蒙古黄芪响应反复干旱胁迫的代谢机制

[目的]蒙古黄芪是黄芪药材的重要基原植物,其主要种植地内蒙古、山西、甘肃等地均属于干旱、半干旱地区,不定期间歇式降雨造成了植物干旱复水循环。研究蒙古黄芪在干旱及复水过程中代谢产物的变化特征对于了解其响应自然间歇降雨的干旱胁迫机制非常关键。[方法]试验以1年生蒙古黄芪种苗为材料,进行反复干旱胁迫及复水处理后,测定盆栽土壤养分及其根长、根粗,用基于NMR的代谢组学技术分析蒙古黄芪的初生差异代谢物,并进行差异代谢物筛选及代谢通路分析;用亚硝酸钠-硝酸铝-氢氧化钠法、香草醛-冰醋酸比色法和苯酚-硫酸比色法测定反复干旱胁迫处理下蒙古黄芪根中总黄酮、总皂苷及多糖物质含量。[结果](1)蒙古黄芪在干旱胁迫时会呈现根粗减小,根长和须根密度增加的趋势。(2)干旱及复水处理下,代谢组共检测到42种代谢产物,主要是氨基酸及其衍生物、有机酸、胺类及氨类化合物和糖类等;代谢通路分析表明,植株在反复干旱胁迫过程中主要影响体内的氨基酸代谢途径,通过增加天冬氨酸、丙氨酸、谷氨酸、脯氨酸及精氨酸的含量,降低天冬酰胺、色氨酸和4-氨基丁酸的含量来增强自身抗旱性,具体表现为丙氨酸、谷氨酸、脯氨酸等代谢物增加1~3倍,色氨酸和4-氨基丁酸等代谢物下降1~2倍。(3)在第1轮干旱胁迫下蒙古黄芪总皂苷积累,而第2轮干旱胁迫后黄芪皂苷、总黄酮类、多糖3种活性物质的生成量减少,均呈下降趋势。[结论]氨基酸及其衍生物类与蒙古黄芪响应水分胁迫的机制密切相关,同时植株也会调节自身的次生代谢产物以响应环境变化。

基于最大熵模型的甘肃省蒙古黄芪潜在适生区预测及生态特征分析

目的探究气候变化对甘肃省蒙古黄芪地理分布的影响,预测其潜在适生区,为甘肃省蒙古黄芪资源保护提供理论依据。方法基于实地调查的蒙古黄芪分布数据,采用最大熵模型和地理信息系统模拟当前(1970-2000)和未来(2041-2060)时期蒙古黄芪在甘肃省的潜在适生区,综合环境因子贡献率和刀切法检验结果评估影响蒙古黄芪分布的环境因子。结果影响甘肃省蒙古黄芪分布的主要环境因子有最湿月份降水量、最湿季度平均温度和海拔。当前气候条件下甘肃省蒙古黄芪潜在适生区面积为65902.66 km2,高适生区主要集中在定西市;未来时期SSP126、SSP370和SSP585情景下,甘肃省蒙古黄芪的适生区面积均呈缩小趋势,尤其是高适生区面积大幅缩小。结论未来气候变化导致甘肃省蒙古黄芪适生区大幅缩小,适生区主要向高海拔山区移动,可通过建立生态保护区保持蒙古黄芪资源连续性。

