植物激素对类黄酮代谢调控机制研究进展

植物激素在植物生长的各个阶段都发挥着重要作用,它们不仅影响植物生长发育,而且调控植物次生代谢,可影响植物体内黄酮、黄酮醇、花青素等类黄酮化合物的合成。类黄酮化合物是一种广泛存在于自然界植物中的重要次生代谢产物,具有抗氧化、抗菌、消炎等生物活性,在中医药及食品营养学领域具有广阔的应用前景。随着生物技术的发展,植物激素对类黄酮代谢的影响与调控已成为近年来的研究热点,该文综述了国内外关于常见植物激素如脱落酸、赤霉素、茉莉酸甲酯、水杨酸等对植物类黄酮代谢调控机制的研究进展,从分子角度探讨类黄酮次生代谢物形成和积累的机制,以期系统了解植物激素在类黄酮代谢过程中发挥的关键作用,不仅为生产上合理使用植物激素提高植物中类黄酮代谢产物的含量提供了科学指导,同时为研究激素对植物类黄酮代谢的调控机制提供参考。     

茉莉酸信号通路中的转录因子对药用植物次生代谢调控的研究进展

茉莉酸类物质作为植物体内源激素,能够诱导萜类、生物碱和黄酮类等多种药用活性成分在植物体内的生物合成,在植物次生代谢过程中发挥着非常重要作用。茉莉酸信号通路中的转录因子能通过与靶基因启动子中的顺式作用元件相互作用,激活或抑制植物次生代谢生物合成途径中多个关键酶基因的表达,有效地启动或关闭次生代谢生物合成途径,调控特定次生代谢产物的生物合成过程,从而影响次生代谢产物的积累。该文主要综述了茉莉酸信号通路中的转录因子(包括AP2/ERFs,bHLH,MYB,WRKY)在植物次生代谢中的调控作用等方面的研究进展,并探讨了转录因子在提高药用活性成分方面的潜在应用价值,为解析茉莉酸信号通路调控植物内的次生代谢过程提供参考和依据。     

外源茉莉素调控植物中萜类化合物生物合成的研究进展

萜类化合物是植物中的一类重要的次生代谢产物,在医药、工业和农业生产上扮演着重要的角色。由于一些重要的萜类具有复杂的化学结构以及在植物中的低含量,使其不能低成本地大量生产。因此,利用植物中普遍存在的茉莉素调控机制和外源介导相关转录因子,调控萜类生物合成途径关键酶基因表达,以达到提高目标萜类化合物含量,这已成为研究热点。本文综述了萜类化合物的生物合成途径、响应茉莉素信号且与次生代谢有关的转录因子以及应用茉莉素调控萜类化合物合成的研究进展,探讨了茉莉素调控萜类合成中所面临的问题,并对茉莉素调控萜类生物合成的潜在经济价值进行了展望。     

植物激素对次生代谢产物的调控研究

植物激素参与调节植物的生长发育进程,具有显著的生理活性。而植物的次生代谢产物是重要的药物和化工业原料来源,因其经济及药用价值受到广泛关注。随着生物技术的发展,研究发现植物激素对次生代谢产物的合成具有重要的调控作用。该文主要介绍植物中的常见激素如生长素、细胞分裂素、赤霉素、脱落酸、乙烯和茉莉酸甲酯的合成路径、信号传导机制及其对次生代谢产物的调控进展,从分子角度探讨其调节次生代谢物形成积累机制,有助于更好地了解植物激素的形成及其在次生代谢过程中发挥的关键作用,同时为合理利用植物激素,使其科学高效地提高植物内次生代谢产物的产量提供参考。     

茉莉酸甲酯对黄连生物碱含量积累的影响

目的:探究茉莉酸甲酯（MeJA）对黄连中生物碱积累的影响,为进一步研究茉莉酸甲酯对黄连生物碱生物合成途径的分子调控机制提供依据。方法:用100 μmol/L的茉莉酸甲酯喷施黄连幼苗叶片,于处理后0 h、24 h、48 h、72 h、96 h取样,采用高效液相色谱法对黄连幼苗中的药根碱、表小檗碱、黄连碱、盐酸巴马汀、盐酸小檗碱含量进行测定。结果:茉莉酸甲酯处理48 h后的黄连幼苗中药根碱、表小檗碱、黄连碱、盐酸巴马汀、盐酸小檗碱含量显著升高,增长率也最高,其中黄连碱对茉莉酸甲酯的响应性更好,处理48 h后的黄连幼苗中黄连碱含量为对照组的3.15倍;96 h茉莉酸甲酯处理后,黄连幼苗生物碱含量有下降趋势。结论:短时间内施加外源性茉莉酸甲酯可显著促进黄连幼苗中生物碱的积累。     

