生长年限对滇重楼中甾体皂苷活性成分和生物量积累的影响

目的 探究云南重楼Paris polyphylla var.yunnanensis（滇重楼）根茎中甾体皂苷活性成分和生物量积累随生长年限的变化状况,以期为滇重楼的质量控制提供科学依据。方法 以7、8、9、11、12、13、14、15年生滇重楼为研究对象,采用HPLC法和直接称重法测定不同年限滇重楼根茎中8种甾体皂苷（重楼皂苷Ⅰ、Ⅱ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅲ、H、V和纤细薯蓣皂苷）含量和生物量。结果 8种甾体皂苷活性成分线性关系良好（R²≥0.999 5）,精密度、重复性、稳定性和加样回收率的RSD值均小于3%,验证了该方法的可行性;随着年限的增长,滇重楼根茎生物量呈逐渐增长的趋势,其生长发育可分为增长缓慢期（第1～4年）、增长快速期（第5～10年）和增长平缓期（第11年后）3个阶段,其中7年生滇重楼根茎生物量增长最快,平均年增长量达（31.843±14.225）g;滇重楼根茎中8种甾体皂苷成分含量在不同生长年限的变化呈随机波动、无规律,《中国药典》2020版规定的3个指标成分重楼皂苷Ⅰ、Ⅱ、Ⅶ含量之和与8种甾体皂苷总和的变化趋势一致;用4个主成分对不同年限滇重楼药材进行综合评价,结果显示7年生样品在所有样品中的综合得分位于前7名。结论 建立了同时测定滇重楼中8种甾体皂苷活性成分含量的方法,可用于滇重楼的质量评价;滇重楼并非种植年限越长越好,建议以7年生滇重楼采收入药为最佳。     

水分胁迫后复水对滇重楼生长以及皂苷积累的影响

目的:冬春季节为云南的旱季,滇重楼地下根茎易遭遇水分胁迫。人为控制水分胁迫程度后复水常规管理,调查滇重楼出苗率、农艺性状、光合特性、各器官生物量和生物量分配比例及皂苷积累等情况,以探究滇重楼地下根茎对冬春水分胁迫的生态适应。方法:采用单因素实验设计,以三年生种苗为试验材料,对根茎失水0%、30%、50%三个处理进行盆栽实验,每处理4次重复。3月份调查出苗率,7月份每处理随机选取5株植株测量农艺性状后烘干至恒重,称其生物量,用光合仪测定光合速率、蒸腾速率、胞间CO_2浓度等指标,高效液相色谱仪测定重楼皂苷Ⅰ、Ⅱ、Ⅴ、Ⅶ的含量。结果:(1)随失水的增加滇重楼出苗率降低。(2)滇重楼失水后株高、茎粗、叶长、叶宽、叶片数、根茎粗、根茎长、根数、根系粗、根系长都比对照有降低趋势。(3)失水30%处理净光合速率、气孔导度、胞间CO_2浓度、蒸腾速率与对照无显著差异,失水50%净光合速率和气孔导度显著低于对照。(4)失水30%地上和地下生物量积累分别比对照减少38.46%和64.68%,失水50%地上和地下生物量分别比对照减少69.23%和72.02%。(5)干旱胁迫后根茎中重楼皂苷比对照显著增加,叶中皂苷含量比根茎高。结论:干旱导致滇重楼根茎失水显著影响了出苗及后期生长,但适度失水后有助于重楼皂苷Ⅶ的积累。因此,滇重楼栽培应及时准确监测土壤和根茎的水分含量,确保滇重楼根茎处于水分充足的健康状态,保证滇重楼正常生长。     

