甘草3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶基因多态性与甘草酸含量的相关性分析

目的:揭示甘草3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶(HMGR)基因的多态性,并阐述HMGR基因多态性与甘草酸含量的相关性.方法:以甘草酸含量差异显著的甘草个体为材料,通过RT-PCR法扩增其HMGR基因编码区;与载体pMD19-T连接后克隆测序;通过多重比对进行HMGR基因多态性分析,及与甘草酸含量之间的关联分析.结果:HMGR基因编码区多态性包括整码突变、碱基置换突变、拷贝数多态性及等位基因杂合;HMGR编码氨基酸序列中存在以下4种类型变异,即-HSL,-HSV,GALLV,GALSV,其中-HSV型为甘草中普遍存在类型,-HSL型为甘草酸低含量甘草的特有类型,GALSV型为甘草酸高含量甘草特有类型.结论:甘草HMGR基因编码区具有丰富的多态性,和甘草酸含量之间具有相关性.     

药用植物功能基因克隆新方法——成分差异表型克隆法

针对目前大多数药用植物遗传背景薄弱,有效成分复杂,一般克隆方法难以获得有效成分生物合成相关功能基因的困境,笔者提出并实践了"成分差异表型克隆法",介绍了其概念、原理及方法,通过实例验证了该方法的可行性.指出该方法尤其在有效成分次生代谢途径不明确、相关功能基因背景信息未知的情况下,进行功能基因克隆具有比较突出的优势.为中药功能基因克隆研究探索了新的研究思路和方法,将为深入开展药用植物基因工程、道地药材形成机制等研究奠定基础.     

太空环境对甘草中甘草酸生物合成相关基因的诱变作用分析

目的:探讨太空环境对甘草酸相关基因的诱变作用分析.方法:利用返回式卫星搭载甘草,18 d后返回地球,搭载种子返回地面后与对照组同时种植于实验田中,采集三年生甘草叶子,对甘草酸形成相关基因ITS序列,β-香树酯醇合成酶基因的多态性以及基因表达差异进行了研究.结果:甘草经过卫星搭载后,甘草酸相关基因ITS序列没有发生变化,而甘草酸合成关键基因β-香树酯醇合成酶基因某些位点呈现了差异性,并且太空环境对甘草酸合成关键基因β-香树酯醇合成酶基因表达有一定影响.结论:太空环境对甘草酸相关形成和表达产生一定影响,这些变化对于揭示太空环境对甘草酸形成的基因机制具有重要意义,并且对于后期选育甘草优良种质奠定基础.     

甘草酸的抗病毒作用

从药用植物中获得抗病毒物质可能是良好途径之一,甘草属药用植物已在传统医学和现代医学中普遍使用。甘草酸是甘草的主要生物活性成分之一。本文综述甘草酸的抗病毒作用,为甘草酸及其衍生物的进一步研究与开发利用提供参考。     

转录组测序技术在药用植物研究中的应用

转录组测序技术是一种新发展的转录组学研究方法。在物种基因组信息未知的情况下,进行测序得到遗传信息,转录组测序技术是很重要的分子生物学方法,已经被广泛应用于各个研究领域。而药用植物遗传信息匮乏,对药用植物的转录组进行测序在基因组学是比较活跃的领域,可以了解植物的基因表达并分析其功能和调控机制。对药用植物的转录组学研究有助于解决遗传育种、筛选优良抗性基因等问题。介绍了转录组测序的发展,并从功能基因挖掘和次生代谢产物途径探索等方面综述了近年来转录组测序在药用植物研究中的应用,为药用植物的研究提供了更多基础数据。     

甘草3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶基因多态性对其编码酶催化效率的影响

目的:利用GC-MS方法分析甘草不同3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶(HMGR)基因型表达蛋白的催化效率,为揭示甘草HMGR多态性在优质甘草药材形成中的作用奠定基础.方法:以从甘草中克隆的4种HMGR基因突变型构建表达载体,转化Escherichia coli BL21,进行诱导表达、检测、纯化及体外酶促反应,采用TLC及GC-MS对反应产物进行定性及定量分析.结果:L/V型突变(-HSL,-HSV)催化活性近似,GA插入型突变(GALLV,GALSV)催化活性近似,但插入型突变的催化活性显著高于前者,是前者的2倍左右.结论:甘草功能基因HMGR基因多态性可能是甘草优质药材形成的分子基础.     

