稀土元素镧对丹参活性物质积累及其合成途径中酶基因表达的影响

该文研究了镧对丹参毛状根中活性物质积累及其合成途径中酶基因表达的影响,为揭示土壤因子镧影响丹参药材品质形成的环境机制奠定基础。采用HPLC测定丹参毛状根中活性物质含量;采用Tiangen多糖多酚植物总RNA提取试剂盒提取RNA,采用Takara反转录试剂盒合成c DNA,采用PCR荧光定量试剂盒进行实时定量分析,采用SPSS软件进行数据分析。结果显示镧处理对丹参毛状根内丹参酮类和酚酸类的积累表现出显著的促进效应,处理后9 d其酚酸类成分含量达到峰值,丹参酮类成分含量随处理时间的延长而增加(15 d内);镧处理后丹参体内活性物质积累的峰值时间相对滞后于酶基因表达的峰值时期,FPPS,TAT,HPPR 3个酶基因与丹参酮ⅡA、迷迭香酸和丹酚酸B含量变化趋势相似,暗示FPPS,TAT,HPPR 3个酶基因在镧诱导的丹参活性物质积累中发挥重要作用。     

不同光质对甘草苗期生长及活性成分含量的影响

目的：探究不同光质对甘草苗期生长及活性成分积累的影响特征。方法：采用白光（对照）、红光、蓝光、红蓝光（红光∶蓝光=2∶1）和蓝红光（蓝光∶红光=2∶1） 5种光质处理甘草,分别在光质处理36、106 d测定甘草的生长指标,建立甘草根部12个活性成分含量的测定方法,结合聚类分析探析不同光质对甘草活性成分积累的影响特征。结果：红光促进甘草株高增长的作用较其他光质大,红光下甘草株高比对照高40.9%～45.1%;红蓝光促进甘草根部生长的作用明显,不同光质下甘草根长、根粗和根干质量增长量变化趋势一致,均为红蓝光>红光>白光>蓝红光>蓝光;不同光质处理106 d甘草的根冠比均大于处理36 d,红蓝光处理106 d甘草的根冠比最大,是对照的2.8倍。聚类分析结果表明,甘草的活性成分随不同光质处理时间的延长而增大,不同光质下甘草酸、芹糖异甘草苷、异甘草苷等9个活性成分含量随不同光质处理时间的增加呈升高趋势。红蓝光促进甘草中甘草酸、芹糖异甘草苷、异甘草苷、异甘草素、新异甘草苷、甘草素和甘草苷积累的作用较其他光质大,分别比对照高88.24%、17.39%、284.31%、156....     

不同强度的红蓝光质对丹参根系形态和有效成分积累的影响

目的 研究不同强度的白光、红光和蓝光对丹参根系形态和有效成分积累的影响。方法 分别利用4个光照强度的白光、红光和蓝光处理丹参植株,测定各处理组中丹参侧根数、侧根直径等根系形态学指标和7种有效成分的含量。结果 在选定的光强范围内,不同的光质对丹参地上部分形态指标的影响不同。100、200 μmol/（m²·s）的红光可以促进侧根的发生,200、300 μmol/（m²·s）的蓝光则可显著提高根生物量。不同成分的积累对光质和光强的响应不同,丹参酮类成分的合成积累较酚酸类成分对光响应更为敏感。结论 光对丹参根系形态和有效成分积累具有双重的调控作用,合理地利用光质和光强是提高丹参药材产量和品质的有效途径之一。     

ABA及其生物合成抑制剂对丹参毛状根酚酸类成分和关键酶的影响

目的:研究脱落酸(ABA)及其生物合成抑制剂氟啶酮(fluridone),对丹参毛状根酚酸类成分和关键酶的影响。方法:继代培养18 d的丹参毛状根添加不同浓度的ABA及ABA与氟啶酮组合,处理1 d后测定关键酶PAL和TAT活性;处理6 d后测定不同处理的丹参毛状根中酚酸类物质的含量。结果:在一定浓度范围内,低浓度的ABA促进丹参毛状根的生长,高浓度的ABA抑制丹参毛状根的生长;ABA显著促进酚酸类物质的积累,对咖啡酸的诱导表现出正相关,但是迷迭香酸和丹酚酸B的效果,表现出在低浓度效果较好,随浓度增大,诱导效果降低,直到ABA浓度至200μmol.L-1,含量开始上升;当ABA与氟啶酮组合处理时,氟啶酮抑制ABA对丹参毛状根酚酸类的积累,但是有差异;不同浓度的ABA会不同程度的提高PAL和TAT酶的活性,添加ABA生物合成抑制剂,酶活性诱导效果降低。结论:ABA能诱导丹参毛状根中酚酸类化合物积累,同时也能激活合成相关酶的活性;ABA生物合成抑制剂氟啶酮不同程度抑制ABA的诱导效果。     

