高温胁迫下半夏倒苗前后保护酶活力的变化

目的 :探讨在高温胁迫下半夏倒苗前后保护酶活力的变化 ,从而为防止半夏倒苗提供一定的信息。方法 :待半夏苗高 15cm左右时 ,进行 (30± 1)℃的高温胁迫 ,于不同的胁迫处理天数分别测定半夏叶片、叶柄和块茎中保护酶 (SOD ,POD ,CAT)活性和膜脂过氧化产物丙二醛 (MDA)的含量。结果与结论 :随着高温胁迫时间的延长 ,半夏叶片和叶柄中MDA含量显著增加 ,而块茎中MDA含量增加却不显著。高温胁迫后 ,SOD和CAT活性都逐渐下降。POD活性经高温胁迫后呈现先上升后又迅速下降的趋势。     

高温胁迫下半夏倒苗前后内源激素的变化

目的：探讨在高温胁迫下半夏倒苗前后内源激素含量的变化,从而为延缓半夏倒苗提供信息。方法：在半夏植株高15 cm左右时,给予(30±1) ℃的高温胁迫,于不同的胁迫处理天数分别测定半夏叶片、叶柄和块茎中内源激素(ABA,JA,GA₃,ZR,IAA)的含量。结果：随着高温胁迫时间的延长,半夏叶片、叶柄、块茎中ABA和JA的含量明显增加。半夏叶片、叶柄中IAA的含量明显降低,而块茎中IAA的含量降低却不明显。高温胁迫后,ZR的含量逐渐下降。半夏叶片中GA₃含量明显上升,但是叶柄、块茎中GA₃含量却下降。结论：在高温胁迫下,内源激素ABA,JA,IAA,ZR和GA₃在半夏倒苗前后起着重要的调控作用。     

高温胁迫下半夏倒苗前后光合参数及叶绿素荧光特性的变化

目的:探讨高温胁迫下半夏倒苗过程中光合作用及叶绿素荧光特性的变化,从而为延缓半夏倒苗提供信息。方法:在半夏植株高15 cm左右时,给予37℃的高温胁迫,于不同的胁迫处理天数分别测定半夏叶片叶绿素含量、光合作用和叶绿素荧光参数等生理指标。结果与结论:随着高温胁迫时间的延长,半夏叶片叶绿素含量、Chla/Chlb、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、最大荧光产量(Fm)、光合电子传递量子效率(ΦPSⅡ)、光系统Ⅱ的原初光能转换效率(Fv/Fm)、光化学淬灭系数(qP)下降,而胞间CO2浓度(Ci)、最小荧光产量(F0)、非光化学淬灭系数(NPQ)上升。     

干旱胁迫诱导半夏倒苗的细胞程序性死亡研究

为进一步了解半夏干旱倒苗的机制,以30%PEG 6000模拟干旱胁迫,检测了不同处理时间下半夏细胞的生理和形态变化。结果表明:随着干旱胁迫时间的延长,半夏茎的叶绿素含量及水势不断下降,相对电导率、可溶性糖和MDA的含量则不断升高。干旱处理4 d,半夏开始倒苗,至8 d时大幅度倒苗,倒苗程度约为73%。干旱处理2 d,半夏细胞核核染色质开始凝集,核固缩边缘化,呈新月状等不规则形状,表现出明显的细胞程序性死亡特征。腺苷酸转移酶(ANT)基因表达逐渐受到干旱的抑制,随着Caspase-3酶活性急剧升高,细胞死亡率不断增加。由此可见,半夏干旱倒苗的本质是细胞发生程序性死亡,这可能是一种半夏抵御不良环境的自我休眠保护机制。     

