锰超富集植物垂序商陆(Phytolacca americana L．)的认定

针对目前国内锰超富集植物商陆属(Phytolacca)植物名称混乱的状态,在重新审查锰超富集植物——商陆(Phytolacca acinosa Roxb.)的野外标本和温室培养植物的基础上,比对中国科学院昆明植物所标本馆的腊叶标本,并查阅相关文献资料,以期正确认定锰超富集累植物的学名。结果表明,湘潭锰矿尾矿废弃地原生的锰超富集植物实为垂序商陆(Phytolacca americana L.),国内外相关研究论文中出现的商陆和美洲商陆实为垂序商陆的同物异名。这一植物名称的认定,将对避免锰超富集植物研究重复进行、保证相关研究正常有序开展具有重要意义。

垂序商陆配方颗粒的HPLC指纹图谱研究与商陆皂苷甲含量测定

目的为垂序商陆的质量控制提供参考。方法建立高效液相色谱(HPLC)法,测定19批垂序商陆配方颗粒指纹图谱并进行相似度评价、聚类分析(CA)和主成分分析(PCA),结合正交偏最小二乘-判别分析(OPLS-DA)筛查不同批次垂序商陆配方颗粒的差异成分;通过HPLC-ELSD测定配方颗粒中商陆皂苷甲成分。结果垂序商陆配方颗粒HPLC指纹图谱共标定了9个共有峰,通过与对照品比对,确定了峰1为腺苷、峰2为鸟苷、峰3为L-色氨酸、峰5为刺桐碱、峰8为商陆皂苷甲。19批垂序商陆配方颗粒指纹图谱相似度均在0.89以上,CA、PCA和OPLS-DA均将样品分为了3类,在OPLS-DA模型下,以VIP值大于1筛选出3个差异性标志物,分别为L-色氨酸(3号峰)、商陆皂苷甲(8号峰)和刺桐碱(5号峰)色谱峰。19批配方颗粒样品中商陆皂苷甲的含量在1.8~7.6 mg/g之间。结论所建立的HPLC指纹图谱,结合化学计量学分析方法和商陆皂苷甲含量测定方法,能较为全面地评价垂序商陆配方颗粒的质量。

锰胁迫对垂序商陆叶片形态结构及叶绿体超微结构的影响

以超富集植物垂序商陆为实验材料,通过温室水培实验,研究不同锰处理条件下垂序商陆叶片受害症状、叶片形态结构和叶绿体超微结构的变化。当生长介质中锰供应水平为1 000μmol/L时,垂序商陆生长良好,叶片未表现出受害症状,其形态结构和超微结构也没有明显的变化;当锰供应水平为5 000μmol/L时,叶片开始出现褪绿现象,叶肉细胞排列疏松,栅栏组织细胞膨胀,叶绿体数量减少,外膜部分解体,类囊体膨胀,基质片层扭曲,淀粉粒颗粒变小;当锰供应水平为12 000μmol/L时,叶片发生大量的褪绿现象,伤害率高达87.33%,并且伤害率随着锰胁迫时间的延长明显升高,叶肉细胞发生扭曲变形,叶绿体皱缩,外膜解体,类囊体空泡化加剧,基质片层严重扭曲,基粒排列紊乱甚至模糊成絮状,嗜锇颗粒增多。尽管在高锰浓度胁迫条件下植物叶肉细胞及叶绿体超微结构出现一定程度的毒害特征,但垂序商陆仍能完成部分功能,维持其个体的生长,这进一步表明超富集植物垂序商陆具有极强的锰耐性。

锰胁迫对垂序商陆光合特性及叶绿素荧光参数的影响

垂序商陆(Phytolacca americana L.)是我国首次发现的锰超富集植物。通过温室营养液培养实验,研究垂序商陆锰耐性与光合特性及叶绿素荧光参数的关系。结果表明,随着生长介质中锰浓度的升高,垂序商陆叶片的叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量下降,净光合速率(Pn)和气孔导度(Gs)呈下降趋势,而胞间CO2浓度(Ci)却逐渐升高;叶绿素a/b值和蒸腾速率(Tr)在1 000μmol.L-1锰供应水平时达到最大值;叶片PSⅡ的最大量子产量(Fv/Fm)、PSⅡ有效光化学量子产量(EQY)和光合电子传递速率(ETR)呈下降趋势,而光化学淬灭系数(qP)和光合有效辐射(PAR)高于239μmol photons.m-.2s-1下的非光化学淬灭系数(NPQ)在5 000μmol.L-1锰供应水平时达到最大值。因此,垂序商陆在锰胁迫下可能具有一定的光合保护机制。

