Biosorption of Cd (II), Cr (VI) &Pb (II) from Aqueous Solution Using <i>Mirabilis jalapa</i>as Adsorbent

Mirabilis jalapa (chandrakantha) leaves were used as a biosorbent for the removal of toxic metals ions cadmium (II), chromium (VI) and lead (II) from water. The physiochemical properties of the developed biosorbent were studied using FTIR. The efficiency of this developed biosorbent was tested using batch experiments under controlled conditions such as a function of pH, contact time, initial metal concentration and the optimization amount of biosorbent. The residual metallic ion concentrations of cadmium (II), chromium (VI) and lead (II) were determined using AAS. The biosorption capacity of Mirabilis jalapa was found to be pH dependant and the percentage removal of cadmium (II), chromium (VI) and lead (II) was increased with increasing adsorbate solution pH and a maximum value was reached at an equilibrium pH = 6 for cadmium (II), pH = 5.5 for chromium (VI) and pH 4.5 for lead (II) respectively. The equilibrium time required for the saturation loading of cadmium (II), chromium (VI) and lead (II) in the biosorbent was found to be about 120 min. The obtained equilibrium biosorption data was fitted to the linear forms of Freundlich isotherms. The results proved the efficiency of Mirabilis jalapa leaves powder as biosorbent for the removal of metal ions and it can be used for the development of an efficient, clean and novel technology for waste water treatment.

β-Islet cell regeneration potential of Mirabilis jalapa in hyperglycemic rats

Objective:To investigate the role of Mirabilis jalapa root extracts in restoration of glucose homeostasis in alloxan-induced hyperglycemic Wistar albino rats.Methods:Experimental hyperglycemic rats were treated daily with 200 and 400 mg/kg of Mirabilis jalapa extracts after initial fasting for 6 h.Two-hour postprandial glucose and changes in body weight were monitored during treatment.After 14 d,the rats were sacrificed and blood was collected for biochemical assessment of serum glucose and insulin levels,lipid profile,and oxidative stress markers.Histopathological examinations of harvested pancreas were also carried out.Results:Mirabilis jalapa root extracts at 200 and 400 mg/kg increased the body weight of hyperglycemic rats.Postprandial glucose levels of the extract-treated hyperglycemic groups progressively declined during treatment compared with the untreated hyperglycemic control group(P<0.05).The lipid profile indices of the untreated negative control group were significantly elevated(P<0.05),which were reversed by treatment with Mirabilis jalapa extracts.The remarkable increases in antioxidant enzyme activities and a significant decrease in malondialdehyde levels were observed in the hyperglycemic group treated with Mirabilis jalapa extracts.Mirabilis jalapa extracts also significantly increased serum insulin levels(P<0.05).In addition,histopathological examinations of the pancreas revealed a significant cell population within the islet nests of the extract-treated hyperglycemic groups.Conclusions:Mirabilis jalapa extract can restore glucose homeostasis and show hypoglycemic and hypolipidemic effects in hyperglycemic rats.Further studies are needed to verify the active components of the plant and the underlying mechanism of action in the future.

Mirabijalone-B的抗肿瘤效应及对DNA拓扑异构酶的影响

目的研究化合物Mirabijalone-B(MB)的抗肿瘤活性及对DNA拓扑异构酶(TOPO)活性的影响。方法以5株人肿瘤细胞株为模型,采用改良MTT法检测化合物MB的体外抗肿瘤活性;以质粒pBR322超螺旋DNA为底物,采用凝胶电泳分别检测MB对TOPOⅠ、Ⅱ介导的pBR322DNA解旋反应的影响。结果化合物MB对5株人肿瘤细胞株K562、HL-60、A549、Bel-7402和SGC-7901生长增殖的半数抑制浓度(IC50)分别为8.73、1.26、4.44、1.93和3.55mg.L-1;MB在80和16mg·mL-1浓度时,分别完全抑制TOPOⅠ、Ⅱ介导的pBR322超螺旋DNA的解旋反应;但在无TO-PO存在的条件下,MB对pBR322超螺旋DNA的解旋反应无直接影响。结论化合物MB体外明显抑制人肿瘤细胞的生长增殖,对DNATOPO尤其是TOPOⅡ活性的抑制可能是其抗肿瘤作用的机制之一。