外源Ca2+处理对高温胁迫下半夏植株保护效应及主要成分积累规律的影响

目的:研究外源Ca2+在高温条件下对半夏植株的保护效应及对主要成分积累的影响.方法:采用无土栽培,不同浓度外源Ca2+处理;测定半夏叶片抗逆性指标,统计半夏倒苗率,并测定不同部位草酸、块茎中总生物碱、总有机酸及鸟苷含量.结果:在较低浓度Ca2+处理下,半夏倒苗率高于其他处理.随着Ca2+浓度升高,半夏叶片中SOD,POD活性呈现先升高后下降的趋势,叶片Pro含量则呈现先降后升的趋势;半夏叶片及块茎中可溶态草酸含量均低于未处理可溶态草酸含量,随着Ca2+浓度的升高,半夏叶片及块茎中可溶态草酸含量呈先升后降的趋势;产量的变化趋势与可溶态草酸含量变化一致;当Ca2+质量浓度为400 mg·L-1,半夏块茎总生物碱和鸟苷含量最高,低浓度Ca2+处理下,半夏块茎总游离有机酸含量较高.结论:通过外源Ca2+处理,半夏抗热能力有显著提高,倒苗时间有所推迟,生长期延长,产量有所提高.     

半夏不同居群根系活力和生化指标对高温胁迫的响应

目的：探讨不同半夏居群生理指标对高温胁迫的响应。方法：对不同半夏居群进行高温处理(35 ℃/25 ℃),测定其叶片中SOD活性、MDA含量、游离脯氨酸含量和根系活力。结果与结论：经高温处理后,各居群半夏SOD活性先增高后下降,与脯氨酸含量趋势相同,MDA含量持续升高,根系活力则显著下降。居群间对高温胁迫响应差异显著。     

高温胁迫诱导半夏基因组甲基化的变异分析

半夏是一种天南星科药用草本植物,以块茎入药,具有镇咳、降逆止吐、抗肿瘤等功效,为我国常用的大宗中药材之一。但半夏生长中易遭遇高温环境而出现"倒苗",显著降低其产量。目前,半夏响应高温胁迫的机制尚不知晓,DNA甲基化作为一种表观遗传修饰方式在调控植物抵御逆境胁迫中具重要作用。该研究以宿半夏为材料,进行高温胁迫0,6,80 h处理,并对其基因组DNA甲基化的变化进行甲基化敏感扩增多态性(MSAP)分析。结果表明,由100对MSAP选择性扩增引物中,筛选出20对可扩增出带多清晰、条带均匀的引物组合,借助筛选的20对引物组合对高温胁迫0,6,80 h的半夏材料进行MSAP扩增,分别获得353,355,342个基因扩增位点,其中发生甲基化的位点分别占60.91%,44.79%,44.74%,甲基化位点中全甲基化比率分别为16.71%,22.25%,29.24,表明高温胁迫显著诱导了半夏基因组DNA甲基化水平的下调,同时促进了其基因组全甲基化率的提升。该研究为从表观遗传视角解析半夏响应高温胁迫的机制提供了初步的理论参考。     

水杨酸对高温胁迫下半夏抗氧化系统的影响

半夏Pinellia ternata (Thunb.) Breit.为天南星科多年生草本植物，以块茎入药，是一味常用中药。半夏生长适宜温度在15～25 ℃，当气温高于26 ℃或低于13 ℃时半夏倒苗［1］。半夏倒苗既是对不良环境条件的一种适应［2］，也是一种有效的无性繁殖方式［3］，但实际生产中高温引起半夏倒苗却导致其产量降低，因而在半夏生产中，防倒苗是一项非常重要的增产技术［1］。水杨酸(salicylic acid，SA)是一种广泛存在于高等植物体内的酚类化合物，在诱导植物获得性抗性中起信号传导作用［4］。研究表明，外源SA可显著提高黄瓜、豌豆及高羊茅幼苗的耐热性［5-7］，但SA对大田高温胁迫下半夏抗氧化系统的影响还未见报道。本试验通过对半夏喷施不同浓度外源SA，来探讨SA对高温胁迫下半夏植株保护酶以及膜脂过氧化产物丙二醛(MDA) 的含量和脯氨酸含量的影响，揭示外源SA对提高半夏植株抗热性的作用机制，为延缓半夏倒苗和增产提供一些有价值的信息。     