滇重楼表型性状变异、主成分、相关及通径分析

目的:调查滇重楼居群表型性状的变异范围,寻找与产量密切相关的表型性状,为今后滇重楼品种选育提供参考。方法:以云南省西双版纳地区经3年引种栽培的野生滇重楼居群为研究对象,随机标记滇重楼植株,观测其表型性状,并进行表型性状变异、主成分、相关性、方差和通径分析。结果:该滇重楼居群11个表型性状变异较大,主要分布在产量、长势、遗传特征几个方面。不同生长年限(4~10年)滇重楼植株地上部分性状包括茎高、茎粗、花茎高、花茎粗、叶数、叶长、叶宽无显著性差异(P0.05),地下部分性状包括根重、根长、根粗随植株生长年限增加而增加,差异显著(P0.05)。滇重楼各主要性状对根重的作用效应依次为:根粗(0.2550)根年限(0.1183)根长(0.0202)茎粗(0.0081)茎高(0.0044)叶数(0.0025)叶长(0.0018)叶宽(0.0004)花茎高(0.0003)花茎粗(0.0001)。结论:该滇重楼居群表形性状在产量、长势、遗传特征几个方面变异丰富,其中地上部分表型性状差异与生长年限无关,生长年限影响的主要是地下部分性状。在滇重楼不同根茎类型挑选时,根粗可以作为首选性状,在不方便获得根茎性状信息的情况下,茎粗可以作为首选性状。     

华重楼皂苷类成分的动态分布规律对药材质量的影响

目的研究华重楼皂苷类成分及药材生物量积累速度的时间、空间分布规律(随植株生长年限、采挖季节的变化规律及在不同部位的积累特征),明确最佳种植年限、采收季节、入药部位。方法建立了基于高效液相色谱法-蒸发光散射检测器(HPLC-ELSD)同时测定华重楼6种皂苷(重楼皂苷I、II、VI、VII、V、H)量的方法以检测皂苷量的变化;采用烘干法测定药材折干率以指示生物量积累速度。结果华重楼根茎折干率同生长年限呈正相关,8年生最高;随着采收月份呈波浪式,6月和1月为波峰;总皂苷构成以重楼皂苷VII、H为主,总皂苷量随着生长年限呈"V"字型,2年和8年为顶点;随着采收季节呈波浪式,3月和11月为波峰;植株不同部位的总皂苷分布差异明显,茎叶总皂苷量根茎尖段总皂苷量根茎中段总皂苷量≈根茎尾段总皂苷量,其中重楼皂苷VII的分布从茎叶向根茎尾端呈明显下降趋势,而重楼皂苷H则呈显著上升趋势。结论生长年限、采收季节、植株部位对华重楼皂苷的累积有明显影响,人工栽培华重楼最佳种植年限为8年、最佳采收季节为11月;仅采用根茎尾段入药会降低商品药材质量;重楼皂苷VII可能同华重楼的萌芽和茎叶生长有关;茎叶可作为获取重楼皂苷的重要资源,对于扩大药源,提高资源利用效率有重要意义。     

滇重楼根际微生物分布与甾体皂苷含量的相关性

观察了滇重楼栽培中根际土壤细菌、真菌、放线菌和3类促生细菌数量的变化规律,探讨了根际土壤微生物数量与滇重楼品质的关系。结果表明,滇重楼植物根际土壤微生物资源丰富,不同产地滇重楼根际土壤细菌、真菌、放线菌、解钾细菌、解无机磷细菌和解有机磷细菌数量具有显著性差异(P<0.05),根际土壤微生物数量的分布规律是:细菌数量>放线菌数量>真菌数量。随着种植年限的增加,真菌与解钾细菌数量呈逐年增加,细菌、放线菌、解无机磷细菌与解有机磷细菌数量呈逐年减小的变化趋势,土壤微生物类型由"细菌型"向"真菌型"过渡。不同产地滇重楼根茎的药用品质具有生境依赖性,种植年限的增加造成滇重楼药用品质下降作用明显。由此可见,种植年限增加会引起土壤微生态区系的变化,降低了滇重楼对营养物质的吸收利用,进而造成滇重楼药用品质下降。     