紫茉莉种子中对草地贪夜蛾的杀虫活性成分及杀虫机制

为了研究紫茉莉种子中对草地贪夜蛾的杀虫活性成分,对紫茉莉种子石油醚萃取物进行硅胶柱层析分离和气相色谱-质谱法(GC-MS)分析,采用浸虫法测定各馏分及化学成分对草地贪夜蛾的杀虫活性。结果表明,采用硅胶柱层析法分离紫茉莉种子石油醚萃取物,共得到20个馏分,其中馏分2对草地贪夜蛾3龄幼虫的校正死亡率最高,第7 d时为82.00%。经GC-MS分析,馏分2的主要化学成分为十三烷(9.59%)、亚油酸乙酯(51.14%)和油酸乙酯(34.26%)。这3种化学成分对草地贪夜蛾3龄幼虫处理后第7 d,LC_(50)分别为15.06 mg/ml、5.70 mg/ml和18.42 mg/ml,亚油酸乙酯的杀虫活性最好。随亚油酸乙酯质量浓度的增加,乙酰胆碱酯酶(AChE)活性呈现先抑制后激活再抑制的趋势,羧酸酯酶(CarE)活性呈现先抑制后激活的趋势,Ca^(2+)-Mg^(2+)-ATP酶活性呈现先激活后抑制的趋势。综上,紫茉莉种子石油醚萃取物中杀虫活性最好的化合物为亚油酸乙酯,可为新型植物源杀虫剂的开发利用提供理论依据。

奇异变形杆菌产L-肉碱脱水酶的培养基优化

为了提高L-肉碱脱水酶的活力,通过单因素实验对影响奇异变形杆菌产L-肉碱脱水酶的碳源、氮源及酶的诱导物等培养基组分进行研究,在此基础上采用二次正交旋转组合设计进行培养基组分优化实验。经二次多项式回归建立模型以及对响应面的优化分析,确定了培养基组分最佳含量为:蛋白胨0.678g/100mL、酵母膏0.961g/100mL、巴豆甜菜碱0.335g/100mL、富马酸盐2.093g/100mL。使用优化后培养基发酵得到的L-肉碱脱水酶活力由最初的1.90U/mL提高到5.32U/mL,且与模型预测值较为接近,进一步证明预测模型的合理性。

入侵植物紫茉莉的传粉生态学

入侵植物的繁殖策略是理解物种入侵机制的重要组成部分。紫茉莉(Mirabilis jalapa)是中国常见的外来入侵植物,在北方城市园林中广泛应用。以河北省张家口市为例,对紫茉莉的花部性状、开花动态、杂交指数、花粉-胚珠比、传粉生物、套袋试验等方面开展研究。结果表明,紫茉莉的交配方式为自交和异交共存,具有自交亲和性,偶尔需要传粉者。较高的环境温度可能影响紫茉莉的结实率。当前入侵阶段紫茉莉以自交为主,但交配系统是否发生转变受物种的入侵阶段和所处环境影响,紫茉莉的灵活交配机制可能是其在北方城市入侵成功的重要因素。这为从传粉生态学角度研究紫茉莉入侵机制和控制方法提供了参考。

