“根际土-沙氏鹿茸草-寄主植物”连续体碳氮磷生态化学计量特征及其耦合关系

以半寄生药用植物沙氏鹿茸草各器官、寄主白花檵木各器官以及沙氏鹿茸草根际土壤为研究对象,采用异速生长分析、冗余分析等方法研究“根际土-沙氏鹿茸草-寄主植物”连续体的碳氮磷化学计量特征及耦合关系,以期揭示连续体中养分流动规律、沙氏鹿茸草及其寄主的养分限制情况及养分利用策略。结果表明:(1)沙氏鹿茸草根际土壤具有高C、高N而缺P的特征,养分有效性低。根据N/P阈值假说,推测沙氏鹿茸草及其寄主主要受P限制。(2)异速生长分析显示沙氏鹿茸草各器官营养元素累积速度表现为C<N<P,沙氏鹿茸草繁殖器官及寄主叶比其他器官养分含量和利用效率更高,符合生长速率假说。(3)与寄主相比,沙氏鹿茸草具有较高的N、P含量和较低的C/N、C/P,属于资源获取利用型;寄主在固C上具有优势,属于资源保守利用型。(4)连续体碳氮磷化学计量特征耦合关系中,沙氏鹿茸草与其根际土壤的养分相关性比与寄主更紧密。冗余分析显示沙氏鹿茸草根际土壤全N含量及C/P,寄主根N/P是影响沙氏鹿茸草各器官碳氮磷化学计量特征的重要因子。综上,沙氏鹿茸草N和P养分来源主要来自于土壤而非寄主;在沙氏鹿茸草生产中,应注意种植土壤中氮磷肥尤其磷肥的合理补施。

鹿茸草的本草考证

中药鹿茸草性平,味微苦涩,具有清热解毒、祛风止痛、凉血止血的功效,是炎宁糖浆的主要药味之一,具有较好的抗炎、抗菌效果。通过查阅本草著作、地方标准、不同版本《中华人民共和国药典》及已发表论文,对鹿茸草的基原、名称、性味、功效及研究进展进行梳理,结果表明,中药鹿茸草的基原植物为沙氏鹿茸草Monochasma savatieri Franch.ex Maxim.,其与鹿茸草M.sheareri Maxim.ex Franch.et Savat.存在混用情况。沙氏鹿茸草中的苯乙醇苷类成分具有较好的抗氧化、抗炎活性。沙氏鹿茸草已实现人工种植,其具有半寄生的生物学特性,施加外源激素、控制土壤含水量等方法可以促进沙氏鹿茸草吸器的形成,提高其存活率。

重庆列当科两个新记录种

对重庆市涪陵区和巫山县植物多样性考察时,发现列当科(Orobanchaceae Vent.)植物新记录2种,现予以报道。经过查阅资料和标本研究,确定为鹿茸草属(Monochasma Maxim.)植物沙氏鹿茸草(Monochasma savatieri Franch.ex Maxim.)和地黄属(Rehmannia Libosch.ex Fisch.&C.A.Mey.)植物湖北地黄(Rehmannia henryi N.E.Br.),为重庆市新记录种。其中,重庆新分布沙氏鹿茸草是该种在中国西南片区的首次发现,其分布海拔提升至1205 m。该记录种的发现丰富了重庆的植物区系,同时为地方植物志的编写提供新资料。凭证标本均存于西南大学自然博物馆植物标本室(SWNTU)。

鹿茸草全长转录组测序与次生代谢产物生物合成相关基因的挖掘

为获得鹿茸草的全长转录组信息,挖掘鹿茸草次生代谢化合物生物合成途径相关酶的基因,该文基于单分子测序技术,利用Pacbio高通量测序平台,对鹿茸草进行全长转录组测序,共获得48005条去冗余的高质量转录本,与NR、Swiss-Prot、GO、KEGG等8个数据库进行BLAST比对,共有45362个转录本被成功注释,注释率为94.50%.其中有389条转录本被注释到KEGG的10条标准次生代谢生物合成通路中.对转录组数据进一步分析发现:参与鹿茸草苯丙素类生物合成的转录本有194条,参与生物碱类生物合成的转录本有115条,参与类黄酮化合物生物合成的转录本有23条,参与其他次生代谢产物的转录本有57条,参与次生代谢后氧化与糖基化修饰的转录本有204条.鹿茸草全长转录组的获得极大地丰富了鹿茸草的遗传信息,初步揭示了参与鹿茸草次生代谢产物合成相关的基因通路,为深入研究鹿茸草次生代谢产物合成途径关键酶的功能及其调控机制奠定了基础.

