干旱胁迫影响药用植物品质的分子机制研究

干旱是影响植物生长的重要因素,适度干旱胁迫可有效提高药用植物品质。本草基因组学的发展推动逆境胁迫影响药用植物品质分子机制的创新性研究。本文综述了干旱胁迫对药用植物生物碱、黄酮、萜类、酚类和皂苷等药效活性成分和生物量的影响,基于本草基因组学的干旱胁迫影响药用植物品质的分子机制研究进展,以及包括活性氧代谢途径和ABA信号转导在内的药用植物响应干旱胁迫的分子机制。提出以药用模式植物为研究对象,以本草基因组学为理论指导,揭示干旱胁迫影响药用植物品质的分子机制,挖掘与药用植物耐旱性状密切关联的分子标记,为提升药用植物品质,选育耐旱药用植物优良种质,指导中药农业生产提供参考。     

药用植物在干旱胁迫下生长代谢变化规律及应答机制的研究进展

干旱胁迫对药用植物的生长发育﹑生理生化以及次生代谢具有显著的影响,它能够抑制药用植物的生长发育,但是会促进其分泌次生代谢产物。同时研究还发现药用植物能够利用ABA信号途径和分泌渗透物质来应答干旱胁迫,减少胁迫所带来的危害。该文综述了药用植物在干旱胁迫下的生长﹑生理生化变化﹑次生代谢和应答机制,以期为研究药用植物和干旱胁迫的关系提供参考。     

干旱和温度胁迫在药用植物研究中的应用现状与展望

干旱和温度胁迫主要应用于大田作物的基础研究,近年来,逐渐应用于药用植物领域研究.该文对目前干旱和温度胁迫在药用植物方面研究现状进行了综述,提出了当前存在的问题,并对干旱和温度胁迫在药用植物上应用进行了展望.     

复合胁迫对药用植物次生代谢的影响及机制

大量研究显示药用植物在其道地产区的生长同时受到多种环境胁迫的共同作用。与单一胁迫相比,植物对2种或2种以上的复合胁迫具有独特的反应,不能直接从植物对每种单独的胁迫反应中推断出来。复合胁迫对植物的作用通常有协同、拮抗或独立3种类型。次生代谢在药用植物响应复合胁迫的过程中也起到了至关重要的作用,环境胁迫可以促使次生代谢产物积累,而在复合胁迫下,植物通过特异性的诱导次生代谢途径上关键酶基因的表达进而诱导次生代谢产物积累以抵御胁迫的侵害。植物在遭受复合胁迫的作用时,多种信号通路途径的相互作用,使得植物响应复合胁迫具有高度的复杂性。该文总结了复合胁迫对药用植物生理及次生代谢的影响,并探讨了相关的生理生化及分子作用机制,以期为提高药用植物的逆境适应能力、提升中药材质量提供理论依据,进一步优化药用植物的栽培。     

聚乙二醇的渗透调节作用在药用植物育种研究中的应用

聚乙二醇(PEG)因其较为理想的水势调节作用,已经开始用于药用植物种子引发和干旱胁迫的研究。介绍了近几年PEG应用于药用植物研究中的现状和问题,PEG引起植物发生生理改变的机制,以及将PEG应用于药用植物的技术策略,为进一步研究药用植物种子引发最佳条件的优选、抗旱性评价及对药材品质的研究提供思路和方向。     

药用植物根形态建成低磷响应策略及其分子机制北大核心CSCD

低磷供应成为全球土壤共性问题,磷是植物生长必需大量元素之一,在细胞组成、物质与能量代谢以及信号转导等关键细胞功能发挥中起着重要作用。磷酸盐转运蛋白(phosphate transporter, PHT)编码基因在调节植物生长发育、根形态建成、次生代谢、激素响应以及调节磷素平衡方面起着重要作用。药用植物活性成分大多为次生代谢产物,因此揭示磷素调控与药用植物有效成分积累关系是药用植物关注焦点,特别是低磷胁迫对根类药材的根形态建成影响及其与激素响应的偶联调控作用密切相关。随着分子生物学的不断深入研究,药用植物也逐渐开始关注PHT对药用植物次生代谢的调控机制。通过对植物长期进化过程中适应低磷环境形成的一系列策略:改变根形态建成、抑制主根生长、形成簇根系并改变体内生理代谢等、低磷胁迫响应蛋白PHT及其调控网络;药用植物响应磷饥饿的表型生物学特征、关键基因及其响应机制进行综述,以期为药用植物“优质优形优价”的生态栽培提供理论依据。     

