Effects of Arbuscular Mycorrhizal Fungi on the Physiology and Saponin Synthesis of Paris polyphylla var. yunnanensis at Different Nitrogen Levels

Arbuscular mycorrhizal fungi(AMF)are important members of the plant microbiome and affect the uptake and transfer of mineral elements by forming a symbiotic relationship with plant roots.Nitrogen(N),as an important min­eral element,can directly affect plant growth and development at different N levels.It has been confirmed that inoc­ulation with AMF can improve the efficiency of N utilization by plants.However,there are still fewer reports on the dynamic relationship between arbuscular mycorrhizal and plant secondary metabolites at different nitrogen levels.In this experiment,the physiological indexes and genes related to saponin synthesis were determined by applying differ­ent concentration gradients of nitrogen to the medicinal plant P.polyphylla var.yunnanensis infested by AMF as the test material.It was found that nitrogen addition increased the biomass,chlorophyll content,and nutrient content of above-and below-ground plant parts and increased the content of saponin content of P.polyphylla var.yunnanensis to some extent,but AMF inoculation increased the saponin content of P.polyphylla var.yunnanensis more significantly.AMF inoculation also promoted the expression of genes related to the saponin synthesis pathway,including 3-hy­droxy-3-methylglutaryl coenzyme A synthase(HMGS),squalene epoxidase 1(SE1),and cycloartenol synthase(CAS),which is in according with the accumulation of saponin in plants.It also may increase the saponin content of AMF plants by altering the expression of P450s and UGTs related to saponin synthesis.

滇重楼和毛重楼花粉活力和柱头可授性的研究

用TTC法测定了滇重楼和毛重楼花粉的活力,用联苯胺—过氧化氢法测定了其柱头的可授性。结果表明滇重楼的花粉活力在散粉后第1天活力较高以后则逐渐下降,在第2天和第19天花粉活力则急剧下降,但能维持20～23d,在整个花期中基本都具有活力。毛重楼的花粉寿命约为4d,第2天花粉活力达到最大值,第3天后花粉活力急剧下降,总体活力较低。滇重楼和毛重楼的柱头在整个花期中几乎都具可授性,但滇重楼在11～13d时柱头可授性最强,毛重楼在第5天可授性最强。两种重楼植物花粉活力较高的时期与柱头可授性较强的时期不一致,但柱头可授性较强的时间与分泌黏液较多的时间基本一致。

狭叶重楼的主要甾体皂苷类化学成分的分离及鉴定

目的对重楼属药用植物狭叶重楼(Paris.polyphylla.Smith var stenophylla Franch)的化学成分进行研究,为拓宽重楼属药用植物的资源提供科学依据。方法采用硅胶柱层析,大孔吸附树脂,葡聚糖凝胶SephadexLH-20及反相硅胶RP-C18中压液相柱层析等技术分离纯化其主要化合物,根据理化性质、波谱数据鉴定其结构。结果从狭叶重楼乙醇提取物中分离并鉴定了5个甾体皂苷类单体化合物:重楼皂苷:Diosgenin-3-O-α-L-rhamnopyranosyl-(l→2)-[α-L-arabinofuranosyl-(1→4)]-β-D-glucopyranoside;重楼皂苷V:Diosgenin-3-O-α-L-rhamnopyranosyl-(l→2)-β-D-glucopyranoside;重楼皂苷:Pennogenin-3-O-α-L-rhamnopyranosyl(1→2)-β-D-glu-copyranoside;重楼皂苷:Pennogenin-3-O-α-L-rhamnopyranosyl-(1→4)-α-L-rhamnopyranosyl-(1→4)-[α-L-rhamnopyranosyl-(l→2)]-β-D-glucopyranoside;重楼皂苷H:Pennoge-nin-3-O-α-L-rhamnopyranosyl-(l→2)-[α-L-arabinofuranosyl-(1→4)]-β-D-Glucopyranoside。结论首次从狭叶重楼中分离并鉴定出5个甾体皂苷类化合物。