聚乙二醇模拟干旱胁迫下半夏茎段转录组分析

目的 通过分析30%聚乙二醇（PEG）模拟的干旱胁迫处理下半夏茎段转录组数据，挖掘响应干旱胁迫的相关基因，探索干旱胁迫下半夏发生"倒苗"的分子机制。方法 以干旱胁迫下半夏发生"倒苗"时的茎段作为研究材料，采用Illumina Hiseq 2500平台进行转录组双向测序，并对数据进行生物信息学相关分析。结果 共获得23.00 Gb clean data，对照组与干旱胁迫处理组分别获得37 467 952和39 903 362个clean reads，经Trinity软件组装获得100 274个uingenes。通过将组装所得unigenes分别与Nr、eggNOG、Pfam、Swiss-Prot、KOG、GO、KEGG、COG等数据库进行比对分析，41 132个unigenes获得功能注释。最终筛选得到差异表达基因4 052个，其中2 080个DEGs表达上调，1 972个DEGs表达下调。KEGG通路富集分析显示，差异表达基因主要集中在核糖体、碳代谢、淀粉和蔗糖代谢、植物激素信号转导和氨基酸生物合成等过程；基因表达水平分析显示，半夏中编码植物激素代谢与信号转导、氧化还原相关酶、热激蛋白和液泡加工酶等基因在干旱胁迫处理后表达水平显著上升，多数编码水通道蛋白的DEGs表达水平下降。结论 通过对PEG模拟的干旱胁迫处理下半夏转录组测序结果进行分析，获得半夏水分代谢、激素代谢与信号转导、相关响应蛋白等候选基因，可为揭示干旱胁迫导致半夏"倒苗"的发生机制提供基因资源和理论依据。     

半夏倒苗原因的实验观察研究

目的：研究半夏在生长中的倒苗原因。方法：在不同的生态条件下设立多种光照强度和不同温度梯度的栽培实验。结果：较低温度下的强光照不使半夏发生倒苗或严重倒苗，较弱光照下的高温却能造成半夏的倒苗。半夏在较高温度条件下的倒苗次数多，在较低温度条件下倒苗次数少。结论：决定半夏倒苗的主要因素是温度条件。     

泰半夏干物质及活性成分积累动态研究

目的:通过研究不同生长发育期泰半夏干物质及有效化学成分积累规律,以期为半夏的生理与栽培技术提供参考依据。方法:以泰半夏为材料进行盆栽试验,于春秋2个生育周期的各生长时期分别取样测定半夏各器官干物质积累量及块茎总游离有机酸和鸟苷含量。结果:泰半夏在年生长周期内要经历春、秋2个生长高峰,在春季生长过程物质积累量较大,总游离有机酸和鸟苷含量在生长期内呈上升趋势,但在抽薹期与春季倒苗期会有所下降。结论:高温和抽薹会显著影响有机酸的积累,生产上应合理防止热伤害。     

半夏试管小块茎发育过程中相关基因差异表达的研究

目的:分析半夏试管块茎形成过程中总mRNA差异表达的变化规律,为研究半夏试管块茎形成的分子机制提供了信息.方法:利用mRNA差异显示技术(DDRT-PCR),分离和克隆半夏试管小块茎发育的相关基因片段.结果和结论:分离到了15个半夏试管小块茎发育过程中特异表达的cDNA片段,在GenBank中进行同源性比较发现6个没有同源序列与之匹配,推测为新的cDNA片断;3个片段推导的氨基酸序列分别与真核生物启动子,MADS-box蛋白和乙烯信号转导因子有高度同源性.半定量RT-PCR进一步证实它们存在,并在半夏块茎形成不同天数高度特异表达.     

半夏种质资源遗传多样性的SRAP分析

目的:利用SRAP标记技术对全国不同产地和表型的半夏居群进行了遗传多样性分析.方法:从80对引物中筛选出14对合适的引物进行半夏不同居群的SRAP分析,用SPSS 16.0软件分析,建立Jaccard相关系数矩阵,构建遗传树系图.结果:14对SRAP引物共扩增出171条带,多态位点百分率为15.8%,35个半夏居群中表型先于产地聚类在一起.结论:SRAP标记适合于半夏的DNA遗传多样性分析;在半夏种质资源划分上产地较表型更为重要.     