不同光质光强对远志生长和相关酶活性及成分的影响

目的通过研究远志在不同光质光强下的生长、生理特性及成分变化情况,为远志的人工栽培,提高产量、增加目标成分含量提供理论依据。方法以远志直播苗为实验材料,光质设置白光、黄光、红光、蓝光4种光质,光强设置100、300、500μmol/(m2·s) 3个强度梯度,光照30 d后测定远志的株高、根长、叶长、叶宽、丙二醛(MDA)含量、抗氧化酶活性及主要活性成分含量。结果红光下远志的株高、根长、叶长、生物量均达到最大。黄光下MDA含量最小,白光下MDA含量最大。红、蓝光下超氧化合物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性显著升高。蓝光下总黄酮、总酚、3,6′-二芥子酰基蔗糖含量最高。不同光质对远志酮Ⅲ的含量无显著性影响。300μmol/(m2·s)的光照强度下远志株高最高生物量最大,500μmol/(m2·s)光强下远志根长最长。叶片中的MDA含量及SOD、POD、CAT活性随着光照强度的增大而逐渐增大。不同光强对总黄酮、总酚及远志酮Ⅲ含量无显著性影响,300μmol/(m2·s)下3,6′-二芥子酰基蔗糖含量最高。结论红光对远志根的促进作用最强,红、蓝光可显著提高POD、SOD、CAT活性,蓝光对总黄酮、总酚、3,6′-二芥子酰基蔗糖积累的促进最强。500μmol/(m2·s)的光强对远志根的促进作用最强,且叶片的POD、SOD、CAT活性较高,不同光强对总黄酮、总酚及远志酮Ⅲ含量无显著性影响,300μmol/(m2·s)可促进3,6′-二芥子酰基蔗糖的积累。     

须根水提液对白花丹参种子萌发幼苗光合作用及次生代谢的影响

目的:研究不同浓度白花丹参须根水提液对种子萌发、幼苗光合作用及次生代谢物质积累的影响,以期为白花丹参连作障碍的消减提供参考。方法:设置不同浓度白花丹参须根水提液处理组,测定不同处理组种子萌发率、幼苗多酚氧化酶活性、可溶性糖及可溶性蛋白含量;利用高效液相色谱法(HPLC)测定幼苗中水溶性及脂溶性有效物质含量。结果:白花丹参须根水提液低浓度对种子萌发有促进作用,高浓度有抑制作用;与对照组相比,处理组幼苗净光合速率、蒸腾速率、气孔导度均有不同程度下降;对照组多酚氧化酶活性及可溶性蛋白、可溶性糖总量分别比白花丹参须根水提液处理后低7.86%、8.47%、14.33%,但处理后幼苗水溶性有效成分(丹酚酸B、迷迭香酸)及脂溶性有效成分(二氢丹参酮、丹参酮Ⅰ、丹参酮Ⅱ_A、隐丹参酮)含量积累量均高于对照组。结论:白花丹参须根水提液通过影响种子的萌发率、抑制幼苗的光合作用、促进次生代谢产物积累影响丹参的产量及品质。     

基于茉莉酸甲酯诱导的丹参毛状根酚酸类成分次生代谢机制研究

目的:研究外源茉莉酸甲酯诱导后丹参毛状根中酚酸类有效成分形成的次生代谢分子机制.方法:用茉莉酸甲酯(MJ,100μmol·L-1)对丹参毛状根进行诱导实验,分别在0,6,12,24,36h收获材料,运用实时定量PCR对丹参中迷迭香酸次生代谢途径上的关键酶基因的mRNA表达水平进行检测.同时,采用LC-MS测定各个时间点毛状根材料中迷迭香酸(RA)、丹酚酸B(LAB)及咖啡酸(CA)的含量.结果与结论:外源性信号分子MJ作用于丹参毛状根,酚酸类成分迅速积累,表现为CA,RA均在诱导后24h达到最大值,LAB的含量36h后达到最高.其诱导机制可能与不同程度的激活RA合成中苯丙氨酸途径上关键酶基因PAL,4CL,C4H与酪氨酸途径中TAT,HPPR基因的表达有关,基因表达在时间呈现先后性,其中,4CL与PAL的贡献度较大.这为今后更深一步的研究丹参水溶性酚酸类成分的次生代谢途径机制提供了依据.     

