46.4%、34.4%和38.2%。干旱胁迫和协同胁迫下3-羟基-3-甲基戊二酸单酰辅酶A还原酶(HMGR)、1-脱氧木酮糖-5-磷酸还原酶(DXR)活性表现出先上升后下降, 而脂氧合酶(LOX)活性表现出持续性上升趋势; 高温胁迫后, HMGR、DXR和LOX活性显著高于对照。干旱胁迫下萜烯类VOCs释放量表现出先上升后下降趋势, 中度干旱胁迫和高温胁迫下分别比对照高37.9%和32.3%; 协同胁迫下萜烯类释放量逐渐降低, 干旱、高温和协同胁迫诱导醛类释放量明显增加。上述结果表明: 干旱胁迫条件下, ‘波叶金桂’通过NSC进行自我渗透调节, 同时合成大量萜烯类化合物来提高抗旱性; ‘波叶金桂’调控萜烯类化合物合成以及绿叶挥发物(GLVs)的释放抵御高温胁迫; 协同胁迫下萜烯类化合物的合成途径受阻, ‘波叶金桂’提高GLVs合成与释放量抵御协同胁迫; 中度和重度协同胁迫导致‘波叶金桂’细胞膜严重受损, 自我调节能力降低。     

不同氮素形态及其配比对紫苏品质及矿质元素累积的影响

以紫苏幼苗为试验材料,通过营养液盆栽试验,在等氮条件下设置6种不同氮素形态[NH4+-N、NO3--N、CO(NH2)2]及其配比处理,测定其采收期前硝酸盐和亚硝酸盐含量的变化以及营养成分和药用成分的含量,探讨不同氮素形态及其配比对紫苏叶片硝酸盐和亚硝酸盐含量的动态变化、营养成分、矿质元素和次生代谢产物含量的影响,为生产中合理施用氮肥提供理论基础。结果表明,(1)紫苏叶片中的硝酸盐和亚硝酸盐含量随栽培时间的增加而不断累积,在采收前,叶片硝酸盐含量在全铵处理下最低,亚硝酸盐含量在铵硝比(NH4+-N/NO3--N)为25∶75时最低。(2)紫苏叶片中的可溶性糖、淀粉含量在全硝态氮处理下最高,而其游离氨基酸和维生素C含量在酰胺态氮处理时达到最大值;紫苏叶片中P、K、Ca累积量在铵硝比为50∶50时最高,Zn、Fe、Mn元素的含量在全铵态氮处理下最高,而Mg元素含量在全硝态氮处理下含量最高。(3)紫苏叶片中的总黄酮含量、挥发油含量以及迷迭香酸含量均随着铵硝比的增加呈现先升高后降低的趋势,并在铵硝比为25∶75时最高;紫苏叶片中花色苷相对含量在酰胺态处理下达到最大值。研究表明,在紫苏的栽培生产中,铵硝比为25∶75更有利提高其药用品质和营养品质,并且能降低其亚硝酸盐含量。     

应用生物法合成内酯化合物

内酯是广泛存在于自然界中具有生物活性的一类化合物。由于大多数内酯化合物具有手性,用化学方法合成不仅过程复杂,而且产率也不高。利用酶反应的特异性,应用生物法合成内酯化合物具有很好的应用前景,其中包括微生物次生代谢合成内酯,脂肪酸生物转化合成内酯和脂肪酶在有机相中催化羟基脂肪酸形成内酯。本文报道这些领域的进展。     

紫杉醇生物合成的研究

抗癌新药紫杉醇是具有萜类环状结构的天然次生代谢产物。研究紫杉醇的生物合成对于人为定向地提高合成效率以及克隆重组合成中的关键酶基因,进而提高紫杉醇的合成量,都是十分有意义的基础工作。本文以植物和微生物的次生代谢及其主要代谢途径为知识背景,介绍了紫杉烷类物质的基本结构及其结构骨架的分类情况,综述了近年来围绕紫杉醇二萜骨架和侧链基团的生物合成途径的研究进展,对合成中的影响因素进行了初步的讨论。     

安徽黟县次生灌丛和灌草丛生产力的研究

本文对地处中亚热带安徽黟县的次生灌丛和灌草丛以及常绿阔叶幼林的地上部分生产力进行了测定。结果表明：黟县常绿阔叶幼林、次生灌丛和灌草丛的地上部分净生产力分别为11.94,6.84和3.80(t/ha·a),次生灌丛和灌草丛的生产力较低,对亚热带优越的水热资源利用不充分。所调查的九个样地的地上部分生物量和净生产力可回归成线性方程ŷ＝4.27+0.15x,净生产力随着生物量的增加而增加,即群落所处的演替阶段越高,净生产力越大,所以利用处于较高演替阶段的植被,会得到更多的收获。     

生物工程在农业上取得的两大进展

遗传工程在农业方面的应用逐渐受到重视,最近取得的一个进展是转移基因到类谷中,表达了对昆虫抗性;另一个进展是植物次生代谢的基因操作。本期刊载两篇论文,详细报导了这两方面的重要成果,并闸述了目前迅速发展的状况。 蒙山都公司的David Fischhoff和他的同事们介绍了一种细菌杀虫基因在作物中得到表达:苏云金芽孢杆菌(Bacilla thuringiensis var、kurstaki)基因在西红柿中表达后产生毒素;     

浙江天童植物群落演替对土壤化学性质的影响

对浙江天童植物群落演替过程的土壤腐殖质层、0～10cm层和10～20cm层化学因子的比较研究结果表明,随着进展演替,土壤全氮含量呈明显增长趋势,但硝态氮、氨态氮、速效氮、速效磷和速效钾含量除演替初期的裸地、灌丛较小外,森林群落阶段增长趋势一般不明显;土壤pH值则缺乏明显的规律性,但有机质含量呈明显增长趋势,而富里酸和胡敏酸含量,除栲树木荷林和栲树林较高,裸地最低外,其它演替阶段增长趋势也不明显;HA/FA在腐殖质层缺乏明显的规律性,但在0～10cm和10～20cm层则呈减少趋势。可见,常绿阔叶林次生演替能增加土壤有机物质含量,促进土壤有机物质的矿化和再合成作用;而土壤化学性状的改善,也为常绿阔叶林的进展演替奠定了基础。