封面植物介绍——总状绿绒蒿

总状绿绒蒿(Meconopsis racemosa Maxim.)为罂粟科绿绒蒿属一年生草本,高20~50 cm,全体被黄褐色或淡黄色坚硬而平展的硬刺。茎圆柱形,不分枝。基生叶及下部茎生叶长圆状披针形、倒披针形或稀狭卵形、条形。总状花序有多达14朵花。萼片长圆状卵形,外面被刺毛,早落。

封面植物介绍——总状绿绒蒿

总状绿绒蒿(Meconopsis racemosa Maxim.)为罂粟科绿绒蒿属一年生草本,高20~50 cm, 全体被黄褐色或淡黄色坚硬而平展的硬刺。茎圆柱形,不分枝。基生叶及下部茎生叶长圆状披针形、倒披针形或稀狭卵形、条形。总状花序有多达14朵花。萼片长圆状卵形,外面被刺毛,早落。花瓣5~8,倒卵状长圆形,天蓝色或蓝紫色,有时红色。蒴果倒卵形或椭圆状长圆形,密被刺毛。

封面植物介绍——总状绿绒蒿

总状绿绒蒿(Meconopsis racemosa Maxim.)为罂粟科绿绒蒿属一年生草本,高20~50 cm,全体被黄褐色或淡黄色坚硬而平展的硬刺。茎圆柱形,不分枝。基生叶及下部茎生叶长圆状披针形、倒披针形或稀狭卵形、条形。总状花序有多达14朵花。萼片长圆状卵形,外面被刺毛,早落。花瓣5~8,倒卵状长圆形,天蓝色或蓝紫色,有时红色。蒴果倒卵形或椭圆状长圆形,密被刺毛。花期5-8月,果期7-11月。

西藏绿绒蒿属近危物种分布新纪录——刺瓣绿绒蒿(Meconopsis racemosa var.spinulifera)

刺瓣绿绒蒿(Meconopsis racemosa var.spinulifera(L.H.Zhou)C.Y.Wu&H.Chuang)是一种极具观赏及药用价值的高山植物,1979年首次在中国青海玉树发现并报道,现今已被确立为近危物种(NT),极具保护价值。2023年8月首次在西藏自治区昌都市察雅县境内的高山草甸发现与总状绿绒蒿(M.racemo-sa var.racemosa Maxim.)具部分性状差异的物种,经鉴定,确定该物种为刺瓣绿绒蒿,为总状绿绒蒿的变种。该发现对西藏横断山区绿绒蒿属植物区系的补充具有重要意义。

夹金山3种同域分布绿绒蒿的传粉生态学研究

为了揭示夹金山3种同域分布绿绒蒿的传粉生态学特点与繁育系统差异,以全缘叶绿绒蒿、川西绿绒蒿、红花绿绒蒿为研究对象,观测植株的花期物候与传粉媒介,并采用联苯胺-过氧化氢法与氯化三苯基四氮唑(TTC)染色法分别检测柱头可授性与花粉活力。结果表明:1)全缘叶绿绒蒿的花期比川西绿绒蒿和红花绿绒蒿提前近1个月,后两者的花期接近,但三者花期均有重叠。2)3种绿绒蒿柱头可授性持续时间均达5 d以上,且第3至4天时可授性最强。3)在散粉后的8 h内,全缘叶绿绒蒿和川西绿绒蒿的花粉活力随时间延长而下降,红花绿绒蒿的花粉活力呈先升高后降低的趋势。4)全缘叶绿绒蒿花粉胚珠比为990±28,川西绿绒蒿为2050±596,两者之间有显著差异(P<0.05);红花绿绒蒿为1380±202,与前两者无显著差异。且3种绿绒蒿均属于兼性异交。5)3种绿绒蒿有着相同的传粉者麻蝇;其中访问全缘叶绿绒蒿的昆虫种类最多;访问红花绿绒蒿的昆虫比较单一,但数量最多;访问川西绿绒蒿的昆虫数量最少。综上,3种绿绒蒿在繁育系统上表现出差异性:全缘叶绿绒蒿花期和柱头可授期最长,柱头可授性最强,授粉昆虫种类最多,弥补了花粉活力衰减快的缺陷;川西绿绒蒿的花粉能长时间维持高活力但传粉昆虫数量最少;红花绿绒蒿的传粉者有独特的寄生性传粉现象,它们在柱头内产卵,并帮助宿主进行种内传粉,确保了传粉的精确性。