不同生长年限子洲黄芪休眠期的质量差异

目的:比较不同生长年限子洲黄芪休眠前期和休眠后期的有效成分含量,揭示子洲黄芪在休眠期各有效成分的变化规律,确定子洲黄芪的最适采收期。方法:采用随机取样法收集8批不同生长年限休眠前期及休眠后期的子洲黄芪,以黄芪甲苷、毛蕊异黄酮葡萄糖苷和水溶性浸出物质量分数为指标,结合聚类分析法分析其质量差异。结果:各指标含量测定结果显示,随生长年限的增加,各成分含量呈规律性动态变化。黄芪甲苷与毛蕊异黄酮葡萄糖苷质量分数均在生长5年时达到最高值,分别为0.166%、0.079%;水溶性浸出物质量分数在生长7年时达到最高值,为21.290%。对不同生长年限休眠前期和休眠后期的各成分含量进行对比发现,休眠后期黄芪甲苷质量分数显著下降,且下降幅度逐年增大,生长7年时下降幅度最大,为54.09%;毛蕊异黄酮葡萄糖苷质量分数增加,生长5年时增幅最大,为145.83%;水溶性浸出物质量分数生长7年时增幅最大,为18.40%。结论:子洲黄芪有效成分积累受生长年限及采收时间的影响,且变化趋势不一致,如以毛蕊异黄酮葡萄糖苷为指标,宜在生长5年休眠后期采收;如以黄芪甲苷为指标,宜在生长5年休眠前期采收;若综合考虑黄芪甲苷及毛蕊异黄酮葡萄糖苷含量,宜在生长6年休眠前期采收。

旱作区立旋耕和地表覆盖对蒙古黄芪土壤水热、冠层发育及产量的影响

目的:探索旱作区调节蒙古黄芪土壤水热、促进蒙古黄芪冠层发育和抗旱增收的栽培模式。方法:采用裂区设计,设置立旋耕和普旋耕2种旋耕方式,黑膜、玉米秸秆和露地栽培3种覆盖方式,研究立旋耕和地表覆盖对蒙古黄芪土壤水热、冠层发育及产量的影响。结果:因种子成熟期蒙古黄芪耗水量较大,其0~100 cm土壤贮水量低于苗期和花期,但立旋耕覆黑膜和普旋耕覆黑膜两个覆膜处理在苗期至种子成熟期0~100 cm土壤贮水量均显著高于普旋耕+露地栽培(CK);不同处理苗期至种子成熟期8∶00、14∶00和18∶00不同深度土层温度均呈先增加后降低的趋势,其中立旋耕覆黑膜处理与CK的土壤温差在花期最高(5.5℃);不同处理苗期至种子成熟期蒙古黄芪冠层温度均表现为CK最高,立旋耕覆黑膜处理最低;蒙古黄芪各生育期叶片叶绿素含量相对值(SPAD值)、叶面积指数(LAI)、单根鲜重、产量和经济收益均以立旋耕覆黑膜处理最高,立旋耕露地栽培、立旋耕覆黑膜和立旋耕覆秸秆处理各指标均显著高于CK。结论:立旋耕结合地表覆盖可使蒙古黄芪处于相对稳定的土壤水热环境中,尤其立旋耕覆黑膜是促进旱作区蒙古黄芪冠层发育、提高土壤水热和产量的重要栽培模式。考虑到覆黑膜会对环境造成污染,立旋耕露地和覆秸秆栽培模式可代替覆黑膜应用于蒙古黄芪的栽培生产中。

Content Determination of Astragaloside Ⅳ in Astragalus from Three Different Regions by HPLC

[Objectives] The content of astragaloside in Astragalus membranaceus(Fisch.) Bge.var.mongholicus(Bge.) Hisao from three different regions was determined.[Methods] Referring to the method recorded in the Chinese Pharmacopoeia(2015 edition),the content of astragaloside IV in A.membranaceus was determined by HPLC.[Results] There were great differences in the astragaloside IV content of A.membranaceus among different regions.The content of astragaloside IV in A.membranaceus cultivated in Inner Mongolia was highest(0.155%),followed by that(0.143%) in A.membranaceus cultivated in Gansu,and the content of astragaloside IV in A.membranaceus cultivated in Shanxi was lowest(0.080%).The contents of astragaloside IV in A.membranaceus from different regions were all in line with the standard(not less than 0.040%) of Chinese Pharmacopoeia(2015 edition).[Conclusions]The content of astragaloside IV in A.membranaceus cultivated in three different regions met the medicinal standards.