紫茉莉提取物对乙醇诱导L-02肝细胞损伤的影响

目的:研究紫茉莉提取物对乙醇体外诱导L-02肝细胞损伤的作用。方法:选取处于对数生长期的L-02肝细胞,以终浓度为100 mmol/L的乙醇诱导损伤8 h后,加入不同浓度的紫茉莉提取物,继续培养16 h后,MTT法检测乙醇对肝细胞的抑制率,酶标法检测培养液中谷丙转氨酶(ALT)、谷草转氨酶(AST)及超氧化物歧化酶(SOD)活性和丙二醛(MDA)含量。结果:8 mg/m L或更高生药浓度的紫茉莉能减小乙醇对L-02肝细胞的抑制率,降低受损细胞培养液中的ALT和AST活性,增强SOD活性,减少MDA含量。结论:紫茉莉提取物对乙醇诱导L-02肝细胞损伤有一定的保护作用。

紫茉莉品系观赏性状与遗传多样性的AFLP分析

【目的】紫茉莉(Mirabilis jalapaLinn)是中国传统乡土花卉,研究不同种质的观赏性状,对利用这些资源进行杂交育种筛选后代、提高育种的针对性和加快育种进程具有重要的意义。【方法】本研究对具代表性的9个紫茉莉品系进行了株高、花型、花色、童期等观赏性状的比较,并利用扩增片段长度多态性(amplified fragment length polymorphism,AFLP)分子标记技术进行分析。【结果】紫茉莉的观赏性状主要包括株高、花型、花色、童期等,传统分类法可分为高株系统和矮株系统,花型为重瓣和单瓣,其花色有白色、粉色共9种颜色,多样性丰富。通过AFLP技术,采用8对引物组合共扩增出2 569条谱带,其中多态性条带2 488条,多态性条带比率为96.85%,平均每对引物扩增出321个位点,311个多态性位点。9个品系的相似性系数在0.2357~0.6493之问,平均值为0.4425,每个位点的有效等位基因数为1.2044,平均多样性指数为0.2127,遗传相似性系数最高的是5号和8号,达到0.6493,最低的是3和7,为0.2357。【结论】根据遗传相似性系数进行聚类分析,可将紫茉莉品系分为矮株型Ⅰ类和高株型II类,分子聚类结果与表型性状特征分类结果较为一致,而在每一类中具体的观赏性状聚类存在一定差异。通过形态性状与分子标记为紫茉莉品系的研究,为进一步育种利用提供参考。

不同花色紫茉莉花部综合特征比较

为揭示不同花色紫茉莉的繁殖策略差异性,以紫红色、黄色、白色紫茉莉为研究对象,观察不同花色紫茉莉的花部基本特征;测定花粉量和花粉胚珠比,估算杂交指数等,分析不同花色紫茉莉的繁育系统类型。结果表明:不同花色紫茉莉的花部基本特征存在一定差异,其中黄色花和白色花的花部特征指标值差异较为明显。3种花色的紫茉莉均以自交为主,伴随异交并存,属于兼性交配系统。黄色紫茉莉的花粉量最少,存在着较为严重的花丝、花药退化现象,且结实率显著低于紫红色和白色紫茉莉。可见,3种花色紫茉莉具有不同的交配系统,显示出多样化的繁殖策略。