不同产地五脉绿绒蒿HPLC指纹图谱建立及槲皮素含量测定

目的建立不同产地五脉绿绒蒿HPLC指纹图谱,并测定槲皮素含量。方法收集6个产地14批药材,采用聚类分析、主成分分析及正交偏最小二乘法分析进行考察。结果对照指纹图谱共标定了9个共有峰,相似度均为0.80以上。14批药材聚为2类,2个主成分累积方差贡献率为75.136%,峰8、7、1、4、6是区别不同产地药材的主要成分。槲皮素含量存在显著差异,拉萨产地最高,为0.1961%;那曲产地最低,为0.0075%。结论本实验建立了稳定性强的藏药五脉绿绒蒿HPLC指纹图谱及槲皮素含量测定方法,可定性定量评价药材质量。

不同处理对2种绿绒蒿种子萌发特性的影响

对比不同GA_(3)浓度、GA_(3)不同浸泡时间、不同温度和不同光照处理对全缘叶绿绒蒿和总状绿绒蒿种子萌发的影响,寻找出最有利于这两种绿绒蒿种子萌发的方法。结果表明:(1)100 mg·L^(-1)GA_(3)处理最能促进全缘叶绿绒蒿种子萌发,总状绿绒蒿用300 mg·L^(-1) GA_(3)处理最优,其次为200 mg·L^(-1) GA_(3)处理。(2)而12 h处理和18 h处理为不同GA_(3)处理时间对总状绿绒蒿种子萌发中最优的两个处理;全缘叶绿绒蒿种子GA_(3)三个处理均优于对照。(3)25℃处理与25℃/15℃处理最能促进全缘叶绿绒蒿种子萌发,25℃处理最能促进总状绿绒蒿种子萌发。(4)12 h光照/12 h黑暗交替处理均最能促进全缘叶绿绒蒿种子和总状绿绒蒿种子萌发。

两种花色绿绒蒿MiUGT79B1和MpUGT79B1基因的克隆及表达分析

为探究尿苷二磷酸糖基转移酶(UGT)在不同花色绿绒蒿中的序列特征及其与绿绒蒿花色的关系,以黄色花的全缘叶绿绒蒿和红色花的红花绿绒蒿为研究材料,从2种花色绿绒蒿的全长转录组数据中各筛选1个UGT基因,根据转录组KEGG注释结果,将这2个基因分别命名为MiUGT79B1和MpUGT79B1,并对其进行克隆、生物信息学及RT-qPCR分析。结果表明:MiUGT79B1和MpUGT79B1基因ORF长度为1314,编码437个氨基酸。MiUGT79B1和MpUGT79B1蛋白的结构均主要由α-螺旋和无规则卷曲构成,属于亲水性稳定蛋白。系统进化树和多序列比对分析发现,MiUGT79B1和MpUGT79B1与鸦片罂粟、火罂粟、野罂粟和博落回的亲缘关系最近。RT-qPCR分析显示,MiUGT79B1和MpUGT79B1均在花蕾期高表达,MiUGT79B1表达趋势为先降低后升高,MpUGT79B1表达趋势为先降低后保持平缓。2种花色绿绒蒿UGT基因表达水平与总黄酮累积模式均呈显著正相关。结果为进一步深入研究MiUGT79B1和MpUGT79B1基因在绿绒蒿花瓣呈色中的功能及其花色分子育种提供理论基础。

