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。

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。

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。

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.

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。

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。

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。

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。

蒙古黄芪的化学成分研究

目的研究豆科黄芪属植物蒙古黄芪[Astragalus membranaceus(Fish.)Bge.var.mongholicus(Bge.)Hsiao]根中的化学成分。方法采用体积分数为80%乙醇提取,硅胶柱色谱分离及重结晶等方法从蒙古黄芪中分离化合物,根据理化性质和波谱数据鉴定化合物结构。结果分离并鉴定了17个化合物,其中7个为皂苷类化合物,分别为:黄芪皂苷Ⅳ(ZD1),异黄芪皂苷Ⅱ(ZD2),黄芪皂苷Ⅱ(ZD3),膜荚黄芪皂苷Ⅱ(ZD4),黄芪皂苷Ⅰ(ZD5),乙酰黄芪皂苷Ⅰ(ZD6),异黄芪皂苷Ⅰ(ZD7);2个为异黄烷类化合物,分别为:2′,4′-二甲氧基-3′-羟基异黄烷-6-O-β-葡萄糖苷(ZD10),(3R)-8,2′-二羟基-7,4′-二甲氧基异黄烷(ZD14);2个为紫檀烷类化合物,分别为:(6aR,11aR)9,10-二甲氧基紫檀烷-3-O--βD-葡萄糖苷(ZD11),(6aR,11aR)10-羟基-3,9-二甲氧基紫檀烷(ZD12);4个为异黄酮类化合物,分别为:芒柄花素-7-O--βD-葡萄糖苷(ZD8),芒柄花素-7-O--βD-葡萄糖苷(ZD16),毛蕊异黄酮(ZD13),阿弗罗摩辛(ZD17);其余2个化合物为:β-谷甾醇(ZD9)和胡萝卜苷(ZD15)。结论化合物ZD2,ZD4,ZD6,ZD7,ZD10,ZD14为首次从该种植物中分得。

高速逆流色谱法分离纯化黄芪中的芒柄花素和毛蕊异黄酮

采用高速逆流色谱法(HSCCC),以正己烷氯仿甲醇水组成二相系统作为固定相与流动相,对黄芪的乙酸乙酯粗提物进行了分离纯化。结果发现:以正己烷氯仿甲醇水(体积比为1.5∶3∶3∶2)组成的系统可以从黄芪的乙酸乙酯粗提物中分离出毛蕊异黄酮,纯度可达95%以上,并可以初步纯化芒柄花素;接着用正己烷氯仿甲醇水(体积比为4∶4∶5∶4)组成的系统进一步纯化芒柄花素,其纯度达95%以上。利用该方法,可以对中药黄芪中的异黄酮进行快速的分离和纯化。

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。

干旱胁迫对黄芪植株生长中黄酮类成分积累的影响

以3年生蒙古黄芪植株为材料,采用盆栽法模拟干旱处理,研究水分胁迫对黄芪生理状态以及其根、茎、叶中毛蕊异黄酮、毛蕊异黄酮葡萄糖苷、芒柄花素和芒柄花苷4种黄酮类化合物含量的影响。结果显示:(1)毛蕊异黄酮和毛蕊异黄酮葡萄糖苷在黄芪根、茎、叶均有分布,不同器官的毛蕊异黄酮葡萄糖苷含量表现为根>叶>茎,而毛蕊异黄酮含量则是叶>茎>根。(2)干旱胁迫下,黄芪根中毛蕊异黄酮葡萄糖苷和芒柄花苷在胁迫第8~12天有一定的积累;叶中的毛蕊异黄酮则在干旱第4~8天有明显的积累,而毛蕊异黄酮葡萄糖苷则没有明显变化。研究发现,4种黄酮类化合物在黄芪各器官中分布和含量不尽相同,同一器官中不同黄酮类化合物对干旱胁迫的响应规律也存在差异;适度的干旱胁迫能够促进黄芪毛蕊异黄酮葡萄糖苷的积累,但过度干旱胁迫则不利于其积累。

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。

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。

蒙古黄芪中黄酮类成分的研究

目的研究蒙古黄芪的化学成分,为该中药的开发利用和质量评价提供依据。方法利用多种色谱方法分离纯化,通过理化常数测定和波谱分析鉴定其化学结构。结果从蒙古黄芪中分离鉴定了9个黄酮类化合物,分别为芒柄花素(formononetin,Ⅰ)、(3R)-8,2′-二羟基-7,4′-二甲氧基异黄烷[(3R)-8,2′-dihydroxy-7,4′-dimethoxy-isoflavane,Ⅱ]、毛蕊异黄酮(calycosin,Ⅲ)、(6aR,11aR)9,10-二甲氧基紫檀烷-3-O-β-D-葡萄糖苷[(6aR,11aR)9,10-dimethoxypterocarpan-3-O-β-D-glucoside,Ⅳ]、7,2′-二羟基-3′,4′-二甲氧基异黄烷-7-O-β-D-葡萄糖苷(7,2′-di-hydroxy-3′,4′-dimethoxy-isoflavane-7-O-β-D-glucoside,)、芒柄花素-7-O-β-D-葡萄糖苷(formononetin-7-O-β-D-glucoside,Ⅴ)、毛蕊异黄酮-7-O-β-D-葡萄糖苷(calycosin-7-O-β-D-glucoside,Ⅵ)、红车轴草异黄酮-7-O-β-D-葡萄糖苷(pratensein-7-O-β-D-glucoside,Ⅶ)和染料木苷(genistin,(Ⅸ))。结论化合物为首次从黄芪属植物中分得,化合物为首次从该种植物中获得,化合物～具有促进细胞增殖的活性。-

蒙古黄芪植株水浸液的自毒作用研究

目的:通过对蒙古黄芪植株各部位提取液的生物学试验,探讨蒙古黄芪是否存在自毒作用,以及自毒作用与连作障碍的关系。方法:设置蒸馏水(CK)、蒙古黄芪根、茎和叶水浸提液各12.5、25、50和100 mg/mL 4个浓度,共计13个处理,用于黄芪自毒作用的生物学实验。结果:当蒙古黄芪根、茎和叶水浸提液的浓度达到25 mg/mL时,对自身种子萌发和幼苗生长有抑制作用,且随水浸提液浓度的升高,这种抑制作用增强;就综合化感效应而言,茎水浸提液的抑制作用>叶水浸提液>根水浸提液。发芽指数和幼苗活力指数对水浸提液比其他指标更为敏感。结论:蒙古黄芪植株水浸提液对自身种子萌发和幼苗生长具有明显的抑制作用,且抑制作用具有一定的浓度依赖性,蒙古黄芪自毒作用是造成连作障碍的原因之一。

黄芪多倍体的诱导与鉴定

本试验采用改良琼脂涂抹法(0.2％的秋水仙碱与0.1％的琼脂混合成半固体)处理黄芪Astragalusmembranaceus var.mongholicus幼苗顶芽,得到的诱导株,经生物学性状鉴定和染色体鉴定为四倍体。

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。