基于生物量和活性成分的滇重楼幼苗优良菌根真菌筛选

目的以菌根生活力、根茎生物量和活性成分为指标,筛选适宜滇重楼幼苗生长发育的优良丛枝菌根(arbuscular mycorrhizal,AM)真菌。方法以灭菌土壤为生长基质,采用室温盆栽试验,研究接种28种外源性AM真菌对滇重楼幼苗菌根生活力、根茎生物量和重楼皂苷产量(单株幼苗所含的重楼皂苷量、重楼皂苷含量与幼苗生物量的乘积)、根茎重楼皂苷与核苷含量的影响。结果接种的28种AM真菌与滇重楼幼苗均形成了共生体系并且发育良好,并能提高滇重楼幼苗菌根生活力,但具有偏好性。大多数AM真菌处理组能提高滇重楼根茎生物量,促进了滇重楼幼苗重楼皂苷和重楼核苷的积累,表现为重楼皂苷含量和产量的提高。菌根形成对滇重楼幼苗次生代谢的影响还表现在重楼皂苷和重楼核苷的器官分配上,菌根化滇重楼幼苗须根中4种重楼皂苷总量具有高于根茎的趋势,而根茎中9种核苷总量明显高于须根。结论本研究中不同AM菌株的表现,对进一步提高滇重楼幼苗生物量和品质的菌株筛选具有重要的借鉴作用,巨大巨孢囊霉Gigasporagigantea、美丽盾巨孢囊霉Scutellospora calospora、沾屑多孢囊霉Diversispora spurca、异配盾孢囊霉Dentiscutata heterogama、沙荒球囊霉Septoglomus deserticola、薄壁两性囊霉Ambispora leptoticha可望能作为培育滇重楼菌根化苗的理想菌株。     

红外光谱结合判别分析对滇重楼生长年限的鉴别

目的: 建立滇重楼生长年限的鉴别方法,为滇重楼的质量控制提供参考。 方法: 利用傅里叶变换红外光谱技术测试了同一产地7种不同生长年限的68株重楼主根木质部和表皮样品的红外光谱,利用Omnic8.0软件计算样品的二阶导数光谱和四阶导数光谱,分别以主根木质部和表皮在1 800~900 cm^-1的红外光谱、二阶导数红外光谱和四阶导数红外光谱数据为样品特征,采用Mahalanbis距离逐步判别分析法,依据Fisher线性判别准则建立重楼生长年限的判别模型,对未知生长年限的样品进行鉴别比较。 结果: 四阶导数光谱比其他级别的光谱鉴别效果好,表皮光谱比木质部光谱的鉴别效果好;利用表皮的四阶导数光谱数据建立判别分析模型对重楼的生长年限进行鉴别时,训练样本回判正确率100%,测试样本预测正确率78.6%,总正确率95.6%。 结论: 傅里叶变换红外光谱结合逐步判别分析法可鉴别重楼的生长年限,为生产实践中预测重楼的生长年限提供了一种新思路。     

滇重楼品质与产地和表型性状相关性分析

对滇重楼主要分布区不同产地野生品与移栽品的主要表型性状与品质进行比较,为适生区滇重楼生产提供指导,以期为滇重楼种质资源的保护利用、品质控制和良种选育提供参考依据。通过野外实地考查并收集样品,以采自云南、贵州、四川33个采集点的滇重楼植株及其根茎为研究对象,采用常规方法测定植株的7项表型性状的变异,采用高效液相色谱法(HPLC)同时测定滇重楼4种甾体皂苷(重楼皂苷Ⅰ,Ⅱ,Ⅵ,Ⅶ)含量以检测皂苷含量的变化,利用主成分分析和聚类分析方法分析其多样性,并对滇重楼样品的表型性状和皂苷含量进行相关性分析。不同产地的野生和移栽滇重楼7个表型性状均存在显著性差异,具有较高的表型多样性,且表型性状的变异具有间断性,具有丰富的遗传变异。主成分分析结果表明叶形指数为滇重楼形态变异的主要因素。聚类分析表明,多数产地野生滇重楼与移栽滇重楼表型性状未能完全分开。不同产地的野生与移栽滇重楼中重楼皂苷含量存在较大差异,93. 94%的滇重楼样品符合2015年版《中国药典》要求,整体质量较为稳定。独立样本t检验结果表明野生品与移栽品所有活性成分均无显著差异,无法区分野生品与移栽品,与聚类分析结果相一致。相关性分析结果表明,滇重楼植株的表型性状与其入药品质存在一定相关性,重楼皂苷总含量与叶长、叶形指数呈显著正相关(r=0. 389,0. 441; P0. 05)。云南、贵州、四川为适宜进行滇重楼人工栽培的地域,移栽滇重楼完全可以代替野生品使用。同时为滇重楼的原生地就地保护及优良种质的选育提供参考。     