紫茉莉β-谷甾醇对镉处理的浓度响应及其化感效应

外来入侵植物紫茉莉(Mirabilis jalapa)对镉(Cd)具有一定的富集能力,但对其他植物也会产生化感效应,其植株体内已被检测到甾醇类物质,对其他植物的种子萌发和幼苗生长会产生不同程度的影响。虽然有关紫茉莉对作物化感效应方面已有一些研究,但大多是在非重金属污染条件下进行,有关Cd处理下紫茉莉化感效应的报道甚少。采用室内水培法研究不同Cd浓度处理下外来入侵植物紫茉莉根系分泌物对黄豆和玉米的化感效应,以及紫茉莉植株和根系分泌物中化感物质β-谷甾醇含量和Cd处理下外源添加不同浓度β-谷甾醇(0、0.125、0.5、1、2 mg·L^(-1))对黄豆和玉米的化感效应。结果表明,不同Cd浓度处理下,紫茉莉根系分泌物会对2种作物产生化感抑制作用,但对黄豆的抑制作用高于玉米。紫茉莉根部β-谷甾醇含量显著高于茎、叶;根部β-谷甾醇含量在高浓度Cd处理下显著减少,其根分泌物中β-谷甾醇含量则显著增加。Cd处理下外源添加0.125 mg·L^(-1)β-谷甾醇时,黄豆和玉米种子发芽及幼苗生长均受到显著抑制,其他β-谷甾醇处理浓度对玉米幼苗生长则表现为促进作用,黄豆则受到不同程度的化感抑制作用。随β-谷甾醇添加浓度升高,黄豆幼苗叶片中的超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性均呈先升高后下降的趋势,黄豆叶片丙二醛(MDA)含量在0.125 mg·L^(-1)β-谷甾醇浓度下显著高于对照,玉米MDA含量变化则不显著;玉米幼苗叶片的SOD和CAT活性则呈升高趋势。同时,在低、高浓度β-谷甾醇处理下,黄豆和玉米幼苗的叶绿素a和类胡萝卜素含量与对照相比均显著下降。Cd处理下不同浓度β-谷甾醇对2种作物的化感效应不同,且对黄豆的化感抑制作用强于玉米。因此,可优先选择玉米与紫茉莉进行Cd污染土壤的间作修复。

不同有机肥料对紫茉莉生长及生理指标的影响

为了解不同有机肥料对紫茉莉(Mirabilis jalapa L.)生长发育的影响,选用不同有机肥处理对一年生紫茉莉进行试验研究,分析土壤养分含量与紫茉莉的生长发育指标在不同有机肥处理下的变化规律。结果表明,施加不同有机肥料均明显提高了土壤的养分含量,不同处理下土壤各养分含量整体变化趋势相同;施加有机肥料对植物长势及根系活力有明显的促进作用;施加有机肥料能提高紫茉莉的光合速率、降低蒸腾速率,有助于增强植物的抗逆性。

土霉素、镉复合污染土壤的植物-微生物联合修复实验研究

选用紫茉莉(Mirabilis jalapa L.)与孔雀草(Tagetes patula L.)两种植物与对土霉素有良好降解效果的细菌紫金牛叶杆菌(Phyllobacterium-myrsinacearum)和真菌胶红酵母(Rhodotorula mucilaginosa)的混合菌液,对土霉素、镉复合污染土壤进行联合修复。模拟受不同浓度镉、土霉素污染的土壤,在温室进行90 d盆栽实验,通过其修复效果,探讨植物-微生物联合修复土霉素、镉复合污染土壤的可行性。实验结果表明,紫茉莉和孔雀草对镉均表现出良好耐性,孔雀草、紫茉莉生物量都随土壤中土霉素含量增加而下降,土霉素抑制植物对镉的富集;土霉素降解菌有利于提高植物生物量,促进孔雀草、紫茉莉对镉吸收并提高紫茉莉对镉的富集系数。当土霉素质量分数为5 mg·kg-1时,土霉素降解率最差为30.8%(9号处理),降解效果最好为70.6%(22号处理)。当土霉素质量分数为30 mg·kg-1时,土霉素降解率最差为17.2%(11号处理);土霉素降解率最高为59.3%(24号处理)。综合比较,孔雀草无论在镉富集能力还是土霉素降解效果上均优于紫茉莉。