黄芪冠腐病病原鉴定

目的:发现一种新的黄芪根部病害,症状表现为根冠部表皮褐色至黑色、呈龟裂状,定名为黄芪冠腐病。明确引起该病害的病原菌种类,为田间防治提供理论依据。方法:采用组织分离法对患有冠腐病的黄芪典型病株进行病原菌分离培养,结合病原形态学和分子生物学方法进行病原鉴定。结果:基于形态学鉴定共分离得到52株菌株,分为3类病原菌;选取代表性菌株,对rDNA-ITS序列、TEF1-α、β-TUB基因序列进行扩增并测序后,进行多基因联合系统发育分析。其中菌株HJ108与木贼镰刀菌Fusarium equiseti聚为一支;菌株HJ201与锐顶镰刀菌Fusarium acuminatum聚为一支;菌株HJ305与尖孢镰刀菌Fusarium oxysporum聚为一支。结论:将引起黄芪冠腐病发生的致病菌鉴定为木贼镰刀菌Fusarium equiseti、锐顶镰刀菌Fusarium acuminatum和尖孢镰刀菌Fusarium oxysporum,其中木贼镰刀菌分离频率为57.7%,是该病害的优势病原。

蒙古黄芪中一个新黄酮苷及其对高糖诱导的HK-2细胞炎性损伤的影响

目的:研究蒙古黄芪Astragalus membranaceus(Fisch.)Bge.var.mongholicus(Bge).Hsiao的化学成分及其对高糖诱导的人肾小管上皮细胞炎性损伤的影响。方法:采用多种柱色谱方法对蒙古黄芪根的95%乙醇提取物乙酸乙酯部位进行分离纯化,根据理化性质及波谱数据鉴定所得化合物的结构;采用CCK-8法检测单体化合物对高糖诱导的HK-2细胞凋亡率的影响,ELISA分析对细胞炎性因子TNF-α和IL-6含量的影响。结果:从蒙古黄芪中分离得到7个化合物,分别鉴定为:鼠李醚-3-O-α-L-吡喃鼠李糖基(1→2)-[6-O-乙酰基]-β-D-吡喃葡萄糖苷(1)、山柰酚-3-O-β-D-吡喃葡萄糖苷(2)、槲皮素-3-O-β-D-吡喃葡萄糖苷(3)、鼠李醚-3-O-β-D-吡喃葡萄糖苷(4)、鼠李醚-3-O-β-D-新橙皮苷(5)、9,12,13-三羟基-10,15-十八碳二烯酸甲酯(6)、甲基-(9S,10R,11E,13R)-9,10,13-三羟基十八碳-11-烯酸(7)。不同剂量的化合物1~5均可不同程度地降低高糖诱导的HK-2细胞凋亡率,化合物1~4可抑制HK-2细胞TNF-α、IL-6水平的升高。结论:其中,化合物1为新的黄酮苷类化合物,化合物6、7为首次从豆科植物中分离得到。化合物1~4能抑制高糖诱导的HK-2炎症反应。

低场核磁共振结合物性分析研究黄芪软化机理

目的研究软化过程中黄芪水分及物理特性的变化规律,阐明软化机理。方法对软化过程吸水动力学曲线进行非线性拟合,构建黄芪吸水动力学模型;采用低场核磁共振与磁共振成像技术(LF-NMR/MRI)测定黄芪水分相态变化及水分分布状态;采用质构仪测定黄芪质构特性的变化;分析软化时间、吸水率、LF-NMR参数、质构特性之间的相关性。结果软化过程中黄芪吸水动力学符合一级动力学方程,非线性拟合结果良好,决定系数大于97.7%。同档次下,软化温度越高,吸水率变化趋势越显著;同温度下,药材档次越小,吸水率变化趋势越显著。在30℃下,大、中、小档黄芪达到内外一致的时间分别为14、12、8 h,润透时的吸水率分别为46.83%、42.03%、35.54%。润透前驰豫时间T 2大多为0.1~10 ms,润透后大多为10~1000 ms,磁共振成像能观察到水分由外而内扩散,12 h时可观察到黄芪内部大部分都被水分浸润。黄芪软化前8 h,硬度、压缩循环功、粘力、黏性、胶着性分别下降了67.7%、68.6%、86.3%、89.3%、73.3%;在12~24 h各质构特性趋于稳定,即润透后的药材内外硬度一致,符合传统经验判断标准。同时,软化过程中黄芪黄酮类成分不稳定,黄酮苷可能会水解为对应的黄酮苷元。结论吸水动力学模型结合低场核磁共振、磁共振成像、质构仪等客观手段可为阐明黄芪的软化原理提供科学依据。

