药用植物平贝母(Fritillaria ussuriensis)组织培养的研究——Ⅰ.愈伤组织的诱导和器官分化及细胞学观察

本文对平贝母(Fritillaria ussuriensis Maxim)根、鳞茎、叶等器官在 MS,N_6,B_5,WS 和 H5种基本培养基上的培养进行详细观察。通过球状体及不定芽的形态发生曲线及差异显著性测定表明,不同培养基与激素及不同激素浓度与组合,对平贝母器官发生的影响,筛选出诱导高频率球状体与不定芽发生的培养基 MS+1.0 ppmIBA+1.0 ppmZT,MS+0.5 ppmIAA+2.0ppmBA,MS+2.0ppm NAA+0.5 ppmKT。培养过程中球状体与不定芽的形态发生的组织细胞学观察结果表明,球状体发生经过鳞片原基阶段,而不定芽发生不经此阶段;球状体形成后发育成不定芽,但生长情况优于直接产生的不定芽。早期球状体的染色体数目为2n=24。

筛揉组合式平贝母高效分离装置设计与试验

针对平贝母筛净率低(含土率高)的问题,通过对平贝母与土壤团聚体物理力学特性试验,测定平贝母和土壤三轴平均尺寸和临界破损压力,结果表明:筛上平贝母土壤团聚体的三轴尺寸不显著,平贝母与筛上土壤团聚体的临界挤压力值显著。基于这一结论,提出筛揉方法的平贝母和土壤团聚物高效分离方案,搭建平贝母高效分离试验装置。计算并确定了筛揉装置揉搓力取值的最佳范围为20~40 N,确定揉搓单体厚度的取值范围在0.2~0.4 cm。设计二次回归正交旋转试验方案,得出喂入量、喂入量平方项与输送筛线速度平方项对筛净率的影响极显著,揉搓力、喂入量与输送筛线速度交互项对筛净率影响显著;喂入量、输送筛线速度平方项对破损率的影响极显著,揉搓力、喂入量与输送筛线速度交互项、喂入量与揉搓力交互项、喂入量平方项对破损影响显著。利用Design-Expert.V8.0.6软件,得出最优参数组合为:喂入量0.68 kg/s、输送筛线速度0.38 m/s、揉搓力36 N时,室内试验筛净率为80.5%,破碎率为12.6%。田间试验表明:该分离装置筛净率平均值为79.18%,破碎率平均值为13.34%,满足平贝母机械化收获的农艺要求。

基于EDEM的平贝母覆土部件仿真试验研究

针对人工种植平贝母覆土环节存在劳动强度大、生产效率低、人工成本高等问题,设计了平贝母畦面覆土部件。采用环刀法测得了取样土壤的密度,采用筛分法测量分析了取样土壤不同粒径范围的质量分布,采用“圆筒提升法”测得了取样土壤的休止角。在UG中建立覆土部件三维模型,利用离散元仿真软件(EDEM)对平贝母覆土部件进行三因素五水平三次回归正交旋转试验研究,并利用Design Expert对试验结果进行分析,结合Maple和MatLab软件,利用近似值逼近法,得出覆土部件仿真条件下的最佳参数组合。结果表明:当覆土部件行走速度为0.16m/s、螺旋转速为276rpm、螺旋间距为360mm时,覆盖率为98.92%,覆土效果最佳。进行田间试验验证,覆盖率为94.19%,与仿真分析结果基本一致,满足农艺生产要求。研究可为平贝母畦面覆土机的研制提供理论参考。

HPLC-ELSD 法测定东北产平贝母中生物碱含量

目的:对东北三省不同产地的22份平贝母样品进行质量检测。方法:采用高效液相色谱-蒸发光检测器(HPLC-ELSD)法测定平贝母样品中贝母素甲、贝母素乙的含量,依据2020年版《中国药典》对样品的水分、总灰分及醇浸出物含量进行测定,并采用聚类分析法对各产地样品的相似性进行分析。结果:22份样品均符合《中国药典》2020版标准。吉林省产平贝母中贝母素甲、贝母素乙以及总生物碱含量最高,并且各产地样品之间相似性较高。结论:吉林省产平贝母在质量上具有一定的优势。同时,为平贝母的质量评价系统的完善提供科学依据。

基于改进YOLOv5的平贝母检测模型

现有平贝母表土剥离机智能化程度不高,在收获平贝母时存在造成平贝母损伤的问题,故需要研制一款智能化的平贝母表土剥离机,而实现智能表土剥离的第一步就是实现智能识别,因此,提出一种基于改进YOLOv5的平贝母检测模型YOLOv5-Swin-L。通过引入Swin transformer,在骨干网络中替换C3,减少序列长度和降低计算复杂度,从而简化模型的参数量;同时用ACON激活函数将原来网络结构中的激活函数替换,可提高模型的精确度,增加模型的鲁棒性。实验结果表明,改进后的YOLOv5-Swin-L对平贝母识别的准确率最高可达96.39%,召回率最高可达95.76%,优于YOLOv5系列的其他网络模型。

