青蒿素生物合成分子机制及调控研究进展

以青蒿素为基础的联合用药是疟疾特别是恶性疟现有的首选、最佳疗法,青蒿素类药物需求巨大。青蒿素原料药依旧主要依赖于从药用植物黄花蒿(中药青蒿)提取、分离、纯化,但其在黄花蒿中的含量较低,且含量变异大。黄花蒿分泌型腺毛是合成、分泌、积累及储存青蒿素的场所,腺毛的正常发育直接关系到青蒿素的产量。提高青蒿素产量、降低生产成本有重大意义,也是当前国际研究热点。该文介绍了青蒿素体内生物合成的分子机制和代谢调控,以及青蒿素合成器腺毛的研究进展,这些将为开拓新的方法来提高植物来源青蒿素的产量提供帮助。     

中国黄花蒿主产区种质资源评价

目的:评价筛选出优良的黄花蒿种质资源,为我国黄花蒿种质资源数据库和新品种选育提供基础材料。方法:在黄花蒿主产区采集种质资源72份,引种至广西靖西县和广西药用植物园(南宁)种质资源圃,于现蕾期采收叶片和花蕾,采用超声波法提取青蒿素,紫外分光光度法测定其含量。结果:多数不同黄花蒿种质之间的叶片产量和青蒿素质量差异显著。黄花蒿的青蒿素含量受环境的影响较大,同一黄花蒿种质种植于不同地点,其青蒿素含量不同。黄花蒿的遗传变异比较大,引种后第2年的黄花蒿青蒿素含量有下降趋势。结论:原产南方的7份种质表现较好,其青蒿素质量分数均高于0.90%,理论产量在2 250 kg.hm^-2以上。黄花蒿的青蒿素含量与其自身遗传特性及生长环境的差异有较大关系。     

黄花蒿多倍体诱导及青蒿素含量测定

目的:通过黄花蒿多倍体诱导研究,探讨解决黄花蒿资源紧张及产量较低问题。方法:以秋水仙素诱导产生黄花蒿多倍体,并对黄花蒿多倍体进行鉴定,通过HPLC对青蒿素含量进行测定。结果:以0.05%的秋水仙素处理叶芽时,其诱导率为24%,死亡率为6.7%。30 d后,二倍体黄花蒿气孔长为(23.3±4.66)μm,多倍体黄花蒿气孔长为(40.4±4.66)μm。多倍体中的叶绿体含量比二倍体叶绿体高31.6%。30 d后,多倍体的生物生长量为二倍体生物生长量的1.25倍。在显微镜观察中,多倍体中的染色体数目为2n=4X=36,观察到的多倍体染色体数率为91%。通过HPLC检测表明:二倍体黄花蒿中青蒿素含量为2.10‰,多倍体黄花蒿中青蒿素含量为2.17‰。结论:诱导的多倍体与二倍体中青蒿素含量没有显著差异,但同一生长期内诱导的多倍体生物量比二倍体高出20%。     

黄花蒿种质资源的RAPD分析

目的研究青蒿素高产的黄花蒿植株的遗传多样性特征。方法结合青蒿素量的测定,应用RAPD技术对10个产地黄花蒿进行遗传多样性分析。结果发现RAPD多态位点为53.6%,证明在黄花蒿野生群体中存在较丰富的遗传多样性。UPGMA分析表明:在黄花蒿中可能至少存在具有遗传分化的4个分支,黄花蒿遗传分化与青蒿素量的变化及地理分布有一定的相关性。结论黄花蒿具有明显的遗传分化,这些遗传分化是黄花蒿种质资源筛选的关键,是青蒿素“高量育种”和生物技术开发的基础。     

转录因子调控青蒿素生物合成的作用机制研究进展

青蒿素是从药用植物黄花蒿Artemisia annua中分离的一种倍半萜内酯,广泛应用于疟疾治疗,野生资源含量较低。为缓解持续增加的需求,尝试提高青蒿素含量或产量的研究成为热点课题。转录因子具有调节代谢途径中一个或多个基因表达的作用,据报道,已有多个转录因子家族参与调节青蒿素的生物合成和积累,干预转录因子表达是提高青蒿素含量或产量的重要手段。从转录因子调控黄花蒿腺毛形成与发育和转录因子调控青蒿素生物合成2个方面综述青蒿素的生物合成机制,以期为青蒿素代谢的转录调控研究提供参考。     