不同生物源农药对内蒙古地区蒙古黄芪白粉病的田间防效研究

目的:探究不同生物源农药对蒙古黄芪白粉病的防治效果,为内蒙古地区蒙古黄芪生态种植专用生物源农药的选择提供依据。方法:在内蒙古自治区呼和浩特市和林格尔县,以清水为空白对照、25%多菌灵为阳性对照,选择市售、农业中白粉病防治效果较好的11种生物源农药(1.5%苦参•蛇床素、0.5%小檗碱、哈茨木霉菌+枯草芽孢杆菌、80%硫磺、几丁聚糖、0.3%丁子香酚、5%氨基寡糖素、大蒜素、0.5%大黄素甲醚、碳酸氢钠、解淀粉芽孢杆菌),施药3次,以病叶率、病情指数为考察指标,研究不同药剂对蒙古黄芪白粉病的防治效果。结果:给药前不同组别间病叶率差异无统计学意义,表明试验田各组别蒙古黄芪白粉病发病情况基本一致;在第3次给药7 d后,与空白对照相比,1.5%苦参•蛇床素、80%硫磺、25%多菌灵和碳酸氢钠组的蒙古黄芪病叶率显著降低(P<0.05),表明防治效果较好,其中1.5%苦参•蛇床素、80%硫磺与阳性对照防治效果相当,三者间防治效果差异无统计学意义;12种药剂中80%硫磺、1.5%苦参•蛇床素、25%多菌灵的平均防治效果为49.26%、33.95%、39.78%,防治效果较好,三者间防治效果差异无统计学意义。结论:1.5%苦参•蛇床素、80%硫磺可成为内蒙古地区蒙古黄芪白粉病专用生物源农药。

甘肃省黄芪细菌性叶斑病病原的分离和鉴定

目的:明确甘肃省黄芪细菌性叶斑病的病原。方法:通过植物病原细菌形态学、生理生化指标测定,以及16S rDNA、rpoB和rpoD基因位点联合构建系统发育树,对黄芪细菌性叶斑病病原菌进行鉴定。结果:病原菌在营养琼脂(NA)培养基上培养24 h后菌落直径为1~3 mm,圆形或近圆形,乳白色、光滑凸起、半透明状、边缘整齐;革兰染色反应为阴性,好氧型,在10~40℃均能生长,在pH为5.7、6.8的环境中生长良好,在2%、5%NaCl环境下可生长;可利用葡萄糖、木糖、甘露糖、柠檬酸盐及硝酸盐;在代谢活动中可产生酪氨酸酶、过氧化氢酶、苯丙氨酸脱氨酶;分解色氨酸,液化明胶;不产生卵磷脂酶、淀粉水解酶及乙酰甲基甲醇。致病性测定初步验证了黄芪细菌性叶斑病的致病菌;16S rDNA、rpoB和rpoD基因序列分析进一步确定引起黄芪细菌性叶斑病的病原菌为绿黄假单胞菌Pseudomonas viridiflava(Burkholder)Dowson。结论:明确了甘肃省黄芪细菌性叶斑病的病原,为黄芪细菌性叶斑病的有效防治提供参考。