超富集植物垂序商陆的锰吸收动态研究

以锰超富集植物垂序商陆为实验材料,通过温室实验模拟锰污染环境,研究垂序商陆生长在不同锰浓度生长介质的锰吸收动态。研究结果表明:垂序商陆对锰的吸收和积累模式依赖于生长介质中锰的浓度和处理时间。垂序商陆根、茎和叶的锰含量基本随着生长介质中锰浓度的升高而增加;在生长介质不同锰浓度(0.2,0.5和5.0 mmol/L)条件下,垂序商陆根、茎和叶锰含量均随着生长时间呈现波动变化,在植物处理5 d时出现一个峰值,其后有所降低;垂序商陆在锰处理开始的48 h内存在一个快速的吸收过程,但是,生长介质高锰浓度(5.0mmol/L)变化幅度要大于低锰浓度(0.2和0.5 mmol/L);超富集植物垂序商陆对锰的吸收和转运受生长介质中锰浓度和植物体内锰含量状况双重控制。

垂序商陆对Cd胁迫的生长响应和富集特征研究

通过盆栽试验研究了垂序商陆(Phytolacca americana L.)在Cd胁迫下的生长响应和富集特征。试验表明,Cd处理浓度≤50 mg·kg-1时,垂序商陆根系的长度和生物量均随处理浓度升高而增加,随Cd处理浓度增加根系长度和生物量逐渐减小。Cd处理下植株株高和地上部生物量均大于对照,且分别在20、50 mg·kg-1处理下达到最大。垂序商陆根、茎、叶Cd含量都在130 mg·kg-1的处理时达到最高,分别为60.44、37.74和116.93 mg·kg-1。植株根部和地上部Cd的最大累积量分别为86.86和170.91μg.plant-1。Cd富集系数和迁移系数分别为0.42～0.55和0.44～1.54,且都在Cd浓度80 mg·kg-1时达到最大。因此,垂序商陆可用于Cd污染土壤的修复。

垂序商陆对污染水体重金属去除潜力的研究

以超积累植物垂序商陆为实验材料,通过温室实验,探讨其应用于污染水体的植物修复潜力。选取生长一致的垂序商陆幼苗置于不同重金属水平（Mn2＋,Zn2＋和Cd2＋）的生长介质,分别在0,2,4,6,8和10 d测定溶液中的重金属含量;10 d后收获垂序商陆,并将植株分为地上部和根系,用原子吸收法测定植物不同部位的重金属含量。研究结果表明：10 d内垂序商陆对Mn2＋,Zn2＋和Cd2＋的去除率分别为35.4%~49.7%,38.1%~40.0%和50.8%~53.7%;在不同条件下垂序商陆体内重金属含量不同,但均随着生长介质中重金属水平的提高而上升;垂序商陆地上部分锰含量较高,而锌和镉则主要吸附在根系;垂序商陆对水体重金属的去除能力表现为植株吸收和根系吸附作用的复合;利用垂序商陆种苗实施低浓度重金属废水的植物修复具有广阔的应用前景。

灵山湾国家森林公园垂序商陆土壤种子库时空动态及其对防除措施的响应

土壤种子库是植物潜在的种群,对生态系统稳定和未来植被的结构、功能有着举足轻重的影响。垂序商陆(Phytolacca americana)的入侵已对山东省胶南市灵山湾国家森林公园的森林生态系统构成严重危害。为调查该物种在公园内的潜在扩散能力,于2009—2014年调查了刺槐(Robinia pseudoacacia)林、黑松(Pinus thunbergii)林、刺槐黑松混交林和紫穗槐(Amorpha fruticosa)林(灌丛)4种林分类型,以及2009年采用物理和化学控制入侵危害严重的刺槐林内的土壤种子库。结果表明:垂序商陆种子在4种林分中均有发现,在刺槐、黑松林内表现为由林缘至林内逐步降低的趋势。垂序商陆种子只存在于枯落物层和5 cm以上的土壤中,随土层深度的增加而减少,枯落物层土壤种子库由林缘到林内呈递减趋势。与2009年相比,2014年黑松林和灌丛中平均种子库密度分别降低46%和44%,刺槐林和混交林分别增加299%和355%。垂序商陆种子发芽率在10%以下,随土层深度的增加而依次降低。采用物理、化学控制措施的刺槐林内垂序商陆的更新量、结实量、种子库含量均明显高于紫穗槐林的。调查结果表明垂序商陆土壤种子库具有明显的空间异质性,并且保持了较强的繁殖潜力,营造紫穗槐灌丛可以有效控制垂序商陆的扩散,可为经营沿海防护林提供理论指导。

垂序商陆浆果红色素提取及总皂苷含量测定研究

垂序商陆(Phytolacca Americana L.)又称美洲商陆,浆果中含有商陆红色素(主要为甜菜红素)。商陆浆果经挤压破碎、室温密闭恒压处理45天后,提取的商陆红色素粗品达商陆浆果质量的8.96%,色价达22。商陆红色素粗品和脱皂苷商陆红色素制品中商陆总皂苷的含量分别为0.46%和0.19%。