黄花蒿植株不同组织中挥发油及青蒿素的含量比较

目的:比较黄花蒿不同组织中挥发油及青蒿素的含量差异,为该药材资源的充分利用提供实验依据。方法:采用2010年版《中国药典》挥发油测定法甲法提取挥发油。利用HPLC测定黄花蒿叶、花、根、子及茎中青蒿素的含量,流动相磷酸盐缓冲液-甲醇(40∶60),检测波长260 nm,流速0.8 m L·min-1。结果:黄花蒿植株各组织挥发油含量排序为花叶子根茎,青蒿素含量排序为花子叶根茎。青蒿素在1.025×10-3~1.025μg与峰面积呈良好线性关系(r=1.0),平均回收率100.34%,RSD 2.3%。结论:挥发油和青蒿素在黄花蒿不同组织中分布差异较大,两者均以花中含量为最高。青蒿素HPLC测定方法的准确度和稳定性较好,方法可靠,适用于黄花蒿的质量控制。     

黄花蒿优质种质资源的研究

黄花蒿资源品质（青蒿素含量）具有显著的生态地域性，可能是黄花蒿的不同生态型之间的生理生化特性上的差异的表现。作者从植物生态学的角度，对华中地区中亚热带常绿阔叶林北部亚地区山峡武陵山地所属的川东南、鄂西、湘西及黔东北各地进行了黄花蒿的生态环境调查及青蒿素含量测定。结果表明实验区域内黄花蒿的青蒿素含量普遍较高，平均在4．847‰～8．853‰之间，最高可达10．221‰，说明该区域的生态环境对黄花蒿中青蒿素成分的生物合成与转化有利。     

贵州江口野生黄花蒿中青蒿素含量分析

目的:研究贵州江口野生黄花蒿中青蒿素分别状况。方法:石油醚回流提取黄花蒿中的青蒿素,气相色谱-质谱法测定其含量。结果:贵州省江口县的4个主要黄花蒿分布区,青蒿素的含量分别为民和乡(0.49%～1.72%),双江镇(0.66%～1.66%),桃映乡(0.44%～1.20%),坝盘乡(0.75%～1.25%)。所研究的65株野生黄花蒿中青蒿素含量分布状况分别为:≥1.50%2株,≥1.00%24株,≥0.60%61株,<0.60%4株;青蒿素含量最低为0.44%,最高1.72%。结论:江口的野生黄花蒿品质普遍较好,通过人工驯化栽培,有望获得优质高产的黄花蒿新品系;同时,贵州江口可以考虑作为青蒿素原料基地的新选择。     

青蒿(黄花蒿)分子育种现状及研究策略

疟疾被认为是世界三大致死疾病之一,黄花蒿是抗疟一线药物青蒿素的唯一天然植物来源,因此培育高青蒿素含量的黄花蒿新品种具有重要战略意义。随着黄花蒿种质资源库的建立及基因组、转录组、遗传图谱等遗传信息的公布,通过解析遗传信息发掘黄花蒿优质、抗逆基因和遗传标记等分子育种手段来快速培育优良品种成为黄花蒿未来育种的主要方向。该文基于黄花蒿的遗传背景和分子育种领域的研究现状,探讨并制定了黄花蒿分子育种策略和技术路线,对未来黄花蒿分子育种提供了指导与科学参考。     

黄花蒿CMK基因的克隆与功能分析

青蒿素是治疗疟疾的首选药物,黄花蒿为其唯一的药源植物。该研究首次从黄花蒿中克隆到青蒿素生物合成关键基因Aa CMK,其c DNA全长为1 462 bp,ORF 1 197 bp,编码399个氨基酸。研究表明:Aa CMK在黄花蒿各部位中均有表达,但在腺毛体中表达量极高,且该基因的表达受外源Me JA的强烈诱导;亚细胞定位结果显示该基因定位于叶绿体中;在过表达Aa CMK拟南芥中,叶绿素a,叶绿素b及类胡萝卜素的含量极显著提高,证明Aa CMK是利用代谢工程技术提高萜类物质青蒿素生物合成的一个重要候选基因,为利用代谢工程提高青蒿素含量奠定了基础。     