炎宁颗粒有效部位化学成分研究

目的研究炎宁颗粒(鸭跖草、白花蛇舌草等)有效部位的化学成分。方法应用多种色谱技术进行分离纯化,根据理化性质和波谱技术进行结构鉴定。结果从炎宁颗粒有效部位分离得到5个黄酮类化合物、1个三萜类化合物和1个芳香酸,分别鉴定为齐墩果酸(1)、芹菜素(2)、木犀草素(3)、槲皮素(4)、山柰酚(5)、芦丁(6)和香草酸(7)。结论所得化合物均为首次从炎宁颗粒中分离得到。

不同产地沙氏鹿茸草全株中黄酮类和苯乙醇苷类成分含量的比较

沙氏鹿茸草(Monochasma savatieri Franch.ex Maxim.)的干燥全草可药用,具有抑菌、抗炎和抗病毒等功效[1-2]。目前,已从沙氏鹿茸草中分离出黄酮类(木犀草素)、苯乙醇苷类(类叶升麻苷、异类叶升麻苷和torenoside B等)、酚酸类和三萜类化合物[3-5],其中,苯乙醇苷类是其全草的代表性化学成分,对治疗呼吸道感染或肺炎有意义[6];类叶升麻苷,具有抗骨质疏松、抗炎和抗衰老等药理活性[7-9];木犀草素是主要的黄酮类成分之一,具有抗氧化、抗菌、抗炎和抗肿瘤等药理作用[10]。药用植物的活性成分含量除与其本身的遗传因子有关外,还受生境条件显著影响[11]。因此,了解不同产地沙氏鹿茸草全株中有效成分含量的差异有助于评价其药材质量。

绵毛鹿茸草的次生代谢产物含量与抑菌活性分析

[目的]绵毛鹿茸草的次生代谢产物含量与抑菌活性分析。[方法]对绵毛鹿茸草不同提取液的总黄酮、总绿原酸、总生物碱、总皂甙、游离蒽醌等次生代谢产物含量和抑菌活性进行测定。[结果]显示:70%乙醇提取液、60%丙酮提取液对肺炎双球菌、金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、枯草芽孢杆菌有中等抑制作用,水提取液有弱抑制作用;70%乙醇提取液是肺炎双球菌、金黄色葡萄球菌的良好抑制剂,60%丙酮提取液是大肠杆菌、枯草芽孢杆菌的良好抑制剂。[结论]绵毛鹿茸草提取掖对大肠杆菌的抑菌活性与绿原酸的含量具有显著的正性关,对枯草芽孢杆菌的抑菌活性与蒽醌之间存在极显著的相关性。

