复合胁迫对药用植物次生代谢的影响及机制

大量研究显示药用植物在其道地产区的生长同时受到多种环境胁迫的共同作用。与单一胁迫相比,植物对2种或2种以上的复合胁迫具有独特的反应,不能直接从植物对每种单独的胁迫反应中推断出来。复合胁迫对植物的作用通常有协同、拮抗或独立3种类型。次生代谢在药用植物响应复合胁迫的过程中也起到了至关重要的作用,环境胁迫可以促使次生代谢产物积累,而在复合胁迫下,植物通过特异性的诱导次生代谢途径上关键酶基因的表达进而诱导次生代谢产物积累以抵御胁迫的侵害。植物在遭受复合胁迫的作用时,多种信号通路途径的相互作用,使得植物响应复合胁迫具有高度的复杂性。该文总结了复合胁迫对药用植物生理及次生代谢的影响,并探讨了相关的生理生化及分子作用机制,以期为提高药用植物的逆境适应能力、提升中药材质量提供理论依据,进一步优化药用植物的栽培。     

形制之变(一)——新旧中医国家标准疾病部分异同解读

植物来源中药材的品质与药用植物的生长及次生代谢密切相关。bZIP转录因子作为基因表达的关键调控因子,在植物生长发育、生物及非生物胁迫应答、次生代谢过程中发挥重要作用,对提高药用植物抗性、促进有效成分积累具有重要意义和价值。已证实通过调控bZIP转录因子的表达可有效提高青蒿、人参、丹参等中药材的品质。在阐明bZIP转录因子生物学功能的基础上,探讨其对药用植物品质(形态特征、抗逆反应、次生代谢)的影响,展望其在中药材品质改良中的应用前景,为深入探究bZIP转录因子在药用植物生长发育及有效成分积累中的作用提供参考,为优质中药材的培育和生产提供依据。     

基因调控技术提高药用植物细胞有效成分产量的研究进展

利用植物细胞培养技术生产具有重要经济价值的药用植物次生代谢产物为中药可持续发展提供了一条新的途径。然而,药用植物细胞培养过程中目的次生代谢产物的低产问题一直困扰着该技术的发展与应用,传统的克服这一问题的方法主要有优化培养条件、筛选高产细胞株等,大量的研究结果表明,通过上述途径无法从根本上解决植物细胞次生代谢产物的低产问题。近年来,随着基因工程等现代生物技术的发展,人们尝试利用基因调控手段来调节植物细胞的次生代谢,如采用关键酶基因调控技术、转录因子调控技术等从分子水平上解决药用植物细胞次生代谢产物的低产…     

药用植物毛状根药用成分合成调控机制研究进展与应用前景北大核心

植物毛状根是药用成分的天然优质原料,具有生长快速、生产时间短、次生代谢产物产量高、遗传稳定等优点,目前利用毛状根技术高效生产药用原料和改良药用植物品质已经成为研究热点。该文总结了与毛状根中药用成分合成途径及其调控方式相关的研究资料,发现目前提高药用植物毛状根中次生代谢物含量的途径一是改变毛状根的外在培养条件,二是对毛状根内在的次生代谢物生物合成通路进行调控;而有关毛状根次生物质代谢合成调控机制的研究主要集中于双子叶草本植物中,以研究生物碱类、黄酮类、皂苷类、萜类、苯丙素类和蒽醌类药用活性成分生物合成的调控机制为主,其中对丹参毛状根中丹参酮和甘草毛状根中甘草酸的生物合成调控机制进行了深入研究。该综述主要从调控毛状根药用成分生物合成的关键酶基因、转录因子以及新颖分子调控因子三个方面进行了系统总结,为药用植物毛状根次生代谢产物合成调控与生产提供参考。     

环境胁迫对药用植物苍术影响的研究进展

苍术的生态适宜性分析显示,生长在其道地产区茅山的苍术同时受到高温、高湿、营养缺乏等多种环境胁迫的作用;表明适度的环境胁迫作用可以促进苍术生长发育及次生代谢产物的积累,但过度的环境胁迫也会造成苍术根茎生物量下降、生长发育受抑制等不良影响。现综述了生物及非生物环境胁迫对药用植物苍术的形态建成、生理影响及次生代谢产物积累等方面的研究现状,旨在帮助人们了解药用植物苍术的抗逆生理机制及次生代谢产物积累的逆境机制,并为苍术的生态种植实施奠定理论基础。     

WRKY转录因子在植物干旱响应机制中的作用研究进展

WRKY转录因子是调控植物发育和应对外界胁迫刺激反应的主要调控因子,在植物抵御干旱过程中的作用至关重要。本文就近年来WRKY转录因子抵御干旱胁迫依赖的信号通路、干旱胁迫下其参与的植物生长发育和生理调控,以及对药用植物次生代谢产物的调控相关研究进行梳理,为进一步探讨植物的抗旱分子机制、培育耐旱品系,探索植物次生代谢产物的药用价值提供参考。     

