中国人参属植物生境适宜性研究

利用优化后的MaxEnt模型(基于R语言Kuenm包)分析人参属植物的生境适应性,可了解气候变化对人参属植物分布和物种分化的影响,对探究人参属植物的物种形成及制定保护策略具有重要意义。结果显示:模型参数的最优组合为RM=1.5,FC=LP,AUC值为0.953,此时Maxent模型的复杂度和过拟合都最低,模型预测精度最高;影响人参属植物地理分布的主要环境因子有9个,其中7个与温度相关,2个与降水量有关,且1个变种受降水量影响最大,其余种均受温度影响最大,表明温度是影响人参属植物分布的最重要环境因子;在气候变化下各个时期中西南地区均为人参属植物分布的集中区,且大多人参属植物潜在适生区随时间变化总体呈现向西南地区收缩趋势。

人参属中药材重金属残留研究进展

三七、人参和西洋参是人参属名贵中药材,但均存在不同程度的重金属超标问题。为了解3种人参属中药材重金属超标情况及种间差异,以《中华人民共和国药典》 2020年版对重金属的限量值为评判标准,分析了三七、人参和西洋参研究文献报道中的铜、铅、砷、镉、汞5种重金属的数据。结果表明,三七中铜、铅、砷、镉、汞的超标率分别为1.04%、1.65%、9.98%、1.58%、1.03%;人参中汞、砷超标率分别为7.4%、0.23%;西洋参中汞超标率为1.86%。目前,3种药材的研究多聚焦于重金属的含量检测,重金属的消减措施研究较少,今后应加强重金属残留的安全风险评估研究,根据药材的植物学特征和区域土壤重金属特征制定更加科学的限量标准,以增强含重金属中药材的安全。

人参属植物转录因子调控的研究进展

人参属(Panax)植物作为中药材使用历史悠久,具有多种药理活性如补益、抗炎、抗肿瘤等,富含多种活性成分如皂苷、蛋白质、氨基酸、微量元素等。皂苷为人参属植物的有效成分,但因其含量较低且人参属植物生长环境逐渐恶劣,导致能利用的皂苷难以满足药用等需求。近些年来,基因工程技术被广泛用于提高植物中有效成分含量,目前关于皂苷合成途径虽已被阐明,但有多个合成酶及合成步骤难以确定。因此,通过转录因子来调节基因表达量促进人参皂苷的合成具有重大的研究意义。该文综述了人参皂苷物质合成相关转录因子的调控研究进展,以期为后续的人参皂苷研究和人参属植物皂苷资源开发提供理论基础。

多组学技术在人参属药用植物抗根部病害研究中的应用

人参、西洋参和三七是五加科人参属中典型的代表性药用植物,均为我国名贵中药材。根部病害是影响人参属药用植物发展的重要因素。目前,多组学技术在植物抗病育种中的应用越来越广泛。本文从基因组、转录组、蛋白质组和代谢组学4个方面综述了人参、西洋参和三七抗根部病害研究进展,以期为这3种药用植物的抗病育种研究提供借鉴。

多组学差异表征与分子鉴定赋能中药的精准鉴别--以人参属中药为例

中药基原鉴定特别是对易混淆品种的区分,是中药质量控制的难点。同属植物(或近缘品种)、同植物不同部位来源的中药往往化学组成十分相似,这为中药的真伪鉴别,特别是配方颗粒或中成药投料真实性的鉴定带来了极大的挑战。人参及其同属多种植物来源的中药对机体具有补益作用,目前在全球范围内使用广泛。人参属多个品种属于易混淆中药,特别是在饮片外观特征消失的成方制剂中易发生混用。近年来,多组学差异表征技术与分子鉴定技术在人参属中药的鉴别及区分中应用广泛,且具有互补性。以人参属多来源中药为例,综述了多组学差异分析技术及分子鉴定技术在品种区分中的应用,以期为易混淆中药的精准鉴别提供方法学参考。