人为干扰对野生沙氏鹿茸草群落结构的影响

目的:研究不同人为干扰程度下野生沙氏鹿茸草Monochasma savatieri Franch.ex Maxim.群落结构特点,为该物种野生抚育提供参考。方法:采用样地调查法对不同人为干扰程度的3个野生沙氏鹿茸草分布点进行调查,分析其群落的种群组成、结构特征和物种多样性。结果:在调查样地中共计有46科84属95种植物,其中1号地人为干扰最小,乔木层种类较其他两地丰富,主要为马尾松、栎树、黄檀、山矾等,灌木层种类丰富,以白花檵木、柃木、盐肤木、金樱子等植物为优势种;2号地人为干扰程度适中,乔木层植物主要为马尾松,灌木层以白花檵木和臭鸡矢藤为主;3号地人为砍伐最为严重,乔木层主要为马尾松和栎树,灌木层以白花檵木和栀子为主。3个调查样地土壤均以腐殖土为主,草本植物较少,草本层伴生植物主要以抗逆性强的一年蓬、沿阶草等为优势种。3个样地沙氏鹿茸草种群相对密度差别较大,1号地沙氏鹿茸草相对密度最少,仅为39.7%;2号地最多为64.1%;3号地为57.1%。2号地Shannon-Wiener指数、Simpson指数与Pielou指数均为最低,物种丰富度随着人工干扰强度增加而增加。结论:不同人为干扰强度影响沙氏鹿茸草伴生群落结构,人为干扰过少,群落郁闭度高,会抑制沙氏鹿茸草种群的正常繁殖;过度的人为干扰,会造成土壤水分蒸发过快、寄主植物减少,同样也不利于沙氏鹿茸草生长发育;适当人为干扰则能创造有利生境,可促进沙氏鹿茸草种群密度增加。

不同生境沙氏鹿茸草种群结构与动态

目的:分析不同生境条件下沙氏鹿茸草Monochasma savatieri Franch.ex Maxim.种群年龄结构、静态生命表及存活曲线,预测未来种群结构变化,以期对引种驯化及保护其野生资源提供参考。方法:采用样地调查法对不同地区(湖北黄石、江西吉安、江西庐山)沙氏鹿茸草进行调查,记录相关信息,绘制种群静态生命表、期望寿命图、年龄结构图、存活曲线、死亡率曲线及时间序列预测。结果:三个地区的沙氏鹿茸草年龄结构均为“金字塔型”,种群存活曲线均趋于Deevey-Ⅲ型,在1~3龄级单位样地内种群数量最大,到第3龄级后种群数量急剧减少,江西庐山相对于其他两地缺少中高龄级(4龄级后)野生沙氏鹿茸草,并且江西庐山沙氏鹿茸草死亡高峰期相对于其他两地早,3龄级后湖北黄石地区沙氏鹿茸草期望寿命大于其他两地。结论:环境因素影响着沙氏鹿茸草种群年龄结构,其种群自然更新主要取决于种群3龄级前幼株存活率。沙氏鹿茸草种群保护主要应通过控制环境因子,来增加其幼株存活率,促进种群的繁衍。

生根粉对沙氏鹿茸草幼苗生长和吸器形成的影响研究

目的:探究生根粉对沙氏鹿茸草幼苗生长和吸器形成的影响,为沙氏鹿茸草规范化生产提供依据。方法:设置4组生根粉浓度(CK:0 mg/L;T1:10 mg/L;T2:15 mg/L;T3:20 mg/L),对播种30 d后的沙氏鹿茸草幼苗进行处理,统计沙氏鹿茸草根长、苗高、侧根数、鲜重、吸器数、叶片几何形状、叶绿体色素含量、抗氧化酶活性以及生长素相关基因表达量。结果:生根粉对沙氏鹿茸草幼苗生长和吸器形成呈现低浓度促进、高浓度抑制的效应,T2处理根长、侧根数、苗高、叶片数和叶片大小显著高于CK和T3处理(P<0.05);施加生根粉后沙氏鹿茸草幼苗叶绿体色素含量增加;沙氏鹿茸草和寄主的超氧化物歧化酶(SOD)活性持续升高,过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性则先升后降,吸器数量与POD活性呈极显著正相关;ARF19和IAA14表达量上调,LAX3表达量仅在T2时上调。结论:施加适宜浓度生根粉促进沙氏鹿茸草幼苗生长和提高沙氏鹿茸草吸器形成率,可能与其提高沙氏鹿茸草叶绿素含量,并上调POD活性及根系生长素相关基因表达量有关。

鹿茸草化学成分研究

目的:研究鹿茸草的化学成分。方法:鹿茸草用95%的乙醇提取,提取物依次经石油醚和乙酸乙酯萃取,再经硅胶柱色谱法、聚酰胺柱色谱法反复进行分离纯化,并通过波谱技术及理化性质鉴定化合物结构。结果:从鹿茸草中分离得到3个化合物,分别为胆甾醇(1)、芹菜素(2)、木犀草素(3)。结论:此3个化合物均为首次从该植物中分离得到。

