Box-Behnken响应面法优化复合益生菌发酵三七药渣工艺及体外抗氧化活性研究

目的以三七药渣为原料,通过益生菌发酵比较不同益生菌以及复合益生菌对各指标成分影响的差异,探究最佳发酵工艺。方法采用单因素、Box-Behnken响应面法优化发酵工艺,并通过体外抗氧化实验评价发酵产物的抗氧化能力。结果最佳发酵工艺为有氧发酵48 h、厌氧发酵36 h,嗜热链球菌、两歧双歧杆菌、嗜酸乳杆菌的比例为2∶3∶1,料液比0.14 g·mL^(-1),接菌量5%,温度33℃。在最佳发酵工艺条件下,三七药渣中性多糖、酸性多糖、总黄酮的含量分别提高了105.64%、96.98%、123.83%,相较于单菌发酵均显著升高。发酵产物清除DPPH、ABTS自由基的IC 50值分别为1.774、3.065 mg·mL^(-1),还原Fe^(3+)的能力为0.138 mmol FeSO_(4)·g^(-1),较未发酵药渣显著增强。结论最佳发酵工艺能显著提高三七药渣中各指标成分含量,显著增强其抗氧化能力,相较单菌发酵各指标成分含量均显著提高,提示上述益生菌之间没有明显的拮抗作用。研究结果为三七药渣的资源化利用提供了科学依据和数据支撑。

与玉米间作促进苍术根际养分吸收利用的原因

与玉米间作能够缓解苍术连作障碍,而养分条件变化是关键因素之一。为探究苍术||玉米间作对苍术根际养分吸收利用的影响,本研究开展了为期2年的苍术||玉米间作根际不同分隔处理的田间试验,共设置了4种处理:苍术单作(A)、苍术||玉米间作不隔膜(AI)、苍术||玉米间作隔尼龙膜(AN)和苍术||玉米间作隔塑料膜(AP),分别测定了苍术生物量和4种挥发油成分含量,苍术根茎氮磷钾含量,根际土壤pH、有机质和土壤养分因子含量。结果发现,AI和AN处理的苍术根茎鲜重均高于A和AP,且AI与A和AP的差异达显著水平(P<0.05)。苍术4种挥发油含量均表现为AI和AN高于A和AP,其中AI的β-桉叶醇含量分别比A和AP显著高128.4%和205.6%(P<0.05),AI和AN的苍术素含量比A和AP显著提高75.0%~875.0%(P<0.05);相比A和AP,AI和AN的苍术根茎4种挥发油成分总含量显著提高82.8%~210.3%(P<0.05),表明苍术||玉米间作的地下根际互作对促进苍术根茎生物量和挥发油积累有重要作用。AI和AN比A和AP苍术根际土壤pH下降0.4%~6.3%、土壤有机质含量提高13.5%~48.1%;AI的苍术根际土壤碱解氮含量分别比A和AP显著提高32.8%和36.2%(P<0.05),AN的速效钾含量分别显著提高51.5%和46.7%(P<0.05)。相关性分析发现,苍术酮主要与苍术根茎氮磷钾含量和根际土壤氮磷钾含量呈正相关,而苍术素主要与根茎钾含量呈正相关。与A和AP相比,AI苍术磷吸收效率分别提高23.4%和30.0%(P<0.05);AI和AN的氮和钾利用效率比A显著提高131.3%~222.2%(P<0.05)。综上可知,苍术||玉米间作体系中,与无根际互作(A和AP)相比,地下根际互作效应(AI和AN)可提高苍术根际酸化水平,活化土壤氮磷钾,促进苍术根茎养分吸收利用,进而提高苍术产量,同时影响苍术根茎挥发油积累。本研究揭示了苍术||玉米间作地下根际作用是促进苍术根际养分吸收利用的重要因素,为药用植物生态多样性种植模式推广提供重要参考。

基于^(13)C同位素标记法探究连作对丹参生长及光合碳分配的影响

以1年龄盆栽丹参为研究对象,设置^(13)C脉冲标记处理与^(12)C正常处理,应用^(13)C脉冲标记法研究连作与非连作丹参光合碳分配规律,比较植株标记40 d后的形态学与理化指标差异,分析丹参地上部、根部以及根际土壤碳的^(13)C丰度、碳同位素比率、^(13)C原子百分比以及单位干重样品的^(13)C总量,以明确连作对丹参生长与光合作用的影响机理。结果表明,连作条件下,丹参各部分生物量与叶绿素含量明显下降,抗氧化酶活性升高;有效成分中的丹参酮Ⅰ、丹参酮Ⅱ_(A)、二氢丹参酮Ⅰ以及迷迭香酸含量均降低;连作显著影响^(13)C-光合碳分配比例,非连作丹参地上部、根部以及根际土壤中^(13)C-光合碳比率分别为27.14%、72.80%和0.06%,连作丹参为59.38%、40.59%和0.03%。综上,连作后,丹参生长发育与次生代谢受到明显影响;光合产物向地下部的转移能力降低,导致连作丹参根部生长发育受到明显抑制;丹参光合作用的强弱是反映丹参生长状况的重要指标。