不同生长年限滇重楼营养器官中皂苷的组织化学定位研究

目的了解滇重楼生长发育过程中结构特征与皂苷积累的关系,为滇重楼合理采收奠定理论基础。方法应用等量的5%香草醛-冰醋酸和高氯酸混合试剂显色的组织化学定位技术对两年生至七年生滇重楼叶和根状茎两个营养器官中的总皂苷进行研究。结果在滇重楼根状茎中,皂苷主要存在于基本组织的薄壁细胞中,而叶中的皂苷主要存在于叶肉组织中;不同生长年限的滇重楼根状茎皂苷含量与其生长年限呈正比关系,而不同年限滇重楼叶中的皂苷含量与生长年限之间的线性关系不明显。结论组织化学方法可作为重楼皂苷类成分高低的评价方法,研究结果符合传统的滇重楼采收选择年限,为滇重楼的正确采收提供提供了实验依据,也为滇重楼利用中选择合理使用部位提供了理论支持。     

滇重楼根茎品质与根际土壤因子的相关性分析

目的 探明野生与移栽滇重楼Paris polyphylla var.yunnanensis根际土壤中基本养分、土壤酶活性与根茎品质的关系,筛选影响滇重楼活性成分的主导土壤因子,为滇重楼合理施肥提供参考依据。方法 以采自云贵川33个样点的滇重楼为材料,测定了其根茎品质指标以及生长土壤基本养分含量和土壤酶活性;分析了根茎品质指标与土壤因子的相关性,并采用逐步回归分析方法筛选出影响滇重楼根茎品质的主要土壤因子。结果 滇重楼野生品和移栽品在总皂苷、总多糖、总黄酮含量上具有一定的差异,药材品质具有一定的地域性。所有滇重楼根际土壤样品的酸碱度适中,基本养分充足、含量丰富,土壤酶活性高,适宜于滇重楼的生长发育,野生地土壤肥力质量优于移栽地。野生滇重楼根茎总皂苷与多酚氧化酶活性呈现出极显著正相关,总黄酮与pH值、脲酶活性呈极显著负相关关系。移栽滇重楼根茎总皂苷与速效钾含量呈现出显著负相关,总黄酮与蔗糖酶活性呈显著正相关关系,总多糖与碱性磷酸酶活性呈显著正相关。结论 滇重楼品质主要受到土壤因子综合影响,在滇重楼野外就地保护或人工栽培过程中,注意根据实际情况增减土壤各养分的含量及其比例关系。     

混合丛枝菌根真菌接种时期对滇重楼幼苗内源激素含量的影响

目的研究混合丛枝菌根(AM)真菌不同接种时期对滇重楼Paris polyphylla Smith var. yunnanensis幼苗内源激素含量的影响。方法室内盆栽法,分别将滇重楼种子、1年生苗、2年生苗接种混合AM真菌,于灭菌土壤基质中进行共生培养,采用高效液相色谱法测定内源激素玉米素核苷(ZR)、赤霉素(GA)、吲哚乙酸(IAA)和脱落酸(ABA)含量。结果混合AM真菌对不同时期,不同种源的滇重楼根状茎和根中内源激素ZR、GA、IAA、ABA含量变化的影响不尽相同。整体上,与对照组比较,野生种源和栽培种源滇重楼根状茎和根的ZR和GA内源激素含量均呈增加趋势,ABA含量均呈减少趋势。滇重楼根状茎和根中IAA/ABA、GA/ABA、ZR/ABA增大。结论 1年生苗期接种S2、S6型混合AM真菌,对促进滇重楼幼苗根状茎和根生长的综合效果最佳。     

基于SSR分子标记的滇重楼遗传多样性研究

目的研究滇重楼Paris polyphylla var.yunnanensis自然居群的遗传多样性,为滇重楼资源的保护和合理利用提供数据。方法采用SSR分子标记对滇重楼5个不同居群共115份样品进行遗传多样性分析。结果筛选出8对可用SSR引物,多态位点百分率(PPB)为100%,多态信息量(PIC)为0.745 6。在居群水平和物种水平上,观测等位基因数(N_a)分别为8.425 0和17.750 0,有效等位基因数(N_e)分别为4.960 9和7.500 7,观测杂合度(H_o)分别为0.295 5和0.294 8,期望杂合度(H_e)分别为0.654 8和0.774 4,Shannon’s信息指数(I)分别为1.520 1和2.038 6。遗传分化系数(F_(st))为0.172 8,基因流(N_m)为1.196 6。利用UPGMA聚类分析,将5个居群分为2类。结论滇重楼遗传多样性水平较高,居群内和居群间具有一定的遗传分化。对保护和发展滇重楼资源提出若干措施,为滇重楼的保护和科学可持续利用提供参考。     