丹参多酚氧化酶互作的蛋白筛选与验证

多酚氧化酶(polyphenol oxidase, PPO)是植物体内重要的抗氧化酶,它具有清除活性氧和合成酚类、木质素和植保素等功能,能增强植物抗逆和抵御病虫害能力。课题组前期研究发现丹参PPO基因能正向调控丹酚酸B合成。为深入探究其机制,该文以克隆的丹参多酚氧化酶基因(SmPPO,GenBank登录号KF712274.1)构建了pGBKT7-PPO诱饵载体,验证了其无自激活、无毒性。实验室构建的丹参cDNA文库滴度为4.75×10~7 cfu·mL~(-1),符合建库要求。通过酵母双杂交试验筛选出22个可能与SmPPO互作的蛋白。通过酵母共转化验证得到只有PAL1和TAT与SmPPO互作,通过双分子荧光互补检测(BiFC)进行进一步验证,获得只有TAT与SmPPO互作,故确定TAT与SmPPO互作。分别对TAT和SmPPO按照结构域进行截短,获得SmPPO前126个氨基酸和酪氨酸氨基转移酶(TAT)在细胞膜和叶绿体上互作。通过亚细胞定位试验获得SmPPO主要定位于细胞核和细胞膜上;TAT定位于细胞膜上。实时荧光定量PCR结果表明SmPPO基因主要在根和茎中表达;TAT基因在根中表达,茎和花中表达量较低。该文为深入研究丹参SmPPO与TAT互作调控酚类物质合成的分子机制奠定了坚实基础。     

铜、锌对栽培丹参的丹参酮类物质影响机制的研究

目的：探究微量元素(铜、锌)对丹参根中3种丹参酮的累积产生影响的机制，为丹参的优质高产提供理论依据。方法：通过砂培试验研究铜、锌对丹参根中3种丹参酮的累积和丹参体内过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)活性的影响，并且探究了它们与基质中有效态铜、锌含量之间的相关关系。结果：丹参根中3种丹参酮的含量均随铜、锌浓度的增大而提高，对丹参生长期内3种丹参酮的动态监测表明，铜、锌处理后60 d时的3种丹参酮含量最低，120 d时最高，150 d时又开始下降。在基质中有效态铜和有效态锌含量、丹参体内氧化酶(POD，PPO)活性、丹参根中3种丹参酮含量三者之中，任何两者之间均呈现显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)的正相关关系。结论：铜、锌对丹参根中丹参酮类物质累积产生影响的机制有可能是适量的铜、锌增强了多酚氧化酶、过氧化物酶的活性，而他们又有可能促使了丹参体内酚类物质更多的转化成萜类物质，从而使丹参酮的累积量增加。     

稀土元素镧与丹参毛状根中活性成分及其生物合成中关键酶的量效关系

目的:研究稀土元素镧与丹参毛状根中活性物质及其生物合成中关键酶基因表达的量效关系,结合Hormesis效应理论探讨镧调控丹参次生代谢产物的阈值,以期为丹参中次生代谢产物调控及镧肥的开发提供依据。方法:采用HPLC法测定丹参毛状根活性成分含量,采用TIANGEN多糖多酚植物总RNA提取试剂盒提取RNA,采用Takara反转录试剂盒合成cDNA,采用PCR荧光定量试剂盒进行实时定量检测,采用SPSS软件进行数据分析。结果:镧处理对丹参活性成分积累及关键酶基因表达量影响显著,丹参酮Ⅰ、丹参酮ⅡA、迷迭香酸和丹酚酸B表现出低浓度促进高浓度抑制的"抛物线"趋势;AACT、C4H、4CL、TAT和HPPR五个关键酶基因表达量同样表现出低促高抑的"抛物线"趋势,该趋势符合Hormesis理论曲线。结论:根据Hormesis理论分析,镧对丹参的促进浓度阈值上限在0.1~1.0 mmol·L~(-1)之间。     