丹参常见病害及用药情况调查

为提高丹参病害防治技术同时为丹参生产提供基础数据,通过对济南、临沂等山东丹参主要生产区域的多个种植基地及农资经营单位走访调查,结合文献调研,对丹参常见病害、发病规律、用药种类、农残现状进行总结归纳。结果表明丹参常见病害有10种,使用包括生物农药及复合制剂等在内的20类43种农药,用药品种均符合用药规定,但存在缺乏农药登记及防治技术指导、生物防治推广不足等问题。该结果为科学防治丹参病害,促进丹参产业绿色持续发展提供依据。

逆境条件下药用植物酚酸类物质“内外大循环”代谢及作用机制探讨

逆境胁迫是植物进化过程中必不可少的驱动因子,关于植物应对逆境胁迫的适应机制研究日趋深入。植物体内的次生代谢物含量中酚酸类大约占到30%,它具有抗微生物、抗氧化、抗细胞毒性和抗炎的作用,是植物抗逆胁迫过程中的主要“功臣”,也是药用植物发挥临床药效的重要物质基础。前期研究发现,连作条件下丹参植株体内的酚酸类成分含量增加,根际的邻苯二甲酸、苯甲酸等物质能够促进立枯丝核菌增殖,致使连作丹参木质素合成增加,提升植物对病原菌侵染的防御能力。故而本研究对酚酸类次生代谢物在药用植物体内合成以及体外代谢的“全链条”代谢途径进行综合探讨,总结酚酸类次生代谢物合成及分泌的全过程,以期为药用植物抗逆、抗病应答研究提供理论支撑。

基于地理信息系统的苍术道地药材气候生态特征研究

目的:寻找苍术道地产区生境特征。方法:通过逐步回归分析寻找影响苍术质量的生态主导因子;通过实地调查、文献分析结合气候数据分析明确影响苍术生长发育的生态限制因子;使用IDIRIEIW软件对苍术研究样地30年间生态主导因子和限制因子的均值进行空间插值,提取茅山地区气候因子参数进行空间叠加分析,寻找茅山地区生境特征。结果:研究发现降雨量是影响苍术挥发油含量的重要生态主导因子之一;高温是影响苍术生长发育的生态限制因子之一;苍术道地药材原产地生境特征为年均温高于15℃,冷月平均最低温度为(- 2～- 1)℃,热月平均最高温度在32℃左右,极端低温(- 17～- 15 )℃,旱季约为1～2个月,年降水量约为10 0 0～116 0mm。结论:茅山地区气候具有高温、旱季短、雨量充足的特点;苍术道地药材形成具有逆境效应。

药用植物栽培种植中的土壤环境恶化及防治策略

针对药用植物长期栽培或连作中土壤环境恶化的特点,综述了土壤养分缺乏、土壤酸碱度变化、有害盐类含量增加、土壤有害微生物增加、土壤化感物质增加、土壤理化性质改变等种种土壤环境恶化的表现,指出药用植物土壤环境恶化的综合防治手段,包括:选育抗逆境中药品种、实施轮作等科学的栽培管理、科学补充土壤营养元素、选用合适的物理处理技术、开展营养液培养、接种VAM真菌栽培等。

南北苍术的RAPD分析及其划分的初步探讨

目的 :用RAPD方法在分子水平上对南北苍术的划分进行初步探讨。方法 :用 40个引物对 7个居群的南苍术、北苍术及关苍术进行RAPD分析。RAPD分析软件RAPDistancePackage———Version 1.0 4中Dice的方法计算任意两个样品间的遗传距离 ,得树系图。结果 :共检测到多态位点 6 0个。聚类分析显示 ,苍术有以地域为界聚类的倾向 ,且南苍术首先与关苍术聚类后再与北苍术聚类。结论 :苍术的化学成分、遗传分化和地理分布有一定的相关性 ,以地域为界划分南北苍术有一定道理。

