太子参新品种“施太1号”药材品质比较研究

目的:对太子参"施太1号"药材品质进行综合评价,为新品种推广应用提供依据。方法:以选育的品种"施太1号"与对照品种"黔太子参1号"、对照品系"SB-C"3个品种(系)、4个种植区域的120份种质为研究对象,测量药材产量、商品性状、浸出物含量、多糖含量、太子参环肽B含量和氨基酸含量,运用SPSS 17.0软件进行多重比较和相关性分析。结果:相比于2个对照品种(系),新品种"施太1号"的单株药材重、单个块根重、中上部直径和多糖含量显著高于对照品种(系),50 g块根数少于对照品种(系),药材商品等级优于对照品种(系),Ⅰ级和Ⅱ级比例占总等级的57%以上;太子参环肽B含量与"SB-C"品系无显著差异,而显著高于"黔太子参1号"品种;浸出物含量与对照品种(系)间无显著差异;氨基酸含量略低于对照品种(系);外观性状与内在质量间存在一定的相关性。结论:新品种"施太1号"药材产量、商品等级、多糖含量和太子参环肽B含量优于对照品种(系),在贵州适宜生态区域有较大的推广和生产价值。     

太子参新品种“施太1号”区域试验稳定性评价

该文分析太子参新品种"施太1号"的田间稳定性与适应性,为太子参新品种的审定和推广应用提供参考。选择4个不同种植区域,以"黔太子参1号"(品种)和"SB-C"(品系)为对照,测量农艺性状、药材性状、药材品质等指标,比较3个品种(系)在不同种植区域间的表型差异。结果表明相比2个对照品种(系),18个农艺性状中"施太1号"有10个性状区域间变异系数最小,其他8个性状处于中间;8个药材性状和品质指标中浸出物含量、太子参环肽B含量、50 g块根数、单个块根重、单株药材重5个指标区域间变异系数在3个品种(系)中最小;基于3个品种(系)在4个种植区域间的表型差异,可划分为3类,新品种"施太1号"单独聚为一类,而"黔太子参1号"和"SB-C"存在明显交集。与"黔太子参1号"和"SB-C"相比,新品种"施太1号"在农艺性状、药材性状、药材品质等评价指标方面稳定性、一致性和适应性较好,可作为新品种进行保护、审定和推广应用。     

基于表型性状和药材品质的8个贵州太子参品系的筛选与评价

目的:运用单株选育法,对目标太子参单株进行株系比较试验,为太子参新品种的选育提供种质材料。方法:以施秉SB-4号种源的8个太子参单株为选育对象,观测植株的27个表型性状、8个产量性状,UV分光光度计检测各株系的多糖含量。对观测结果运用因子分析法进行比较和筛选,单因素方差分析对其药材中多糖含量进行评价。结果:因子分析将27个表型性状归属于7个主因子,其中ZT-01,ZT-02,ZT-06,ZT-07株系的综合表型性状较好;8个产量性状可简化为新的3个主因子,以ZT-01,ZT-02,ZT-03,ZT-07株系的综合产量性状较好;单因素方差分析显示,ZT-01,ZT-02,ZT-05,ZT-08株系的多糖含量显著高于ZT-03,ZT-04,ZT-06,ZT-07株系。结论:从表型性状,产量性状和品质性状综合考虑,ZT-01,ZT-02,ZT-03,ZT-06,ZT-07表现优良,其中ZT-01,ZT-02株系可作为重点扩繁株系进一步选育;ZT-06,ZT-07株系的株型,主茎节数等表型性状好,可以作为观赏品种选育;ZT-03株系的抗性好,产量高,可以作为抗性品种进行选育研究;ZT-05株系的多糖含量高,翌年继续进行单株筛选。     

基于ITS2和psbA-trnH序列的黔太子参品种DNA条形码鉴定研究

目的:从分子水平鉴别人工选育的黔产太子参2个品种,为二者的商品生产提供依据。方法:采用中药材DNA条形码分子鉴定法鉴别太子参人工选育品种——黔太子参1号和太子参丰抗1号。结果:黔太子参1号和太子参丰抗1号ITS2共有序列相似度达100.0%(469/469),gap为0.21%(1/470),前者较后者多一个碱基‘G’;二者psbA-trnH序列相似度为98.47%(385/391),后者较前者多20个碱基,且gap达到2.74%(11/402)。结论:以psbA-trnH序列为主ITS2序列为辅可从分子水平准确鉴定太子参两个人工选育品种黔太子参1号和太子参丰抗1号。     