光质对灵芝菌丝体生长及内源IAA代谢调控的研究

采用新型LED冷光源设置不同光质条件,动态观测灵芝菌丝体生长、内源IAA含量和其相关酶活性变化及多糖积累情况,研究光质对灵芝菌丝体生长、内源IAA水平及活性成分积累的影响,揭示光质作用于灵芝的效应及机制,为灵芝菌丝体培养提供科学的理论依据.研究发现,蓝光处理菌丝体生长稳定,多糖含量明显高于其他处理,综合优势明显;红光处理在灵芝菌丝体生长前期能显著提高其内源IAA水平,加快其生长;绿光处理菌丝体生长缓慢,鲜重少,但其折干率大.不同光质对灵芝菌丝体IAA代谢相关酶活性有显著影响:蓝光处理灵芝菌丝体IAA含量始终处于较低水平,其吲哚乙酸氧化酶(IAAO)、过氧化物酶(POD)以及色氨酸合成酶活性变化均为前期高而中后期低;黄光处理菌丝体IAA含量居中,但其IAAO、色氨酸合成酶活性最大.结果表明不同光质影响灵芝菌丝体生长,同时对其内源IAA水平也有显著影响.     

不同炮制方法对丹参药材中丹酚酸B的影响

目的:考察丹参不同炮制品中丹酚酸B的含量差异.方法:采用高效液相色谱法对各种丹参炮制品中的丹酚酸B进行含量测定.结果:各炮制品中,酒丹参中丹酚酸B含量最高,醋丹参次之,其次是生丹参,米炒丹参和炒丹参中丹酚酸B的含量很少,丹参炭中丹酚酸B的含量最低.结论:丹酚酸B热稳定性差,乙醇和酸性添加剂可增加丹酚酸B的热稳定性.     

金银花花中活性成分含量及其相关酶活性的动态变化规律研究

目的: 研究不同花期金银花中活性成分含量及其相关次生代谢过程中关键酶活性的动态变化规律,为确定金银花最佳采收期,调控金银花质量和相关管理规范提供指导. 方法: 测定金银花不同花期苯丙氨酸解氨酶(PAL)、多酚氧化酶(PPO)、过氧化物酶(POD)的活性,以及总酚、总黄酮、绿原酸、花色苷等活性成分的含量. 结果: 从三青期到金花期,金银花中总酚、总黄酮和花色苷的含量呈下降趋势,三青期达到最高值,分别为4.04,6.71,0.26 mg·g^-1,绿原酸在三青期达到最高值,为0.968 mg·g^-1,大白期达到最低值,后又小幅升高.PAL,PPO,POD的活性从三青期逐渐下降,到银花期达到最低值,同三青期相比,三者的下降幅度分别为43%,62%,56%,后到金花期略有上升. 结论: 在金花期之前,金银花中的PPO,POD活性与酚类物质程正相关.在金银花成熟期,由于呼吸作用的加强,诱导POD活性上升,使POD成为金银花成熟阶段催化酚类物质氧化为醌的关键酶,即POD是控制金银花成熟阶段活性成分含量的关键酶.     

LED光源的不同光质对灵芝菌丝体生长及抗氧化酶活性的影响

目的:研究不同光质对灵芝菌丝体生长及抗氧化酶活性的影响,为灵芝菌丝体培养提供科学的理论依据.方法:采用新型半导体发光二极管(LED)光源设置不同光质处理,动态观测灵芝菌丝体生长、多糖含量及抗氧化酶活性变化.结果:蓝光处理及黑暗对照条件下灵芝菌丝体生长较快,黑暗对照条件下菌丝体形态纤细、菌落淡薄,蓝光、白光处理菌丝体粗壮、菌落浓密.白光处理菌丝体生物量积累最高,蓝光次之.绿光处理灵芝菌丝体POD酶活性波动变化较大,生长中后期显著高于其他处理.白光处理菌丝体CAT酶在生长过程中始终保持较高活性.生长前期黄光处理菌丝体SOD酶活性最高,后期黑暗对照SOD酶活性较高.前期绿光处理菌丝体多糖含量较高,生长后期蓝光处理菌丝体多糖含量显著高于其他处理.结论:光质影响灵芝菌丝体生长代谢,蓝光利于灵芝菌丝体生长代谢.     