诱导子对丹参毛状根酚酸类和丹参酮类成分积累的影响

目的:考察生物诱导子真菌菌丝提取物和非生物诱导子茉莉酸甲酯及二者协同作用对丹参毛状根酚酸类和丹参酮类成分积累的综合性影响.方法:在继代培养21 d的丹参毛状根中添加不同的诱导子及诱导子组合,分别测定不同收获期毛状根的生长量和两大类成分的积累量.结果:3种处理均显著抑制了丹参毛状根的生长,促进了隐丹参酮和二氢丹参酮Ⅰ的积累,但对酚酸类成分的积累却有不同的作用,茉莉酸甲酯可以促进酚酸类成分的积累,真菌诱导子在一定程度上抑制了酚酸类成分的积累.结论:真菌诱导子和茉莉酸甲酯以及二者协同作用对丹参毛状根不同成分的积累具有不同的影响,3种处理条件下水溶性成分的积累和脂溶性成分的积累基本不存在关联性.     

茉莉酸甲酯对明党参植株和悬浮细胞中呋喃香豆素积累的影响

佛手酚、佛手柑内酯和花椒毒素为明党参中天然呋喃香豆素成分,具多重药理作用。以明党参栽培品和悬浮培养细胞为材料,研究茉莉酸甲酯处理后呋喃香豆素积累状况和一系列生理生化指标变化。结果显示,茉莉酸甲酯不同程度地促进明党参中各呋喃香豆素合成,柄悬浮细胞中产量高于叶悬浮细胞。于培养周期第10天加入100 μmol·L^-1茉莉酸甲酯对明党参悬浮细胞作用效果最明显,最适收获时间为处理4 d后,此时柄悬浮细胞中佛手酚,花椒毒素和佛手柑内酯产量分别是未诱导细胞的73.6,1.9,42.7倍。茉莉酸甲酯诱导呋喃香豆素增长的同时抑制细胞活力和生物量积累,激发细胞防御反应。该研究初次系统地探索了茉莉酸甲酯对明党参中呋喃香豆素的诱导效果,并为大量生产3种活性成分和探明茉莉酸甲酯诱导机制奠定基础。     

茉莉酸甲酯影响阳春砂挥发性萜类代谢和基因转录

目的：研究茉莉酸甲酯对阳春砂挥发性萜类合成的影响,深入了解挥发性萜类生物合成的分子调控机制。方法：用不同浓度茉莉酸甲酯溶液喷施阳春砂的叶片和果实,用微波法提取果实中的挥发性萜类成分,应用气相色谱-质谱（GC-MS）联用技术检测挥发性萜类成分的变化,通过转录组测序构建cD－NA 文库并进行生物信息学分析。结果：果皮和种子团中分别检测到20 种和33 种挥发性萜类成分,600μmol?L-1 MeJA 喷果24 h 后果皮和种子团中大部分挥发性萜类成分的积累量明显增加,如乙酸龙脑酯、樟脑和龙脑等;而200μmol?L-1 MeJA 喷施叶片或果实对果皮及种子团中不同挥发性萜类含量的影响存在差异,且200μmol?L-1 MeJA 喷施果实比喷施叶片更能提高种子团中挥发性萜类成分的积累量。此外,转 录组测序共获得68 168 个Unigene,通过与公共数据库比对,共有48 627 个Unigene 获得注释。对KEGG代谢通路的注释结果进行初步分析,发现挥发性萜类代谢密切相关的Unigene 有208 个,MYC2 类转录因子（JA 信号转导的重要调控因子）相关的Unigene 有22 个。结论：MeJA 能有效调控阳春砂中挥发性萜类成分的代谢,转录组测序获得了多个与挥发性萜类合成相关的候选基因,为深入开展阳春砂挥发性萜类生物合成相关功能基因的发掘及调控研究提供了丰富的数据资源。     