贵州栽培太子参主要农艺性状比较及相互关系研究

目的:对贵州施秉地区主要的太子参栽培类型进行农艺性状观察与比较,为施秉太子参的选育工作提供指导.方法:对3种太子参栽培类型的13个农艺性状进行田间测定,采用SPSS 17.0软件进行多重比较、相关性、多元回归和通径分析.结果:结果表明,太子参的3种栽培类型间各农艺性状均存在不同程度的差异;多个农艺性状之间存在显著(P＜0.05)或极显著(P＜0.01)的相关性;块根数、块根粗、一级分枝数、闭锁花数、叶长、叶宽和地上生物量是影响地下生物量的主要因子;块根数、地上生物量对地下生物量直接作用较大,同时全株长、叶长、叶宽、闭锁花数等性状对地下生物量亦有直接或间接作用.结论:地上生物量是太子参高产选育最佳的农艺性状间接指标,一级分枝数、叶宽和闭锁花数是太子参高产选育较好的农艺性状辅助指标.     

不同产地太子参环肽B含量测定

目的测定并比较不同产地中太子参环肽B的含量,为太子参资源合理开发利用提供参考。方法采用高效液相色谱法测定太子参中环肽B的含量。结果不同产地太子参栽培品中环肽B含量以江苏为最高,安徽宣城、贵州施秉次之,福建柘荣最低,但均低于江苏野生太子参;柘参2号引种到江苏栽培,环肽B含量明显提高。结论不同产地太子参中环肽B的含量差异明显,为太子参的育种、生产及资源利用提供了理论依据。     

“宣参1号”及其脱毒组培株的质量评价研究

目的评价"宣参1号"及"宣参1号"脱毒株的质量。方法用高效液相色谱法和用分光光度法分别测定"宣参1号"及"宣参1号"脱毒株太子参样品中太子参环肽B及多糖、皂苷的含量;并与不同产地太子参样品进行比较。结果 "宣参1号"及"宣参1号"脱毒株环肽B含量为0.021%、0.030%;皂苷含量分别为0.735%、1.231%;多糖含量分别为8.31%、9.30%。不同产地太子参样品中太子参环肽B及多糖、皂苷的含量存在差异。结论通过分析"宣参1号"及其脱毒株的多糖类、皂苷类、环肽类活性成分并与其他产地太子参样品比较;"宣参1号"脱毒株经过脱毒后改良了品种,其品质特性比"宣参1号"优良。实验结果为宣州太子参药材质量的综合评价和道地药材GAP实施提供依据。     

不同产地太子参的品质分析

目的测定江苏、安徽、山东、福建、贵州等主产区太子参的多糖和皂苷含量,以此为指标评价其药材质量。方法利用紫外分光光度计采用硫酸-苯酚法测定多糖的含量,香草醛-冰醋酸法测定皂苷含量。结果江苏产区、福建柘荣、贵州施秉、山东临沂、安徽宣城栽培太子参的总多糖含量分别为18.93%~24.47%、22.46%、22.39%、19.27%、23.46%;野生太子参的多糖含量为7.06%~14.37%。江苏产区、福建柘荣、贵州施秉、山东临沂、安徽宣城栽培太子参的总皂苷含量分别为0.111%~0.247%、0.229%、0.218%、0.138%、0.099%;野生太子参的总皂苷含量为0.088~0.164%。结论以多糖和总皂苷的含量为指标,综合考虑两类成分含量高低,初步认为太子参产地中,江苏句容马梗、福建柘荣和贵州施秉为优质太子参的产地。     