不同花色绿绒蒿DFR基因克隆及表达分析

二氢黄酮4-还原酶(DFR)是花青素合成通路中的关键酶,其表达与花青素积累紧密相关,影响花朵呈色。为了探究DFR基因与绿绒蒿花色形成的关系,以红色的红花绿绒蒿和黄色的全缘叶绿绒蒿为试验材料,使用RT-PCR技术成功从中克隆出DFR基因,并对其进行生物信息学及RT-qPCR分析。结果显示,2种绿绒蒿DFR基因的cDNA全长为1 131,1 125 bp,分别编码376,374个氨基酸,命名为MpDFR、MiDFR。生物信息学分析发现,2种蛋白均属于亲水性蛋白,且具有DFR特有的NADPH结合结构域和底物特异性结合结构域。系统进化树表明,MpDFR、MiDFR蛋白与鸦片罂粟、沉水樟、三枝九叶草、澳洲坚果、蒂罗花的亲缘关系最近。Motif分析发现,DFR蛋白基序在不同植物中均较为保守。RT-qPCR结果显示,MpDFR、MiDFR在不同组织中均有表达,具有组织特异性。花蕾期中MpDFR、MiDFR基因表达量最高,且显著高于其他2个时期。另外,红花绿绒蒿中DFR表达量均高于全缘叶绿绒蒿。结合西南林业大学屈燕课题组研究发现,这2种绿绒蒿中花青素类化合物的积累模式与DFR基因的表达模式一致,所以,研究花青素生物合成途径中的关键结构基因DFR对于了解该途径以及通过基因工程手段改良植物花色均十分重要。

三种绿绒蒿花瓣结构和色素成分对呈色的影响

花色多样是绿绒蒿属植物的重要特性。为探究绿绒蒿花瓣呈色原因,以3种不同花色绿绒蒿为研究材料,对其花瓣表型及色素分布进行分析,利用超高效液相色谱串联质谱(UPLC-MS/MS)技术对3种绿绒蒿进行花青素、黄酮、类胡萝卜素靶向代谢组学分析。结果表明,3种绿绒蒿的花色素主要存在于表皮细胞,上下表皮色素分布较均匀。另外,绿绒蒿的上、下表皮细胞形状相同,均呈扁平的不规则长方形。红花绿绒蒿、全缘叶绿绒蒿、川滇绿绒蒿中分别检测出59、63、99种代谢物。矢车菊素衍生物是红花绿绒蒿花瓣呈现红色的主要原因,儿茶素类化合物作为辅助色素,使其颜色加深;槲皮素类黄酮醇代谢物是全缘叶绿绒蒿黄色花形成的主要原因;川滇绿绒蒿的花瓣呈色由花青素、黄酮、类胡萝卜素这3条代谢途径共同起作用。糖基转移酶参与了3种绿绒蒿的代谢过程,且其酶活性浓度会影响绿绒蒿糖苷类化合物含量。本研究分析了影响不同种绿绒蒿花呈色的原因,不仅为解析绿绒蒿属花色呈色机理奠定了基础,也为花色分子育种等提供了一定的理论依据。

全缘叶绿绒蒿黄色花形成关键基因的挖掘

为挖掘全缘叶绿绒蒿黄色花形成的关键基因,探讨其花色形成在转录水平上的调控机制,选取全缘叶绿绒蒿3个花发育时期的花瓣组织进行转录组测序,并对盛花期花瓣组织的黄酮类化合物进行了绝对定量。结果表明:(1)LC-MS/MS共检测到38种黄酮类化合物,其中以槲皮素及其衍生物为主,其含量超过黄酮类化合物总含量的80%;(2)转录组测序共获得171902条单基因,筛选后得到14906个差异表达基因,这些差异基因在48条KEGG通路中显著富集(P<0.05),其中苯丙烷生物合成通路与类黄酮生物合成通路在3个花发育时期都显著富集(P<0.05);(3)同时还发现与黄酮类化合物合成相关的基因在3个花发育时期中差异表达,同一时期MiFLS s(Cluster-28469.86、Cluster-28469.89、Cluster-28469.91)的表达量是MiDFR(Cluster-49617.1)的1.2~4.7倍;与槲皮素衍生物合成相关的MiFG3(Cluster-15071.0)呈现逐渐上调的表达趋势;转录因子MiMYB4表达量也逐渐上升,且与MiMYB38、MiMYB39、MiDFR(Cluster-49617.1)和MiANS(Cluster-29740.1)呈强负相关关系;(4)所选基因qRT-PCR结果与RNA-seq相关性较好(R^(2)=0.8204,P<0.05),表明转录组数据可靠。综上所述,全缘叶绿绒蒿黄色花瓣的主要成分可能是槲皮素及其衍生物;MiFLS s相较于MiDFR更强的竞争力促使更多底物流向黄酮醇合成,为大量合成黄酮醇类化合物提供了前体物,MiFG3消耗前体物促进槲皮素衍生物的大量合成;同时,转录因子MiMYB4可能通过抑制与花青素合成相关的结构基因和转录因子,间接促进底物流向黄酮醇合成,这些结构基因与转录因子共同调控全缘叶绿绒蒿的花色形成过程。研究筛选出了6个调控全缘叶绿绒蒿花色形成的关键基因,初步探讨了其黄色花形成的分子机制,为进一步研究全缘叶绿绒蒿花色变异提供了理论参考。