黄芪毛状根多糖与黄芪多糖化学组成及免疫活性的比较

目的 比较生物技术培养的黄芪毛状根中多糖与栽培黄芪中多糖的化学组成和免疫活性。方法 采用乙醇分级沉淀和凝胶渗透柱层析分离纯化多糖 ;硫酸 -苯酚法测定多糖含量 ;完全酸水解、乙酰化、气相色谱测定单糖组成 ;采用免疫器官重量 ,腹腔巨噬细胞吞噬功能 ,溶血素生成 ,〔3H〕- Td R掺入 ,诱生 IFN- γ的含量测定等方法研究免疫活性。结果 黄芪毛状根中多糖为 1.85 % ,黄芪中多糖为 2 .6 1%。黄芪毛状根多糖 (HAPS)由鼠李糖、阿拉伯糖、木糖、甘露糖、半乳糖和葡萄糖组成 ,摩尔比为 1∶ 2 .2 6∶ 0 .2 1∶ 0 .74∶ 2 .4 9∶ 19.4 7。黄芪多糖 (APS)组成与 HAPS相同 ,摩尔比为 1∶ 4 .34∶ 3.92∶ 1.95∶ 11.4 1∶ 2 0 .5 2。采用乙醇分级沉淀各自获得 3个部分多糖 ,经DEAE- Sepharose FF柱层析表明 :HAPSI和 APSI,HAPSII和 APSII图谱相似 ,HAPSIII与 APSIII有一定的差异。 HAPS和 APS均能显著增加小鼠脾脏重量 ,HAPS能提高小鼠胸腺重量 ;二者均增加小鼠腹腔巨噬细胞数量 ,APS显著促进小鼠腹腔巨噬细胞巨噬功能 ;HAPS和 APS均抑制小鼠溶血素生成 ;促进小鼠脾淋巴细胞增殖 ;APS使脾淋巴细胞诱生 IFN- γ的作用高于 HAPS。结论 HAPS和 APS化学组成相似 ,二者具有相同的免疫活性 ,只是强度略有差异。

生长年限对黄芪药材中黄酮及皂苷类成分含量积累的影响

目的:探究不同生长年限对黄芪药材中黄酮及皂苷类成分含量积累的影响,为确立药材的最佳采收年限奠定理论基础。方法:采用高效液相色谱法测定采集的不同生长年限黄芪药材中黄酮及皂苷类成分的含量。结果:不同生长年限黄芪药材中黄酮及皂苷类成分含量存在明显差异,同一地区生长年限越长其含量相对较高。结论:随着生长年限的增加,黄芪药材中黄酮及皂苷类成分含量大致呈逐年升高趋势,生长年限对这两类成分的积累影响较大。

砷胁迫对药用植物黄芪中抗氧化酶活性的影响

[目的]探讨砷胁迫对药用植物黄芪中抗氧化酶活性的影响,以期为揭示砷毒害植物机理提供理论依据。[方法]以内蒙药用植物黄芪为材料,分别采用高锰酸钾滴定法、愈创木酚法、邻苯三酚自氧化法以及硫代巴比妥酸法研究不同浓度砷胁迫下对药用植物黄芪中过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)的活性影响以和丙二醛(MDA)的浓度变化。[结果]随着砷浓度升高,黄芪叶片中这3种酶的活性能够维持,特别是POD活性显著增加。从时间动态看,随处理时间的延长,黄芪叶片中的CAT活性先升高再降低,POD活性增加,SOD活性变化不显著;MDA含量先升后降,第8天达到最大值。[结论]该研究可为中药材重金属含量控制和药理活性鉴定提供理论依据。

不同施肥配比对黄芪产量和多糖含量的影响

为了研究不同施肥配比对黄芪产量及多糖含量的影响,为黄芪标准化栽培提供参考,采用苯酚-硫酸比色法测定黄芪中多糖含量;以黄芪的产量及多糖含量为指标,采用L9(34)正交设计田间试验,研究不同施肥配比对黄芪产量及多糖含量的影响。结果表明,尿素900 kg·hm-2、过磷酸钙360 kg·hm-2、硫酸钾240 kg·hm-2处理组合对黄芪产量和多糖含量均有一定的提高作用。因此,过磷酸钙对黄芪产量的提高有显著的作用(P<0.05),硫酸钾对黄芪多糖含量的提高有显著的作用(P<0.05)。

甘肃陇西道地药材蒙古黄芪规范化栽培技术规程初步研究

目的 规范蒙古黄芪种植、加工 ,使蒙古黄芪生产达到优质高产无公害的标准 ,与国际接轨 ,使中药走向世界。方法 通过对陇西县及其毗邻地区黄芪产区的种植历史、基本生态环境、种质资源、良种选育的调查和试验 ,并取样对活性成分进行检测。结果 改变了产区传统生产中存在的不足 ,形成了蒙古黄芪规范化种植规程。结论 通过规范化种植生产出来的蒙古黄芪具有优良的品质。