WRKY转录因子在植物干旱响应机制中的作用研究进展

WRKY转录因子是调控植物发育和应对外界胁迫刺激反应的主要调控因子,在植物抵御干旱过程中的作用至关重要。本文就近年来WRKY转录因子抵御干旱胁迫依赖的信号通路、干旱胁迫下其参与的植物生长发育和生理调控,以及对药用植物次生代谢产物的调控相关研究进行梳理,为进一步探讨植物的抗旱分子机制、培育耐旱品系,探索植物次生代谢产物的药用价值提供参考。     

药用植物抗逆性反应的分子遗传机制研究

生物或非生物胁迫影响药用植物的产量和质量。药用植物抗逆分子遗传机制的研究有助于抗逆基因的挖掘及高抗优质新品种的选育。本文概述生物胁迫下植物的先天性免疫反应(非寄主抗性、基础抗性、小种非特异性抗性以及特异性免疫反应)和系统获得性抗性,以及非生物胁迫(如高温、低温、干旱、盐碱)植物耐受性的分子机制,并对bZIP类、MYB类、AP2/ERF类、WRKY类以及NAC类转录因子对抗逆基因调控作用进行分析,提出通过解析药用植物的遗传信息,挖掘相关抗逆基因,可以加快药用植物抗逆品种的选育,进而有效提高药材的品质和产量。     

穿心莲TCP基因家族全基因组鉴定及非生物胁迫下的表达分析

穿心莲是我国岭南地区重要的药用植物,具有清热解毒、抗菌消炎等功效。TCP基因家族是调控植物生长发育和胁迫响应的一类转录因子。为解析TCP基因家族成员在穿心莲非生物胁迫下的作用,该研究基于全基因组水平鉴定穿心莲TCP基因家族,并进行了其响应非生物胁迫的表达模式分析。结果表明,穿心莲TCP基因家族共有23个成员,氨基酸长度为136～508 aa,相对分子质量为14 854.71～55 944.90 kDa,等电点为5.67～10.39,均定位于细胞核,不均匀分布于13条染色体上,系统进化分析将其划分为3个亚家族：PCF、CIN和CYC/TB1。基因结构和保守基序分析显示绝大多数TCP基因家族成员均含有相同排列顺序的motif 1、motif 2、motif 3和1～3个CDS。启动子顺式作用元件分析表明穿心莲TCP基因家族的转录表达可能受光、激素和逆境胁迫的诱导;结合TCP基因家族响应逆境胁迫的表达模式分析和qRT-PCR验证,预测到ApTCP4、ApTCP5、ApTCP6和ApTCP11可能参与响应干旱、高温和MeJA等多种非生物胁迫。该研究为深入挖掘穿心莲TCP基因响应非生物胁迫下的功...     

干旱胁迫对川白芷叶生长盛期各营养器官生物量的影响

目的:研究自然干旱胁迫对川白芷叶生长盛期各器官生物量积累及分配的影响,并探讨川白芷叶生长盛期各器官生物量对不同干旱胁迫的响应规律。方法:以川白芷叶生长盛期为实验材料,采用自然干旱条件处理,测算根、叶、叶柄、地上部分生物量及根生物量比、叶生物量比、叶柄生物量比、根冠比等指标。结果:轻度干旱胁迫有利于各器官生物量的积累,中度、重度干旱胁迫不利于各器官生物量的积累;轻度、中度干旱胁迫有利于川白芷叶生长盛期生物量向根部转移,重度干旱胁迫不利于川白芷叶生长盛期生物量向根部转移。结论:川白芷在叶生长盛期进行适当干旱处理,有利于提高根生物量的分配比值,有利于提高川白芷的药材产量。     