现代生物技术在人参属药用植物研究中的应用

该文对DNA条形码等分子鉴定技术、一代和二代测序技术、基因克降等现代牛物技术在人参属药用植物的物种鉴定、转录组分析、次生代谢产物合成途径及关键酶功能鉴定研究中的应用进行综述.现代牛物技术为人参属药用植物在分子水平的研究提供保证,揭示了人参属药用植物转录组及功能基因等遗传信息,加速了人参属药用植物基因组图谱绘制,为阐明人参属植物中重要次生代谢产物——人参皂苷合成的分子机制、实现体外合成重要天然产物以及对未来新药物的研发奠定基础.     

我国药用植物次生代谢产物功能基因研究概况

综述了近年来我国药用植物次生代谢产物功能基因的研究方法和内容,着重介绍了萜类、黄酮类、生物碱类、酚类、多糖类、凝集素等次生代谢产物合成相关功能基因的研究现状,对药用植物次生代谢产物合成相关功能基因的应用前景作了介绍,为今后药用植物功能基因的大规模研究和利用提供借鉴.     

甘草栽培与甘草酸生物合成及其调控的研究进展

本文概述了国内外有关甘草酸生物合成及其调控方面的研究情况.从甘草药用成分主要种类;甘草酸的生物合成途径;甘草栽培及药用成分的研究现状三个方面进行了探讨,认为应用现代生物技术,系统地研究甘草次生代谢产物生物合成及产量形成的机理,研究利用高效、安全、无公害的植物生长物质协同提高甘草的产量、品质等潜力与适用技术,有可能成为甘草实现高产优质人工栽培的重要技术途径.     

药用植物毛状根药用成分合成调控机制研究进展与应用前景北大核心

植物毛状根是药用成分的天然优质原料,具有生长快速、生产时间短、次生代谢产物产量高、遗传稳定等优点,目前利用毛状根技术高效生产药用原料和改良药用植物品质已经成为研究热点。该文总结了与毛状根中药用成分合成途径及其调控方式相关的研究资料,发现目前提高药用植物毛状根中次生代谢物含量的途径一是改变毛状根的外在培养条件,二是对毛状根内在的次生代谢物生物合成通路进行调控;而有关毛状根次生物质代谢合成调控机制的研究主要集中于双子叶草本植物中,以研究生物碱类、黄酮类、皂苷类、萜类、苯丙素类和蒽醌类药用活性成分生物合成的调控机制为主,其中对丹参毛状根中丹参酮和甘草毛状根中甘草酸的生物合成调控机制进行了深入研究。该综述主要从调控毛状根药用成分生物合成的关键酶基因、转录因子以及新颖分子调控因子三个方面进行了系统总结,为药用植物毛状根次生代谢产物合成调控与生产提供参考。     

微量元素养分平衡剂对甘草生长、生理特性以及有效成分含量的影响

目的:研究微量元素养分平衡剂对一年生甘草各项生长指标和生理指标以及主要有效成分甘草苷和甘草酸含量的影响.方法:分别对生长在内蒙古赤峰中药材种植基地和北京中医药大学药用植物园的大田甘草进行2次施肥.采用LI-6400光合仪测定其光合生理指标以及植物生理学常规方法进行甘草叶片色素和抗氧化酶活性的测定.使用HPLC测定甘草根中甘草苷和甘草酸的含量.结果:该微量元素养分平衡剂的施加对甘草株高,叶绿素a,叶绿素b等叶片色素,净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间C02浓度(Ci)等光合生理指标以及地上鲜重和根干重均有显著的促进作用.并且与对照(CK)相比,微肥300倍(T1)和微肥600倍(T2)均显著促进甘草酸含量的增加,分别增加了24.72%,20.23%,各处理间差异显著(P＜0.05).结论:微量元素养分平衡剂可以促进甘草生长、生理和有效成分含量的提高,其中微肥300倍的效果优于600倍.     