人参属6种药材的抗炎作用及其对NF-κB信号通路的影响

【目的】比较6种不同人参属药材提取物的体内外抗炎活性差异,并探讨其抗炎活性机制。【方法】采用CCK-8法检测RAW264.7细胞活力,Griess法检测NO释放,ELISA法检测细胞分泌炎症因子情况,Western blot法检测NF-κB信号通路中关键蛋白表达情况。采用二甲苯所致小鼠耳肿胀模型,检测耳肿胀度及HE染色的病理切片情况。【结果】在给药浓度为0.02、0.20 mg/mL时,6种人参属药材提取物对RAW264.7细胞活力无显著抑制作用(P>0.05)。6种人参属药材提取物在0.2 mg/mL浓度下均显著抑制LPS诱导的RAW264.7细胞上清液中NO含量的升高(P<0.05或P<0.01或P<0.001),其中屏边三七抑制作用最强。与LPS组相比,6种人参属药材提取物均显著降低细胞分泌的TNF-α含量(P<0.01或P<0.001)。屏边三七组和竹节参组均显著逆转LPS诱导的细胞中p-NF-κB、IκBα蛋白表达量的升高;而珠子参组和竹节参组均显著抑制NF-κB蛋白表达。此外,6种人参属药材提取物对二甲苯所致小鼠耳肿胀具有剂量依赖性抑制作用,其中屏边三七组、三七组、西洋参组及竹节参组对小鼠耳肿胀的抑制率分别为91.11%、68.89%、82.22%、64.44%。小鼠耳组织HE染色结果表明,模型组小鼠耳组织出现明显结缔组织水肿,间隙增加及炎性细胞浸润。6种人参属药材提取物组与模型组相比水肿反应和炎性细胞浸润减少,其中屏边三七改善效果最好。【结论】6种人参属药材具有体内外抗炎作用,且活性存在差异,其机制作用可能与调节NF-κB信号通路相关。

五加科人参属多糖免疫调节作用的研究进展

五加科人参属药用植物主要有三七、人参和西洋参,其主要生理活性成分为三萜皂苷、黄酮类、酚类及多糖类化合物。具有抗疲劳、增强机体免疫力、促进造血功能、抗炎、抗过敏、抗肿瘤等作用。多年来,五加科人参属药用植物的加工多为提取其中的皂苷,提取后的弃渣中多糖成分的含量极高,但被当做药渣丢弃,造成了资源浪费。本文系统整理五加科人参属药用植物多糖免疫调节药理作用及此类多糖的提取、分离、纯化工艺的相关文献,为五加科人参属药用植物加工后的药渣再利用提供理论依据。

人参属药用植物组织和细胞培养的研究进展

从愈伤组织的诱导及培养、试管苗再生、悬浮培养、反应器培养及转基因器官培养等5个方面介绍了人参属药用植物组织与细胞培养的研究进展。日本和韩国已经分别实现了人参悬浮细胞和不定根培养的工业化;我国尽管已经开发了人参愈伤组织的一些产品,但在人参属药用植物组织和细胞培养的工业化方面还有一段路要走。

三种人参属植物的EST-SSR信息分析及其在三七中的应用

为了解人参属植物EST中SSR分布特点及其在三七SSR标记中的应用,利用生物信息学方法,用primer3软件对dbEST数据库中人参属植物人参、西洋参和三七的EST序列进行搜索,发现人参属植物EST-SSR出现频率为11.54%,平均每4.39kb出现1个SSR。人参属植物单核苷酸重复基元占主导地位,其次为三核苷酸重复基元和二核苷酸重复基元,分别占总SSR的54.48%、17.31%和16.36%。人参属EST-SSR的优势类型为A/T和AT/TA,分别占54.73%和8.21%。根据人参属植物EST中的SSR设计48对引物,在合适的PCR扩增体系下,用5个三七样品的DNA为模板进行PCR扩增,引物有效扩增率85.42%,其中多态性引物占可扩增引物的70.73%。结果表明,利用人参属EST序列开发三七EST-SSR标记是可行的。

