黄芪皂苷生物合成对短期水分变化的响应

以一年生盆栽膜荚黄芪为材料,探究水分变化对膜荚黄芪根中总皂苷、黄芪甲苷含量及关键酶基因表达量的影响。测定其黄芪甲苷、总皂苷含量,采用实时荧光定量PCR分析黄芪皂苷合成途径中8个关键酶乙酰辅酶A乙酰基转移酶(AATC)、3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A合酶(HMGS)、3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶(HMGR)、异戊二烯焦磷酸异构酶(IDI)、法尼基焦磷酸合酶(FPS)、鲨烯合酶(SS)、鲨烯环氧酶(SE)、环阿尔庭烷合酶(CAS)基因表达量。结果表明,随着土壤水分的下降,黄芪甲苷及总皂苷含量呈增加趋势,在第15天达到最高,分别为1.46,6.80 mg·g~(-1);膜荚黄芪中8个关键酶基因对水分调控的响应方式各不相同,AACT,IDI,SS基因呈现先升高后降低再升高,复水后降低的变化趋势,HMGS,HMGR,FPS基因呈现持续增加复水后下降的趋势,而SE,CAS基因呈现先增加再降低,复水后继续降低的趋势。相关性分析显示,处理组HMGR基因与总皂苷含量呈极显著正相关,CAS基因与总皂苷含量呈显著负相关;FPS,SE,CAS基因与黄芪甲苷含量呈极显著负相关系。因此,HMGR,FPS,SE,CAS基因在水分调控下对黄芪皂苷含量调控作用明显,是主要调控基因。处理第15天,黄芪甲苷和总皂苷总量达到最高,可以定为最佳采收期。     

海拔高度对蒙古黄芪主要药效成分积累及其关键酶基因表达量影响研究

目的研究不同海拔高度与蒙古黄芪Astragalus membranaceus var. mongholicus主要药效成分含量及其关键酶基因表达量之间的关系。方法采用HPLC法检测黄芪根中黄芪甲苷与毛蕊异黄酮葡萄糖苷的含量,采用实时荧光定量PCR法检测黄芪甲苷生物合成过程中关键酶基因乙酰辅酶A乙酰基转移酶[AACT,acetoacetyl-co zymeA (CoA)thiolase]、3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A合酶(HMG-CoAsynthase, HMGS)、 3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶[3-hydroxy-3-methylglutarylcoenzymeA(HMG-Co A)reductase,HMGR]、异戊二烯焦磷酸异构酶(iso-pentenyldiphosphateisomerase,IDI)、法尼基焦磷酸合酶(farnesyldiphosphatesynthase,FPS)、鲨烯合酶(squalenesynthase,SS)、鲨烯环氧酶(squaleneepoxidase,SE)、环阿尔庭烷合酶(cycloartenolsynthase,CAS)基因的表达量。结果 4个样地中样地HQ-2(内蒙呼和浩特可可以力更镇)中黄芪甲苷含量、毛蕊异黄酮葡萄糖苷含量及总皂苷含量普遍高于其他样地;相关性分析表明,海拔高度对黄芪总皂苷合成的影响较大,IDI、SE和SS基因在黄芪总皂苷的合成过程中起主要作用,海拔高度有利于IDI、SE和SS基因的表达,海拔高度对黄芪皂苷合成途径中关键酶基因具有一定的调控作用。结论在处于海拔1730m左右的地区种植蒙古黄芪有利于其药效成分的积累。     

转录组测序分析膜荚黄芪紫茎花青素生物合成的关键基因

目的:筛选与膜荚黄芪紫茎花青素生物合成相关的关键基因.方法:以膜荚黄芪紫茎和绿茎为材料,利用超高液相色谱法(UPLC)、转录组测序(RNA-Seq)和实时荧光定量PCR(qRT-PCR)等方法,分析了紫茎和绿茎中花青素含量,花青素生物合成相关基因的表达水平.结果:紫茎中飞燕草素和矢车菊素含量分别为118.23 μg/g...     