乌拉尔甘草转鲨烯合成酶基因毛状根系研究

目的:为了研究甘草酸的合成调控途径及提高甘草酸合成水平.方法:将已克隆的乌拉尔甘草鲨烯合成酶基因(GuSQS1,GenBank登录号为:AM182329)通过发根农杆菌Agrobacterium rhizogenes A4的介导,转化甘草下胚轴并诱导毛状根的形成.建立的毛状根系经0.8 mg·L~(-1)的除草剂(PPT)抗性筛选、PCR和Southern blotting检测分析后,得到的转基因毛状根系经HPLC检测甘草酸(GA)含量.结果与结论:转基因毛状根中甘草酸的最高含量约为野生型毛状根的3.6倍.     

基于“质-量”双标的甘草质量分析方法研究

目的 建立以对照药材为基准物质的定性和不依赖多种对照品定量的甘草Glycyrrhiza uralensis药材“质-量”双标控制方法。方法 采用HPLC技术，以对照药材为基准物质建立甘草特征图谱，通过Q-TOF-MS技术，鉴定共有峰的化学成分，以对照药材和供试药材特征峰的相似度，明确药材真伪，即“质”；对内标成分“甘草酸”进行准确定量，以内标成分计，计算不同批次供试品中各特征峰的相对含量，取“平均数－标准差”作为特征峰化学成分相对于内标物质化学成分的相对含量下限，依据特征峰相对含量下限明确甘草药材优劣，即“量”。结果 建立的特征图谱及含量测定方法符合方法学考察要求；确定了10个共有色谱峰，鉴定出了5个化学成分，分别为芹糖甘草苷、甘草苷、芹糖异甘草苷、异甘草苷、甘草酸，各甘草供试药材与甘草对照药材的相似度均大于0.90；规定了甘草药材特征峰化学成分相对含量下限。结论 该方法不依赖多种对照品，能清晰、快速地判断药材的真伪优劣，为甘草的质量控制方法提供参考。     

分子谱系地理学在药用植物基因水平的研究进展

分子谱系地理学在药用植物遗传多样性、中药道地性形成机制以及中药核心种质构建中的应用研究是目前我国中药研究的热点.近年来,我国学者在中药资源领域深入到与DNA差异相关联的功能基因筛选和基因组学,已对甘草Glycyrrhiza uralensis、青蒿Artemisia caruifolia、丹参Salvia miltiorrhiza等多种药用植物功能基因开展了深入研究.基于分子谱系地理学的药用植物功能基因筛选及中药材基因组学研究将会是今后研究应用的主流.对近年来分子谱系地理学在中药分子鉴定和中药道地性形成机制,特别是药用植物功能基因筛选及基于此的基因组学方面研究进展进行综述.     

短时外源甘草酸刺激下的甘草次生代谢产物影响关系研究

试验拟在人工模拟的高甘草酸含量环境下,探寻甘草中次生代谢产物间的相互影响关系,筛选出与甘草酸含量明显相关的次生代谢产物.通过根部浸泡甘草酸铵溶液,分析浸泡后72 h内甘草根中4种次生代谢产物含量的变化,统计学软件分析各成分与甘草酸含量的相关性.结果表明高浓度1.0mmol· L-1甘草酸的根部浸泡对于在甘草中模拟高甘草酸含量环境是切实可行的,且在短时外源甘草酸刺激时,甘草中甘草酸和甘草苷的含量存在明显的正相关关系.外源甘草酸刺激对甘草植株体内甘草酸的合成积累产生一定的影响,且甘草酸的积累与甘草苷含量密切相关.     