基于快速PCR方法的人参属药用植物鉴别研究

目的:建立一种准确、快速、高效鉴别人参属药用植物的分子鉴别方法。方法:采集不同产地的人参、西洋参及同属近缘种植物,所有样品进行总DNA的提取并使用mat K片段进行扩增、测序,进行同源比对后根据其变异位点设计西洋参特异性鉴别引物,人参以文献报道的特异鉴别引物为基础,分别采用两步法进行PCR扩增,从而对人参、西洋参及同属近缘种进行鉴别。结果:通过对影响PCR反应时间的退火温度、变性温度、退火时间、变性时间、循环次数等因素进行优化,并对不同型号PCR仪进行考察,分别获得人参、西洋参快速PCR反应程序。在PCR产物中加入SYBR GreenⅠ染料,正品显示出明亮绿色荧光,而近缘种不显示荧光。结论:快速PCR方法可以简单快速鉴别人参、西洋参,为实现药材分子鉴别的现场运用提供技术支撑。

人参属药用植物连作障碍研究进展

针对人参属药用植物人参、西洋参和三七连作障碍问题,综述了连作障碍原因及其解决措施,并展望了人参属药用植物连作障碍研究重点。

用线粒体nad1基因b/c内含子鉴别人参属4种药材

目的:探讨人参属4种药材人参、西洋参、三七、竹节参的鉴别方法及其系统发育关系。方法:扩增线粒体nad1基因,测序比对,分析该基因序列的差异。结果:获得人参(移山参、高丽参)和竹节参该基因的1290 bp片段序列,西洋参和三七的该基因片段长度则分别为1269 bp和1522 bp,主要差异为该基因的b/c内含子。在NJ系统发育树上,人参和竹节参关系最近,其次是西洋参,而与三七的关系最远。结论:基于该片段的碱基差异可从这4种药材中将西洋参、三七鉴别出来。人参属植物线粒体nad1基因b/c内含子存在一定的进化信息,可以进一步用于人参属药材的鉴别及系统发育关系分析。

3种人参属药用植物种子生根过程中胚乳营养物质与酶活性的变化

以人参、西洋参和三七种子为材料,研究了种子生根过程中胚乳中的营养物质及淀粉酶活性的变化。结果表明:1)三者胚乳中蔗糖的含量在种子露白时急剧下降,在胚根2~8mm时先上升后下降;可溶性总糖,淀粉在整个生根过程中均不断下降。人参、三七种子胚乳中的可溶性蛋白含量在胚根伸长至2mm时没有显著性变化,当胚根长为5mm时显著下降,而西洋参在整个生根过程中不断下降,说明胚乳中营养物质的不断降解为胚根的生长提供了所需的物质和能量,促进了种子的萌发和生长。2)人参、西洋参的α-淀粉酶活性呈先上升后下降趋势,在胚根伸长至5mm时达到最大值。β-淀粉酶活性在萌发后直至胚根生长到5mm期间呈显著下降趋势,而在胚根伸长至8mm时迅速上升,分别是α-淀粉酶活性的5倍和4倍。三七的α-淀粉酶活性并无显著性变化,β-淀粉酶活性则先缓慢升高再下降。

基于ITS2条形码的人参属物种鉴定研究

人参属植物种类繁多,多数具有重要的生物学及药用价值。采用植物DNA条形码候选序列之一的ITS2片段鉴定人参属药用植物。结果表明,ITS2基因区通用性强,序列在人参属物种间差异较大,属内变异位点为41个,保守位点189个,种内遗传距离为0-0.004,种间遗传距离为0.006-0.098,平均遗传距离为0.044。基于K2P模型构建的系统发育树（NJ树）显示,同一物种均聚为一类。因此,ITS2作为DNA条形码能够有效地区别人参属物种,为人参属药材及其伪混品的鉴定提供基础。