内生真菌对铁皮石斛多糖和生物碱合成关键酶基因表达的影响

目的分析内生真菌菌株GXRz2、GXRz3和GXRz10对铁皮石斛多糖含量和多糖合成途径关键酶尿苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(UDP-glucose pyrophosphorylase,UGPase)基因表达以及生物碱含量和生物碱合成途径中关键酶3-羟基-3-甲基戊二酸单酰辅酶A还原酶(3-hydroxy-3-methylglutaryl coenzyme-A reductase,HMGR)、法尼基焦磷酸合酶(farnesyl pyrophosphate synthase,FPS)基因表达的影响。方法铁皮石斛幼苗施加内生真菌菌液,采用分光光度法测定铁皮石斛多糖和生物碱含量。以18 S rRNA为内参照基因,荧光定量PCR(qRT-PCR)法检测多糖、生物碱关键酶基因表达的变化。结果铁皮石斛活性成分多糖含量较高,主要集中于茎,根中最低;而生物碱含量较低,主要存在于叶,根中最低,3株内生真菌处理均能在一定程度上促进铁皮石斛多糖及生物碱的积累。qRT-PCR技术检测UGPase、HMGR和FPS基因在不同内生真菌处理下的相对表达,结果显示,内生真菌GXRz3和GXRz10均可显著提高铁皮石斛UGPase、HMGR和FPS基因的表达量;其中,多糖合成途径中,UGPase基因在茎中的相对表达量最高,叶次之,根中最少;生物碱合成途径中,HMGR基因在茎中的相对表达量最高,叶次之,根中最少,而FPS基因在叶中的相对表达量最高,茎次之,根中最少。结论内生真菌可能通过调控UGPase的表达,影响多糖的合成,结合多糖积累情况,推测UGPase可能是铁皮石斛多糖合成途径中的关键酶;内生真菌可能通过调控HMGR、FPS的表达,影响生物碱的合成,而结合生物碱积累情况,推测FPS可能是生物碱合成途径中的关键酶。     

干旱胁迫对柴胡中皂苷合成关键酶基因表达及皂苷含量的影响

为了探究干旱胁迫对柴胡皂苷合成关键酶基因表达和皂苷含量的影响,以期从终产物,基因水平揭示柴胡皂苷合成对环境变化的响应。该研究以定植5个月的柴胡苗为研究材料,通过添加聚乙二醇(PEG)模拟干旱环境,利用HPLC测定不同胁迫程度下,柴胡根中皂苷a和d含量的变化,同时以β-tubulin为内参基因,采用荧光实时定量PCR(RT-q PCR)分析皂苷合成途径中4个关键酶3-羟基-3-甲基戊二酸单酰辅酶A还原酶(HMGR),异戊烯基焦磷酸异构酶(IPPI),法尼基焦磷酸合酶(FPS)和β-香树素合成酶(β-AS)基因的表达。通过研究发现,干旱胁迫处理显著提高了柴胡中皂苷的含量,且当PEG为10%时,柴胡皂苷a和d质量分数最高,分别达到0.648%,0.781%;同时,各基因表达量结果显示,4个关键酶基因的表达均呈现不同程度的上调,其中FPS和β-AS上调极显著(P0.01);此外,相关性分析表明,HMGR,IPPI,FPS,β-AS的表达量和皂苷含量间存在显著正相关关系。因此,干旱胁迫下,柴胡通过调节皂苷合成关键酶基因的表达,来调节次生代谢物皂苷的合成,从而对逆境做出响应。     