太子参多糖及皂苷的积累动态研究

目的通过紫外分光光度法测定了贵州施秉、雷山GAP基地不同生长时期太子参的多糖和皂苷含量,确定太子参最佳采收时期。方法采用硫酸-苯酚法测定总多糖的含量,香草醛-冰醋酸法测定总皂苷的含量。结果施秉GAP基地太子参多糖3月、4月、7月、9月份含量较高,分别为:30.61%、32.82%、26.3%、42.32%;雷山GAP基地太子参多糖4月、7月、9月份含量较高,分别为:42.48%、40.6%、37.68%;施秉GAP基地太子参皂苷3月、4月、6月份含量较高,分别为:1.16%、2.04%、1.7%;雷山GAP基地太子参皂苷3月、9月份含量较高,分别为:2.04%、0.78%。结论太子参中多糖和皂苷的含量因采收时期不同而异,综合考虑在9月份采收比较合理。     

太子参有机生态型无土栽培基质筛选与试验研究

目的:为筛选太子参有机生态型无土栽培基质,解决太子参连作土传病害严重发生问题。方法:以稻草、菇渣、蔗渣、牛粪等为栽培基质按一定重量比混合,添加有机肥,经堆沤发酵后分析比较了5种配方组合基质理化性质。结果:以稻草∶蔗渣∶牛粪∶精制有机肥=2∶1∶0.95∶0.05配方最佳,容重为0.16 g/cm~3,总孔隙度为87.2%,气水孔隙比为1∶1.85,水解N为2.810 g/kg,有效P为2.484 g/kg,速效K为2.651 g/kg,EC值为2.48 ms/cm,pH值为6.87;以太子参"柘参2号"脱毒种苗为试验材料,进行太子参有机生态型无土栽培试验,对太子参产量及品质影响分析结果表明:有机生态型无土栽培在太子参生长期间,连作3年土传病害发病率为0%,采收后地上生物产量比田园土(CK)增产139%,块根产量增产113%,极显著高于田园土(CK);田园土(CK)连作1～3年,土传病害发病率逐年加重,多糖含量为22.34%～20.54%,总皂甙含量为0.23%～0.19%,随着连作年限的增加,太子参多糖和总皂苷含量均呈现下降趋势;有机生态无土栽培基质连作1～3年,多糖含量为22.87%～22.52%,总皂甙含量为0.23%。方差分析表明,有机生态无土栽培基质连作对太子参多糖和总皂苷含量均无显著影响,土壤连作对太子参多糖和总皂苷含量均达显著影响。结论:太子参有机生态型无土栽培中基质可连作3年,能有效阻止土传病害的发生,不会致使太子参产量有明显降低。     

太子参品种资源特性的研究

目的:探讨不同太子参品种类型的栽培特性,为实施太子参的GAP生产提供了重要的理论与实践依据。方法:采用道地主产区专题调研法和系统选择法,应用系统分离纯化种源,采用随机区组设计或对比设计,连续3年品比试验及专题研究。结果:太子参大叶型、小叶型、野生型品种间的生物学性状及生产力特性具有极显著差异(P<0.01),生态适应性、植株特征、花粉粒、染色体和同功酶均有显著差别。结论:首次确立了太子参的品种资源类型并进行定名,建立了太子参品种资源分型研究的性状和生产力指标体系。     

贵州栽培太子参质量评价及生长区划

为贵州省栽培太子参的引种栽培选址和合理生产布局,以及GAP种植基地选址提供科学依据。该文采用最大信息熵(Maxent)模型确定生态因子的贡献率,利用Arc Map空间分析功能划分太子参的适宜生长种植区,量化太子参最优生境范围,并探讨了环境因素对太子参药材质量的影响。贵州太子参最适宜区主要集中在施秉县、黄平县、凯里市中东部、岑巩县、余庆县南部、铜仁市西部等地区。太子参最适宜区面积达6 405.39 km~2,占研究区总面积的3.64%。土壤类型、最暖季降水量、坡向、坡度、最暖月最高温、土壤有机碳含量、最干月降水量这7个生态因子对太子参的生长影响最大。利用空间信息分析技术准确对贵州栽培太子参的最适宜种植区和最优生境进行了科学综合评价,建议将黔东南州的岑巩县和镇远县作为值得开发的太子参潜在适宜种植区。     

