虎杖种质资源的分子标记研究

本文应用RAPD、ISSR和SRAP标记对26份虎杖种质资源遗传多样性进行检测.在22个引物中有17个引物(77.3%)扩增产物具多态性,多态性水平相对较高.22个引物共得到98条扩增DNA片段,其中90.8%具有多态性.每个多态性引物平均可扩增出5.24个多态性片段.聚类分析表明,利用BAPD、ISSR和SRAP技术相结合可将全部供试材料区分开,26份材料在Gs值0.54水平上全部聚为一类,以所有材料间的平均遗传相似遗传系数0.71为阈值,将其分为11类.虎杖种质资源在分子水平上确实存在较大遗传差异,RAPD、ISSR和SRAP标记可作为构建虎杖DNA指纹图谱的有效工具.     

虎杖苯亚甲基丙酮合酶PcPKS2的表达纯化和晶体生长

植物类型Ⅲ聚酮合酶超家族(PKSs),又称查尔酮合酶(Chalcone synthase,CHS)超家族,催化合成多种植物次生代谢产物的分子骨架。苯亚甲基丙酮合酶(Benzalacetone synthase,BAS)催化4-香豆酰辅酶A与丙二酰辅酶A通过一步脱羧缩合反应生成苯亚甲基丙酮,是一系列具有重要生物学活性苯丁烷类化合物及其衍生物的前体化合物。前期工作从虎杖中分离出苯亚甲基丙酮合酶BAS(PcPKS2)和1个具有CHS和BAS活性的双功能酶(PcPKS1)。两者与超家族其他成员序列经比较,在包括门卫氨基酸Phe215和Phe265在内的重要氨基酸序列存在一定差异。已有蛋白晶体学研究结果表明,PKSs家族不同成员的功能多样性来自于酶催化位点的非常微小的构象变化。为了能够从结构上比较PcPKS2和Pc PKS1双功能酶活性差异可能产生的机制,以确定其高效BAS活性的分子机理,研究利用了大肠杆菌原核表达系统过量表达了C-端融合有His6标签的重组蛋白,经纯化得到了高纯度蛋白。经过对其晶体生长条件进行摸索和优化,得到了能用于X-射线衍射的单晶,为其结构解析、催化机理研究、了解虎杖聚酮类化合物生物合成机制和该类酶在基因工程中的应用提供了基础。     

酶解法提高虎杖中白藜芦醇含量的研究

目的:提高虎杖中白藜芦醇的含量. 方法:采用酶解法使虎杖中白藜芦醇甙转化为白藜芦醇.对影响酶解的虎杖颗粒度、浸润用水量、酶解温度、时间4个因素进行考察,得出了最佳的酶解工艺. 结论:最佳酶解工艺是,虎杖粗碎至3 mm～10目、用3倍量的水浸润后、在(45±0.5) ℃下酶解2天.酶解后虎杖中白藜芦醇的含量提高了2.72倍.     

虎杖中一种新的2-吡喃酮合酶基因的克隆和功能研究

4-羟基-6-甲基-2-吡喃酮(2-吡喃酮)及其衍生物是一类重要的植物次生代谢产物,具有抗虫、抗真菌等功能,在工业上可用于生产可再生化学平台间苯三酚和1,3,5-三氨基-2,4,6-三硝基苯. 2-吡喃酮合酶(2PS),一种Ⅲ型聚酮合酶(PKSs),是合成2-吡喃酮的关键酶.本研究以中药材虎杖(Polygonum cuspidatum Sieb. et Zucc)为材料,从中分离鉴定了一种新的2-吡喃酮合酶(Pc2PS). Pc2PS与已知的几种2PSs的氨基酸序列相似性为54%～56%.通过体外酶促反应鉴定功能发现,Pc2PS可以催化1分子乙酰-CoA与2分子丙二酰-CoA,缩合生成4-羟基-6-甲基-2-吡喃酮;也可以只利用3分子丙二酰-CoA,以相同的效率缩合生成2-吡喃酮.由此可以看出,乙酰-CoA存在与否并不影响该酶的催化效率.随后,我们测定了Pc2PS以丙二酰-CoA为单一底物时的酶动力学参数.虽然之前报道的2PSs也可以只利用丙二酰-CoA生成2-吡喃酮,但与Pc2PS不同的是,乙酰-CoA的缺失会大大降低催化效率.另外,对Pc2PS基因的组织表达特异性检测结果表明,该基因主要在虎杖根中表达,在叶中的表达量很低.本研究丰富了2PS的种类,并为2-吡喃酮的生物合成提供了基因资源.     

四种苔藓植物提取液对二种蓼科植物种子萌发和幼苗生长的影响

研究卵叶泥炭藓(Sphagnumovatum),卷叶凤尾藓(Fissidenscristatus),弯叶灰藓(Hypnumcallichroum)和大金发藓(Polytrichumcommune)的水粗提取液对维管植物虎杖和皱叶酸模种子萌发和幼苗生长的影响。结果显示:四种苔藓植物的粗提取液对两种植物的种子萌发率并没有显著影响。然而,弯叶灰藓,、卵叶泥炭藓和卷叶凤尾藓的提取液抑制了皱叶酸模种子的活力指数。除此之外,卷叶凤尾藓还显著地抑制了它幼苗的干重。四种藓类的提取液对虎杖的种子活力指数和干重,但是卷叶凤尾藓的提取液对幼苗的生长有显著的影响。苔藓植物粗提取液对种子萌发和幼苗生长的影响的机制并不清楚,有待进一步研究。     

博落回、虎杖和黄芩提取物对植物病原菌的抑制作用

研究了博落回(Macleaya cordata)、虎杖(Reynoutria japonica)和黄芩(Scutellaria baicalensis)提取物对三种植物病原细菌和六种病原真菌的抑制作用.结果显示:虎杖提取物对根癌土壤杆菌和番茄疮痂病菌表现出较强的抗细菌活性;博落回提取物表现出较强的抗真菌活性,对供试真菌的半抑制浓度(IC50)在0.04～0.76mg/mL之间.     