苍术根茎及根际土水提物生物活性研究及化感物质的鉴定

设置水(CK)、苍术根茎水提液10、50、200mgml及根际土水提液50、200、500mgml共7个处理,每处理3个重复,用作苍术自毒作用的生物学实验。在第5、7天和第14天分别测量苍术种子发芽率、胚根长及胚芽长后,利用单因子方差分析结合多重比较分析各处理组生物活性的差异;采用GCMS鉴定苍术根茎及根际土水提液中所含的有机化合物,并对根茎中含量较大的倍半萜类成分β桉叶醇进行了生物活性研究。结果表明:①500mgml根际土水提液对苍术种子发芽率无影响,虽然能稍稍抑制苍术胚根和胚芽的伸长,但未达到显著水平;②随根茎提取液浓度的增大,其对苍术种子发芽率、胚根和胚芽伸长的抑制作用增大,200mgml根茎提取液显著抑制了苍术种子发芽率及胚根和胚芽的伸长(p<0.05);③在根茎和根际土水提液中分别鉴定到20和27个化合物;④β桉叶醇对苍术种子发芽率、胚根伸长没有明显影响,但100mgl和250mgl的β桉叶醇能强烈抑制苍术胚芽伸长。提示栽培苍术连作障碍可能主要与自毒作用有关。

影响苍术挥发油组分的气候主导因子及气候适宜性区划研究

目的：筛选影响苍术Atractylodes lancea挥发油组分的气候主导因子,并实现苍术挥发油形成的气候适宜性区划,探索将GIS用于中药区划的技术和方法。方法：典型相关结合逐步回归得到气候因子与苍术挥发油的相关模型并确定影响苍术质量的气候主导因子;使用Surfer 7.0软件对30年间（1971-2000）影响苍术挥发油的气候主导因子的均值进行空间插值,使用ARCG IS软件的空间分析功能进行区划研究。结果：得到了气候因子与苍术挥发油中6个主要组分的相关模型,及苍术挥发油的气候适宜性区划图,发现10月份的气象条件对苍术挥发油组分的影响最大,温度及其与降雨的交互作用是影响苍术挥发油组分的气候主导因子。结论：苍术挥发油组分形成的气候适宜区与生长发育的气候适宜区不同。GIS技术用于中药区划研究有良好前景。

泡囊丛枝菌根(AM)对苍术生长发育及挥发油成分的影响

目的：观察泡囊丛枝菌根（AM）对苍术生长发育及挥发油组分的影响，以及产生该影响的土壤环境变化。方法：通过含5个重复的盆栽对照实验，比较施加AM真菌Glomus mosseae（GM）后，苍术生物量、挥发油成分及根际区土壤养分、有机质及微生物群落功能多样性的变化。结果：①苍术对AM依赖性达到245％。t检验表明，VA组苍术的株高、叶片数、叶面积、生物量都显著高于对照组（P〈0．05）；②根茎挥发油的GC—MS分析，结合聚类分析和主成分分析表明，AM组与CK组苍术挥发油中归一化百分含量相对较大的主要组分基本没有差别；③土壤养分检测表明，AM组根际土全氮、碱解氮、有效磷及有效钾的含量均低于CK组；④GC—MS分析发现，AM组和CK组土壤有机质变化不完全相同，表现为AM组的组分5，6比CK组高，而CK组的组分9～11比AM组高；⑤土壤微生物多样性的Biolog检测发现，AM组的AWCD值在整个温育过程中始终高于CK组，在反应192h后，AM和CK2组土壤的AWCD值分别达到0．66和0．46。t检验表明，72h和168h时AM组和CK组的微生物shannon及McIntosh＇s均匀度基本一致，shannon多样性指数及McIntosh’s多样性指数在72h差异不明显，而168hAM组均高于CK组（P〈0．05）。结论：接种AM真菌，能促进了苍术根系对土壤养分的吸收，提高苍术根际土壤微生物的功能多样性及代谢活性，影响苍术根际区有机质组成，从而显著促进苍术的营养生长，但在实验期间未造成苍术挥发油质量的变异。