紫茉莉的花部综合特征与繁育系统

采用定株观察，运用花粉-胚珠比、联苯胺-过氧化氢法、杂交指数和套袋实验等方法，对紫茉莉（Mirabilis jalapa L．）的开花状态及繁育系统进行了研究。结果表明：种群花期一般为6—10月，单花花期一般为2—3d；单花花期依其形态和散粉时间可分为散粉前期、散粉初期、散粉盛期、花闭合期、凋谢期5个时期；在花闭合时期，晴天有66．80％的花的柱头在闭合花冠内，阴天时有81．65％的花的柱头在闭合花冠内，雨天柱头在闭合花冠内的花可达99．22％；按照杂交指数，其繁育系统属于自交亲和，有时需要传粉者；P／O值约为269，判断繁育系统类型属于兼性自交；开花6h左右，柱头的可授性最强，此时花粉活力、置落在柱头上的花粉数及其在柱头上的萌发率都达到最高。套袋实验显示，紫茉莉自然条件下没有无融合现象，繁育系统为自交、异交亲和，以自交为主，但有时也需要传粉者；在长期的环境选择压力下，紫荣莉选择将更多的柱头留在闭合花冠内，是其对不利环境条件的一种适应进化策略。

3种植物对Cd污染农田土壤的修复效果比较试验研究

通过盆栽试验研究了3种植物三叶鬼针草(Bidens pilosa L.)、紫茉莉(Mirabilis Jalapa)、中华景天(Sedum polytrich-oides)对上海地区2种质量浓度(1.2、12.0mg/kg)Cd污染农田土壤的修复效果,以探索其在上海地区Cd污染农田土壤修复中应用的可行性。结果表明:2种浓度下,三叶鬼针草对土壤Cd去除效果均最佳,1.2mg/kg处理下盆中土壤Cd质量浓度由原来的1.249 9mg/kg下降到0.861 7mg/kg,降低0.388 2mg/kg,Cd去除率为31.06%;12.0mg/kg处理下三叶鬼针草盆中土壤Cd质量浓度由原来的12.033 2mg/kg下降到10.020 6mg/kg,降低2.012 6mg/kg,Cd去除率为16.73%;紫茉莉和中华景天相比较而言,修复效果均较差。在2种浓度下,3种植物地上部分生物量排序均为三叶鬼针草>中华景天>紫茉莉。因此,建议将三叶鬼针草作为上海地区Cd污染农田土壤修复的优选植物。

紫茉莉对铅胁迫生理响应的FTIR研究

铅是一种毒性强的重金属元素,一旦进入环境将很难修复,进而通过食物链危及人类健康。傅里叶变换红外光谱法(FTIR)具有准确度好、简便快捷、分辨率高的特点,是一种探讨植物重金属耐性机理的可行方法。紫茉莉是一种生长快的多年生草本植物,有应用于铅污染土壤植物稳定的前景。通过温室培养,研究不同铅处理条件下(0,50,100,200,500,1000μmol/L),紫茉莉不同组织器官(根、茎、叶)的傅立叶红外光谱(FTIR)图谱变化,结果发现,生长介质铅处理浓度低于500μmol/L时对紫茉莉的生长基本没有影响,当Pb处理浓度达到1000μmol/L时,生物量略显降低,但是各处理浓度间生物量差异性不显著。紫茉莉根组织在3420,2920,1610,1060 cm-1等处峰高先上升后下降,反映蛋白质、氨基酸、糖类、羧酸等物质在低铅处理条件下往往作为渗透性调节物质出现,有机物含量升高,但随着铅含量的升高,其合成和运输受限,有机物含量逐渐下降;茎组织在2920,1630,1380,1060 cm-1等处峰高无明显变化;叶组织在1650 cm-1处峰高随铅处理浓度升高而升高,这可能与紫茉莉叶中蛋白质和氨基酸等物质含量升高有关。这表明,紫茉莉通过根系有机物含量的变化,将植物吸收的Pb大部分积累在根部,阻止Pb向地上部分运输,有效的保护了植物地上部分。

黄花紫茉莉化学成分研究

目的：研究黄花紫茉莉的化学成分,寻找抗HIV活性化合物。方法：利用正向硅胶及反相RP-C18柱色谱、葡聚糖凝胶Sephadex LH-20,MCI等手段进行分离纯化,并通过1H-NMR,13C-NMR,MS等波谱鉴定结构。结果：分离鉴定了11个化合物,分别为astragalosideⅡ（1）,astragalosideⅢ（2）,astragalosideⅣ（3）,astragalosideⅥ（4）,flazin（5）,4′-hydroxy-2,3-dihydroflavone 7-β-D-glucopyranoside（6）,gingerglycolipid A（7）,3,4-dihydroxybenzaldehyd（8）,p-hydroxybenzaldehyde（9）,β-sitosterol（10）和daucosterol（11）。结论：化合物1~9为首次从该属植物中分离得到。