多年生乌拉尔甘草复合丛枝菌根真菌接种效应研究

目的:探究2种丛枝菌根真菌复合与独立接种对田间栽培多年生乌拉尔甘草生长与有效成分积累的长短期效应。方法:选取摩西斗管囊霉Funneliformis mosseae与根内根孢囊霉Rhiaophagus intraradices 2种丛枝菌根真菌菌种,在大田条件下对乌拉尔甘草进行单菌种与复合菌种接种处理,分别于栽培的第1年和第2年采集乌拉尔甘草样品,分析其形态指标和有效成分甘草酸、甘草苷含量。结果:田间试验结果表明,复合接种和摩西斗管囊霉单接种均对乌拉尔甘草中甘草酸与甘草苷含量有提升作用,其中复合接种提升效果最为显著,其次为摩西斗管囊霉单接种,根内根孢囊霉单接种处理无显著提升作用。接种处理组乌拉尔甘草种苗的生长指标与对照组差异无统计学意义。接种丛枝菌根真菌显著提高了甘草苷含量与甘草酸含量的比值,接种组甘草苷、甘草酸的积累速率呈显著正相关且与对照组有明显差异。结论:揭示了大田条件下复合丛枝菌根真菌接种的长期效应,发现摩西斗管囊霉与根内根孢囊霉复合接种可以提高大田栽培乌拉尔甘草的品质,并对甘草苷与甘草酸的含量比例有调节作用,为人工栽培乌拉尔甘草过程中丛枝菌根真菌利用提供参考。     

脱落酸对甘草化学成分含量和颜色的影响

该试验拟以栽培甘草为材料,不同浓度ABA叶面喷施,5个时间点取样,研究ABA对甘草化学成分含量和颜色的影响.结果发现,ABA施加后甘草45 d内甘草酸、甘草苷的含量均有一定程度的提高,以甘草苷含量变化更为显著.其中高浓度ABA(3.96 mg·L^-1)施加使得甘草酸的质量分数30 d内从(1.099±0.108)%上升至(1.665±0.319)%,上升幅度为52%;甘草苷的质量分数30 d内从(0.353±0.090)%上升至(1.738±0.428)%,上升幅度为392%,二者均在45 d时有明显的下降趋势.高浓度ABA(3.96 mg·L^-1)施加后45 d内甘草粉末的颜色指标a^*,b^*较对照组有显著的升高,即甘草粉末色泽加深,偏红黄两色.由此得出结论为高浓度ABA(3.96 mg·L^-1)叶面施加不仅能够提高以颜色为指标传统认知上的质量,又能提高以甘草酸、甘草苷含量为指标现代认知上的质量.     

红树林植物杯萼海桑法呢基焦磷酸合酶的基因克隆及序列分析

目的 对杯萼海桑Sonneratia alba萜类化合物生物合成途径的关键酶法呢基焦磷酸合成酶(Farnesyl pyrophosphate synthase,FPS)基因的编码cDNA序列进行克隆,为研究杯萼海桑萜类化合物生物合成与基因调控奠定基础.方法 结合杯萼海桑根的转录组注释,根据编码区序列设计引物,通过PCR方法克隆杯萼海桑FPS (SaFPS)基因的编码区cDNA.结果 PCR扩增了一个长1 029 bp的基因片段,该片段编码由342个氨基酸组成的SaFPS.同源性比对结果显示基因编码蛋白与甘草的FPS具有氨基酸一致性达86％.其具有异戊烯基转移酶的2个典型保守功能域.进化树分析结果显示,与甘草Glycyrrhiza uralensis、苜蓿Medicago truncatula、羽扇豆Lupinus albu具有较近的亲缘关系.实时荧光定量PCR结果显示SaFPS基因在花中表达量较高,果实、茎、叶中表达量相对较低.结论 首次从红树林植物杯萼海桑中克隆FPS基因获得其编码区序列,SaFPS基因具有组织表达特异性.本研究为分析基因表达特性及其在生物合成中的功能奠定基础.