贵州及其周边地区朱砂根、红凉伞质量评价

目的 评价贵州、云南、重庆、广西朱砂根、红凉伞质量。方法 以水分、总灰分、酸不溶性灰分、浸出物、岩白菜素、总黄酮、总酚、总皂苷含量为指标,采用熵权法、灰色关联度法构建综合质量评价模型,并比较2种野生药材基原之间、贵州及其周边地区之间的差异。结果 5个2020年版《中国药典》指标(水分、总灰分、酸不溶性灰分、浸出物、岩白菜素含量)权重值靠前,部分样品中岩白菜素含量低于药典规定。2种野生药材相对关联度、8个指标无显著差异(P>0.05),但49批样品相对关联度范围较宽(0.16~0.76),其中Y6、Y7、Y4、C11、G46较大,可作为优质种源筛选首选;云南相对关联度最大,以东南部(Y6~Y8)、西部(Y1~Y4)更明显,可作为优质野生药材产区来源。结论 该方法稳定可靠,可用于朱砂根、红凉伞质量评价。不同产地各批次样品中岩白菜素含量不稳定,需引起关注。

基于ITS和matK序列的苗药朱砂根遗传多样性分析

为探究朱砂根的遗传多样性,对收集的16个居群的69份朱砂根样品ITS和matK序列进行双向测序,应用Genious 11.0软件分析2个序列的结构变异,应用MEGA 11.0软件基于Kimura-2-Parameter(K2P)模型,计算居群间遗传距离,采用邻接法(NJ)分别构建系统发育树。结果表明,朱砂根ITS与matK序列长度分别为447~451 bp、844~861 bp, GC含量分别为55.30%~56.30%,33.70%~34.40%,变异位点分别为24个、43个,单倍型多样性分别为0.947、0.917,核苷酸多样性分别为0.013 14、0.006 00;朱砂根ITS序列居群间遗传距离在0.000 4~0.032 0之间,平均遗传距离0.018 4;matK序列居群间遗传距离在0.000 0~0.019 6之间,平均遗传距离为0.008 6。系统发育结果表明,ITS和matK序列都将16个居群的朱砂根聚为2支,且遗传距离较小。研究表明,不同居群的朱砂根具有较为丰富的遗传多样性,且遗传距离与居群地理空间距离有关。ITS较matK序列变异更丰富,更适宜对朱砂根遗传多样性评价、分子标记开发与基源鉴定等研究。

基于ISSR分子标记的苗药朱砂根遗传多样性研究

为了探究不同居群朱砂根遗传多样性水平及亲缘关系,以24份不同居群朱砂根为材料,采用ISSR分子标记技术对其进行筛选分析,结果从100条引物中筛选到14条扩增效果好、多态性高的ISSR引物,对24个朱砂根居群进行遗传多样性分析,共检测到75条扩增位点,平均每条引物扩增5.4个位点,74个为多态性位点,多态性比率(PPB)为98.67%;其中,UBC841扩增位点最多(8个),UBC820、UBC821、UBC844、UBC887扩增位点最少(4个)。观测等位基因数为2,有效等位基因数为1.0868~2.0000,Nei's基因多样度为0.0799~0.5000,Shannon's指数最大,为0.6931;遗传距离与地理距离无显著相关性。研究表明,朱砂根种质资源遗传多样性高,ISSR分子标记可用于朱砂根亲缘鉴定。

朱砂根抗肿瘤作用研究进展

朱砂根是中国传统中药,属于紫金牛科植物,其主要成分为香豆素类、皂苷类、黄酮类和挥发油等。随着对朱砂根抗肿瘤作用的深入研究,其活性抗癌化合物有岩白菜素、朱砂根皂苷A、B、百两金皂苷A、B和蒽贝素,主要通过诱导肿瘤细胞凋亡、增加肿瘤细胞毒性抑制细胞增殖、抑制肿瘤细胞转移和迁徙等多种途径在口腔癌、鼻咽癌、肝癌、结肠癌、膀胱癌、宫颈癌和白血病等肿瘤中显示出很高的抗肿瘤潜力。然而,朱砂根的抗肿瘤机制临床前实验数据缺乏高质量、多样本、多重复的随机对照试验,临床研究数据缺乏肿瘤预后及药效学和药代动力学相关试验数据,应设计精准研究实验和临床试验进一步探索挖掘朱砂根的药理作用。