诱导子对百里香中次生代谢产物的影响差异

 目的 研究不同浓度诱导子对不同增殖阶段百里香中次生代谢产物积累的影响。方法 以1/2 MS为基本培养基,培养百里香至20、30和40 d后,分别用外源诱导子茉莉酸甲酯（MeJA）、水杨酸(SA)和壳聚糖(Chs)对百里香进行诱导;采用萃取法对有效成分进行提取,用气相色谱-质谱联用仪检测不同增殖阶段诱导子对次生代谢产物积累的影响。结果 在提取液中检测到46种化合物,其中对比分析了含量大于1%的12种化合物,发现3种诱导子对以百里香酚为代表的芳香族化合物作用效果较为明显,对1-甲基-3-（1-甲基乙基）苯和1-甲基-4-4（1-甲基乙基）-1,4-环己烯为代表的氧化萜类化合物和萜烯类化合物效果十分明显。结论 不同的诱导子对百里香中次生代谢产物含量有显著差异。     

罗勒发根的诱导及不同因子对发根生长及次生代谢产物的影响

目的探讨不同因子对罗勒Ocimum basilicum发根生长及次生代谢产物的影响。方法用发根农杆菌1025感染罗勒叶片,建立发根培养体系,并利用紫外分光光度法测定不同培养时间及培养基中添加激素和诱导子后罗勒发根中多糖和总黄酮的量。结果激动素(KT)为罗勒发根培养的最适外源激素;茉莉酸甲酯(MeJA)对罗勒发根的生长有抑制作用,但明显促进总黄酮的形成;水杨酸(SA)对罗勒发根的生长影响不显著,但对多糖和总黄酮的积累有明显促进作用。结论 5种外源激素和2种诱导子均能不同程度地影响罗勒发根的生长及次生代谢产物的积累,为进一步筛选适宜的罗勒发根培养系统并调控次生代谢产物的研究奠定了基础。     

丛枝菌根真菌促进植物抵抗生物胁迫作用机制的研究进展

丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)是一类广泛定殖于植物根系,对植物生长发育起着重要作用的共生内生真菌。归纳分析了AMF介导宿主植物提高对细菌、真菌、线虫等病原微生物胁迫抗性能力,发现AMF对不同病原微生物的抑制效果有着明显特异性,且受植物的种类、AMF多样性、定殖密度等因素影响。AMF主要通过激活茉莉酸、水杨酸等植物激素介导的系统性抗性,调控ERF等转录因子表达,增强营养物质吸收,改善植物根系结构,竞争病原体生态位点,调节根系有益分泌物等途径来提高植物抗病能力,并可与植物共生放线菌(plant symbiotic actinomycetes,PSA),深色有隔内生真菌(dark septate endophytes,DSE)、哈茨木霉Trichoderma harzianum等益生菌存在协同增效作用。明确AMF提高植物抗病原微生物胁迫能力的作用机制对实施生态农业、中药绿色种植、生物防控植物病害具有重要的参考价值和理论意义。     

夏枯草三萜和酚酸类合成相关的MYB转录因子的挖掘及分析

目的挖掘夏枯草中可能调控三萜和酚酸类产物生物合成的MYB转录因子。方法从夏枯草转录组数据库中筛选MYB转录因子,并对蛋白基序、理化性质、功能注释、系统进化、表达特性等进行分析,并预测其功能。结果在夏枯草转录组水平上共鉴定出参与27个MYB转录因子基因,c32045.graph_c0可能通过对肉桂酸4-羟化酶基因表达的抑制作用,阻碍迷迭香酸的生物合成,从而作为转录抑制子对酚酸类产物生物合成起负调控作用。c26895.graph_c0可能通过调节三萜类和迷迭香酸类产物合成过程中的代谢中间产物的流向,从而阻碍三萜类和酚酸类的生物合成。结论该研究预测了调控夏枯草三萜类和酚酸类产物生物合成的相关MYB转录因子,也为进一步研究夏枯草MYB转录因子在次生代谢产物中的调控功能奠定了基础。     

冬凌草中酚酸类化学成分研究

 目的 研究冬凌草中的酚酸类化学成分。方法 新鲜冬凌草用70%丙酮水溶液组织破碎提取,然后用Diaion HP-20,Toyopearl HW-40,MCI Gel,Silica Gel色谱柱分离得到单体化合物,经波谱分析鉴定其化学结构。结果 得到了4个酚酸类化合物,分别是咖啡酸(Ⅰ),水杨酸(Ⅱ),迷迭香酸(Ⅲ),迷迭香酸甲酯(Ⅳ)。结论 除水杨酸外,其它3个化合物均为首次从冬凌草及其同属植物中分离得到。     