虎杖愈伤组织的诱导及高产白藜芦醇材料的筛选

将虎杖(Polygonum cuspidatum)不同外植体经不同消毒时间处理后,接种在添加不同激素种类和水平的相同基本培养基上或相同激素种类和水平基本培养基上进行诱导实验,同时对根、根茎芽、叶、韧皮诱导的愈伤组织进行白藜芦醇的含量测定实验,其结果表明:基本培养基以MS较好,外植体叶对激素种类较为敏感,其中适当浓度的NAA诱导愈伤组织比2,4-D的效果要好,KT比BA要好,在有KT存在的培养基上诱导愈伤组织比较紧密,有利于分化;在MS NAA2m g/L KT0.1mg/L培养基上诱导愈伤组织较好,根茎芽的诱导率最高,为73%.愈伤组织的生长趋势从接种的第3d开始生长,到21d时生长达到最高峰,干重为0.461g,以后生长速度减慢.不同材料诱导的愈伤组织中白藜芦醇的含量以根茎部芽的愈伤组织含白藜芦醇最高,其次是叶和根,最低的为韧皮.     

虎杖中白藜芦醇对豚鼠左心室流出道自律组织电活动的影响

目的:研究主要应用细胞内微电极技术研究白藜芦醇对豚鼠左心室流出道自律组织的电生理效应。方法:选取体重250～300g豚鼠,应用玻璃微电极技术记录动作电位并观察给药前后动作电位的变化。观察指标:最大舒张电位(MDP)、动作电位幅值(APA)、0相最大除极速度(Vmax)、4相自动除极速度(VDD)、复极至90%时间(APD90)和自发放电频率(RPF)。结果:白藜芦醇可抑制豚鼠左心室流出道自律细胞的电活动,显著降低左心室流出道自律细胞的APA、Vmax、VDD、RPF(P0.01);而对MDP和APD50及APD90无明显作用(30、60μmol/L)。结论:白藜芦醇可抑制左心室流出道自律细胞的电活动。     

K序列探讨虎杖属与西伯利亚蓼的系统学位置

以蓼科Polygonaceae酸模亚科Rumicoideae酸模族Rumiceae大黄属Rheum L.作外类群, 对蓼亚科Polygonideae蓼族Polygoneae 4属19种1变种的trnL-F序列以及16种1变种的matK序列进行了测定(部分序列取自GenBank)和聚类分析, 探讨了虎杖属Reynoutria Houtt.和西伯利亚蓼Polygonum sibiricum Laxm.的系统学位置, 结果表明: (1)虎杖属在两个严格一致树中都聚到了何首乌属Fallopia Adans.的内部, trnL-F序列的支持率为99%, matK序列的支持率为100%, 说明虎杖属应归入何首乌属中, 所以虎杖属的R. japonica Houtt.与R. sachalinense (F. Schmidt ex Maxim.) Nakai应分别命名为Fallopia japonica (Houtt.) Ronse Decraene和F. sachalinense (F. Schmidt ex Maxim.) Ronse Decraene; (2)两个严格一致树都表明, 西伯利亚蓼远离蓼属Polygonum L., 聚到了何首乌属的附近, 两个序列支持率都为99%, 应将该种从蓼属中移出来, 提升为属级, 即西伯利亚蓼属Knorringia Tzvel., 西伯利亚蓼应命名为Knorringia sibirica (Laxm.) Tzvel.。另外, 本文对何首乌属与西伯利亚蓼属作了界定。     

虎杖苷对类风湿关节炎大鼠的治疗机制探究北大核心CSCD

探讨虎杖苷对类风湿关节炎(RA)大鼠的治疗作用及其可能作用机制。采用大鼠右后足趾皮内注射0. 1 m L完全弗氏佐剂致炎制备RA模型,分别给予160、80、40 mg/kg的虎杖苷混悬液灌胃,每日1次,造模后第28 d,对RA大鼠关节炎评分和足爪肿胀评分进行评估,并观察大鼠踝关节的病理学变化。检测血清TNF-α、IL-1β水平及关节滑膜组织中的Bax、caspase-3、Bcl-2、Wnt4、GSK-3β、β-catenin mRNA的表达及Wnt4、GSK-3β、β-catenin蛋白的表达。结果表明虎杖苷可显著降低RA大鼠的关节炎评分和足爪肿胀评分,改善关节腔炎症状态,降低血清TNF-α及IL-1β水平及FLS中的Wnt4、GSK-3β、β-catenin mRNA和蛋白及Bcl-2 mRNA的表达,并升高FLS中Bax、caspase3 mRNA的表达。虎杖苷可有效抑制RA大鼠滑膜增殖,促进滑膜细胞凋亡,控制关节炎症状态,其机制可能与抑制Wnt/β-catenin信号通路的激活有关。