多效唑和矮壮素对朱砂根种子的胁迫试验研究

为验证种子中多效唑、矮壮素残留是否导致朱砂根幼苗出现僵化苗的原因之一,开展多效唑、矮壮素对朱砂根种子的胁迫试验。结果:500~1500倍液多效唑、矮壮素会影响朱砂根种子的出苗率和幼苗生长,500倍液多效唑的影响最严重;1500倍液矮壮素对出苗率和幼苗生长势、叶数有影响,但有利于幼苗的高生长和干物质积累;500~1500倍液多效唑处理朱砂根种子后,幼苗僵化率显著高于对照组。综上所述,多效唑、矮壮素会影响朱砂根种子的出苗率及其幼苗的生长,是导致僵化苗的原因之一,朱砂种子生产中需慎用多效唑、矮壮素等生长抑制剂。

水杨酸诱导下朱砂根转录组分析及三萜皂苷生物合成途径关键酶基因挖掘

朱砂根是紫金牛科中药植物,主要活性成分为齐墩果烷型三萜类化合物朱砂根皂苷。为探索朱砂根三萜皂苷生物合成的分子基础,采用Illunima HiseqTM 4000对无菌水、2 mmol/L SA处理的3年生朱砂根植株进行转录组测序,基于Blast完成Unigene分类、功能注释、代谢通路分析、蛋白功能注释、差异表达基因分析、代谢途径关键基因挖掘等。共获得41.63 Gb数据,拼接组装获得102491条Unigenes,平均长度831 bp,注释率50.21%。筛选出3417个SA应答差异表达基因,其中2725个基因上调,692个基因下调。差异表达基因显著富集于次生代谢物生物合成、代谢途径、氨基糖和核苷酸糖代谢、糖酵解/糖异生、碳代谢等通路。与朱砂根三萜皂苷相关的代谢通路,包括萜类骨架生物合成(ko00900)和倍半萜与三萜生物合成(ko00909),共筛选出8个关键酶、11条差异表达Unigenes。SA处理后萜类骨架生物合成MVA途径HMGR、HMGS、MVK、GGPS、SS、SQE基因差异表达显著,MEP途径DXS、DXR、MCT、CMK、MDS、HDR基因差异表达不显著。催化生成齐墩果烷型五环三萜前体的关键酶β-香树素合成酶基因(β-AS)表达量下调,后修饰基因CYP450s(CYP72A67)表达量也下调。荧光定量qPCR值与RNA-seq表达量FPKM值变化趋势一致。推测SA通过诱导MVA途径的关键酶基因表达影响朱砂根三萜皂苷的积累,MEP途径中的酶基因可能参与其他支路次生代谢产物的合成。

基于流式细胞术对朱砂根种质资源基因组大小的测定

[目的]基于流式细胞术初步探索测定朱砂根基因组大小的方法和流程,为朱砂根基因组文库的建立、基因组全序列测定及其基因组学研究等工作的开展提供基础数据。[方法]以24份朱砂根(Ardisia crenata)种质资源为供试材料,包括22个人工选育品种和2个野生种质资源,并以番茄(Lycopersicon esculentum)作为内参样本,利用流式细胞术对朱砂根基因组大小进行测定。[结果]24份朱砂根基因组大小(C值)为1.77-2.41 Gb,平均大小1.87 Gb;其中玛瑙红(Z-17)、霞珠(Z-20)、珠塔(Z-22) C值最小,均为1.77 Gb,赤丹C最大,为2.41Gb,部分品种间基因组大小存在一定程度的差异。[结论]首次测定朱砂根种质资源的基因组大小,其研究结果可为朱砂根基因组文库的建立、基因组全序列测定及其基因组学研究等工作的开展提供基础数据。

外源水杨酸调控朱砂根愈伤组织三萜皂苷积累规律研究

为探索植物激素诱导子水杨酸(SA)调控朱砂根三萜皂苷合成积累规律,以朱砂根愈伤组织为材料,研究不同浓度SA对愈伤组织生长、初生代谢、抗氧化酶活性、三萜皂苷含量以及合成途径关键酶基因表达的影响。结果表明,SA对朱砂根愈伤组织三萜皂苷的积累具有明显的调控效应。低浓度SA能够促进愈伤组织生长、增强细胞活力,高浓度SA则表现出抑制作用;随着SA浓度的增加,可溶性糖和可溶性蛋白含量先升后降,过氧化氢酶(CAT)活性略有下降后线性上升,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性先上升后小幅下降;适宜浓度SA促进愈伤组织三萜皂苷合成,100μmol·L^(-1) SA处理的三萜皂苷含量最高,达4.6659 mg·g^(-1),三萜皂苷含量与可溶性糖、可溶性蛋白含量、SOD、POD活性具有极显著相关性;较高浓度SA处理下,三萜皂苷合成关键酶基因:羟甲基戊二酰-CoA还原酶基因(HMGR)、鲨烯合酶基因(SS)、鲨烯环氧酶基因(SQE)、β-香树素合成酶基因(β-AS)整体上相较于对照表达量升高。SQE、β-AS表达与三萜皂苷含量变化趋势一致,表明SQE和β-AS基因在三萜皂苷合成中起到主要调控作用。本研究结果为朱砂根三萜类化合物合成代谢与调控机制的解析奠定了基础。