表观遗传修饰剂线性肟酸对桦褐孔菌三萜合成的影响

目的 三萜类化合物是药用真菌桦褐孔菌产生的主要次生代谢产物之一,但其在实验室培养条件下积累量较少。旨在研究组蛋白去乙酰化酶（histone deacetylase,HDAC）活性抑制剂线性肟酸（suberoylanilide hydroxamic acid,SAHA）对桦褐孔菌三萜合成的调控。方法 液体摇瓶发酵法培养桦褐孔菌,并在培养液中添加SAHA。采用荧光定量PCR测定三萜合成相关基因转录水平,香草醛-高氯酸法测定细胞内和发酵液中三萜的含量。结果 SAHA的添加提高了桦褐孔菌体内编码3-羟基-3-甲基戊二酸单酰辅酶A合成酶、3-羟基-3-甲基戊二单酰辅酶A还原酶、甲羟戊酸激酶、二磷酸酯脱羧酶、角鲨烯合成酶和羊毛甾醇合成酶等基因的表达水平。SAHA显著提高了桦褐孔菌菌丝体内和发酵液中三萜的积累量。SAHA诱导下桦褐孔菌菌丝体内三萜积累量达（66.4±5.24）mg/g,明显高于对照组[（22.7±3.3）mg/g],并且胞外三萜的含量由对照组的（30.5±2.7）mg/L提高至（49.3±3.8）mg/L。此外,经SAHA处理后桦褐孔菌胞内三萜清除自由基的能力显著提高。结论 SAHA...     

小紫金牛的化学成分研究

对瑶族草药小紫金牛的化学成分进行研究,从小紫金牛乙醇提取物的乙酸乙酯萃取部位中分离得到7个化合物,采用光谱分析和文献对照的方法,确定它们的结构分别为:水杨酸(1),对羟基间甲氧基苯甲酸(2),没食子酸乙酯(3),4-羟基-3,5-二甲氧基苯甲酸(4),原儿茶酸(5),没食子酸(6)和儿茶素(7)。以上化合物均为首次从该植物中分离得到,其中化合物7首次从该属植物中得到。     

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。     

艾活性成分生物合成调控相关的WRKY转录因子筛选及表达分析＊

艾（Artemisia argyi）是常用的中草药和灸用原料植物，具有重要的药用和经济价值，然而其药用活性成分的合成调控研究鲜有报道。WRKY转录因子家族是植物中最大的转录因子家族之一，在植物生长发育、抗逆以及次生代谢合成调控等方面发挥重要作用。本研究基于转录组数据系统鉴定艾的WRKY家族转录因子，分析其蛋白理化性质、进化关系和保守基序等特性，并研究该家族基因在茉莉酸胁迫下的表达模式。实验结果表明，从转录组水平共鉴定到37个AarWRKY转录因子，其氨基酸数目为119-547个，分子量为13.4-59.8 kDa，理论等电点为4.86-10.03。根据拟南芥WRKY家族分类，34个AarWRKY蛋白归类在I、II、III三组，而3个蛋白未归类。AarWRKY蛋白均具有保守的WRKY结构域，且同一组蛋白具有相似的保守基序。基因表达谱分析以及利用qRT-PCR方法检测基因表达差异发现，外源茉莉酸甲酯处理后，6个AarWRKY基因的表达发生了显著差异，其中3个基因上调表达，3个基因下调表达。进一步蛋白互作网络预测发现这些差异表达的AarWRKY基因可能参与JA响应和萜类化合物的生物合成调控等途径。本研究为艾WRKY家族基因的功能研究及其在艾叶活性成分累积中的调控作用解析奠定基础。     

广东紫珠地上部分的化学成分

目的：研究马鞭草科紫珠属植物广东紫珠（Callicarpa kwangtungensis Chun）地上部分的化学成分。方法：应用硅胶柱层析和Sephadex LH-20柱层析及重结晶等方法从广东紫珠的地上部分分离其化学成分，通过波谱解析和理化性质对结构进行鉴定。结果：分离得到13个化合物，5个黄酮：5，4’-二羟基-3，7，3’-三甲氧基黄酮（5，4’-dihydroxy-3，7，3’trimethoxyflavone，1）、鼠李秦素（rhamnatin，2）、华良姜素（kumatakenin，3）、岳桦素（ermanine，4）、velutin（5）；3个三萜：齐墩果酸（oleanolic acid，6）、熊果酸（ursolic acid，7）、白桦酸（betulinic acid，8）；3个酚酸：水杨酸（salicylic acid，9）、丁香酸（syringicacid？10）、异香草酸（isovanilli cacid，11）；2个甾醇：胡萝卜孝（daucosterol，12）、β-谷甾醇（β-sitosterol，13）。结论：化合物1～5、8和儿为首次从紫珠属植物中分得，化合物10和12为首次从广东紫珠中首次分得。