太子参类胡萝卜素双加氧裂解酶家族4成员的克隆及表达特性分析

为探讨太子参环肽成分与品质形成的分子机制,利用生物信息学方法从太子参转录组数据库中筛选出太子参类胡萝卜素双加氧裂解酶(carotenoid cleavage dioxygenases,CCDs)新基因,并设计引物对其进行全长扩增及克隆、生物信息学分析和基因表达分析。克隆得到的4条CCDs序列全长分别为1 617,1 461,1 746,1 875 bp,并根据其功能依次命名为Ph CCD1,Ph NCED2,Ph NCED3,Ph CCD4。序列分析结果表明,4个基因均含有REP65结构域,且均含有与亚铁离子结合的位点。系统进化分析表明,Ph NCED2,Ph NCED3聚为NCEDs一支,Ph CCD1,Ph CCD4聚为CCDs一支,且与拟南芥Arabidopsis thaliana的At CCDs家族相比,Ph CCD1与At CDD1同源性最高,Ph CCD4与At CCD4同源性最高,Ph NCED2,Ph NCED3与At NCED3同源性最高。实时荧光定量分析显示Ph CCD1和Ph CCD4 2个基因的表达主要在地上部分,其中Ph CCD1在叶中的表达量最高,Ph CCD4在茎叶具有高表达,可能参与太子参类胡萝卜素的生物合成;Ph NCED2和Ph NCED3 2个基因的表达主要在地下部分,其中Ph NCED2在须根中表达量最高,Ph NCED3在块根木部和皮部表达量较高,可能是脱落酸生物合成的关键酶基因。研究首次得到太子参CCDs基因,为进一步阐明太子参植株对于外界胁迫的应答机制,进而探讨太子参品质形成的生物途径奠定基础。     

太子参玉米黄质环氧化酶基因的克隆与表达分析

玉米黄质环氧化酶(zeaxanthin epoxidase,ZEP)在植物脱落酸(abscisic acid,ABA)生物合成间接途径中发挥着重要调节作用。该研究根据太子参转录组数据,克隆获得太子参的Pseudostellaria heterophylla玉米黄质环氧化酶基因,命名Ph ZEP。对其序列进行生物信息学分析,结果表明Ph ZEP的开放阅读框(open reading frame,ORF)为1 263 bp,编码420个氨基酸,预测其蛋白的相对分子质量为47.34 k Da,等电点(theoretical p I)为6.64;具有脂质蛋白附着点和黄素蛋白单加氧酶的特征性结构域,且在N端含有分泌信号肽。实时荧光PCR分析发现,Ph ZEP在叶片中表达量最高,其次是茎和须根;Ph ZEP在盛花期后10,40 d块根中的表达量较高;ABA处理后Ph ZEP表达量与对照组相当,经氟啶酮处理后Ph ZEP的表达量显著高于对照组。该研究从太子参中分离鉴定了ZEP基因,对后续研究其基因的功能特点和解析ABA在太子参生长发育过程的遗传调控提供研究基础。     

栽培太子参的遗传多样性与质量分析

目的 对栽培太子参的遗传多样性与药材质量进行综合评价,为合理利用太子参种质资源及优良品种选育提供理论依据。方法 采用ISSR分子标记分析太子参12个栽培种源的遗传多样性,HPLC法测定各种源药材中太子参环肽B的量。结果 10条ISSR引物扩增出82条带,其中多态性条带73条,多态位点百分率（PPL）为89.02%。Nei’s遗传多样性指数（H）平均值为0.257 9,Shannon’s多态性指数（I）平均值为0.388 4,遗传分化系数（G_st）为0.274 1,种源间基因流（N_m）为1.323 8。基于遗传一致度,12个种源可聚为3类。12个种源间及种源内个体中的太子参环肽B量差异明显,种源4的变异系数（9.51%）较小,且太子参环肽B量（0.049 4%）明显高于其他种源。结论 栽培太子参各产地间的换种及其生物学特性是其遗传多样性水平丰富的主要原因;综合考虑遗传多样性水平和太子参环肽B的量,种源3和4种质较为优良,可作为太子参种质资源保存及品种选育的对象。     

Comparative chemical characters of Pseudostellaria heterophylla from geographical origins of China