不同处理方式对黄果朱砂根顽拗性种子萌发的影响

以黄果朱砂根种子为材料,研究不同处理方式、果皮的去留、育苗基质和遮阴度以及贮藏时间对种子萌发的影响。结果表明,朱砂根种子萌发的最适温光条件为15~25℃,光照12 h;种皮对种子萌发具有明显的抑制作用,去除种皮后,种子的萌发率和速度显著增加;将萌发的种子移栽到不同基质中,成活率主要受光照条件的影响,75%的弱光条件有利于幼苗的生长,而基质种类对成苗的差异不显著(P>0.05);此外,朱砂根种子发芽势、发芽率和发芽指数随着贮藏过程中种子含水量的降低而下降,当贮藏至50 d时,种子发芽率仅为2.22%,此时的临界含水量为8.55%,说明朱砂根种子不耐脱水,也不具有休眠特性,具有典型的顽拗性特征,不耐长期贮藏,但在低温潮湿的环境中保存时间可适当延长。

朱砂根成熟果实不同部位生理特性与种子胎生的关系

研究朱砂根种子胎萌发生与果实不同部位碳水化合物及酶活性的关系,为探讨胎萌发生的生理机制提供依据。以朱砂根胎生与非胎生果实为材料,剥离外果皮、中果皮、内果皮、胚乳以及胎生种子的胚根,分别测定不同部位的蛋白质、可溶性糖、淀粉、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)以及淀粉酶活性,并进行相关性分析。结果表明,朱砂根胎生果实不同部位的蛋白质、可溶性糖和淀粉含量均显著低于非胎生果实,而胚根中的含量均较高;胚根突破种皮后,胎生果实中的SOD和POD酶活性均增加,大多高于非胎生果实,且淀粉含量与SOD呈负相关,与POD呈极显著负相关。此外,无论是胎生还是非胎生果实,以内果皮的α,β-淀粉酶活性最高,但胎生果实均低于非胎生果实,说明淀粉酶对朱砂根果皮中的淀粉发生了水解作用。胎生果实不同部位的碳水化合物可能协同参与胚发育的代谢过程,其含量被降解用作胚的组织分化发育所需的能量,并在胚内积累,同时启动了相应的抗氧化酶防御系统,尤其是内果皮中较高的碳水化合物、淀粉酶与POD酶活性,可能对朱砂根种子的胎萌起重要的调控作用。

朱砂根叶绿体全基因组解析及系统发育分析

基于Illumina平台对朱砂根和红凉伞叶绿体全基因组进行测序,利用生物信息学比较叶绿体基因组结构特征与变异程度,旨在明确朱砂根(Ardisia crenata)及红凉伞(Ardisia crenata var.bicolor)叶绿体基因组特征及差异,并与同科其他物种叶绿体全基因组进行比较分析,确定其在紫金牛属系统发育位置。结果表明,朱砂根和红凉伞均为由一个大单拷贝区(LSC)、一个小单拷贝区(SSC)和一对反向重复区(IRa/IRb)构成的环状四分体结构,注释得到132个基因,其重复序列的类型与分布模式相似,但数量有所差异。其中psbA、matK、rpoC2、ropB、ndhK、accD、ndhF、ndhD、ndhH及ycf1等基因的编码区存在差异,这些位点为朱砂根分子鉴定提供新位点。朱砂根及红凉伞叶绿体基因组具有较高保守性,叶绿体基因组之间没有重排或倒置,IR区序列变异最低,SSC区变异程度最高。系统发育树分析表明紫金牛科和报春花科为两个分支,朱砂根和红凉伞归为紫金牛科,且朱砂根与红凉伞亲缘关系最为密切,从分子水平为红凉伞作为朱砂根变种提供了科学解释。本研究解析了朱砂根及变种红凉伞叶绿体基因组结构,探讨了紫金牛科属间系统发育关系,也为紫金牛科药用植物分类鉴定、系统进化及资源开发利用研究奠定基础。