入侵植物紫茉莉遗传毒性的初步研究

紫茉莉原产热带美洲,目前已成为中国主要的入侵植物。首次运用蚕豆根尖细胞微核试验研究了入侵植物紫茉莉水浸提液的遗传毒性,探讨其化感作用与入侵性的关系。结果表明,紫茉莉水浸提液使根尖细胞有丝分裂指数降低,微核率升高,细胞中出现了微核、染色体断片、染色体桥、染色体滞留等多种染色体畸变,表现出明显的遗传毒性,水浸提液对有丝分裂的抑制效应表现为处理时间和水浸提液浓度的双重依赖。其地上部分的化感效应大于地下部分的化感效应。在紫茉莉的入侵过程中,其水溶性化感物质可能通过淋溶或根系分泌进入环境,抑制了其他植物的生长发育,成为其迅速扩散的机制之一。蚕豆根尖微核试验在检测入侵植物的化感作用方面具有较大的应用价值。

紫茉莉染色体数目及核型分析

紫茉莉Mirabilis jalapa为多年生草本花卉,繁殖能力强,被确定为外来入侵植物。用低温处理法处理紫茉莉根尖12h,经卡诺氏液固定、酸解去壁、改良品红染色等步骤,对紫茉莉进行了染色体数目的确定,对其核型进行了分析。试验结果表明,紫茉莉体细胞染色体数目为2n=56,核型公式为K=2n=2x=28m+22sm+4st+2m(sat),核型分类属于"2B"型。染色体长度变异范围为2.33～0.78μm,属小型染色体,不对称系数63.8%,属于较不对称类型。这为紫茉莉的防控提供了细胞学依据。

紫茉莉悬浮细胞培养体系的建立

为建立紫茉莉（Mirabilis jalapa L.）悬浮细胞培养体系，以紫茉莉无菌苗叶片诱导的愈伤组织为材料，筛选紫茉莉悬浮细胞的适宜培养体系。结果表明，紫茉莉愈伤组织在MS＋2,4-D1mgL^-1＋KT0．5mgL^-1的液体培养基中悬浮继代培养3～4次，能得到稳定的悬浮细胞系。培养基的pH值为5．5～5．9，蔗糖浓度为30gL^-1更适合悬浮细胞的生长。紫茉莉悬浮细胞的生长曲线大致呈s型。最佳继代培养时间是10d，培养液的体积为40mL时，接种量为7．5mL，可以较好地保持悬浮细胞系。1L培养液中可提取分泌蛋白（0．42±0．15）g。这些有助于对悬浮细胞提取分泌蛋白的研究。

紫茉莉茎提取物及其萃取物对菜粉蝶幼虫的生物活性

用饲喂法、叶片夹毒法、叶碟法测定了紫茉莉茎的3种极性溶剂(石油醚、氯仿和乙醇)提取物及萃取物对菜粉蝶幼虫的毒杀活性、胃毒作用、非选择性拒食活性。结果表明,紫茉莉茎氯仿提取物的毒杀与拒食效果最好,处理第5天后的校正死亡率为89.20%,取食第3天与第5天的拒食率分别为96.80%与99.67%;也测定了紫茉莉茎氯仿提取物(简称MSCE)各萃取物(正己烷、氯仿和水萃取物)对4龄菜粉蝶幼虫的生物活性。结果表明,MSCE的正己烷萃取物第5天与第7天的毒杀效果最好,其校正死亡率分别为79.80%与78.90%;其对4龄菜粉蝶幼虫的胃毒作用明显的强于其他各萃取物。