不同海拔青蒿生长及青蒿素累积的动态变化研究

对青蒿在不同海拔的生长及青蒿素累积动态变化进行试验研究,结果表明,不同海拔青蒿植株高度、生物量及青蒿素的累积都有显著差异,海拔1000m以下的青蒿生长快,青蒿素含量及产量也高。青蒿素含量及产量与海拔高度呈负相关,与生育期日均温呈正相关,青蒿素产量与植株含水量呈正相关,青蒿素含量与植株含水量呈负相关。综合分析表明,海拔1000m以下适度高温、低湿环境有利于青蒿素的累积。     

不同海拔青蒿生长及青蒿素累积的动态变化研究

对青蒿在不同海拔的生长及青蒿素累积动态变化进行试验研究,结果表明,不同海拔青蒿植株高度、生物量及青蒿素的累积都有显著差异,海拔1000m以下的青蒿生长快,青蒿素含量及产量也高.青蒿素含量及产量与海拔高度呈负相关,与生育期日均温呈正相关,青蒿素产量与植株含水量呈正相关,青蒿素含量与植株含水量呈负相关.综合分析表明,海拔1000m以下适度高温、低湿环境有利于青蒿素的累积.     

衍生化-紫外法测定青蒿酿液中青蒿素的含量

目的建立青蒿酿液中青蒿素的含量测定方法。方法将青蒿素对照品溶液和样品溶液通过衍生化后,用紫外分光光度计扫描并确定最大吸收波长,在最大吸收波建立青蒿素浓度-吸光度标准曲线,根据标准曲线测定青蒿素的含量。结果青蒿素长最大吸收波长为292nm,标准曲线方程为A=55.45C+0.01,r=0.999 7,线性范围为0.002 4mg~0.021 6mg,平均回收率为98.00%,RSD=2.04%。结论该方法操作简单,快速、准确。     

昭通产青蒿植物中青蒿素的分析研究

目的 :对昭通产青蒿进行质量分析。方法 :用 TL C- IR法鉴别青蒿中的青蒿素 ,用 TL C- UV法测定其含量。结果 :定性、定量方法简便、准确 ,花蕾中的青蒿素含量较高。结论 :本法可用于青蒿中青蒿素的分析研究     

国内外青蒿素生产过程差异性比较

青蒿素是治疗疟疾的特效药,临床中已经使亿万患者摆脱了疾病的困扰。目前,青蒿素的获取途径主要有直接从青蒿中提取、化学合成和生物合成。本研究通过对比国内外青蒿素生产过程的差异,分析问题存在的原因,并提出自己的看法和建议,以期为青蒿进一步的研究提供参考。     

Discovery and Development of Artemisinin and Related Compounds

Artemisinin is isolated from the plant Artemisia annua, sweet wormwood, an herb employed in traditional Chinese medicine. Prof. You-you Tu discovered artemisinin in the 1960s, so she was awarded the 2015 Nobel Prize in Physiology or Medicine. Artemisinin and its semi-synthetic derivatives are a group of drugs that possess the most rapid action of all current drugs against Plasmodium falciparum malaria. In this review, the author investigated history on discovery of artemisinin, ethnopharmacology of Artemisia plants, chemistry and pharmacological activities of the relative compounds, and introduced Tu and other Chinese and world scientists’ contribution, development of artemisinin and the related compounds and registered and marketed artemisinin drugs in China, UK, and USA. The author also recalled the studies on the mechanism of action of artemisinins and artemisinin combination therapies and summed up the resistance issues. In Current Recommendations and the Global Plan for Insecticide Resistance Management in Malaria Vectors (GPIRM), that the WHO prevents the development and manages the spread of insecticide resistance is summarized in the technical basis for coordinated action against insecticide resistance: preserving the effectiveness of modern malaria vector control. Prof. Tu re-emphasized the artemisinin resistant on five principles to the WHO. She called on the world''s scientists to pay attention to the study of drug resistance, and hopes scientists to contribute to break resistance of artemisinins.     

用超临界CO2萃取技术提取青蒿素的研究

用超临界ＣＯ２萃取技术对植物黄花蒿进行进取研究,考察了萃取压力,温度及时间对青蒿素收率的影响。萃取产物经简单的分析后得到纯度≥９５％青蒿素产品,经ＴＬＣ、ＩＲ、ＭＳ＾ＨＮＭＲ和＾１３ＣＮＭＲ分析确认。