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。     

中药出膏率波动的影响因素

出膏率是中药材及饮片经提取后获得物质量的重要指标。中药提取物主要由药材中的初生代谢产物和次生代谢产物组成,初生代谢产物和次生代谢产物的积累量及加工提取过程中不同成分的提出量是影响出膏率的重要因素。文章从影响药材质量和产量的关键因素（基原、产地、生长模式、药用部位、采收期、种植年限、规格等,饮片炮制加工、提取加工方式）进行系统总结,全面分析不同化学成分（初生代谢产物和次生代谢产物）的物质积累规律和物质提取规律,探讨药材及饮片出膏率波动的影响因素及其异常的形成机制,以期为中成药的高质量制造提供参考。     

Hormesis及其在药用植物生产中的应用

"Honnesis"是指生物体在不同剂量化学物质刺激下产生的,以双相剂量--反应曲线为特征的一种适应性反应.作者在分析了Hormesis概念、机制、研究现状及生物学意义的基础上,总结了药用植物生长发育及次生代谢产物积累的Hortnesis现象,指出了Hormesis在药用植物生产中的应用,包括提高次生代谢产物,指导中药材适生地的选择,指导中药材生产管理,提高植物整体抗逆性.     

植物药材次生代谢产物的积累与环境的关系

许多植物药的活性成分是其所含的次生代谢物质,人工种植时其产量取决于初生产物的积累,质量取决于次生产物的积累。药材质量及有效性的基础是植物的次生代谢。次生代谢物质的产生是发育程度、组织分化及外界刺激因素通过影响生物合成基因表达而控制。对次生代谢产物在植株体内形成和积累的诱导有不同的诱导机制假说。但都认为环境胁迫时,次生代谢产物数量增加。次生代谢产物积累与生长环境条件需求方面存在矛盾,是药用植物种植的难题。     

影响愈伤组织中次生代谢产物含量的因素研究进展

次生代谢产物是植物在长期进化过程中与生物和非生物因素相互作用的结果,在植物生长、发育和生理功能方面发挥着重要作用。药用植物的有效成分通常都是细胞次生代谢产物,其合成受环境等多种因素影响。利用愈伤组织培养获得目标产物,具有成本低、不受自然条件影响的优势。药用植物愈伤组织中次生代谢产物的积累量不仅受光照、温度、pH等环境因素的影响,而且,种质本身、植物生长调节剂和诱导子的使用亦会对其积累产生较大影响。该文就如何提高药用植物愈伤组织中次生代谢产物含量的影响因子进行综述,以期为进一步研究提供参考。     

蛋白质组学在中药材道地性研究中的应用展望

综述了蛋白质组学在植物应对环境胁迫及抗胁迫机理中的应用进展,明确了不同的环境生态因子通过诱导蛋白质组的差异表达而影响次生代谢产物形成与积累的规律,并对蛋白质组学在道地中药材形成机制研究中的应用作了展望。     

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。     

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。     

不同种源毛脉酸模根中主要次生代谢产物动态积累的研究

目的 研究毛脉酸模次生代谢产物动态积累的种内变异及其遗传规律,为优质种源选育提供科学依据.方法 通过HPLC法检测同一生长条件下的3种不同种源毛脉酸模根中主要次生代谢产物的含量动态变化规律.结果 不同种源的毛脉酸模在同一生长环境下种植,其根中白藜芦苷、白藜芦醇、酸模素、大黄酚苷4种次生代谢产物的含量水平有明显差别,而大黄素、大黄酚、大黄素甲醚的含量水平没有显著性差异,但其各自含量随时间的动态积累规律基本保持一致.结论 在同一生长环境下,毛脉酸模根中主要次生代谢产物含量的差异更多的是由其种源所决定的.这一研究结果为药用植物种质资源研究提供参考依据.     

真菌诱导植物次生代谢产物积累的信号机制及在药用植物中的应用

采用真菌诱导植物特定次生代谢产物的积累已成为近年研究的热点领域之一.以近年来国内外研究报道为基础,介绍了诱导子的概念及研究概况,重点介绍了真菌诱导子调节植物次生代谢产物积累的早期信号机制,包括植物细胞对诱导子信号的识别、诱导子信号的转导和转移因子对信号的整合等方面;对我国学者利用诱导子促进生物碱、萜类、皂苷、黄酮类等关键活性化合物在药用植物积累中的应用进行了综述.对进一步完善人们对中药材道地性影响因素的认识,推动这一技术在我国药用植物品质改良中的应用等方面具有重要的参考价值.     