重楼总皂苷对HaCaT细胞增殖和分泌IL-8的影响

目的研究重楼总皂苷对人永生化角质形成细胞株(HaCaT细胞)增殖和分泌白介素8(IL-8)的影响。方法采用MTT法进行细胞增殖实验,采用ELISA法测定重楼总皂苷对HaCaT细胞分泌IL-8的情况。结果在所选浓度范围内(60μg/mL,90μg/mL,120μg/mL和150μg/mL),重楼总皂苷对HaCaT细胞的增殖有抑制作用;其中120μg/mL和150μg/mL浓度组重楼总皂苷可抑制HaCaT细胞自分泌IL-8,90μg/mL,120μg/mL和150μg/mL浓度组重楼总皂苷能抑制TNF-α(浓度为100U/mL),刺激HaCaT细胞分泌IL-8。结论重楼总皂苷能抑制HaCaT细胞增殖和IL-8的分泌。

峨眉山2种重楼属植物同域分化的分子遗传学及其形态学证据初探

对峨眉山2种重楼—小重楼(Paris polyphyllaSmith var.minoraS.F.Wang)、黑籽重楼(P.thibeticaFranch)DNA进行了AFLP(扩增的限制性片段长度多态性)分析和形态上的差异分析。AFLP分析可知小重楼和黑籽重楼在DNA分子水平上表现出极为丰富的遗传多样性,每个种内个体间的相似性很大,但有明显种间的遗传差异。形态对比分析可知小重楼和黑籽重楼在花部性状上有明显的差异。AFLP和形态分析结果表明小重楼和黑籽重楼无论是在形态还是遗传上均有明显差异。它们之间已经有了明显的分化。

Isolation of the Endophytic Fungi of Paris polyphylla var. yunnanensis and Their Effects on the Embryo Development of P. polyphylla var. yunnanensis Seeds

[Objective] This study aimed to isolate the endophytic fungi of Paris polyphylla var. yunnanensis and investigate their effects on the embryo development of P. polyphylla var. yunnanensis seeds. [Method] The endophytic fungi of P. polyphylla were isolated and identified morphologically, and their effects on the embryo development of P. polyphylla var. yunnanensis seeds were studied by using paraffin sectioning and microphotography. [Result] Nine endophytic fungi, i.e. P. polyphylla var. yunnanensis endophytic fungi PPYEF-1, PPYEF-2, PPYEF-3, PPYEF-4, PPYEF-5, PPYEF-6, PPYEF-7, PPYEF-8 and PPYEF-9 belonging to seven genera in five families, three orders were isolated from the rhizomes. Except PPYEF-4 (Cladosporium sp.), other fungi could promote the embryo development of the P. polyphylla var. yunnanensis seeds, mostly reaching the extremely significant or significant level. PPYEF-9 (Trichoderma sp.) resulted in the highest embryo length and embryo-emerging ratio. [Conclusion] This paper could provide a reference for the application of the endophytic fungi of P. polyphylla var. yunnanensis in the dormancy-breaking of P. polyphylla var. yunnanensis seeds.

3种重楼属药用植物挥发性成分和抑菌活性研究

目的 比较3种5年生重楼属药用植物的挥发性成分和抑菌活性差异,为推动重楼资源在医药方面的开发和合理利用提供参考。方法 采用气相色谱-质谱(GC-MS)联用技术研究七叶一枝花、啟良重楼、黑籽重楼3种重楼属药用植物提取物挥发性成分,采用滤纸片法研究3种提取物对11种供试菌的抑菌活性。结果 从七叶一枝花、啟良重楼、黑籽重楼中分别鉴定出33、29、22种挥发性成分,占其相对百分含量29.35%、30.13%、20.09%,三者相同挥发性成分14种;酯类化合物为主要挥发性成分,其中己二酸二(2-乙基己)酯含量最高,七叶一枝花、啟良重楼、黑籽重楼中分别为4.28%、4.94%、5.43%。七叶一枝花对苏云金芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、藤黄微球菌、金黄色葡萄球菌等4株供试菌有良好抑制效果,啟良重楼对苏云金芽孢杆菌、多耐铜绿假单胞菌、藤黄微球菌等3株供试菌有良好抑制效果,黑籽重楼对苏云金芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌2株供试菌有良好抑制效果。结论 3种重楼属药用植物提取物挥发性成分的组成和含量存在很大差异;对11株供试菌的抑菌效果依次为七叶一枝花、啟良重楼、黑籽重楼。