药用植物microRNA与次生代谢产物的合成调控

miRNA(microRNA)是一类重要的内源性非编码小RNA,其主要通过剪切及翻译抑制等方式在转录后水平调控靶基因的表达,对植物次生代谢产物的合成有着重要的作用。尤其对于药用植物而言,次生代谢产物多是其活性成分,是药材发挥药效作用的基础,研究药用植物次生代谢产物生物合成途径及复杂调控网络具有十分重要的意义。该文主要对药用植物次生代谢产物合成相关的miRNA进行综述,重点介绍了miRNA对萜类、生物碱以及黄酮等生物合成的影响,旨在为药用植物次生代谢产物的生物合成调控研究提供新的思路。     

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。     

药用植物次生代谢与中药材GAP

实施中药材GAP的最终目的是保证中药材质量的安全、有效、稳定与可控。药用植物次生代谢与植物药材质量密切相关,探讨影响药用植物次生代谢的各种因素,并在生产实际中加以调控,对于控制植物药材质量意义重大。本文论述了药用植物次生代谢与植物药材质量之间的关系,列举了影响药用植物次生代谢的各种因素,并讨论了中药材GAP基地建设中如何调控药用植物次生代谢等问题。     

艾bZIP基因家族全基因组鉴定及萜类合成调控基因筛选北大核心CSCD

艾是我国重要的药用植物和经济作物,具有温经散寒、止痛、抗炎、抗过敏等功效。艾叶精油富含挥发性萜类化合物,广泛应用于艾灸及保健品中,市场开发潜力巨大。bZIP转录因子家族在植物中数量众多,广泛参与植物生长发育、胁迫应答和萜类等次生代谢产物合成调控,但艾bZIP家族及其功能鲜有报道。该研究基于艾基因组系统鉴定bZIP家族转录因子,分析其蛋白理化性质、进化关系、保守基序和启动子顺式作用元件等特性,并筛选可能参与萜类合成调控的候选基因。结果显示:从基因组水平共鉴定到156个AarbZIP转录因子,其编码氨基酸为99~618 aa,相对分子质量为11.7~67.8 kDa,理论等电点为4.56~10.16。根据拟南芥bZIP家族分类,AarbZIP蛋白分为12个亚族,同一亚族蛋白具有相似的保守基序。启动子顺式作用元件分析表明AarbZIP家族与光和激素响应密切相关。同源性比对和系统发育分析共筛选出5个可能参与萜类合成调控的AarbZIP基因。qRT-PCR结果表明5个候选AarbZIP基因在艾不同组织中表达存在显著差异,其中AarbZIP29和AarbZIP55在叶片中表达量最高,AarbZIP81、AarbZIP130、AarbZIP150在花蕾中表达量最高。该研究为艾bZIP家族基因的功能研究及其在艾萜类合成中的调控作用解析奠定基础。     

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。     

内生真菌诱导子调控药用植物活性成分的生物合成

内生真菌是药用植物内环境重要的组成部分,与药用植物长期共进化过程中形成了一种稳定的互利共生关系.内生真菌诱导子能够快速、高度专一和选择性地诱导药用植物特定基因的表达,进而活化特定次生代谢途径,调控药用植物次生代谢物的生物合成,显著促进药用植物活性成分的积累.从诱导子信号的识别、信号转导、基因表达和关键酶的激活等方面对内生真菌诱导子的作用机制进行综述,以期通过利用内生真菌诱导子促进药用植物细胞高效合成和积累活性成分,为研究药用植物次生代谢的调控提供新的研究思路和方法.     

真菌诱导子对药用植物细胞培养产生次生代谢产物影响的研究

 目的介绍近年来真菌诱导子对药用植物细胞培养产生的次生代谢产物的影响。方法检索国内外相关资料进行汇总,分析,依据次生代谢产物的合成途径进行分类和综述。结果总结了真菌诱导子对药用植物次生代谢产物及其代谢途径的影响规律及特点。结论植物的次生代谢产物合成的途径,可能受到真菌诱导子的影响,真菌诱导子的种类、使用的方法和剂量等的不同,对植物的代谢途径的影响表现出差异。对真菌诱导子影响植物代谢途径的全面考察,真菌诱导子的有效部位和有效成分,作用机制及调控基因的表达都有待进一步研究。     