基于EDEM的链勺式平贝母排种器仿真试验研究

针对现有平贝母播种技术播种不均匀问题,设计了一种播种均匀性良好的链勺式平贝母排种器,利用离散元仿真软件(EDEM)并采用三因素五水平正交法进行排种器工作过程模拟,分析了不同机车行走速度、排种链转速、勺的直径对10 cm内种贝数量的合格率的影响。仿真结果表明当机车行走速度为1.99 km/h、排种器转速为33.31 r/min、勺的直径为40 mm时排种性能较好。为验证排种器的工作性能,进行了田间试验,10 cm内种贝数量的平均合格率为92.71%,结果表明链勺式平贝母排种器的播种均匀性好,满足平贝母播种要求,为平贝母播种器的研制提供理论参考。

平贝碱丙的结构

本文报道自东北平贝母(Fritillaria ussuriensis Maxim)中分得一种新的C-去甲-D-异甾体生物碱,命名为平贝碱丙(pingbeimine C)。根据红外、质谱、氢谱、碳谱及X-射线衍射,确定其结构式为Ⅳ式。

平贝母雪梨配伍抗炎作用研究

目的:观察平贝母水提物、雪花梨汁以及平贝雪梨饮(BLY)的抗炎作用及其作用机制。方法:通过二甲苯导致小鼠耳肿胀实验、鸡蛋清致大鼠足趾肿胀实验及对小鼠毛细血管通透性的影响分别观察平贝母水提物、雪花梨及BLY的抗炎作用,同时通过测定小鼠炎性渗出物中前列腺素(PGE2)和丙二醛(MDA)含量研究三者的抗炎机制。结果:三者均能减轻二甲苯所致的耳廓肿胀;能降低小鼠毛细血管通透性;能减轻鸡蛋清致大鼠足趾肿胀;能抑制小鼠炎性渗出物中PGE2和MDA含量的升高,且梨汁和BLY均与PGE2和MDA含量呈量效关系。结论:平贝母水提物和雪花梨汁都具有抗炎作用,同等剂量的BLY作用效果比平贝母水提物和雪花梨汁抗炎作用之和更为显著,三者对PGE2和MDA含量升高具有负调节作用,提示其抗炎作用与抗PGE2和MDA含量升高有关。

组培平贝母不同阶段培养体淀粉酶同工酶电泳及其活力的研究

以平贝母为供试材料,研究了组培平贝母培养过程中不同发育时期培养体的淀粉酶同工酶及其活力的变化,可为进一步深入研究贝母器官发生机理和以后的分子研究提供参考。结果表明:在发育过程中各培养体的淀粉酶同工酶在Rf=0.167处产生了平贝母α-淀粉酶的特征性酶带,在Rf=0.250时,4个时期都有浅蓝色的R-淀粉酶的表达;而β-淀粉酶酶带在小鳞茎膨大阶段进行表达,而在其他3个时期没有该酶的表达。在淀粉酶活力方面,培养体内总淀粉酶活力整体呈下降-上升-下降的趋势,不同发育时期的α-淀粉酶变化趋势与总淀粉酶变化趋势相似,其活力始终高于β-淀粉酶,推测α-淀粉酶在组培平贝母不同发育时期培养体的淀粉代谢中作用比较重要。

平贝母传粉生物学及繁育系统的研究

用TTC法测定花粉的活力,用联苯胺-过氧化氢法测定柱头的可授性,通过实地观测访花者、套袋实验、花粉-胚珠比(P/O比)的估算及花粉粒形态的观察研究了平贝母的传粉特性及繁育系统类型.结果表明,平贝母的花粉活力在开花后2～5d可达90%以上,6d后有所减弱,10d后仍有71.3%的花粉保持活力.柱头的可授期约持续8d,在开花后3～4d柱头的可授性最强,5d以后可授性逐渐减弱.平贝母的繁育系统是以自花传粉为主,虫媒异花传粉为辅的兼性自交.研究结果为平贝母的品种选育、杂交育种、引种栽培及物种保育提供了理论和技术依据,为深入研究贝母属植物的演化提供了生殖生态学依据.

从平贝母茎叶中分离的平贝啶甙的结构

本文报道自平贝母(Fritillaria ussuriensis Maxim)的地上茎叶中分得一种新的甾体生物碱甙,定名为平贝啶甙(pingbeidinoside),mp 242～243.2℃[a]_D^(25)+6.9°(c 0.145,MeOH)。经IR,MS,~1HNMR和^(13)CNMR谱解析,推定其结构为3β,16α,20-三羟基-Δ~5-22,26-缩亚胺胆甾烷-25-O-α-D-葡萄糖甙。

影响平贝母愈伤组织生长诸因素的研究

研究了培养基种类、植物生长调节剂及光照条件对平贝母愈伤组织增殖及生长的影响。结果表明:在MS和B5培养基中,愈伤组织鲜重达最高值,但干重和鳞茎数在MS培养基显著好于B5培养基,White,LS和N6培养基不适合于平贝母愈伤组织的培养。通过研究植物生长调节剂对愈伤组织生长的影响,发现在MS培养基中附加NAA4.0mg/L、NAA2.0mg/L+BA0.5mg/L和2,4-D2.0mg/L+BA0.5mg/L的3个处理对愈伤组织生长效果较好。光照对愈伤组织增殖和生长有影响,在光暗交替培养条件下,愈伤组织增殖快,生长良好。