华北委陵菜属新分类群

1.张北委陵菜 新种 图1 Potentilla zhangbeiensis Y. Zhang et Z. T. Yin, sp. nov. Species affinis P. betonicifoliae Poir., sed foliolis pinnatipartitis, foliis basalibus inter-dum 5-foliolatim pinnatis, foliolis jugi infimi valde reductis.

RNA-seq analysis of Paris polyphylla var.yunnanensis roots identified candidate genes for saponin synthesis

Paris polyphylla Smith var.yunnanensis(Franch.) Hand.-Mazz.is a rhizomatous,herbaceous,perennial plant that has been used for more than a thousand years in traditional Chinese medicine.It is facing extinction due to overharvesting.Steroids are the major therapeutic components in Paris roots,the commercial value of which increases with age.To date,no genomic data on the species have been available.In this study,transcriptome analysis of an 8-year-old root and a 4-year-old root provided insight into the metabolic pathways that generate the steroids.Using Illumina sequencing technology,we generated a high-quality sequence and demonstrated de novo assembly and annotation of genes in the absence of prior genome information.Approximately 87,577 unique sequences,with an average length of 614 bases,were obtained from the root cells.Using bioinformatics methods,we annotated approximately 65.51% of the unique sequences by conducting a similarity search with known genes in the National Center for Biotechnology Information's non-redundant database.The unique transcripts were functionally classified using the Gene Ontology hierarchy and the Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes database.Of 3082 genes that were identified as significantly differentially expressed between roots of different ages,1518(49.25%) were upregulated and 1564(50.75%) were downregulated in the older root.Metabolic pathway analysis predicted that 25 unigenes were responsible for the biosynthesis of the saponins steroids.These data represent a valuable resource for future genomic studies on this endangered species and will be valuable for efforts to genetically engineer P.polyphylla and facilitate saponin-rich plant development.

恩施地区三种重楼属植物活性成分与抗氧化活性研究

对比分析恩施地区3种重楼5年生七叶一枝花[Paris polyphylla Smith var.chinensis(Franch).Hara]、啟良重楼(Paris qiliangiana H.Li,J.Yang&Y.H.Wang)、黑籽重楼(Paris thibetica Franch.)中重楼皂苷Ⅱ活性成分含量,建立气相色谱法(GC)检测方法,检测3种重楼提取物DPPH自由基清除活性,研究其抗氧化能力。乙酸乙酯提取重楼皂苷Ⅱ,采用FID检测器,升温程序为0~3 min,60℃,3℃/min升至280℃,保持20 min;进样口温度310℃;载气为氮气(99.999%);流速为1.0 mL/min;进样量为5μL,不分流。结果表明,GC检测得到重楼皂苷Ⅱ标准品的标准曲线为Y=0.845X+72.18,在浓度512.5~16400.0 ng/μL范围内线性良好,R2>0.9995。方法检出限为40.5 ng/μL,定量限为130.6 ng/μL。加标回收率为96.93%~98.33%,RSD为2.72%。GC检测发现七叶一枝花中重楼皂苷Ⅱ含量为0.104 mg/g,黑籽重楼中为0.098 mg/g,啟良重楼中为0.015 mg/g。3种重楼提取物的IC_(50)从强到弱为七叶一枝花(2.372 mg/mL)、啟良重楼(2.461 mg/mL)、黑籽重楼(2.473 mg/mL)。该方法准确可靠,简便快捷且灵敏度高,适用于重楼皂苷Ⅱ含量的测定。恩施地区七叶一枝花中的活性成分重楼皂苷Ⅱ含量最高,其次是黑籽重楼,啟良重楼的含量最低。重楼提取物有一定的抗氧化能力,且七叶一枝花的抗氧化能力最强。