白及苯丙氨酸解氨酶基因的克隆、序列特征及激素响应表达分析

目的苯丙氨酸解氨酶(PAL)是植物次生代谢与抗逆反应的关键酶类之一,研究PAL基因的序列信息与逆境胁迫响应模式,揭示其蛋白结构与功能及抗逆信号网络。方法采用RT-PCR、RACE技术获得白及PAL基因c DNA全长;Protparam、SOPMA、SWISS-MODEL等生物信息学软件分析其编码蛋白的理化特性、结构域等特征;DNAMAN、MEGA软件分别进行氨基酸多序列比对与系统进化分析;实时荧光定量PCR(q RT-PCR)技术进行PAL基因时空表达特异性与外源激素胁迫下响应检测。结果克隆得到的Bs PAL基因c DNA全长为2 708 bp,编码1条797个氨基酸组成的多肽,预测蛋白质相对分子质量为86 216.94,等电点6.24,具有植物PAL酶的典型结构域和活性中心,不具有跨膜结构域,与铁皮石斛、蝴蝶兰的PAL基因亲缘关系最近。q RT-PCR结果表明白及根中PAL表达量显著高于叶与茎。在Me JA处理下,PAL表达量呈逐渐上升再下降的趋势;SA处理下,则是先下降再上升的趋势。结论白及PAL基因的克隆与序列特征分析、表达检测及响应Me JA和SA胁迫后的表达变化为阐明白及苯丙烷代谢途径与激素信号通路研究提供实验基础。     

药用植物在干旱胁迫下生长代谢变化规律及应答机制的研究进展

干旱胁迫对药用植物的生长发育﹑生理生化以及次生代谢具有显著的影响,它能够抑制药用植物的生长发育,但是会促进其分泌次生代谢产物。同时研究还发现药用植物能够利用ABA信号途径和分泌渗透物质来应答干旱胁迫,减少胁迫所带来的危害。该文综述了药用植物在干旱胁迫下的生长﹑生理生化变化﹑次生代谢和应答机制,以期为研究药用植物和干旱胁迫的关系提供参考。     

生物炭在农业及中药材栽培中的应用研究进展

生物炭是生物质在缺氧或者低氧状态下经高温(250～700℃)热解形成的一种高度芳香化、富含碳素的固态物质,具有比表面积大、孔隙丰富等特征。近年来,生物炭作为一种良好的土壤改良剂,在改善土壤根际微生态环境、促进植物生长发育、提高植物抗逆性等方面的优势逐渐凸显。研究表明,生物炭通过改良土壤理化性质、调整微生物群落结构、参与植物体内代谢过程、诱导植物增强抗性等方面来影响植物的生长发育过程。该文总结了生物炭在农业中应用的研究进展,介绍了生物炭在植物种子萌发、幼苗生长、作物产量及抗逆性等方面的生态学效应及其作用机制。结合中药材自身的特点,重点分析了生物炭在提高中药材次生代谢产物的含量及缓解连作障碍等方面的应用潜力。提出未来还需加强生物炭在药用植物次生代谢生物合成、化感作用以及重金属胁迫等方面的研究,深入揭示生物炭调控药用植物的次生代谢、缓解中药连作障碍及降低重金属含量的作用机制,以期为生物炭在中药材栽培中的应用研究提供参考。     

药用植物毛状根研究体系及应用方向

药用植物富含次生代谢产物,是天然药物和保健品的重要来源。然而药用植物本身的次生代谢产物存在含量低、合成不稳定且周期长等问题。利用发根农杆菌Ri质粒诱导药用植物产生的毛状根具有操作简单、生长迅速、可提高次生代谢产物含量等优点,已成为药用植物次生代谢产物生产的一种新手段。本文详细介绍了毛状根的诱导方法、鉴定以及影响其形成的因素,总结了毛状根研究体系在药用植物次生代谢产物生产、基因功能验证、种质资源改良与繁育等方面的应用,并展望了毛状根研究体系在药用植物基因功能研究与药用活性成分生产方面的发展前景。     

药用植物根际微生物对其品质形成的影响及其作用机制的研究进展

根际是植物-土壤-微生物信息和物质交换的重要场所,是影响植物生长和抗逆性的重要因素。植物根系和根际微生物之间的相互作用对于植物的生长和品质形成至关重要。植物根系通过分泌有机酸、糖类、次生代谢物等物质特异性的促进有益微生物的生长,也能通过自身免疫系统和分泌抗生素抑制病原菌的增殖。根际微生物可以通过多种方式参与药用植物的生长发育、代谢过程以及活性成分的积累,对于药用植物的养分吸收和利用、土传病害防治、非生物胁迫应激等方面具有至关重要的作用。主要对根际微生物对药用植物品质形成的影响及其作用机制的研究进展进行综述,以期为深入了解根际微生物与药用植物间的互作关系提供参考。