鹿茸草蜡状物中的化学成分

目的研究玄参科植物棉毛鹿茸草(MonochasmasavatieriFranch.)腊状物中的化学成分。方法鹿茸草全草乙醇提取物用石油醚萃取,萃取物用硅胶柱色谱分离,石油醚洗脱,得白色腊状物,GC-MS方法分离、鉴定了其中的化学成分。结果鹿茸草蜡状物中得到12个化合物,属于饱和脂肪酸,不饱和脂肪酸,芳香酸以及它们的酯类,以棕榈酸为主。结论首次采用GC-MS方法从鹿茸草蜡状物中确定了12个化合物的结构。

鹿茸草水提取物中的单萜和己烯醇苷

通过大孔吸附树脂、MCI树脂、HW-40C凝胶树脂和Sephadex LH-20凝胶柱色谱,以及制备薄层、反相HPLC和Flash等色谱分离技术相结合,从玄参科鹿茸草水煎煮提取物中分离得到12个化合物,包括5个新单萜和7个已知化合物。借助波谱数据解析、酶水解以及电子圆二色谱(ECD)和NMR计算,综合分析鉴定了它们的结构;其中新化合物分别命名为鹿茸草苷I (1)和鹿茸草醇A~D (2~5)。已知化合物6~12均为首次从鹿茸草属植物中分离得到。

鹿茸草组培苗生根培养体系的优化

以优株无性系继代组培苗(JXFY1和ZJLS13)为试验材料,采用单因素和双因素试验设计,研究不同浓度的3种植物生长调节剂(ABT,IAA,NAA),DCR和1/2MS 2种培养基类型及河沙、轻基质和土壤3种培养基支撑物等对2种基因型沙氏鹿茸草组培苗生根的影响。结果表明,培养基中添加IAA的JXFY1组培苗生根率以及根系形态均处于较高水平,平均生根条数、平均最长根长和生根率均达到较大值,分别为3.06条/株、2.13 cm和59.36%,但其生根率和平均生根条数在不同植物生长调节剂水平间差异不显著(P=0.991和P=0.307),而ABT处理显著提高了ZJLS13的生根率(P=0.048),其中以1.0 mg/L处理的生根率及根系形态均最佳,平均生根条数、平均最长根长和生根率分别为2.91条/株、1.35 cm和64.48%;2种基因型在DCR培养基上的生根率均极显著高于1/2MS培养基,但基本培养基对不定根诱导效率的影响随激素组合而存在差异;在沙壤土、轻基质中试管苗生根率与对照差异不显著,轻基质中生根的组培苗移栽成活率却显著降低(P<0.001)。总体来看,DCR培养基生根效果最佳,沙壤土和琼脂均可作为培养基支撑物,1.0 mg/L IAA或IBA有利于JXFY1组培苗生根,1.0 mg/L ABT适宜ZJLS13组培苗生根。

鹿茸草中3种苯乙醇苷的分离制备工艺研究

目的利用大孔吸附树脂以及动态轴向分离技术,建立鹿茸草Monochasma savatieri中3种苯乙醇苷类化合物麦角甾苷(acteoside)、异麦角甾苷(isoacteoside)、torenoside B的最佳分离制备工艺。方法通过静态吸附与解吸附实验和动态分离实验,研究8种常用大孔树脂AB-8、D101、HPD100、LSA-10、LX-11、LX-17、LX-38、XDA-6对该类化合物的分离特性,选出最佳大孔树脂类型;采用所选最佳大孔树脂对3种苯乙醇苷类化合物的纯化工艺参数进行优化。经放大实验得到总苯乙醇苷,再经动态轴向分离得到3种苯乙醇苷类化合物单体。结果优化出的最理想大孔树脂为LX-17;优选的最佳上样质量浓度为原药材1.8 g/m L;最佳吸附时间为150 min;洗脱条件为乙醇-水系统,体积流量为2.5 m L/min,梯度浓度依次为纯水(4 BV)、15%乙醇(4 BV)、60%乙醇(5 BV)以及90%乙醇(2 BV);随后放大10倍进行中试,得到总苯乙醇苷部位,得率为5.25%,其中麦角甾苷15.24%、异麦角甾苷32.14%、torenoside B 29.33%;5 g总苯乙醇苷部位经动态轴向压缩制备柱纯化出3种苯乙醇苷单体成分,分别为麦角甾苷0.127 g,得率2.54%,质量分数为92%;异麦角甾苷0.894 g,得率17.88%,质量分数为95%;torenoside B 0.962 g,得率19.24%,质量分数为98%。结论 LX-17型大孔树脂可作为纯化苯乙醇苷的较佳分离材料,经过优化的分离工艺稳定可靠,有望在工业化生产中推广应用。