黄芪皂苷纯化工艺研究

目的 :研究黄芪皂苷类成分的纯化方法。方法 :应用色谱指纹谱技术 ,研究比较正丁醇萃取法、大孔吸附树脂法纯化黄芪总皂苷。结果 :AB 8树脂吸附纯化与正丁醇萃取纯化的黄芪总皂苷得率相近 ,但指纹图谱有一定差别 ,而其它型号的树脂吸附纯化的总皂苷得率偏低。结论 :纯化黄芪总皂苷 ,AB 8树脂优于其它型号树脂。

不同来源黄芪中黄芪总皂苷含量比较研究

目的:比较全国不同来源黄芪中总皂苷含量。方法:采用紫外分光光度法测定黄芪总皂苷含量,以黄芪甲苷为对照品,测定波长为541 nm。结果:全国黄芪总皂苷平均含量为20.18 mg·g-1,蒙古黄芪总皂苷平均含量为21.06 mg·g-1,膜荚黄芪总皂苷平均含量为19.37 mg·g-1;野生黄芪药材总皂苷平均含量为21.33 mg·g-1,人工种植黄芪药材总皂苷平均含量为19.06 mg·g-1,半野生栽培黄芪药材总皂苷平均含量为18.97 mg·g-1。结论:不同来源黄芪药材总皂苷含量具有明显差异。

引发对黄芪种子萌发及幼苗抗旱性的影响

本研究目的在于分析种子引发处理后黄芪发芽特性及幼苗抗旱性,探索提高黄芪种子萌发率的方法,为人工栽培黄芪提供技术支撑。采用20%PEG-6000、0.25%KNO3、100 mg·L-1GA3、12.5 mg·L-16-BA及H2O(对照)5种化学物质引发处理黄芪种子,进行萌发试验及干旱胁迫,测定种子萌发特性及有关抗旱生理指标。结果表明:各处理发芽势、发芽率的一致顺序为12.5 mg·L-16-BA>100 mg·L-1GA3>0.25%KNO3>20%PEG-6000>H2O。幼苗丙二醛(MDA)含量、可溶性蛋白含量、脯氨酸含量、叶绿素含量、超氧化物歧化酶活性(SOD)、过氧化物酶活性(POD)和过氧化氢酶活性(CAT)与CK之间存在显著差异。比较各处理黄芪幼苗的隶属函数平均值可看出,不同引发处理黄芪种子,幼苗的抗旱性顺序为H2O>20%PEG-6000>0.25%KNO3U12.5 mg·L-16-BA>CK>100 mg·L-1GA3。结论:采用20%PEG-6000或0.25%KNO3作为引发剂处理黄芪种子,可有效促进黄芪种子萌发和提高幼苗抗旱性。

火焰原子吸收法测定不同产地栽培黄芪中13种金属元素含量

目的:应用火焰原子吸收法测定不同产地栽培黄芪中的金属元素 Na、K、Mg、Ca、Cu、Zn、Mn、Fe、Co、Ni、Cd、Cr、Pb 含量。方法:采用先灰化、再用体积比为4:1的硝酸-高氯酸常压微沸条件下消解黄芪样品,研究了测定不同元素的仪器最佳工作条件,并作了方法的准确性和精密度考察。结果:河东、河西栽培黄芪中 Na、K、Mg、Ca、Mn、Fe、Cu、Zn 含量分别为1571.2,3962.0,2057.8,2968.0,10.4,406.7,8.2,12.2 μg·g^(-1)和227.2,11274.8,1047.1,983.5,10.5,362.3,11.3,19.9 μg·g^(-1)。Co、Ni、Cd、Cr、Ph 未检出。方法的加样回收率为97.16%～102.7%,精密度 RSD(n=9)为0.5%～2.6%。结论:测定方法简单易行,方便快捷,结果令人满意。

内蒙黄芪的研究概况

内蒙黄芪的化学成分主要为黄芪多糖、皂苷类、黄酮类等 ,具有抗衰老、对 DNA损伤的防护作用等药理活性。