药赏兼用植物朱砂根无菌快繁体系建立

以播种1月苗龄实生苗为外植体,建立朱砂根无菌快繁体系。结果显示,MS+6-BA 0.5mg/L+NAA 0.1mg/L最适合朱砂根芽诱导,诱导率达84.44%,且污染率、褐化率低,均为16.67%;MS+6-BA 2.0mg/L+NAA 0.1mg/L最适合朱砂根芽增殖,增殖系数为2.98;1/2MS+IBA 0.5mg/L最适合朱砂根芽苗生根,生根率最高(93.00%)、平均根长最长(3.83cm)、平均生根数最多(2.67条)。

朱砂根、山豆根及其药对的HPLC指纹图谱建立及5种化学成分的含量测定

目的建立朱砂根、山豆根及其药对的指纹图谱,同时测定其中5种成分的含量。方法以水为溶剂,结合冷冻干燥技术制备朱砂根、山豆根单煎冻干粉和朱砂根-山豆根药对合煎冻干粉样品;采用高效液相色谱(HPLC)法建立3种冻干粉样品的指纹图谱,并同法测定没食子酸等5种成分的含量。结果朱砂根、山豆根单煎冻干粉样品和朱砂根-山豆根药对合煎冻干粉样品分别有5、10、14个共有峰;与对照图谱的相似度均大于0.90;朱砂根-山豆根药对合煎冻干粉样品中,指认3号峰为没食子酸、4号峰为苦参碱、6号峰为氧化苦参碱、8号峰为岩白菜素、14号峰为三叶豆紫檀苷。朱砂根单煎冻干粉样品中,没食子酸、岩白菜素的平均含量分别为0.4993、4.9626mg/g;山豆根单煎冻干粉样品中,苦参碱、氧化苦参碱、三叶豆紫檀苷的平均含量分别为3.0460、2.3366、0.2786 mg/g;朱砂根-山豆根药对合煎冻干粉样品中,没食子酸、苦参碱、氧化苦参碱、岩白菜素、三叶豆紫檀苷的平均含量分别为0.5606、2.5487、1.3822、5.9607、0.2791 mg/g,转移率为8.87%~513.19%。结论所建立指纹图谱及含量测定方法稳定、可行,可用于朱砂根、山豆根及朱砂根-山豆根药对的质量控制;朱砂根-山豆根药对合煎冻干粉样品中苦参碱、氧化苦参碱的平均含量降低。

水分胁迫对朱砂根种子萌发及幼苗生长的影响

开展5个水分处理下的朱砂根种子萌发试验,测定比较其对种子萌发、幼苗生长情况和幼苗的3个生理生化指标的影响。结果表明,随着PEG-6000溶液浓度增加,朱砂根种子的发芽率、发芽势呈先上升后下降趋势,发芽指数和活力指数呈先下降后上升趋势;PEG-6000浓度为10%时,发芽率最高;PEG-6000浓度为5%时,发芽势最高,CK组的发芽指数和活力指数均高于其他组。CK组胚根最长,CK组与各试验组之间的胚根数、干重、相对含水量参数基本相同,差异不显著。水分胁迫促使朱砂根幼苗叶片数、须根数、鲜重和干重均有所增加,相对含水量、叶长、叶宽有所减小。幼苗的叶绿素含量和SOD活性随PEG-6000溶液浓度增加呈先上升后下降趋势,PEG-6000溶液浓度为5%时,幼苗叶绿素含量和SOD活性最高,MDA含量与PEG-6000溶液浓度大致呈正相关,CK组与试验组均具有显著性差异(p<0.05)。综上,朱砂根具有一定的抗旱能力,种子萌发需要适当的水分,其中PEG-6000溶液浓度为5%时最佳。

光质对朱砂根无菌苗生根及光照强度对其炼苗的影响

为了给朱砂根工厂化组培育苗提供理论依据和技术支撑,以朱砂根无菌苗为材料,进行光质对其生根及光照强度对炼苗移栽影响的研究。结果表明,红蓝光比3∶1(R_(3)B_(1))最有利于组培苗生根,生根率、平均生根数、平均根长和生根指数分别达到了94.78%、7.70条、26.87 cm、3.31;光照强度150μmol/(m^(2)·s)时最有利于炼苗,组培苗成活率达92.06%。