茅苍术道地药材的挥发油组成特征分析

目的 :在个体和总体两个水平上研究南苍术挥发油成分所蕴涵的多样性和特征 ,进而揭示茅苍术道地性的化学本质。方法 :分单株采集 7个居群的 4 7株南苍术根茎 ,用GC MS分离鉴定挥发油中的 6个主要成分 ,使用SPSS分析软件进行主成分分析和聚类分析。结果 :聚类分析显示茅苍术挥发油主要组分的含量明显不同于非道地南苍术。其他分析表明 ,与非道地南苍术挥发油相比 ,茅苍术总挥发油含量显著低 (P <0 .0 1) ,其归一化百分含量大于 1%的组分数目显著高 (P <0 .0 1) ,苍术酮加苍术素的含量极其显著高 ,而茅术醇加 β 桉叶醇的含量极其显著低 (P <0 .0 0 1)。主成分分析表明苍术酮在体现茅苍术道地性特征时具有非常特殊的作用。结论 :茅苍术道地性在挥发油中的表现主要是苍术酮、茅术醇、β 桉叶醇及苍术素呈现出的一种特定配比关系 ,即 (0 .70～ 2 .0 0 )∶(0 .0 4～ 0 .35 )∶(0 .0 9～ 0 .4 0 )∶1。

苍术根际区土壤养分变化规律

目的:分析苍术根际区土壤养分的变化规律。方法:对比分析不同产地,相同立地环境下栽培与野生,及不同生长年限栽培苍术根际区土壤全氮、碱解氮、有效磷、有效钾、有机质及pH的差异。结果:茅山(MS)、罗田(LT)及妙峰山(MFS)苍术根际区土壤全氮、碱解氮、有效磷、有效钾、有机质及pH含量均有显著差异(P<0.01),6项指标平均值都是MS样品最低,MFS样品最高,而LT样品居中;栽培苍术根际区土壤全氮、有机质、碱解氮显著低于野生苍术根际区土壤(P<0.01),有效磷,pH高于野生苍术根际区土壤(P<0.05),有效钾没有差异(P>0.05);2年生苍术根际区土壤有效磷含量显著高于1年生苍术根际区土壤(P<0.01),全氮、有机质、碱解氮、有效钾及pH差异不显著(P>0.05)。结论:茅山苍术在生长发育过程中受到较重养分缺乏胁迫,主要表现为缺钾胁迫。

栽培苍术根际土壤微生物变化

目的:观察苍术栽培中根际土壤微生物数量和群落结构的变化规律。方法:稀释平板法测定一至二年生栽培苍术根际区土壤微生物群落细菌、真菌、放线菌总量;提取苍术根际区土壤微生物DNA,使用E.coli的27f和1 492 r引物扩增16S rDNA,Hinf内切酶酶切,比较一至二年生栽培苍术根际区土壤微生物群落结构的变化。结果:二年生苍术根际区土壤中细菌、真菌、放线菌普遍低于一年生样品,三者分别下降46.14%,49.25%,31.88%,土壤细菌、真菌及放线菌三者的比例改变;所有一至二年生的8个样品扩增后均得到重复性好且稳定清晰的16S rDNA条带,片段长度约为1 500 bp。Hinf酶切后多数样品在1 000 bp附近均出现主带,其他弱带不完全相同。就多数样品而言,一年生与二年生苍术根际区土壤样品的酶切谱带在年间变异大于年内的变异。结论:多年栽培苍术病虫害的发生,可能与其根际区土壤微生物数量和群落结构的改变有关。

中药生态农业与几种相关现代农业及GAP的关系

本文梳理了生态农业、生态种植、中药生态农业、中药材生态种植、中药生态农业模式、中药材生态种植模式等几个概念,分析了几种与生态农业相类似的现代农业的区别与联系,包括有机农业、自然农法、生物农业、可持续农业、绿色农业、无公害农业。在此基础上,依据相关国家标准和行业标准,重点从产地环境和农业投入品两个方面,比较了有机农业、绿色农业及无公害农业,发现:(1)无论是从产地环境还是农业投入品来看,有机农业的标准要求都高于绿色农业,更高于无公害农业。无公害农业对环境的要求低于中药材GAP的要求,无公害农业遵循的是生产合格产品对环境和投入品最低要求,而非优质产品标准;(2)中药生态农业追求"天地人药合一",其对种植环境的要求和投入品的管控与有机产品相当。因此在真正合乎规范的操作中,虽然不以认证为目的,但中药生态农业产品在安全上已达到有机产品要求;(3)中药生态农业具有"顺境出产量,逆境出品质"的特点,中药生态农业在满足中药材安全,保障中药材质量的基础上,才追求产量。这一点与一般有机农业通常主要关注产品的安全和产量不同;(4)中药材GAP对栽培环境空气、土壤和灌溉水的要求均达到了有机产品和中药生态农业的要求,但对生产中农药、化肥的管理仅达到无公害农业的要求。提出中药材GAP应鼓励模拟中药材原始生境的"拟境栽培",并借鉴国际通行的危害分析与关键点控制(HACCP)质量管理思路和技术体系,从而全面实现中药农业的"有序、有效、安全"生产。