垂序商陆繁殖期各器官锰富集规律及其对种子萌发的影响

通过室内盆栽实验,以锰超累积植物垂序商陆植株为材料,比较了不同供锰水平(0.005、0.1、1.0mmol/L)下种子成熟过程中各器官锰含量的动态变化及所产种子的萌发率,旨在了解高锰条件下垂序商陆在繁殖期体内锰富集规律及其对繁殖能力的影响。结果发现:(1)在垂序商陆种子成熟过程中,各处理组植株的根、茎、叶、果实中锰含量均随时间推移呈逐渐增加趋势,且植物器官中锰含量随环境中锰浓度升高而提高;种子内的锰含量变化规律在对照组和处理组之间不同,对照组(0.005mmol/L)先小幅下降后持续增加,而处理组(0.1与1.0mmol/L)则先持续增加,至末期出现不同程度的降低。(2)相同锰浓度环境条件下,种子成熟后期各器官锰含量均表现为种子<茎<根<果实(包括种子)<叶。(3)GC-MS分析表明果汁中有机酸主要成分为草酸与少量的2-羟基丙酸,有机酸的成分与含量在各组间无明显不同。(4)随锰浓度增加,种子中锰含量增加,而萌发率则逐渐降低,且各组间差异极显著。研究结果提示,垂序商陆植株各器官内锰积累量与环境中锰浓度密切相关,其在种子成熟过程中会对体内多余的锰在各器官进行合理分配,以减小锰富集带来的有害效应从而完成自身生命周期,并可能在种子成熟末期采取降低种子中锰的分配量来提高萌发率从而保证高繁殖能力,果浆的可溶性水环境及所含有机酸在繁殖期植株解锰毒中发挥了重要作用。

不同采收期垂序商陆有效成分含量测定

目的：确定中药商陆的最佳采收期以及药用部位。方法：采用硫酸－香草醛比色法测定商陆皂甙的含量，浓硫酸－苯酚比色法测定多糖的含量。结果：皂甙含量，根为６月最高（０．６４％），茎为５月最高（１．５８％），叶为８月最高（６．２４％）；多糖含量，根为５月最高（２１．３０％），茎为５，１０月最高（２．６５％），叶为１１月最高（３．１２％）。结论：商陆类药材在８～１１月份采收比较合理，药用部位除根外，茎和叶也有开发利用价值。

发根农杆菌介导的垂序商陆遗传转化体系的建立及毛状根株系生物量分析

目的建立发根农杆菌介导的垂序商陆遗传转化体系及毛状根株系生物量分析,为利用基因工程技术开发商陆奠定研究基础。方法活化发根农杆菌R1601,利用其不同浓度的菌液对垂序商陆的叶片和茎段进行转化,利用PCR技术鉴定毛状根;随机选取毛状根培养,鉴别不同株系间的生物量差异。结果垂序商陆对发根农杆菌R1601侵染敏感,4个浓度都能高效诱导垂序商陆形成毛状根,其中A600为1.0时,茎段和叶片的遗传转化效率都能达到100%;PCR鉴定表明毛状根中已经整合进了T-DNA序列;不同毛状根株系生物量分析表明毛状根株系生物量呈极显著差异。结论建立了发根农杆菌R1601介导的垂序商陆的高效遗传转化体系,不同毛状根株系间生物量存在极显著差异。

垂序商陆种子油与根皂苷微波辅助提取工艺及种子油理化性质与根皂苷杀虫活性研究

为更好地开发利用垂序商陆(Phytolacca americana L.),本文关注了垂序商陆种子油与根皂苷的微波辅助提取工艺,及种子油理化性质与根皂苷对农业害虫的灭杀效果。结果发现:(1)垂序商陆种子油的微波辅助最佳提取工艺为料液比1∶10(g/m L),微波时间70 min,微波功率300 W,微波温度50℃,种子油得率26.8%;(2)根中皂苷最佳提取工艺为料液比1∶25,微波时间80 min,微波功率500 W,微波温度70℃,根皂苷得率3.22%;(3)垂序商陆种子油密度、折光值、碘值、酸值、过氧化值、皂化值分别为0.887 g/m L、1.542 n_D^(20)、138.6 g I2/100g、0.89 mg KOH/g、28.25 meq/kg与185.7 mg KOH/g;(4)根皂苷对供试害虫小菜蛾具明显杀虫活性,小菜蛾死亡率随处理时间增加呈递增趋势,至第4 d时达84.4%。结果表明,微波在垂序商陆种子油与根皂苷提取中可起到很好的辅助效果,二者在粮油安全或生物农药领域具有较好的开发潜能。