LED蓝光不同光强对滇重楼光合荧光特性和解剖结构的影响

【目的】研究LED蓝光不同光强对滇重楼生长、叶片光合荧光特性和解剖结构的影响,为阐明滇重楼LED光质生物学特性提供理论依据。【方法】采用波峰为460 nm的LED蓝光光源,设置200、150、100和50μmol/(m^2·s)4个光强梯度,研究不同光强下滇重楼生长、光合荧光特性和解剖结构特征。【结果】随着蓝光光照强度的增加,滇重楼植株鲜重、叶片净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、PSⅡ、q_P、栅栏组织厚度呈先增后降的趋势,F_v/F_m、上表皮厚度呈下降趋势。150μmol/(m^2·s)光强下,滇重楼植株鲜重、叶片叶绿素含量、净光合速率、F_v'/F_m'、PSⅡ、q_P值均为最大;200μmol/(m^2·s)光强对滇重楼叶片光合荧光指标产生一定的抑制作用,植株鲜重下降。【结论】综合考虑不同LED蓝光光强下滇重楼生长、叶片光合荧光特性、解剖结构、光合素含量的变化规律,建议在滇重楼栽培中,将蓝光光强控制在150μmol/(m^2·s)为宜。

中药重楼全球产地生态适宜性分析

在野外调查和数据收集的基础上,结合药用植物全球产地生态适宜性分析系统(geographic information system for global medicinal plants,GMPGIS),对中药重楼全球产地生态适宜性区域进行分析和评价。以重楼药材基原物种云南重楼Paris polyphylla var.yunnanensis和七叶一枝花P.polyphylla var.chinensis道地产区、主产区与野生分布区的采样点为依据,选取最冷季平均气温、最热季平均气温、年平均气温、年均降水量、年均相对湿度、年均日照强度和土壤类型7个生态指标作为主要参考因子,经过生态相似性比对分析得出云南重楼与七叶一枝花在全球范围内的生态适宜性产区和潜在种植区。结果表明云南重楼和七叶一枝花的最大生态相似度区域相似,在全球范围内主要分布在中国、巴西、美国、赞比亚、刚果、缅甸、坦桑尼亚、墨西哥、安哥拉及玻利维亚等19个国家。其中,中国的最大生态适宜性产区主要包括云南、四川、广西、湖南、湖北、广东、贵州、江西、福建和安徽等16个省区。该研究表明GMPGIS可以较好地应用于中药材引种及生产区划,研究结果可为重楼药材的资源保护和可持续利用提供参考依据。

HPLC测定球药隔重楼中的5种重楼皂苷

目的测定不同产地球药隔重楼中重楼皂苷Ⅶ、H、Ⅵ、II、I的含量,并评价其质量。方法采用HPLC法。采用Kromasil C18柱(250 mm×4.6 mm,5μm),测定波长210 nm,柱温35℃,流动相为乙腈-水,梯度洗脱,流速1.0 m L·min-1。结果 5种皂苷在线性范围内的线性关系良好(r2>0.9989),球药隔重楼中重楼皂苷H占所测5种皂苷总量的约50%。结论所用方法准确、简便,可用于球药隔重楼的质量评价。

滇重楼(Paris polyphylla var.yunnanensis)的内生细菌的分离与鉴定

滇重楼(P. polyphylla var. yunnanensis)是中国传统药用植物,多年生草本植物。很多研究已经证明,植物内生菌在植物次生代谢过程中起着十分关键的作用。鉴于此,本研究利用栽培于云南大理的滇重楼为实验材料,对其全株组织(叶,茎,根状茎)内生细菌进行了分离、纯化,并通过测序方法对其种类进行鉴定。结果显示滇重楼叶中内生细菌含有8属11种,茎中含有2属5种,根茎中含有9属11种。滇重楼不同组织中的内生细菌种属分布差异大,叶与根状茎中的内生细菌种类只共有鞘氨醇杆菌属,其余都不共有,而茎与叶、根状茎中的内生细菌都不相同,表明滇重楼内生细菌在不同组织中所体现的多样性及不同内生菌在分布上的差异性。本研究结果为后续滇重楼内生菌的多样性开发利用提供了科学依据,为未来滇重楼内生细菌深度挖掘与利用提供研究基础。