药用植物甾体皂苷生物合成途径研究进展

甾体皂苷是药用植物中普遍存在的一类功效物质,由糖基和甾体皂苷元缩合而成,甾体皂苷的生物合成途径主要包括细胞质甲羟戊酸(MVA)途径和质体2-C-甲基-D-赤藓醇-4-磷酸(MEP)两条途径,并以MVA途径为主。在生物合成途径中涉及一系列关键酶,包括3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶(HMGR),1-脱氧-木酮糖-5-磷酸合酶(DXS),1-脱氧-木酮糖-5-磷酸还原异构酶(DXR),法尼基焦磷酸合酶(FPS),鲨烯合酶(SS),鲨烯环氧酶(SE),环阿屯醇合酶(CAS),细胞色素P450酶(CYP450),糖基转移酶(SGTase)等。在综合前人研究的基础上,该文对甾体皂苷生物合成途径路线图进行了补充和细化,而对近5年来有关药用植物甾体皂苷生物合成关键酶(基因)生物学信息研究报道整理发现,药用植物中HMGR,SS,CYP450,UGT基因研究相对较多,而对FPS,SE,CAS的报道则较少。整体来看,目前对甾体皂苷生物合成途径研究尚处于初级阶段,对于关键酶功能研究缺乏强有力的直接证据。可为甾体皂苷的后续研究提供参考和理论支撑。     

膜荚黄芪法呢基焦磷酸合酶基因密码子偏性分析

目的法呢基焦磷酸合酶(farnesyl pyrophosphate synthase,FPS)是调控黄芪甲苷生物合成途径关键酶,为该基因外源表达选择合适的宿主,进而为提高黄芪甲苷产量提供理论依据。方法以长白山膜荚黄芪为植物材料,克隆了FPS基因的编码序列。运用EMBOSS及Codon W等在线软件分析了FPS基因的密码子偏好性,并将其与玉米、青蒿等7种植物FPS基因及大肠杆菌基因组密码子偏好性进行比较。结果膜荚黄芪FPS基因偏好于以A或T碱基结尾的密码子,与大肠杆菌Escherichia coli基因组共有22个密码子存在差异。结论进一步提高膜荚黄芪FPS基因在大肠杆菌中的表达水平,需对其密码子进行优化。     

不同产地黄芪中的黄芪总皂苷含量对比分析

目的:统计不同产地黄芪中的黄芪总皂苷含量并进行对比分析。方法:以我国八个不同产地的蒙古黄芪与膜荚黄芪作为研究样本,对比两个品种黄芪的黄芪总皂苷含量;对比不同种植方式黄芪的黄芪总皂苷含量;对比不同产地黄芪的黄芪总皂苷含量;对比不同产地蒙古黄芪、膜荚黄芪的黄芪总皂苷含量。结果:内蒙古产黄芪的黄芪总皂苷含量最高,为(22.95±1.17)mg/g,吉林产黄芪的黄芪总皂苷含量最低,为(18.12±0.59)mg/g,不同产地黄芪的黄芪总皂苷含量可见明显差异(P0.05)。蒙古黄芪的黄芪总皂苷含量为(21.24±1.06)mg/g,膜荚黄芪的黄芪总皂苷含量为(19.01±0.87)mg/g(P0.05)。野生黄芪的黄芪总皂苷含量高于人工种植黄芪(P0.05);不同产地内蒙黄芪的黄芪总皂苷含量可见统计学差异(P0.05);不同产地膜荚黄芪的黄芪总皂苷含量可见统计学差异(P0.05)。结论:不同产地黄芪的黄芪总皂苷含量具有明确差异性,临床应用中应给予足够重视,根据产地、品种、种植方式等修正方剂中黄芪用量。     

黄芪根、茎、叶中总皂苷含量比较

生药黄芪为豆科植物膜荚黄芪Astragalusmembranaceus（Fisch．）Bge．和蒙古黄芪A.mongholicusBge．的干燥根。皂苷为黄芪的主要化学成分之一。黄芪的入药部位为根。我们通过实验分析比较黄芪根、茎、叶中总皂苷含量，为开发黄芪地上部分，扩大药物资源提供科学依据。1仪器和材科仪器：721型分光光度计。药品：黄芪甲苷（ASI）标准品（781－90001，中国药品生物制品检定所）；黄芪根、茎、叶来自大兴安岭野生黄芪（膜荚黄芪）。2方法和结果2.1总皂苷的提取与纯化：取黄芪根、茎、叶粗粉干燥至恒重，分别精确称取根、茎、叶样品约5g（精…     