AM真菌对滇重楼光合参数及生理指标的影响

通过室温盆栽接种试验与室内分析相结合的方法,观察灭菌土壤条件下接种28种丛枝菌根(AM)真菌对滇重楼光合参数和生理生化指标的影响。结果表明,滇重楼与AM真菌形成了良好的共生关系。AM真菌诱导处理后,不同AM真菌对滇重楼叶片的光合参数和生理生化指标的影响有所差异,AM真菌的施用能够提高滇重楼叶肉细胞的光合作用强度,提高滇重楼叶片可溶性蛋白和可溶性糖含量及保护酶活性,增强了滇重楼抗不利环境的能力,促进了滇重楼的生长,而滇重楼与AM真菌之间存在一定的相互选择性。从综合接种效应来看,瑚状盾巨囊霉Racocetra coralloidea、美丽盾巨孢囊霉Scutellospora calospora、近明球囊霉Claroideoglomus claroideum、透明盾巨孢囊霉S. pellucida和明球囊霉Rhizophagus clarus是最适宜滇重楼大田栽培时推广应用的优良备选菌株。     

基于形态和红外光谱分析的云南重楼及近似种的快速鉴别

目的基于形态和红外光谱法建立云南重楼及近似种的鉴别方法,并进一步分析其亲缘关系,为资源开发利用提供依据。方法对云南重楼及其近似种进行了原植物形态比较,并对光谱数据进行自动基线校正、自动平滑、纵坐标归一化、二阶求导等预处理,采用主成分分析(principalcomponentanalysis,PCA)、偏最小二乘判别分析(partialleastsquares discriminantanalysis,PLS-DA)及系统聚类分析(hierarchicalclusteranalysis,HCA)分析光谱数据。结果云南重楼与近似种在植株大小、叶片、叶脉、萼片、花瓣、花亭和雄蕊等形态特征上存在典型的鉴别特征,可为其提供形态鉴别依据。6种重楼的二阶导数在3 000～2 000 cm-1和指纹区1 800～500 cm-1波段内差异明显,HCA和PLS-DA均能较好地区分云南重楼及近似种,可为其提供红外光谱鉴别证据。HCA结果表明云南重楼、七叶一枝花、狭叶重楼、矮重楼和多叶重楼亲缘关系较近。结论傅里叶变换红外光谱(FTIR)结合原植物形态鉴定能够快速鉴别云南重楼及其近似种,为指导重楼栽培、临床应用和资源开发提供科学依据。     

丛枝菌根真菌对滇重楼内源激素的影响

目的初步探索接种不同外源性丛枝菌根(AM)真菌对滇重楼Paris polyphylla var.yunnanensis幼苗内源激素水平变化规律。方法以灭菌土壤为生长基质,于室温盆栽条件下对滇重楼新鲜种子与28种AM真菌共培养后采样,采用HPLC测定和比较分析各处理组滇重楼根茎和须根内源激素玉米素核苷(ZR)、赤霉素(GA)、吲哚乙酸(IAA)和脱落酸(ABA)的量。结果接种外源性AM真菌能提高滇重楼幼苗菌根侵染率和成苗率,AM真菌对滇重楼幼苗根茎和须根中ZR、GA、IAA、ABA 4种激素量的变化表现出不同的规律,但具有偏好性。与对照组相比,整体上接种AM真菌处理组根茎中ZR、GA量呈现增长的趋势,IAA量变化规律不明显,而ABA量呈现减少的趋势,接种AM真菌处理组根茎中ABA/ZR、ABA/GA、ABA/IAA值呈现减少的趋势,但须根与根茎的变化趋势相反。结论 AM真菌能促进滇重楼幼苗的存活率,且不同AM真菌菌株影响滇重楼内源激素量。     