3种植物生长剂对朱砂根种子的出苗及幼苗生长的影响

为探索朱砂根品种复壮和降低僵化苗比率的方法,开展了赤霉酸、鲜胺酯和赤霉·鲜胺酯对朱砂根种子的出苗及幼苗生长影响的试验,结果表明:赤霉酸、鲜胺酯和赤霉·鲜胺酯对幼苗的苗高和干物质重的影响差异显著。赤霉酸500倍液和赤霉·鲜胺酯2500倍液浸泡种子24h,种子出苗率最高;赤霉·鲜胺酯2000倍液浸泡种子24h,幼苗顶芽旺盛的比率最高;赤霉酸500倍液、鲜胺酯2000倍液、赤霉·鲜胺酯1500~2000倍液浸泡种子24h,可降低僵化苗比率,赤·霉鲜胺酯1500倍液最佳,同时也降低了种子的出苗率、苗高以及干物质重量;赤霉酸1000倍液浸泡种子24h,增加幼苗的苗高和叶数最佳;赤霉·鲜胺酯2500倍液浸泡种子24h,增加幼苗干物质量最佳。综合种子出苗率和幼苗生长势、苗高、叶数、干物质重量的影响,朱砂根种子的最佳处理方法是用赤霉酸500倍液处理浸泡种子24h。

遵义地区野生朱砂根引种栽培试验

为满足人们对朱砂根的需求和引种驯化野生朱砂根,开展了遵义地区野生朱砂根引种栽培试验,探讨野生朱砂根驯化的基本条件。结果表明,光照对朱砂根生长有一定影响,且朱砂根种植在郁闭度大于60%的松树林下生长较好。不同修剪方式对朱砂根成活及生长有影响,其中枝叶和根均修剪的处理朱砂根成活率高,可达80%,且生长旺盛,新芽健壮。当温度低于10℃或高于30℃时,朱砂根种子基本不萌发。朱砂根种子的最佳萌发温度是25℃,发芽率高且种子萌发后长势较好。带土移植有利于朱砂根后期生长。

盆栽朱砂根不同栽培基质对比分析

针对盆栽朱砂根主产区武平县花农习惯使用的5种基质开展栽培朱砂根的幼苗、小苗、中苗近1年,培养成1年生苗、2年生苗、3年生苗,分析其生长指标。结果表明,1年生苗株高、冠幅、地径、新叶量的差异显著;2年生苗株高、冠幅、地径、冠幅高的差异显著;3年生苗冠幅、地径、结果层高、没结果层高的差异显著。基质1(纯泥炭)和基质4(泥炭+椰糠)(1∶2)培育1年生朱砂根苗的效果最好,基质2(黄心土+椰糠)(1∶2)培育2年生朱砂根苗的效果最好,基质4(泥炭+椰糠)(1∶2)培育3年生朱砂根苗的效果最好。综上所述,建议培育盆栽朱砂根,第1年采用基质1(纯泥炭)或基质4(泥炭+椰糠)(1∶2),第2年采用基质2(黄心土+椰糠)(1∶2),第3年采用基质4(泥炭+椰糠)(1∶2)。

朱砂根区域试验性状主成分及适应性分析

为促进朱砂根产业发展,在福建省龙岩市、三明市和漳州市试验点开展朱砂根区域试验,对朱砂根性状进行主成分分析,按特征值≥1和累积方差贡献率达80%提取3个主成分,方差贡献率分别为36.028%、27.548%和17.587%,以3个主成分的方差贡献率为权重计算栽培品种的综合评分,并分析朱砂根的适应性。结果表明:试验地点间存在差异,龙岩武平与其他4个试验点的差异均极显著,其品种综合评分最高,为91.40;漳州长泰与其他4个试验点的差异极显著或显著,其品种综合评分最低,为57.92。朱砂根的生长性状与海拔有一定相关性,试验点海拔在300~600m的朱砂根保存率、生长性状和结实性状均高于平均值。朱砂根的结实状况与纬度有一定相关性,中亚热带海拔区域为朱砂根栽培适宜区,南亚热带的高温气候不适宜朱砂根生殖生长,结实性状表现较差。参试朱砂根栽培品种对生态区域、气候环境和栽培条件的适应性无显著差异。

朱砂根组织培养研究进展

朱砂根观赏性强,具有广阔市场前景和较高的经济价值,组织培养能够保持母本的优良性状,不受季节限制,繁殖效率高。通过对国内朱砂根的组织培养进行综述,包括外植体的选择和灭菌、培养基和植物生长调节剂的选择、培养条件等,探讨朱砂根组织培养中存在的问题以及未来的研究方向,以期为朱砂根组织培养的研究和工厂化育苗应用提供参考。