青海省五脉绿绒蒿中氨基酸成分及其与环境因子的关系

为建立五脉绿绒蒿(Meconopsis quintuplinervia Regel)中氨基酸的快速检测方法,阐释环境因子对氨基酸成分及含量的影响,本研究以10-乙基吖啶酮-2-磺酰氯为衍生化试剂,采用高效液相色谱-质谱联用(HPLC-MS)技术对青海省16个居群五脉绿绒蒿中氨基酸成分及含量进行了分析,并采用主成分分析和相关性分析研究了环境因子对氨基酸含量的影响。结果显示:氨基酸衍生物线性回归方程的相关系数为0.9987~0.9997,检出限为0.06~1.71 nmoL·L^(-1),定量限为0.21~5.43 nmoL·L^(-1),峰面积的相对标准偏差为0.11%~1.89%,表明构建的检测方法较优。在16个居群的五脉绿绒蒿中共检测出17种氨基酸,其中,Phe含量最高;各氨基酸含量的变异系数为28.23%~384.75%。基于氨基酸含量,16个五脉绿绒蒿居群可分为4组,其中,海北藏族自治州祁连县油葫芦沟(P8)居群单独为一组。主成分分析结果显示Orn、Cys、His、Ala为五脉绿绒蒿的特征氨基酸成分。土壤理化特征分析结果显示:P8居群的土壤全盐、有机质、有效氮、有效磷和全氮含量均最高,土壤全钾含量则最低;基于土壤理化性质,海北藏族自治州祁连县扁都口(P7)、P8、果洛藏族自治州班玛县X710(莫林段)(P12)居群分别单独为一组,其余居群聚为一组;主成分分析结果显示:第1主成分中土壤全氮、有机质、全盐含量的载荷较高,第2主成分中土壤全磷和有效钾含量及pH值的载荷较高。相关性分析结果显示:大多数氨基酸含量与土壤有机质、有效氮、全氮和全钾含量显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)相关,经度、纬度和海拔对氨基酸含量影响较小。综合分析认为,青海省五脉绿绒蒿中必需氨基酸含量较高,具有较高的研究和应用价值;P8居群的土壤营养较丰富,该居群五脉绿绒蒿中氨基酸种类丰富且含量高;在五脉绿绒蒿的开发利用过程中,需要关注其生长地的土壤微环境。

温度和植物外源激素对藏药绿绒蒿种子萌发的影响

以全缘叶绿绒蒿种子为材料,研究不同温度条件和植物外源激素对其种子萌发的影响。结果表明,全缘叶绿绒蒿种子萌发的最适温度为20℃;种子低温胁迫及其协同变温处理,植物外源激素GA3、ETH和CKT溶液浸种处理均对绿绒蒿种子休眠的解除有促进作用,显著提高种子萌发率、发芽势、平均发芽速度和发芽指数,以400 mg/L的GA3溶液浸种处理的催芽效果最佳。

栽培措施对全缘叶绿绒蒿种子产量和质量的影响

目的:研究栽培措施对全缘叶绿绒蒿种子产量和质量的影响,为制定其生产规程提供依据。方法:设置不同栽培密度、遮阴度、施肥方案进行小区对比试验,分别测定叶面积指数、株高、茎基粗度、果长、果径、单株结果数、结果总数、种子千粒质量、单株种子产量和单位面积种子产量,研究农艺性状、品质和产量的变化规律,分析不同栽培措施下全缘叶绿绒蒿的农艺性状变化与种子产量、质量的关系。结果:不同栽培措施对全缘叶绿绒蒿种子的农艺性状、千粒质量及产量影响较大;遮阴是全缘叶绿绒蒿大田栽培、种子生产的必要条件;有机复合肥+有效微生物群菌肥可显著提高种子千粒质量和产量。结论:筛选出的最佳栽培密度、遮阴度和施肥方案适用于全缘叶绿绒蒿的人工栽培和种子生产。