2种不同模式中药适宜性区划的比较研究

目的:比较不同的区划模式在中药资源区划研究中的适用情况。方法:分别采用"模型模式"及"模板模式"2种模式完成道地药材——苍术挥发油组分积累的气候适宜性区划,并对区划的过程和结果进行比较。结果:得到2张苍术挥发油组分积累的气候适宜性区划图。结论:2种区划模式均能很好完成中药资源的区划研究,但其适用范围、操作程序及特点有所不同。"模型模式"以统计分析所建立的相关模型为区划的依据,整个分析过程中人为因素少,区划的结果较客观,但建模过程较复杂;"模板模式"区划过程简单明了,人为因素多。2种模式均要求操作者有良好的专业背景,能全面掌握区划对象本底资料。

苍术遗传结构的RAPD分析

目的考察苍术遗传特性,探讨不同产地苍术遗传多样性。方法用RAPD方法,选择20个随机引物对47株苍术叶片DNA进行扩增,在种内多态性水平、个体间遗传关系及居群间遗传分化3个方面对苍术的遗传结构进行分析。结果①RAPD共检测到94条谱带,其中77个位点为多态位点。苍术种内多态性百分率为81.91%,Shannon′s信息指数0.413 2,Nei′s基因多样性指数为0.274 3;②来源于两个亚居群的11个苍术道地药材聚为一类,而其他居群或亚居群的非道地苍术个体均没有各自聚为一类;③苍术居群内、亚居群间和居群间变异分别占总变异的76.74%,11.58%和11.68%。结论本研究所用3个指标均表明苍术种内遗传多样性水平较高;苍术的遗传变异主要分布在居群内,但居群间已形成一定的遗传分化;茅山苍术个体间的遗传距离较小,遗传背景较为相似,并且不论在居群水平还是个体水平,茅山苍术都能单独聚为一类,表明茅山苍术在长期适应环境的过程中,已经发生遗传上的分化。

基于3S技术的中药道地药材空间分析数据库的构建及应用

文章在介绍了基于3S技术的中药道地药材空间分析数据库数据库的框架,以及数据源和编码设计的基础上,描述了该数据库的一些基本功能:数据的管理及融合、遥感分析、空间插值、空间统计分析及空间分析和拓展。介绍了数据库应用的2个研究实例:苍术道地产区的遥感分类及NDVI植被指数的计算,及苍术的产地适应性区划分析。指出"中药道地药材空间分析数据库"用于中药资源,特别是道地药材空间分析中有良好前景。

土壤中无机元素对茅苍术道地性的影响

目的 :了解土壤中无机元素对茅苍术道地性的影响。方法 :对不同产地茅苍术根茎及生长地土壤中15种无机元素含量进行测定 ,所得数据用SPSS10 .0软件进行分析比较。结果 :发现道地产区茅苍术药材中镍的平均含量高于其他茅苍术的 3倍以上 ,其对钙的吸收有富集作用 ;相关系数分析表明茅苍术及土壤中无机元素元素的含量不相关。结论 :茅苍术主要是通过主动吸收调控药材中无机元素的含量 ;同时发现茅苍术对铁和铬、铁和汞、汞和铬、砷和铅及钴和锶的吸收积累有很好的协同作用。

太子参枯萎病对土壤微生物组成和功能的影响

以太子参为试材,采用微生物组分析方法,研究了太子参枯萎病对其根际和根区土壤微生物组成和功能的影响,以期明确太子参枯萎病介导其微生物组成变化的微生态机制。结果表明:枯萎病显著改变了太子参根际和根区土壤中细菌群落结构,对土壤中拟杆菌门和髌骨细菌门的细菌具有很强的吸引作用,而对绿弯菌门的细菌具有很强的排除作用;同时枯萎病富集了禾谷镰刀菌、土赤壳菌等病原菌,而排斥了木霉菌等有益真菌。共发生网路结果表明,太子参枯萎病降低了土壤菌群的多样性和稳定性,土壤微生物间向单一化、简单化方向演变,表现为土壤抵御逆境的缓冲能力下降。土壤微生物功能分析结果表明,枯萎病可能通过氨基酸代谢通路的富集增强病原菌的致病力和传播力,枯萎病介导萜类、聚酮类、抗生素类次级代谢物的合成路径功能基因的富集促进对特定有益微生物的排除作用。该研究初步揭示太子参枯萎病介导了连作障碍加重及其原因,为阐释太子参连作障碍的微生态机制奠定基础。