Objective: Pseudostellaria heterophylla has been paid more attention in recent years, mainly as a medicine food homology plant. The content determination of P. heterophylla is not specified in the Chinese Pharmacopoeia (version 2020). The environmental conditions in different production areas could exert an influence on the quality of P. heterophylla. The purpose of this study is to discriminate P. heterophylla collected from different geographical origins of China. Methods: In this study, the content of polysaccharide in 28 batches of P. heterophylla was determined using phenol-sulfuric acid. HPLC fingerprints were established under optimised HPLC-PDA methods. Subsequently, the similarity analysis (SA) and the quantification of heterophyllin B were analyzed. The metabolites of P. heterophylla were identified and evaluated using UHPLC-Q Exactive HF orbitrap MS system. Principal component analysis (PCA), partial least squares discriminant analysis (PLS-DA), hierarchical cluster analysis (HCA) and orthogonal PLS-DA (OPLS-DA) were performed based on all peak areas. Results: The polysaccharide content in Guizhou and Jiangsu was higher than that of other production areas, which varied significant from different origins. While the content of heterophyllin B in Anhui and Jiangsu was high. The correlation coefficients of HPLC fingerprints for 28 batches samples ranged from 0.877 to 0.990, and the characteristic map can be used to identify and evaluate the quality of P. heterophylla. The samples from Fujian, Guizhou, Jiangsu provinces can be relatively separated using multivariate statistical analysis including PCA, PLS-DA, HCA, OPLS-DA, indicating that their metabolic compositions were significantly different. Ultimately, a total of 15 metabolites which were filtrated by a VIP-value > 1 and a P-value ＜ 0.05 associated with the separation of different origins were identified. Conclusion: HPLC fingerprint was established to evaluate the quality and authenticity of P. heterophylla. The present work showed that the difference of geographic distributions had an influence on the internal chemical compositions. A sensitive and rapid untargeted metabolomics approach by UHPLC-Q Exactive HF orbitrap MS was utilized to evaluate P. heterophylla from different origins in China for the first time. Overall, this study provides insights to metabolomics of P. heterophylla and supplies important reference values for the development of functional foods.     

太子参鲨烯环氧酶基因的克隆及其表达分析

目的对太子参三萜类皂苷生物合成关键调控酶鲨烯环氧酶1(SQE1)基因进行全长c DNA克隆和功能分析。方法基于其他植物SQE基因的同源序列设计简并引物,以太子参块根总RNA为模板,RT-PCR结合RACE技术克隆太子参SQE1基因的全长c DNA,并进行生物信息学分析。利用农杆菌叶盘转化法将SQE1基因转化烟草,研究其对烟草总三萜量的影响。结果获得太子参SQE1基因全长c DNA序列2 038 bp,该序列包含1 554 bp的开放阅读框,编码517个氨基酸,相对分子质量为5.67×104,等电点为8.8,与其他药用植物的SQE蛋白具有较高的同源性,含有FAD结合结构域和4个跨膜区域,转太子参SQE1基因的烟草的总三萜量明显高于非转基因植株。结论首次克隆获得太子参SQE1基因的全长c DNA,该基因的异源表达可一定程度提高转基因植物的总三萜量,为阐明与应用太子参三萜类成分生物合成途径提供科学依据。     

太子参3个肌动蛋白基因片段的克隆与序列分析

目的克隆太子参肌动蛋白(Actin)基因片段并进行序列分析。方法利用植物Actin基因的保守序列设计简并引物,通过RT-PCR和抑制PCR扩增太子参Actin基因核心片段。利用半定量RT-PCR分析太子参Actin基因在不同种源、不同器官、不同生长发育时期的表达情况。结果通过RT-PCR获得3条太子参Actin基因的核心片段,长度均为760 bp,依次命名为PhACT1、PhACT2、PhACT3。通过抑制PCR及序列拼接后3条核心片段依次延长至1 008、1 008、975 bp,分别编码336、336、325个氨基酸残基。半定量RT-PCR分析表明PhACT2和PhACT3基因在不同种源、不同器官、不同生长发育时期的表达量基本恒定,PhACT1基因存在一定的差异。结论首次从太子参中克隆得到3条太子参Actin基因序列,并确定PhACT2基因适合作为太子参功能基因表达分析的内参基因。