钙离子对药用植物生长和次生代谢产物积累作用的研究进展

钙是植物生长发育必需的营养元素，也是细胞信号转导的第二信使。其不仅可以满足植物正常生长发育需求，还可以调控植物代谢。钙可以通过稳定细胞壁和细胞膜、提高离子吸收、参与信号转导等方式直接参与植物抗寒、抗热、抗旱、抗重金属毒害和抗盐胁迫等。但是，每种植物对钙的敏感程度不同，缺钙会影响植物的正常生长，适宜浓度的钙能促进植物生长，而钙浓度过高会对植物形成胁迫，抑制植物的生长发育、降低作物的产量。因此，保持植物体内钙离子含量的平衡对植物的正常生长发育具有重要意义。对钙离子对药用植物生长发育、生理生化特性和次生代谢产物积累影响的研究进行总结，探究药用植物与钙离子之间的关系，为药用植物资源开发提供参考。     

Plants as medicinal stressors,the case of depurative practices in Chazuta valley (Peruvian Amazonia)

Ethnopharmacological relevance

Depurative practices, based on taking emetic plants and the restriction of food intake, are very much used in the traditional medicine of Chazuta (Peruvian Amazon) not only to restore health but also to maintain it.

Aim of the study

To describe Chazuta’s depurative practices, within a theoretical framework that involves the stress system and which defines the role played by the medicinal plants used as medicinal stressors. This biomedical model is more inclusive in relation to the variety of medicinal uses found for these practices.

Material and methods

The information was obtained in the valley of Chazuta from October 2004 to August 2005 through semi-structured interviews to the 6.3% of its rural adult population (i.e., 140 individuals, 75% belonging to the San Martin Quechua’s ethnic group). Thereafter, results were analysed and confronted to the existing literature.

Results

Overall, 191 depurative practices were reported in Chazuta where 114 different plant species were recorded and identified. Depending on their level of severity and duration, depurative practices can be classified as mild or strict. The wide range of medicinal uses reported supports both the involvement of adaptive stress responses in depurative practices and the consideration of the plants employed in this practices as medicinal stressors.

Conclusions

By inducing moderate stress within safe levels, depurative practices in Chazuta could produce adaptive responses that would protect against the detrimental consequences of chronic stress and stress-related diseases. This hypothesis could help to understand the diversity of the medicinal uses recorded in the field. Thus, plant remedies used in these practices in Chazuta could be considered as “medicinal stressors” as through vomiting the necessary neuroendocrine stress activation would be produced. In addition, other bioactivities that plants may harbour could converge with the whole stress reactivity process.     

阴影深处：药用植物的表观遗传和表观基因组调控

现存植物中约有60%具有药用和健康促进价值。道地药材是在特定的地理区域生产的,有明确的生态环境和栽培方法。道地药材的临床疗效优于其它地区种植的同种药用植物。植物的特殊药用特性是由其基因组决定的,而适当的生态条件对道地药的形成有重要影响,这至少部分地通过表观遗传学介导。通过表观遗传学/表观基因组学,研究者揭示了环境对基因表达的复杂影响,这些基因控制着药用植物的生长、发育、应激反应和药用植物代谢产物,将其它“组学层”置于有意义的生物学情境中。道地药特有的表型与药用植物的生长发育和胁迫反应密切相关。除了众所周知的遗传控制外,表观遗传机制在种群水平上起着重要作用,在道地药的形成过程中起着至关重要的作用。本文全面综述了药用植物及其相关微生物的表观遗传调控,以及DNA甲基化、小非编码RNA、转座因子和组蛋白修饰在植物和相关微生物基因表达调控中的作用。表观遗传和表观基因组机制应在研究道地药特定的表型和本土化中突出。揭示表观遗传学与道地药的相关性,有助于药用植物及其相关微生物的质量评价、鉴定和可持续利用。     