鹿茸草对脂多糖诱导的大鼠ALI的保护作用研究

目的 探讨鹿茸草对脂多糖（LPS）诱导的大鼠ALI的保护作用。方法健康成年雄性SD大鼠60只随机分为4组：对照组、鹿茸草组、LPS组、LPS＋鹿茸草组，每组15只。LPS诱导肺损伤前30min，鹿茸草水煎液0．2g／ml和生理盐水分别自胃内注射到大鼠体内。大鼠ALI通过气管滴注LPS（3mg／kg）诱导。2h后麻醉处死大鼠，评估肺损伤情况。结果预先给予鹿茸草，可使肺泡出血和炎性损伤表现相对减轻，肺组织湿干重比值明显降低。此外，鹿茸草显著抑制炎症因子IL-1β和肿瘤坏死因子a的表达水平以及细胞凋亡指数。结论鹿茸草对LPS诱导的大鼠ALI具有肺保护作用。

沙氏鹿茸草实时荧光定量PCR内参基因筛选

沙氏鹿茸草是玄参科鹿茸草属半寄生植物,主要分布在我国江西,福建,广东等地,是中药"炎宁颗粒"的重要原料之一。目前关于沙氏鹿茸草的研究报道主要集中在种质资源,化学成分,药理药效等方面,在分子生物学及功能基因组方面的研究基础还很薄弱,目前尚无沙氏鹿茸草相关内参基因的研究报道。为了筛选沙氏鹿茸草中稳定表达的内参基因,保证基因表达结果的可靠性,该研究以沙氏鹿茸草为材料,采用实时荧光定量PCR技术对来自沙氏鹿茸草转录组数据的6个内参基因(UBQ,GAPDH,AP-2,ACT,TUB,CYP)在不同土壤含水量及接种丛枝菌根Rhizophagus irregularis条件下的表达水平进行检测,并结合GeNorm, NormFinder和Bestkeeper软件综合评价6个内参基因的稳定性。结果表明,6个内参基因在不同处理下的表达稳定性具有明显差异,其中TUB,GAPDH的分析结果接近且表达最稳定,而ACT的表达最不稳定。研究结果为今后沙氏鹿茸草寄生和品质形成过程中的基因表达分析提供参考。

鹿茸草水提取物中的单萜苷类成分

通过大孔吸附树脂、MCI树脂、Sephadex LH-20和HW-40C柱色谱,结合制备薄层色谱、反相HPLC和Flash等色谱分离技术,从鹿茸草水煎煮提取物中分离得到11个单萜苷类化合物。借助波谱数据解析、酸或酶水解以及电子圆二色谱(ECD)和NMR计算综合分析,确定了它们的结构(1~11),包括6个新结构化合物,分别命名为鹿茸草苷A~D(1~4)、G和H(7和8)。通过9-羟基芳樟醇3-O-β-D-葡萄糖苷(5)、(6Z)-9-羟基芳樟醇-3-O-β-D-葡萄糖苷(6)和kankanoside D1(9)的文献报道数据与本实验数据比较,首次确证了6和9的绝对构型。另外两个化合物分别鉴定为8-羟基香叶醇1-O-β-D-葡萄糖苷(10)和8-羟基香叶醇8-O-β-D-葡萄糖苷(11)。