铜胁迫下垂序商陆的生长响应和铜富集特性

通过盆栽试验,分析垂序商陆(Phytolacca americana L.)在Cu胁迫下生长响应及其对Cu的富集特性。结果表明,低浓度Cu处理对垂序商陆生长具有一定的促进作用,在Cu≥900mg/kg时胁迫作用才明显表现,株高和根长开始降低,且耐性系数均>0.8,表明垂序商陆对Cu有较强的耐性。植株地上部和根部Cu的最高含量分别为74.74mg/kg和44.58mg/kg。植株地上部和根部Cu的最高累积量分别为134.59μg/株和107.47μg/株。除Cu最高浓度处理外(1 200mg/kg),各处理迁移系数均大于1,表明垂序商陆有较强的将Cu从根部转运到地上部的能力。

商陆与垂序商陆营养器官的解剖学研究

采用常规植物石蜡制片手段对商陆与垂序商陆营养器官进行了形态解剖学研究。结果表明:二者的解剖结构基本相同,但也存在一定差异。商陆根中央维管束排列成蝴蝶结状,垂序商陆维管束散射状排列,髓射线明显;商陆与垂序商陆茎都由表皮、皮层、维管柱组成,商陆髓部所占茎横切面的比例较垂序商陆小,皮层薄壁细胞层数较多,垂序商陆皮层薄壁细胞仅4～6层;商陆与垂序商陆叶的结构基本类似,均为异面叶,但叶片厚度、栅栏组织细胞和海绵组织细胞大小以及气孔密度存在差异。

GC-MS法分析比较垂序商陆根不同提取物的脂溶性成分研究

采用 GC- MS联用技术分析比较垂序商陆根不同提取物的脂溶性化学成分 .色谱柱为 :DB- 5毛细管柱 ,载气为氦气 1 m L / m in ,柱温初始温度 5 0℃ ,先以 2 0℃ / m in的升温速率升至 1 70℃ ,再以 2℃ / m in的升温速率升至2 1 0℃ ;质谱用 EI离子源 .鉴定了 8种相对百分含量大于 0 .5 %的化学成分 ,其中的 3种成分 2 -甲氧基 - 4丙烯基苯酚、带状网翼甾醇、邻苯二甲酸二丁酯 与商陆根中的 3种脂溶性成分相同 ;乙醚提取物与 CO2 超临界萃取物含有的主要化学成分种类相同 ,但含量不同 ;石油醚提取物含有的化学成分种类较少 ,石油醚萃取物所含成分种类相对较多 。

垂序商陆中微量元素的动态含量分析

垂序商陆中微量元素的动态含量分析汪学昭，郑汉臣，张剑春，李润平，苏中武第二军医大学药学院（上海２００４３３）垂序商陆（ＰｈｙｔｏｌａｃｃａａｍｅｒｉｃａｎａＬ．）为中药商陆的原植物之一，历版《中国药典》均有收载，药用其根，有逐水消肿，通利二便，解毒散...

锰胁迫对垂序商陆叶片抗氧化系统的影响

通过水培试验研究了不同浓度锰处理(0μmol.L-1、1 000μmol.L-1、5 000μmol.L-1、8 000μmol.L-1、12 000μmol.L-1和15 000μmol.L-1)对垂序商陆抗氧化系统的影响。结果表明:锰处理15 d与30 d相比较,两者过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)的活性及H2O2含量与O2-产生速率的变化趋势基本一致。POD和CAT活性随锰处理浓度增加而上升,在高锰浓度下其活性上升明显,高达12 000μmol.L-1时活性最高;H2O2含量随锰处理浓度增加呈现先下降后上升的趋势;O2-产生速率与SOD活性随锰处理浓度增加均逐步上升。垂序商陆的抗氧化酶系统一直对其机体在胁迫逆境中起着重要的防御和抵制作用。

垂序商陆幼苗及其过渡区维管系统的解剖学研究

采用常规石蜡制片手段对垂序商陆幼苗进行形态解剖学研究。结果表明:垂序商陆幼苗类型为木兰型。根的初生结构由表皮、皮层和中柱组成,四原型;茎由表皮、皮层和维管柱构成,维管柱包括维管束、髓和髓射线3部分;子叶叶肉分化不明显,初生叶栅栏组织和海绵组织较为发达;幼苗过渡区维管系统属于"根—下胚轴—子叶"形式,过渡区位于下胚轴基部。

不同处理对商陆和垂序商陆种子萌发的影响

对商陆和垂序商陆种子采用98%H2S04和赤霉素等处理,以提高其种子萌发率。结果表明,商陆与垂序商陆种子最佳萌发条件类似,用浓硫酸处理40 min,再用100 mg/ml赤霉素处理1h时,萌发率最高,胚根生长情况最好。