药用植物甾体皂苷生物合成途径研究进展

甾体皂苷是药用植物中普遍存在的一类功效物质,由糖基和甾体皂苷元缩合而成,甾体皂苷的生物合成途径主要包括细胞质甲羟戊酸(MVA)途径和质体2-C-甲基-D-赤藓醇-4-磷酸(MEP)两条途径,并以MVA途径为主。在生物合成途径中涉及一系列关键酶,包括3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶(HMGR),1-脱氧-木酮糖-5-磷酸合酶(DXS),1-脱氧-木酮糖-5-磷酸还原异构酶(DXR),法尼基焦磷酸合酶(FPS),鲨烯合酶(SS),鲨烯环氧酶(SE),环阿屯醇合酶(CAS),细胞色素P450酶(CYP450),糖基转移酶(SGTase)等。在综合前人研究的基础上,该文对甾体皂苷生物合成途径路线图进行了补充和细化,而对近5年来有关药用植物甾体皂苷生物合成关键酶(基因)生物学信息研究报道整理发现,药用植物中HMGR,SS,CYP450,UGT基因研究相对较多,而对FPS,SE,CAS的报道则较少。整体来看,目前对甾体皂苷生物合成途径研究尚处于初级阶段,对于关键酶功能研究缺乏强有力的直接证据。可为甾体皂苷的后续研究提供参考和理论支撑。     

丛枝菌根真菌在药用植物中的作用及机制研究进展

丛枝菌根真菌(AMF)可与绝大部分陆生植物建立菌根共生体系,并在其生长发育过程中发挥着重要作用,但目前对其在药用植物生长、活性物质生物合成、积累中的作用和抗逆胁迫中的角色及相关机制尚无系统分析和梳理。该文首先对常见的AMF研究方法进行了整理,主要包括AMF孢子的分离、形态学鉴定、化学染色、分子鉴定等方法,并将常见AMF属种形态结构列表详述。在促生长方面,AMF通过菌丝体的延长,分泌磷酸酶、有机酸等物质活化土壤矿质营养元素,提高药用植物吸收效率,从而促进药用植物的生长;在提高药用植物活性物质合成和积累方面,AMF通过调控次级产物代谢通路相关信号分子及关键酶活性,从而促进黄酮类、萜类化合物的合成与积累,进而改善药用植物的品质和质量。此外,AMF还可通过提高抗氧化酶活性、提高植物自身清除自由基的能力、络合有毒重金属、稀释高盐浓度、诱导相关胁迫基因的表达等机制,缓解干旱、重金属、高盐及高温或低温胁迫。最后,对AMF在药用植物生态种植中的的应用前景和深入研究进行了展望,为推进相关研究提供借鉴和参考。     

药用植物质量标志物多糖生物合成通路及关键酶研究进展

多糖是众多药用植物中重要的质量标志物,在免疫调节、抗肿瘤等方面具有显著的药理作用。多糖是一类结构复杂、种类繁多、组合多样的生物大分子,其生物合成通路主要包括蔗糖转化、尿苷二磷酸葡萄糖(uridine diphosphate,UDP)-葡萄糖至其他NDP单糖的转化、多糖聚合3个部分。在这一合成过程中涉及的关键酶主要包括蔗糖合成酶(sucrose synthase,SUS)、果糖-6磷酸酯在蔗糖磷酸合成酶(sucrose phosphate synthase,SPS)、蔗糖由转化酶(invertase,INV)、己糖激酶(hexokinase,HK)、果糖激酶(fructokinase,FRK)、UDP-葡萄糖脱氢酶(UGDH)、UDP-葡萄糖焦磷酸化酶(UDP-glucose pyrophosphorylase,UGPase)、UDP-鼠李糖合成酶(UDP-rhamnose synthase,RHM)、磷酸甘露糖突变酶(phosphomannose isomerase,PMM)、GDP-甘露糖焦磷酸化酶(GDP-mannose pyrophosphorylase,GMPP)、糖基转移酶(glycosyl transferases,GTs)等。选取以多糖为主要质量标志物的药用植物为探讨对象,对其多糖生物合成通路、关键酶作用机制及单糖组成进行归纳分析,并对研究中存在的问题和可能的解决思路进行了梳理和展望。对明确药用植物质量标志物多糖生物合成通路,了解关键酶作用机制具有一定的参考价值。     

阳春砂仁根内生真菌解磷功能评价及分类学鉴定

目的对产自于云南的阳春砂仁根内生真菌进行分离、纯培养、解磷功能评价及分类学鉴定。方法通过PDA和MEA培养基分离砂仁根内生真菌,并纯化培养;利用无机磷源Pikovaskaia’s(PVK)固体和液体培养基筛选具有解磷功能的内生真菌,并通过生长圈直径、生物量、有效磷含量、pH值、磷酸酶活性来分析菌株解磷能力和解磷机制;通过核糖体18SPCR扩增,对具有解磷效果的菌株进行分子鉴定。结果研究发现,分离自阳春砂仁根部的24株内生真菌,有10株为深色有隔内生真菌(dark septate endophytes,DSE)。通过难溶性PVK固体培养基筛选发现,共有8株菌可形成解磷生长圈,其中JP-20和JP-23生长直径均大于9 cm,其次为JP-15,生长圈直径为6.06 cm;PVK液体培养基筛选结果显示,菌株JP-23具有较强的解磷效果,生物量显著高于可溶性磷源,液体基质中有效磷含量显著升高,pH明显下降,酸性磷酸酶活性增加。经分子鉴定,初步认定菌株JP-23为枝孢属Cladosporiumsp.菌株(GenBank:MK629004)。结论菌株JP-23可通过调节基质pH值和分泌酸性磷酸酶来分解、吸收难溶性磷源。为研究植物-微生物磷吸收作用机制及砂仁生态种植提供数据支持和理论依据。