利用硅胶柱层析分离纯化平贝总碱的研究

目的:对东北特产平贝母的生物碱进行分离纯化研究。方法:用硅胶柱层析法对平贝总碱进行分离纯化,固定相为薄层层析硅胶G,流动相为乙酸乙酯-甲醇-氨水(17:2:1)。用HPLC-ELSD法对分离出的贝母素甲和贝母素乙的纯度进行测定。结果:分离出贝母素甲和贝母素乙,贝母素甲纯度为93.19%、贝母素乙纯度为92.09%。结论:采用的硅胶柱层析分离纯化可得到纯度较高的分离组分。

平贝母筛分物物理机械特性分析与等级筛分机设计

通过收获期平贝母的田间和实验室测定,探寻其几何参数、摩擦力等物理力学特性。采用数理统计方法对收获期平贝母的几何特性进行分析,得出了两种平贝母的主要几何特性指标值的变化区间;通过摩擦试验,对收获期平贝母筛分物透筛过程中力学特性进行测试,采用数理统计方法,得出了两种平贝母的摩擦系数和休止角。基于以上物理机械特性分析,设计平贝母等级筛分机主要参数:筛孔形状为长圆形孔,上层筛孔尺寸为13×20mm2,中层筛孔尺寸为9×18mm2,下层筛孔尺寸为7×10mm2;通过其摩擦系数和休止角的测定和分级筛的运动和动力学分析,确定筛分物在筛分时的速度取值范围7<v BD<9rad/s和加速度取值范围4<a<13m/s2。

不同表型平贝母有效成分含量的比较

[目的]比较不同表现类型平贝母的有效成分总生物碱的含量差别,为育种提供依据。[方法]采用超声法提取法提取平贝母中的总生物碱,并采用比色法测定其含量。[结果]平贝母常见的绿茎绿叶品系的总生物碱含量为0.170 3%,紫茎紫叶和紫茎绿叶分别为0.180 7%和0.183 0%。[结论]不同表现类型平贝母在总生物碱含量上没在明显差异。

HPLC-ELSD法同时测定平贝母中贝母素甲、贝母素乙的含量

目的:建立HPLC-ELSD法同时测定平贝母中贝母素甲、贝母素乙含量的方法,并对市售样品进行考察,制定含量限度。方法:色谱柱:Waters C_(18)色谱柱(150mm×4.6mm,5μm),流动相:乙睛-二乙胺-水(70:0.03:30),流速:1.0 ml·min^(-1), ELSD参数:漂移管温度90℃,载气流速为2.2 L·min^(-1)。结果:贝母素甲、贝母素乙分别在0.06～0.35μg和0.08～0.50μg范围内线性关系良好。平均回收率(n=6)分别为98.4%,98.9%,RSD分别为1.8%,1.9%。结论:此法简便,快捷,结果可靠,可用于平贝母药材的质量评价,为今后其质量标准的修订提供了依据。

药用植物平贝母的研究进展

综述了平贝母在化学成分、药理作用、栽培与采收、植物资源开发、组培技术等方面的研究成果,并探讨了平贝母在资源、分子生物学等方面需要进行深入研究的意义,为今后更深入地研究与应用奠定基础、提供依据。

振动式平贝母等级筛分机设计与试验

针对平贝母等级筛分机存在平贝母破损率高、堵塞严重等问题,设计一种与6 kW柴油机配套的可完成等级分级和收集平贝母等多道工序的振动式平贝母等级筛分机。该机由三层筛面和传动机构组成,通过对三层筛面理论分析和传动机构的优化设计,确定其结构参数。田间试验表明:平贝母等级筛分机输运顺畅,分离效果明显,平贝母破损率少,透筛率为98.3%,损失率为2.6%,筛分准确率/%(分级精度0.5 mm)为90.8%。

川贝母与平贝母的资源状况调查及市场供求分析

通过对《中国药典》川贝母收载品种的野生资源状况,人工种植情况,市场销售现状调查分析表明,正品川贝母量少价高,根本无法满足市场需求,随着滥采滥挖现象的加剧,野生资源破坏严重,几尽枯竭。通过对平贝母和伊犁贝母的生药、资源、药理、疗效的综合分析评价,建议《中国药典》将它们纳入川贝母的来源项下,解决川贝母供不应求的矛盾,并且有利于川贝母野生资源的保护。

响应面法优化超临界CO_2萃取平贝总碱工艺的研究

利用超临界二氧化碳萃取技术提取平贝总碱,运用响应面法优化萃取工艺条件。在单因素试验基础上,以萃取压力、萃取温度、夹带剂用量为响应因素,平贝总碱萃取率为响应值,根据中心组合设计试验设计原理采用3因素3水平的响应面分析法,确定各工艺条件对萃取率的影响。结果表明:超临界二氧化碳萃取平贝总碱的最佳工艺条件为萃取压力22MPa、萃取温度48℃、夹带剂用量323mL。该条件下,萃取率为94.55%。