基于WGCNA鉴定全缘叶绿绒蒿类黄酮合成途径关键基因

【目的】黄酮类化合物具有抗炎、抗癌、抑菌等多种功效,是全缘叶绿绒蒿的主要药用成分之一。通过分析全缘叶绿绒蒿不同部位的空间代谢组与转录组信息,挖掘调控黄酮类化合物合成的关键基因,为研究全缘叶绿绒蒿类黄酮合成机制提供理论参考,并为提高类黄酮含量遗传育种奠定分子基础。【方法】以全缘叶绿绒蒿的根、茎、叶和花瓣为材料,对不同部位进行转录组测序,并通过空间代谢组数据分析黄酮类化合物在不同部位中的分布情况,利用加权基因共表达网络分析(WGCNA)鉴定出与黄酮类化合物合成密切相关的关键模块和关键基因。另外,挑选12个基因进行qRT-PCR,验证转录组数据的可靠性。【结果】全缘叶绿绒蒿中黄酮类化合物在不同部位呈现差异积累,花瓣是黄酮类化合物积累的主要部位,同时明确了8种主要黄酮类化合物。转录组测序共获得20085个表达基因,仅在花中表达的基因有286个,是仅在其他部位中表达基因数量的3.6—4.2倍。利用WGCNA对过滤后的高表达差异基因进行划分,共获得14个共表达模块,确定了关键模块MEturquoise和MEgreen与8个主要黄酮类化合物显著相关(P<0.05)。KEGG分析发现这两个模块基因主要在代谢相关的通路中富集,在黄酮类化合物合成相关通路上也有基因富集,两个模块分别包含了18个和6个与黄酮类化合物合成相关的基因,并从模块中筛选到14个核心结构基因(5个CHS、2个HIDH、2个CCoAOMT以及FLS、CYP75B1、CHI、HCT和CYP73A)和1个转录因子HB2,这些基因多在花瓣或是茎中高表达。qRT-PCR所测基因表达变化趋势与转录组基本一致,表明利用该转录组数据所得出的分析结果可信。【结论】全缘叶绿绒蒿黄酮类化合物积累和基因表达在不同器官间具有显著差异,联合分析筛选到与黄酮类化合物积累密切相关的14个核心结构基因和1个转录因子,这些基因可能在调控全缘叶绿绒蒿不同器官黄酮类化合物的合成和差异积累过程中起到关键作用。

ICP-MS法测定多刺绿绒蒿及9种藏药材中的无机元素

为建立测定多刺绿绒蒿不同药用部位及9种藏药中无机元素含量的方法,采用微波消解法对样品进行初步处理,用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法对多刺绿绒蒿全草、根、茎、叶、花、果实中的无机元素含量进行测定,同时还对9种藏药(柳叶风毛菊、兔儿草、黄花铁线莲、水柏枝、藏木香、红毛五加、麻花艽、藏红花、天竺黄)中15种无机元素(Mg、Al、Ca、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Sr、Sb、Ba、Pb)含量进行分析。各元素在其线性范围内相关性良好,R>0.9,RSD<5%。结果表明,多刺绿绒蒿含量较高的常量元素为Ca、Mg,微量元素有Fe、Al和Cr等,且不同药用部位的微量元素含量存在差异。9种藏药含量较高的常量元素均为Ca、Mg,微量元素在不同植株中含量不同。通过对多刺绿绒蒿药用部位含量的分析,为多刺绿绒蒿生产质量控制及质量评价、探究其药效和药性等奠定了研究基础,同时为9种藏药全草无机元素含量提供参考。