北柴胡不同部位柴胡皂苷含量与其关键酶基因表达量的相关性研究

目的筛选适宜北柴胡Bupleurum chinense表达分析的内参基因,并分析不同部位中柴胡皂苷含量与其关键酶基因表达的关系。方法以北柴胡根、茎、叶、果为实验材料,利用实时荧光定量PCR技术,选取Actin、α-tubublin、β-tubulin、Cyclophilin、EF-1α5个常用的内参基因作为候选,以筛选到的最适内参基因为参考分析北柴胡基因ACAT、FPS、HMGR、IPPI、PMD、PMK、SE、SS、β-AS、UGT1、UGT3、UGT6、UGT8、UGT10、P450-7、P450-12的组织表达模式,用HPLC法检测柴胡皂苷a、柴胡皂苷c、柴胡皂苷d的含量,并用SPSS软件进行相关性分析。结果以5个候选基因(EF-1α、Cyclophilin、Actin、β-tubulin、α-tubublin)中稳定性最好的EF-1α为内参基因,测定北柴胡16个关键酶基因表达量,表明ACAT、PMK、IPPI、SS、SE、UGT1、UGT3、UGT6、UGT8均在地上部分(茎、叶、果)表达量最高,HMGR、β-AS、P450-7、P450-12在根中表达量高于地上部分,PMD、FPS、UGT10则组织差异性不明显。以HPLC法检测柴胡皂苷含量在根中远高于地上部分(茎、叶、果)。相关性分析结果显示,16个关键酶基因间上游ACAT、HMGR、PMD、SE等多与下游P450-7、P450-12、UGT3、UGT6、UGT8等表现出了显著正相关(P0.05),表明关键酶基因相互间密切相关,共同调控柴胡皂苷合成。16个关键酶基因与柴胡皂苷含量的相关性分析结果显示:HMGR、P450-7、P450-12与3种皂苷总和呈极显著正相关(P0.01),β-AS与3种皂苷总和呈显著正相关(P0.05),且HMGR、β-AS、P450-7、P450-12与单体皂苷a、c、d含量均呈显著正相关(P0.05),这4个基因对于皂苷合成积累有重要影响。结论柴胡皂苷合成途径中HMGR、β-AS、P450-7、P450-12基因表达与柴胡皂苷合成积累具有一致性,在调控皂苷合成方面有重要作用。     

移栽密度对蒙古黄芪生长发育及产量质量的影响

目的:黄芪是药食同源的重要中药材品种之一,为了实现黄芪规范化栽培,提高栽培成效,在黄芪道地产区甘肃省陇西县试验基地行距30 cm条件下,分别采用8,10,12,14,16 cm不同的株距栽培蒙古黄芪。方法:通过测定返青株生长发育动态及药材产量和质量,利用隶属函数综合评价,旨在确定合理的移栽密度,探寻规范的蒙古黄芪生产技术。结果:在行距30 cm条件下,移栽株距对蒙古黄芪的生长发育具有显著影响;随着株距的增大,蒙古黄芪地上部分生物量减小,根冠比增大,但单位面积药材产量下降,药材外观性状随着移栽密度的减小有所改善。在株距14 cm的栽培密度下,黄芪甲苷和毛蕊异黄酮葡萄糖苷含量均最高。株距8~16 cm栽培密度条件下,黄芪药材浸出物含量均优于2015年版《中国药典》标准,各株距处理综合评价指数依次为14 cm> 16 cm> 10 cm> 8 cm> 12 cm。结论:结合产量与经济效益综合评判,最优移栽株行距30 cm×14 cm(密度23.81万株/hm^2),该密度下蒙古黄芪生长发育健壮,主茎较粗,根冠比较大,产量较高,质量优异。     