Identification of a new antinociceptive alkaloid isopropyl N-methylanthranilate from the essential oil of Choisya ternata Kunth

Ethnopharmacological relevance

Mexican people employed infusion of leaves of Choisya ternata Kunth for their antispasmodic and “simulative properties”.

Aim of the study

In the present study the detailed GC and GC-MS analyses of the essential oil of Choisya ternata Kunth (Rutaceae) were performed. The presence of a minor constituent isopropyl N-methylanthranilate (1) was revealed among other identified volatiles. A synthesis of 1 was undertaken in order to corroborate this find and obtain gram quantities that would allow the testing of its biological activity (peripheral and central antinociceptive activity).

Materials and methods

The oils were investigated by GC and GC-MS. Synthesized compounds were spectrally characterized (UV-Vis, IR, 1D and 2D NMR, MS). The obtained synthetic samples of compounds were assayed for peripheral and central antinociceptive activity in two models (effects on acetic acid induced writhing in mice and the hot plate test for nociception).

Results

Detailed GC and GC-MS analyses of the essential oil of Choisya ternata Kunth (Rutaceae) among 157 other identified volatiles revealed the presence of a minor constituent isopropyl N-methylanthranilate (1). Compound 1, named ternanthranin, is therefore detected as a natural product for the first time with a very restricted occurrence (samples of several citrus oils were screened for the presence of 1). The antinociceptive activities were assayed for ternanthranin, the two other synthetic analogs, methyl and propyl N-methylanthranilate, as well as the essential oil and the crude ethanol extract of the leaves. The results clearly demonstrate a very high (even significant at 0.3 mg/kg) dose dependent activity for the anthranilates (and the extracts). Isopropyl N-methylanthranilate showed the highest, while methyl N-methylanthranilate showed the lowest activity (with the methyl ester at 3 mg/kg still better than acetylsalicylic acid, at 200 mg/kg, in the first, or comparable with morphine, at 5 mg/kg, in the second test).

Conclusion

This study once again revealed that detailed investigations of plant species with ethnopharmacologically documented activity may yield new natural compounds—a new alkaloid (ternanthranin), a volatile simple anthranilate that can be considered responsible for the antinociceptive activity of the crude plant extracts.     

半夏种内不同居群生长节律的研究

目的 :通过对在同一栽培条件中的不同半夏居群的生长节律观测比较 ,以期为半夏遗传多样性的研究提供依据。方法 :采用田间试验的方法对 16个半夏居群生长节律进行了连续两年的平行比较观测。结果与结论 :半夏各居群在出苗、展叶、抽薹及倒苗期等生长节律方面存在着差异 :大部分半夏居群在本试验栽培条件下具明显的 3次出苗和 3次倒苗现象 ,并且在年生长期内表现出春秋两个生长高峰期 ;从抽薹开花时间看 ,大部分居群在 5月有 1个抽薹开花高峰期 ,但具体起始和延续时间各居群间存在着较大的差异。其中以引自于江苏句容的半夏居群抽薹最早 ,且具“先花后叶”特性。     

半夏提取物对小菜蛾产卵忌避和杀卵作用

目的:探讨半夏提取物对小菜蛾成虫的产卵忌避作用和杀卵作用。方法:采用3种极性不同的溶剂(石油醚、乙酸乙酯和无水乙醇)利用索式提取法从半夏干粉中制备提取物,测定提取物对小菜蛾成虫产卵及卵孵化的影响。结果:半夏乙醇提取物对小菜蛾有很强的产卵忌避作用和杀卵作用,浓度越高,产卵忌避作用越强,卵的存活率越低。在非选择性和选择性试验处理后24h,质量浓度为100g·L-1乙醇提取物对小菜蛾的产卵忌避率分别为85.13%,73.38%;100g·L-1乙醇提取物处理卵后5d,孵化率为32.75%,卵孵化抑制率可达62.40%。结论:半夏提取物对小菜蛾成虫产卵及卵孵化均具有作用,其中乙醇提取物的生物活性显著优于乙酸乙酯和石油醚提取物。