光质与种质对铁皮石斛种苗生长和有效成分的影响

为了揭示光质与种质对铁皮石斛种苗生长和有效成分的影响,采用8种光质(红光、蓝光、黄光、绿光和3个不同比例的红蓝混光),对3个家系(9×66,17×30,78×68)进行组培试验,测定农艺性状及叶绿素、总生物碱、多糖的含量.结果表明,光质和种质对铁皮石斛种苗和有效成分均有极显著的影响,红光有利于种苗根系与苗高生长,蓝光有利于种苗增粗与生物碱积累,红蓝混光有利于叶绿素与多糖含量增加.研究结果为铁皮石斛种苗优质、低碳、高效生产提供了基础,并为优质药材生产给出了有益的提示.     

太空诱导对丹参不同生长阶段生理特性的影响

目的:探讨太空诱导对丹参不同生长阶段的生理生化特性的影响。方法:考察了航天搭载后丹参不同生长期叶片中的叶绿素、可溶性糖、可溶性蛋白的含量变化以及过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)的活性,并同时与地面对照组丹参进行比较。结果:搭载后丹参的光合色素含量增加明显,花前期不同部位叶绿素含量平均增加28.5%,可溶性糖的含量平均减少近42%,且可溶性糖含量与叶绿素含量呈负相关;CAT,SOD的活力均高于地面对照组。结论:航天搭载对丹参的光合特性和生理生化方面产生影响,能够显著提高其光合作用,增强CAT,SOD的活力。     

丹参枯萎病及其病原菌的研究

丹参是世界公认的治疗心脑血管病的首选药物,栽培丹参枯萎病发生严重,严重影响栽培丹参产量和质量。针对上述问题,采用形态学和病原学实验手段对从发生枯萎病丹参植株茎和根中分离得到的病原菌进行鉴定,同时根据ITS序列采用PCR的方法进行进一步确定。结果表明丹参枯萎病多发生7—8月高温、多雨季节,栽培一年丹参枯萎病的发生率为10%左右,而栽培三年或者三茬丹参枯萎病的发生率达到了60%~70%。枯萎病会引起丹参根腐,因此生产上易误认为根腐病。形态学鉴定结果表明该病原菌为尖孢镰刀菌,ITS序列也表明其与黄瓜枯萎病菌的ITS序列同源性为99%。因此,作者认为引起丹参枯萎病的病原菌为尖孢镰刀菌。     

药效学筛选表征丹参二萜醌组分整体性质的代表性成分的研究

目的: 筛选药理作用与丹参二萜醌组分整体药理作用无显著性差异的主成分的组合,从而确定能够表征丹参二萜醌组分整体性质的代表性成分的配伍形式. 方法: 根据体外药效实验结果,结合腹腔注射盐酸异丙肾上腺素(ISO)诱导的大鼠急性心肌缺血模型,从心电图(J点的变化)、酶学指标(SOD,MDA,CK,LDH)以及病理学(心肌组织形态学变化)3个方面比较丹参二萜醌组分、主成分A组合以及主成分B组合的药理作用,从中筛选出能够代表丹参二萜醌组分整体性质的配伍形式. 结果: 丹参二萜醌高剂量组和主成分B高剂量组在各方面的药理作用相似,均无显著性差异. 结论: 丹参二萜醌组分高剂量组和主成分B高剂量组对ISO诱导的心肌缺血具有一定的治疗作用,且疗效相当,因此,初步认为主成分B组中4个成分能够作为丹参二萜醌组分的代表性成分.     

诱导子对丹参毛状根酚酸类和丹参酮类成分积累的影响

目的:考察生物诱导子真菌菌丝提取物和非生物诱导子茉莉酸甲酯及二者协同作用对丹参毛状根酚酸类和丹参酮类成分积累的综合性影响.方法:在继代培养21 d的丹参毛状根中添加不同的诱导子及诱导子组合,分别测定不同收获期毛状根的生长量和两大类成分的积累量.结果:3种处理均显著抑制了丹参毛状根的生长,促进了隐丹参酮和二氢丹参酮Ⅰ的积累,但对酚酸类成分的积累却有不同的作用,茉莉酸甲酯可以促进酚酸类成分的积累,真菌诱导子在一定程度上抑制了酚酸类成分的积累.结论:真菌诱导子和茉莉酸甲酯以及二者协同作用对丹参毛状根不同成分的积累具有不同的影响,3种处理条件下水溶性成分的积累和脂溶性成分的积累基本不存在关联性.