药用植物根际微生物对其品质形成的影响及其作用机制的研究进展

根际是植物-土壤-微生物信息和物质交换的重要场所,是影响植物生长和抗逆性的重要因素。植物根系和根际微生物之间的相互作用对于植物的生长和品质形成至关重要。植物根系通过分泌有机酸、糖类、次生代谢物等物质特异性的促进有益微生物的生长,也能通过自身免疫系统和分泌抗生素抑制病原菌的增殖。根际微生物可以通过多种方式参与药用植物的生长发育、代谢过程以及活性成分的积累,对于药用植物的养分吸收和利用、土传病害防治、非生物胁迫应激等方面具有至关重要的作用。主要对根际微生物对药用植物品质形成的影响及其作用机制的研究进展进行综述,以期为深入了解根际微生物与药用植物间的互作关系提供参考。     

形制之变(一)——新旧中医国家标准疾病部分异同解读

植物来源中药材的品质与药用植物的生长及次生代谢密切相关。bZIP转录因子作为基因表达的关键调控因子,在植物生长发育、生物及非生物胁迫应答、次生代谢过程中发挥重要作用,对提高药用植物抗性、促进有效成分积累具有重要意义和价值。已证实通过调控bZIP转录因子的表达可有效提高青蒿、人参、丹参等中药材的品质。在阐明bZIP转录因子生物学功能的基础上,探讨其对药用植物品质(形态特征、抗逆反应、次生代谢)的影响,展望其在中药材品质改良中的应用前景,为深入探究bZIP转录因子在药用植物生长发育及有效成分积累中的作用提供参考,为优质中药材的培育和生产提供依据。     

海拔梯度对药用植物品质形成影响的研究进展

药用植物品质的形成主要受基因资源、栽培技术和环境资源等要素的影响。而海拔梯度由于包含了多种环境资源要素的剧烈变化,因而成为研究植物生理生态和发育进程在环境资源梯度格局上变化的理想“天然试验场”。系统综述了海拔梯度对药用植物的形态结构、生理生态特征、生长发育和品质形成等的影响,分析了该领域的研究特点及其存在的问题,指出了未来研究的重点和方向。     

ATP结合盒转运蛋白与药用植物次级代谢物转运的研究进展

三磷酸腺苷结合盒(ATP-binding cassette,ABC)转运蛋白是生物体内分布最为广泛的蛋白家族之一。在调控植物生长发育、根系形态、次级代谢物转运、抗逆胁迫上发挥重要作用。在逆境中产生和累积的次级代谢物往往决定着药用植物的品质。因此,如何提高次级代谢物累积一直作为药用植物品质形成的研究领域热点。研究表明,次级代谢物的累积与ABC转运蛋白密切相关。近年来,随着基因组和转录组测序技术的不断发展,药用植物研究领域也开始关注ABC转运蛋白对次级代谢物的调控机制。该文根据近年来在植物研究领域中ABC转运蛋白的研究进展,系统概述了ABC转运蛋白参与次级代谢物的跨膜转运,以期为研究药用植物ABC转运蛋白的调控机制、增加次级代谢物累积、提升药用植物品质提供重要的理论依据和技术支持。     

Inhibition of Th1 and Th17 Cells by Medicinal Plants and Their Derivatives: A Systematic Review

Searching for new natural drugs that are capable of targeting Th1 and Th17 may lead to development of more effective treatments for inflammatory and autoimmune diseases. Most of the natural drugs can be derived from plants that are used in traditional medicine and folk medicine. The aim of this systematic review is to identify and introduce plants or plant derivatives that are effective on inflammatory diseases by inhibiting Th1 and Th17 responses. To achieve this purpose, the search terms herb, herbal medicine, herbal drug, medicinal plant, phytochemical, traditional Chinese medicine, Ayurvedic medicine, natural compound, inflammation, inflammatory diseases, Th1, Th17, T helper 1 or T helper 17 were used separately in Title/Keywords/Abstract in Web of Science and PubMed databases. In articles investigating the effect of the medicinal plants and their derivatives in inhibiting Th1 and Th17 cells, the effects of eight extracts of the medicinal plants, 21 plant‐based compounds and some of their derivatives, and eight drugs derived from the medicinal plants' compounds in inhibiting Th1 and Th17 cells were reviewed. The results showed that medicinal plants and their derivates are able to suppress Th17 and Th1 T cell functions as well as cytokine secretion and differentiation. The results can be used to produce herbal drugs that suppress Th, especially Th17, responses. Copyright © 2017 John Wiley & Sons, Ltd.