滇重楼(Paris polyphylla var. yunnanensis)中产皂苷内生真菌的分离及筛选

药用植物内生真菌在植物生长发育、抵御不良环境甚至繁育生殖过程中都扮演着重要的角色,尤其在宿主的次生代谢产生中具有十分重要的作用。内生真菌的代谢产物具有多种生理活性,部分内生真菌发酵液还可产生与宿主植物中相同的活性成分。鉴于此,本研究以传统药用植物滇重楼(P.polyphylla var.yunnanensis)为实验材料,通过组织分离法及分子测序鉴定法,共鉴定出18种内生真菌,并对这些真菌进行了物理发泡及薄层层析色谱法(TLC)实验,目的是筛选出能够产重楼皂苷的内生真菌。通过对菌丝菌液皂苷的提取,最终获得产皂苷类物质的菌株数共有3株,且皂苷类物质主要存在于内生真菌的发酵液中。

氮、磷、钾配施对华重楼根茎的产量和有效成分含量的影响

目的 研究不同梯度水平氮、磷、钾肥对华重楼根茎的产量和品质的影响,确定华重楼植物的最适施肥方案,为合理施肥提供科学依据。方法 采用3因素5水平2次通用旋转组合设计进行田间试验,研究氮、磷、钾肥配施对华重楼根茎的产量总皂苷含量、灰分、水分和浸出物的影响。结果 建立的回归方程均达到显著水平;当施用氮肥41.66~52.60 kg/hm^2、磷肥181.38~244.38 kg/hm^2、钾肥24.16~35.20 kg/hm^2时,华重楼根茎的增重率大于81.72%;当施用氮肥45.48~53.83kg/hm^2、磷肥179.98~236.83 kg/hm^2、钾肥29.80~39.95 kg/hm^2时,华重楼根茎的总皂苷含量大于11.09%;当施用氮肥28.01~37.79 kg/hm^2、磷肥127.18~209.18 kg/hm^2、钾肥25.27~34.09 kg/hm^2时,华重楼根茎的浸出物含量大于14.31%。结论 氮、磷、钾肥配施有利于华重楼根茎的增重率、总皂苷含量和浸出物含量的提高,华重楼植物的最佳施肥量为氮肥37.79~45.48kg/hm^2、磷肥181.38~209.18 kg/hm^2、钾肥29.80~34.09 kg/hm^2。

基于七叶一枝花中高含量皂苷类成分的氮、磷、钾配施方案研究

目的研究氮、磷、钾肥配施对七叶一枝花Parispolyphyllavar.chinensis中皂苷类成分含量的影响,以优化七叶一枝花最佳氮、磷、钾配施方案,为其合理施肥提供科学依据。方法以3因素5水平二次回归通用旋转组合设计安排田间试验,采用UPLC-ELSD法测定七叶一枝花中7种皂苷含量,通过方差分析建立回归方程(经F检验),利用模型分析氮、磷、钾配施对各皂苷含量的影响,使用统计频数法筛选最优施肥方案。结果贡献率分析表明,氮肥对重楼皂苷II、V的贡献率最大,磷肥对重楼皂苷H、纤细薯蓣皂苷的贡献率最大,钾肥对重楼皂苷I、Ⅵ、Ⅶ的贡献率最大。单因素分析表明,氮、磷、钾对重楼皂苷Ⅶ、Ⅵ含量有极显著影响(P<0.01);互作效应分析表明,不同浓度的氮肥、磷肥和钾肥的协同作用显著提高重楼皂苷Ⅵ的含量;根据回归模型分析最佳施肥范围,取交集得氮、磷、钾肥最优施肥范围分别为516.39~557.19、2771.70~2848.20、461.61~502.65kg/hm^(2)。结论建立了重楼皂苷与氮、磷、钾肥配施的相关性回归方程模型,有利于七叶一枝花中皂苷类成分含量的提高,为合理施肥提供科学性依据。