基于网络药理学和分子对接预测红花绿绒蒿活性成分抗肝纤维化的作用机制

目的运用网络药理学和分子对接技术,研究红花绿绒蒿抗肝纤维化的作用机制。方法通过TCMSP、SwissTarget和PubChem数据库获取红花绿绒蒿的主要有效成分及作用靶点,从GeneCards和OMIM数据库获取肝纤维化相关疾病靶点,然后利用Venny2.1获取两者交集的共同靶点,将其导入STRING数据库构建共同靶点的蛋白互相作用网络,应用Cytoscape3.6.1软件构建“成分-靶点-疾病”通路网络。最后采用AutoDocktools(v1.5.6)将核心成分与关键靶点进行分子对接验证。结果获取117个有效成分的作用靶点与6423个疾病靶点,两者取交集后共获得251个交集靶点;GO与KEGG富集分析显示红花绿绒蒿有效成分可能参与AGE-RAGE、化学致癌-受体激活、PI3K-AKT等信号通路来逆转肝纤维化;分子对接显示,红花绿绒蒿核心成分与关键靶点SRC、HSP9OAA1、MAPK1和MAPK3具有较好的结合能。结论红花绿绒蒿可能作用于SRC、HSP9OAA1、MAPK1和MAPK3等关键靶点,通过AGE-RAGE、脂质与动脉粥样硬化、化学致癌-受体激活和PI3K-AKT等信号通路来发挥抗肝纤维化作用。

红花绿绒蒿种子休眠解除的生理生化响应

为了探究红花绿绒蒿(Meconopsis punicea Maxim.)种子休眠解除对胚发育及生理生化变化的响应,本研究对红花绿绒蒿种子进行变温层积处理,观测不同层积处理下种子的胚形态、胚率、发芽率,测定种子营养物质及内源激素含量、呼吸途径关键酶活性等理化指标。结果表明:层积后,红花绿绒蒿种胚完成形态后熟,发芽率显著提高(P<0.05);淀粉、可溶性糖、可溶性蛋白含量显著升高(P<0.05);丙酮酸激酶(Pyruvate kinase,PK)活性显著降低(P<0.05),琥珀酸脱氢酶(Succinate dehydrogenase,SDH)活性、6-磷酸-葡萄糖脱氢酶(Glucose-6-phosphate dehydrogenase,G-6-PDH)活性显著升高(P<0.05);赤霉素(Gibberellic acid,GA)含量无显著变化,脱落酸(Abscisic acid,ABA)含量、吲哚乙酸(Indole-3-acetic acid,IAA)含量及ABA/GA 3,ABA/GA 1比值显著降低(P<0.05)。综上所述,低温层积能够解除红花绿绒蒿种子休眠,种子内营养物质积累,磷酸戊糖途径(Pentose phosphate pathway,PPP)途径活化,ABA,IAA含量及ABA/GA 3,ABA/GA 1比值下降是解除红花绿绒蒿种子休眠的关键。

基于UPLC-Q-TOF-MS技术和PLS-DA分析的五个基原绿绒蒿化学成分差异研究

该研究对不同基原绿绒蒿的化学成分差异与品种分类基础进行了分析。采用超高效液相色谱-四级杆-飞行时间质谱(UPLC-Q-TOF-MS)对多刺绿绒蒿、总状绿绒蒿、五脉绿绒蒿、全缘绿绒蒿、红花绿绒蒿共49个批次绿绒蒿药材进行检测,ESI源正、负离子扫描模式,将数据结果导入PeakView 1.2软件,以Formula Finder、Mass Calculators、XIC manager等功能及二级碎片裂解规律进行定性分析,并将定性结果建立已知成分筛查表。将数据代入SIMCA-P 14.1软件中,进行可视化处理,构建主成分分析(principal component analysis,PCA)及偏最小二乘法-判别分析(partial least squares discrimination-analysis,PLS-DA)数学模型。结果共检测并分析出75种化学成分;PCA及PLS-DA结果表明从所含化学成分的种类角度出发,多刺绿绒蒿和总状绿绒蒿所含的化学成分种类基本一致,能较好聚集,其他3个基原的绿绒蒿所含化学成分种类差异较大。该研究根据现有文献报道,对绿绒蒿属植物化学成分进行汇总,结合质谱裂解规律对各样品中的化学成分进行推测与对比,为绿绒蒿的品种分类鉴别奠定了基础。