川产麦冬及其须根组织学与麦冬皂苷量的对比研究

目的 考察四川麦冬基地麦冬须根的产量,对麦冬及其须根进行显微特征观察比较,并对块根和须根中麦冬皂苷质量分数进行对比。方法 统计麦冬植株块根与须根质量比值,应用显微镜及显微摄影系统观察须根的表皮细胞、皮层、中柱以及髓部的显微特征;采用UV法对麦冬块根及其须根的提取物进行了总皂苷测定,HPLC-ELSD法测定麦冬块根及须根中麦冬皂苷D质量分数。结果 川麦冬植株麦冬须根与块根质量平均比值为0.68,两者在表皮细胞形状、皮层与中柱排列及比例有一定差异;麦冬与须根平均总皂苷量为1.204%和2.847%;麦冬皂苷D在0.416～10.40 μg内与峰面积呈良好线性关系（r＝0.999 3）,平均回收率为99.12%,RSD为1.39%。麦冬块根与须根平均麦冬皂苷D质量分数分别为0.035%和0.041%。结论 川产麦冬须根资源量大,与麦冬组织学差异主要在于表皮细胞形状、皮层与中柱排列及比例,而粉末特征无显著差异;川产麦冬须根总皂苷质量分数明显高于麦冬,而麦冬皂苷D质量分数与麦冬块根无显著性差异。     

北柴胡地上茎不同分枝对根中皂苷类成分量及根产量的影响

目的 研究北柴胡Bupleurum chinense地上茎不同分枝对根中皂苷类成分量及根产量的影响。方法 采用HPLC和紫外分光光度法测定北柴胡地上茎不同分枝植株根中柴胡皂苷a、柴胡皂苷d及柴胡总皂苷的量,并统计分析其生长特征参数。结果 地上茎不分枝与2个分枝的北柴胡根中皂苷类成分量及根产量均最高;随着地上茎分枝数的增多,根中皂苷类成分量及根的产量均呈下降趋势。结论 地上茎不同分枝会对北柴胡根中皂苷类成分量及根产量产生影响。     

星点设计-响应面法优选藤梨根总皂苷提取工艺

目的:优选藤梨根总皂苷的提取工艺,为该药用部分的开发提供参考。方法:以总皂苷提取量为指标,采用星点设计-响应面法考察提取时间、乙醇体积分数和料液比对藤梨根总皂苷提取工艺的影响。利用UV测定总皂苷含量,检测波长547 nm。结果:最佳工艺条件为提取时间73 min,乙醇体积分数65%,料液比1∶13;藤梨根总皂苷提取量1.67 mg·g-1,与预测值1.69 mg·g-1的偏差1.18%。结论:该提取工艺稳定可行,适用于藤梨根总皂苷的提取。     

金花小檗提取物及组分对小鼠学习记忆能力及抗氧化能力的影响

目的测定金花小檗根、茎和叶及根、茎提取物的总生物碱及其组分含量,研究根、茎提取物及组分对小鼠学习记忆能力和抗氧化能力的改善作用。方法采用酸性染料比色法测定金花小檗根、茎、叶和根、茎提取物及组分的总生物碱含量,以HPLC法同时测定药根碱、巴马汀和小檗碱的含量。用东莨菪碱制备记忆障碍小鼠模型,ig不同剂量的金花小檗根、茎提取物及组分30 d,以跳台实验和水迷宫实验检测根、茎提取物及组分对小鼠学习记忆的影响,测定血清丙二醛(MDA)和总超氧化物歧化酶(T-SOD)。结果金花小檗提取物及水溶性组分显著延长小鼠跳台实验的潜伏期(P0.01),显著减少错误次数(P0.01);在一定程度上,缩短水迷宫的定位航行时间(P0.01),并显著减少错误次数(P0.05)。根、茎提取物和水溶性组分能显著提高小鼠体内T-SOD活性(P0.05、0.01),而显著降低MDA水平(P0.05、0.01)。结论金花小檗根、茎提取物及水溶性组分对小鼠的学习记忆能力有一定的改善作用,对其体内抗氧化能力也有提高。     