人参属植物中水溶性非蛋白氨基酸与寡肽的研究

从人参属植物水提取液中分离鉴定了若干具有生物活性的非蛋白氨基酸,如神经抑制性递质,γ-氨基丁酸(GABA),神经兴奋毒素,β-N-草酰基-L-α,β-二氨基丙酸(β-N-ODAP).首次从人参根的水提取液中分离纯化与鉴定了一组N-末端为谷氨酸,并以其γ-羧基形成肽键为特征的七个寡肽;其结构为P-Ⅰ(氧化型谷胱甘肽,GSSG).P-Ⅱ(氧化型谷胱甘酰胺),P-Ⅲ[N,N＇-双-(γ-谷氨酰甘氨酰)胱氨酸,IGSSG],P-Ⅳ(N-γ-谷氨酰胱氨酰-双-甘氨酸),p-V(N,N'-双-γ-谷氨酰胱氨酰甘氨酸),P-Ⅵ(γ-谷氨酰精氮酸)与P-Ⅶ(还原型谷胱甘肽).化合物p-Ⅱ至P-V与P-Ⅶ均与氧化型谷胱甘肽有关.P-Ⅱ至P-Ⅵ的结构均经化学合成确证.化合物P-Ⅲ为未见报道的新生物活性肽,具有比化合物P-Ⅰ强的促睡眠活性.同时还讨论了β-N-ODAP与GABA以及其它化合物的生物活性.

人参属植物鲨烯合酶编码基因及其氨基酸序列的生物信息学分析

利用生物信息学方法对GenBank中人参属9种植物鲨烯合酶的cDNA序列以及其编码的氨基酸序列的结构、理化性质、信号肽、疏水性、亲水性、亚细胞定位、跨膜结构域功能域和进化关系进行了初步预测和分析。结果表明:总体上人参属鲨烯合酶核苷酸序列相似性平均为96.245%,氨基酸相似性平均为95.5%。其二级结构预测结果显示9个鲨烯合酶氨基酸序列以α螺旋和无规则卷曲为主要组成部分。对9种人参属植物进行进化树分析发现可以分为2个亚族。对包括人参属9种植物在内的其他物种进行进化树分析可知,植物、动物、酵母分属不同的类群。通过分析人参属植物鲨烯合酶及其编码基因的生物信息学特征,可以为鲨烯合酶基因的克隆和遗传操作提供理论参考。

人参属植物的悬浮培养及次生代谢调控的研究进展

通过对国内外人参属药用植物的悬浮培养及次生代谢调控研究的总结分析,结果表明:(1)2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)和萘乙酸(NAA)对悬浮细胞的诱导有促进作用,多胺(PA)和赤霉素(GA3)是体细胞胚诱导的关键,Rhizobium rhizogenes KCTC 2744质粒能诱导人参愈伤组织产生毛状根;(2)茉莉酸及其衍生物能激发原人参二醇型皂苷合成酶的信号传导从而促进悬浮培养物中人参皂苷的产生和积累,PA也促进人参悬浮培养物中皂苷含量的提高;(3)适度的氧(O2)、二氧化碳(CO2)和乙烯能调节培养物相关酶的活性,对其生长和次生代谢物的积累有促进作用;(4)一定浓度的铜和有机锗对人参皂苷的积累有促进作用,充足的氮有利于培养物的增长,相对较少的碳元素有利于皂苷的积累。依据上述研究结果,提出了人参属药用植物悬浮培养未来研究方向。

人参属药用植物三萜皂苷合成途径关键酶的研究进展

三萜皂苷是人参属药用植物的主要活性成分,具有抗衰老、抗肿瘤、抗疲劳等功效。明确三萜皂苷的生物合成途径是利用基因工程技术提高次生代谢物产量的前提和基础。本文综述了人参属药用植物人参、西洋参、三七中的三萜皂苷合成途径的关键酶基因的研究进展,为深入研究三萜皂苷的合成与代谢分子调控机制提供了理论基础。

人参属植物及人参不同加工品种中脂肪酸成分的研究

应用GC法分析测定了人参属植物及人参不同加工品种的脂肪酸含量。人参属植物的脂肪酸组成以亚油酸为主;人参加工品种经加热处理,亚油酸含量呈上升趋势,从而为人参加工机理的脂质类成分转化提供了证据。

人参属四种植物中氨基酸和无机元素的比较研究

五加科(Araliaeeae)人参属(Panax)植物的药用价值很高,其中人参(P.gln-seng C .A.Mey,)、西洋参(p .quinquefo-iumL.)、三七人参(p.notoginseng(Bu:k)F.H.Chen)和竹节人参(p.japonieusC。A.Mey.),均有滋补强壮。