接种不同AM真菌对滇重楼菌根侵染率和入药品质的影响

通过室温盆栽接种试验与室内分析相结合的方法,观察灭菌土壤条件下接种28种丛枝菌根(AM)真菌对药用植物滇重楼根系AM真菌侵染能力和入药质量的影响。结果显示,与对照组(CK)相比,接种外源AM真菌对滇重楼根系AM真菌的孢子密度、侵染率、侵染强度具有调控(增减)作用,增强根内菌丝的琥珀酸脱氢酶(SDH)和碱性磷酸酶(ALP)活性,从而提高滇重楼菌根生活力。AM真菌诱导子处理后,不同AM真菌对滇重楼根茎中不同甾体皂苷的影响有所差异,AM真菌的施用能够提高滇重楼的药用品质,但在实验期间未造成滇重楼甾体皂苷质量的变异。实验结果表明,滇重楼与AM真菌之间的共生关系具有一定的相互选择性,近明球囊霉Claroideoglomus claroideum和瑚状盾巨囊霉Racocetra coralloidea是最适宜滇重楼大田栽培时推广应用的优良接种菌剂。     

滇重楼鲨烯环氧酶基因的克隆及原核表达研究

目的克隆滇重楼Paris polyphylla var.yunnanensis三萜皂苷生物合成途径中的关键酶鲨烯环氧酶(squalene epoxidase,SE)基因,并进行原核表达。并用Real-time PCR法检测cDNA样本中SE1基因和SE2基因的相对量。方法以滇重楼根为材料提取总RNA并反转录为cDNA。以cDNA为模板,根据转录组数据中的2组SE基因全长序列设计特异性引物,对SE基因进行克隆后转入到pEASY-T1 Simple Cloning Vector中,经测序鉴定正确后,构建pEASY-E1-SE表达载体,利用Art Media protein Expression/Amp+培养基自动诱导表达。Real-time PCR法检测cDNA样本中SE1和SE2基因的相对量。结果获得了2条滇重楼SE基因,命名为ppSE1和ppSE2。ppSE1的全长为1 932 bp,开放阅读框(ORF)为1 578 bp,编码525个AA;ppSE2的全长为1 828 bp,ORF长为1 548 bp,编码515个氨基酸。荧光定量PCR结果显示ppSE1基因和ppSE2基因在茎和叶中的表达具有显著差异,ppSE1的表达在叶中最为显著。酶切和测序结果表明,原核表达载体pEASY-E1-SE构建成功;SDS-PAGE分析显示,在BL21(DE3)表达感受态细胞中成功诱导表达了SE基因的2种融合蛋白。结论克隆了滇重楼的SE基因,获得了在体外具有生物学活性的SE蛋白。ppSE1基因和ppSE2基因在滇重楼中具有不同的表达模式,在滇重楼次生代谢产物的合成中起着不同的作用。     

基于16 S rRNA序列研究华重楼植株可培养内生细菌的多样性

目的分析华重楼Paris polyphylla健株和茎腐病感病植株内生可培养内生细菌的多样性。方法用牛肉膏蛋白胨培养基分离华重楼茎腐病及健康植株根茎、茎、叶等不同部位的细菌,采用16 S rRNA通用引物27F/1492R进行PCR扩增结合DNA测序技术,对分离自华重楼健株及茎腐病植株不同部位的细菌进行初步鉴定。结果从华重楼的健康植株和感病植株中分离到11属23种细菌。从健株分离到4属11种内生细菌,其中根茎、茎、叶分别分离到9、10和5种内生细菌。从病株分离得到10属14种内生细菌,其中根茎、茎、叶分别分离到11、8和3种内生细菌。华重楼健株的根茎部内生细菌量最高,达2.999×105 cfu/g,叶部内生细菌量较低,为7.32×104 cfu/g,华重楼健株根茎、茎、叶中的芽孢杆菌量最高,比例分别为73.3%、67.1%和81.8%。华重楼病株的茎部内生细菌量最高,达2.817×105 cfu/g,叶部内生细菌量较低,为2.76×104 cfu/g,华重楼病株的根茎、茎、叶部的假单胞菌量最高,比例分别为35.6%、50.3%和60.5%。华重楼健株不同部位的多样性指数和均匀度指数均高于病株。结论华重楼健康植株以芽孢杆菌为优势细菌类群,华重楼茎腐病植株以假单胞菌为优势细菌类群。华重楼健株相比病株具有更为丰富的内生细菌群落多样性。