高品质道地药材的科学内涵

中药材来源由野生转为栽培是导致药材质量降低主要原因,阐明高品质道地药材及质量形成的科学内涵可为优质药材生产指明方向。动植物的基本代谢是相同的,次生代谢产物的生态作用与药材活性成分药理作用的生物学本质是一致的,在逆境胁迫状态下次生代谢产物具有较高的药理活性,药材质量最佳。围绕种质、环境和生产加工3方面,从生物进化和生理生态学角度,指出同物种的遗传物质的差异也较大,优质道地药材是以特化的种质为前提,种质是决定药材质量的生物学基础;环境是提高药材质量的基本条件,逆境通过活性氧操控次生代谢,增加次生代谢含量和高活性成分比例,从而提高药材质量;加工过程是利用植物细胞具有全能性和完整的次生代谢系统,在干燥过程中对新鲜药材部位实施逆境胁迫,短时间内提高次生代谢含量。高品质道地药材不仅主要成分含量较高,而且高活性成分含量也较高,从而保证了较高的疗效。     

林草中药材生态种植现状分析及展望

通过梳理林草中药材生态种植的类型和概念,总结了林草中药材种植的发展现状,认为林草中药材生态种植具提高中药材质量和安全性、缓解耕地"非粮化"紧张局面、扶贫脱困效果显著的优势,指出林草中药材生态种植存在生态优先原则有待进一步落实、生态种植模式和配套技术有待完善、道地药材意识有待加强的问题,建议开展适宜中药材的生物学特性及生产适宜性区划研究、开展适宜中药材的种质资源收集和新品种选育研究、研发适宜林草中药材生态种植的小型机械、加强林草中药材生态种植技术研究和推广、开展林草中药材资源循环利用与产业绿色发展研究,促进林草中药材生态种植可持续发展。     

不同因子对药用植物毛状根产量和次生代谢产物积累影响的研究进展

以根为药用部位的药材占中药材种类的30%左右。毛状根培养体系是药用植物生产次生代谢产物的新途径、新方法。影响毛状根生长及其次生代谢物形成的因素有很多,如：物理因素、化学因素、前体物的添加、诱导子等。通过优化毛状根培养条件及培养基配比,可提高毛状根和次生代谢产物产量。本文就药用植物毛状根诱导形成及大规模生产中的根产量和次生代谢产物积累的影响因素与作用机理做一综述,为相关研究和应用提供参考。     

野生与栽培中药材品质对比的研究进展与相关建议

通过回顾野生与栽培中药材品质对比的研究历史，笔者系统梳理了20世纪50年代以来的相关研究报道，对已有研究结果进行汇总分析，结果发现已有的野生与栽培中药材品质对比研究主要集中在性状、显微结构、化学成分、药效作用、遗传多样性几个方面，其中化学成分对比研究占主导地位，并以指标性成分的含量对比研究居多，而药效作用研究最为薄弱。受取样数量、样品产地、生长年限、栽培方式等多种因素影响，不同中药材的野生与栽培品品质差异参差不齐。总体来看，多数野生中药材品质优于栽培品，两者性状差异较大，且部分化学成分的含量与比例发生明显变化，尤以栽培后初生代谢产物占比显著增加最为明显。栽培中药材品质与栽培模式相关，其中野生抚育、仿野生种植、生态种植等模式生产的中药材与野生品品质接近。基于分析结果，建议在野生与栽培中药材品质对比研究中明确栽培品的栽培方式与栽培年限，利用性状、显微结构、非靶向代谢组学结合差异成分定量分析、生物效价等技术手段综合评价野生与栽培中药材品质差异，加强植物细胞壁组成成分、初生代谢产物、次生代谢产物差异所致的药效变化研究，从而引导中药材高品质生产。     

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。     

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。     

光质对冬凌草再生植株生长及次生代谢产物的影响

目的 研究不同光质对冬凌草再生植株生长及次生代谢产物积累的影响.方法 将再生植株置于不同光质的培养箱中,观察不同光质下再生植株的生长情况,并测定其中的次生代谢产物(冬凌草甲素、迷迭香酸)的含量.结果 绿光最有利于冬凌草再生植株生长及其体内冬凌草甲素和迷迭香酸的积累,其次为白光;红光对于冬凌草再生植株的生长及次生代谢产物的积累均不利.结论 不同光质对冬凌草再生植株生长及次生代谢产物(冬凌草甲素和迷迭香酸)积累均有很大影响.     

欧洲花楸悬浮细胞对生物胁迫的记忆功能初探

植物对其所遭受的环境胁迫存在记忆功能,当再次受到重复的环境胁迫时能更快更好地启动对环境胁迫的应答和适应机制,从而实现长期稳定的繁衍生存。但是这类研究大都体现在农作物以及模式植物拟南芥中,在药用植物中少有研究这种记忆功能对植物生长状态的作用以及对植保素生物合成的影响。该研究采用酵母提取物(YE)作为模拟生物胁迫的诱导子,通过对欧洲花楸悬浮细胞给予重复生物胁迫,测定了重复胁迫及单次胁迫下生物量以及部分次生代谢产物含量的变化。结果表明,与第一次受到环境胁迫的欧洲花楸悬浮细胞相比,受到重复胁迫的欧洲花楸悬浮细胞在再次受到环境胁迫后生物量积累水平在部分时间点下显著提高,次生代谢产物在部分时间点下积累水平也显著升高。上述工作确定了欧洲花楸悬浮细胞存在记忆环境胁迫的现象,以及这种记忆环境胁迫的现象对欧洲花楸悬浮细胞部分次生代谢产物合成与积累的影响,为进一步研究药用植物的胁迫记忆功能及其代际遗传机制奠定了基础。     

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。     

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。