基于流式细胞术和K-mer分析的黄芪基因组大小估测

目的使用流式细胞术与K-mer分析估测黄芪基因组的大小及复杂程度,为黄芪基因组测序奠定基础。方法以番茄为内标,用流式细胞仪测定经碘化丙啶(PI)染色的番茄细胞核和黄芪细胞核混合样品的PI荧光强度,通过比较黄芪与番茄细胞DNA含量峰值的倍数关系,计算黄芪的基因组大小。采用高通量测序技术进行黄芪基因组调查测序,利用生物信息学方法估计黄芪杂合率、重复序列和GC含量等信息。结果采用流式细胞术测得黄芪基因组大小约为1 426 Mb。通过基因组调查测序,获得了95 Gb黄芪基因组DNA测序数据,K-mer分析表明黄芪基因组约为1 456 Mb,测序深度为39×。K-mer分布曲线有明显的杂合峰,基因组杂合率为2.1%。结论黄芪基因组大小为1.45 Gb左右,杂合率较高。这一结果可为黄芪基因组学研究提供参考。     

栽培远志qRT-PCR内参基因筛选与P450s基因的时空表达分析

目的 筛选适用于不同生长年限和不同部位的栽培远志实时荧光定量PCR分析（quantitative real time PCR,qRT-PCR）的稳定内参基因,为远志体内各个基因表达分析提供合适内参基因。并对4个细胞色素P450单加氧酶（cytochrome P450 monooxygenase,P450s）基因在上述远志样品中的差异表达进行分析,明确4个P450s基因在栽培远志中的时空表达分布。方法 通过qRT-PCR获取Tubulin 1、Tubulin 2、Elongation 1、Elongation 2、Actin 1、Actin 2、GAPDH和cdc-42 8个候选内参基因在上述远志样品中的熔解曲线与C_t值;利用软件geNorm和NormFinder对候选内参基因的表达稳定性进行评价;通过qRT-PCR分析4个P450s基因CYP709B2、CYP71AP39、CYP88A85、CYP714E38在上述远志样品中的相对表达情况。结果 geNorm分析结果表明,在远志（1~3年生）根、茎、叶、花中稳定表达的为Tubulin 2与Elongation 1;NormFinder结果显示,Elongation 1是最稳定的内参。CYP709B2、CYP71AP39基因在远志茎、叶（1~3年生）中的mRNA表达量最高,在根与花中的表达量则较少。而CYP88A85、CYP714E38基因则在远志根（1~3年生）中的mRNA表达水平较高。结论 Elongation 1适合作为栽培远志体内基因表达分析的内参基因。栽培远志中的P450s基因在远志根、茎、叶、花中的表达趋势不一致。     

蒺藜的活性成分积累和动态分布的研究

目的 研究蒺藜总皂苷、总黄酮类物质的动态积累情况及其在根、茎、叶、果等部位的分布情况.方法 采用紫外分光光度法测定了成熟期内3种不同生长环境下蒺藜全草和各部位中总皂苷、总黄酮的量.结果 蒺藜总皂苷与总黄酮的高峰期出现时间、积累曲线等并不一致;其中,总皂苷主要集中分布在叶片中,总黄酮主要在叶片和果实中积累.结论 以蒺藜总皂苷量确定蒺藜的最佳采收期并不适用于总黄酮类物质的积累,应根据目标成分的变化掌握蒺藜的适宜采收期;其次,应重视蒺藜叶片的采集和利用.     

金樱根、茎提取物的抗炎、解热作用对比研究△

目的:研究金樱根、茎提取物的抗炎、解热作用。方法:通过小鼠足跖肿胀、腹腔毛细血管通透性和大鼠棉球肉芽肿实验观察金樱根、茎提取物的抗炎作用;通过干酵母制备大鼠发热模型,观察金樱根、茎提取物的解热作用。结果:金樱根、茎提取物可减轻小鼠足跖肿胀,降低小鼠腹腔毛细血管通透性,对大鼠棉球肉芽肿的生成具有显着的抑制作用;金樱根醇提物和金樱茎水提物对发热大鼠有显著降温作用。结论:金樱根、茎提取物对急、慢性炎症模型均有明显的对抗作用;金樱根醇提物和金樱茎水提物具有一定的解热作用。金樱茎在一定条件下可作为金樱根入药。