油用山茶属植物的次生代谢成分及药理作用研究进展

按照酚类化合物、萜类化合物及含氮化合物分类归纳总结了油用山茶属植物的次生代谢产物,并讨论了其抗氧化、抗炎、防紫外辐射等功能及其作用机理,为其在食品与化妆品等行业中的充分利用提供方向.

腐殖质参与植物非生物胁迫应答作用机制的研究进展

为研究天然异构高分子有机化合物腐殖质(HS)参与植物非生物胁迫应答的作用机制,总结归纳了以下主要作用机制,包括HS介导(PM)H^(+)-ATPase的调节、HS介导细胞信号分子的互作、HS吸附层的屏蔽、HS化学官能团的螯合作用,以及HS对植物次生代谢和根际微生物群落的影响等,得出HS通过多种复杂的防御代谢机制参与调节植物非生物胁迫应答。鉴于HS生物化学研究的复杂性,以及生理活性和防御代谢机制研究中存在的诸多问题,未来的科学研究应主要集中在HS化学组成和分子结构的解析,HS“胶体应激”如何参与新陈代谢调节,HS促生和防御代谢途径交叉串扰和反馈调节机制,以及HS和土壤微生物相互作用机制等。

植物内生真菌次生代谢产物的多样性及潜在应用价值

近些年来,植物内生真菌由于能够产生丰富多样的具有多种生物活性的次生代谢产物,在自然界中具有重要的生态学作用,受到了全世界的广泛关注并取得了极大进展。本文主要从生物活性角度综述了植物内生真菌次生代谢产物的主要类型,包括植物生长调节(赤霉素等)、杀虫(黑麦草碱)、抑菌(环已烷类等)、抗肿瘤活性物质(紫杉醇等),侧重介绍了一些产活性物质的植物(如红豆杉、长春花、雷公藤、苦皮藤等)内生真菌,并就植物内生真菌次生代谢产物生成的机理"内生共生理论"进行了分析。最后,还对他们在新医药和新农药等药物开发应用中的潜在价值作了探讨。

四种植物酚类物质对舞毒蛾生长发育及繁殖的影响

【目的】为明确植物酚类次生物质对舞毒蛾Lymantria dispar(L.)的影响,并为应用其防治害虫奠定基础。【方法】本研究选用4种酚酸(水杨酸、丁香酸、绿原酸和水解单宁酸)分别加入人工饲料中饲养舞毒蛾2龄幼虫,调查其对幼虫生长发育及繁殖的影响。【结果】不同酚酸对舞毒蛾的影响差异显著。单宁酸处理第12天时幼虫死亡率达到22.2%,显著高于对照(取食不添加任何酚酸的人工饲料)死亡率(3.3%)(P<0.01)及其他酚酸处理时的死亡率。到第22天单宁酸及绿原酸使幼虫死亡率迅速上升,至第34天时死亡率达到100%;二者处理的幼虫虫体瘦小,发育历期显著延长,不能正常蜕皮,到4龄期时全部死亡。取食含丁香酸或水杨酸饲料的幼虫可幸存至蛹和成虫,雌性蛹重较对照显著增加,但产卵量和卵受精率均显著降低。其中,取食含丁香酸饲料的成虫产卵量和卵受精率分别比对照减少近90粒和降低约35%,雌性成虫比例下降。【结论】结果说明不同酚酸在害虫体内的积累会对其生长发育及繁殖产生不同程度的影响。

一种适用于RT-PCR的杉树类植物中总RNA提取的方法

杉树类植物含大量的多糖、多酚类物质,这使得此植物的总RNA提取较困难。研究通过比较几种有代表性的提取植物总RNA的方法,建立了一种酸酚法和PEG8000沉淀法相结合的改良的CTAB法。此方法操作简单,使用的试剂均为常规试剂,成本低,能够有效去除植物组织中多糖和多酚类等次生物质,从而得到高质量的RNA。使用这种改良的方法制备的总RNA产物对P450基因成功地进行了反转录聚合酶链式反应(reversetrans-criptase-polymerasechainreaction,RT-PCR),证明此方法是一种适用于RT-PCR的杉树类植物组织中总RNA提取的方法。

非嗜食植物乙醇提取物对小菜蛾种群的控制作用研究

应用作用因子生命表方法以及在此基础上提出的干扰作用控制指数法评价了几种非嗜食植物乙醇提取物对小菜蛾(Plutellaxylostella)种群的控制作用.结果表明,非寄主植物的乙醇提取物(浓度为001g·ml-1)即飞机草(Eupatoriumodoratum)、马缨丹(Lantanacamara)和蟛蜞菊(Wedeliachinensis)对保护菜心免受小菜蛾为害起着明显的作用,这些作用物质在处理区的干扰作用控制指数分别为0110、0136和0165,对小菜蛾的防治效果可达890%、864%和835%.可见,3种供试作用物质对小菜蛾种群起着重要的控制作用.

植物内生菌次生代谢产物活性多样性及其应用前景

植物内生菌(endophyte)包括内生真菌、内生细菌和放线菌,是一类新型微生物资源,在农业和医药业上有潜在应用价值。植物内生菌次生代谢产物具有丰富的化学结构多样性和广泛的生物活性,能够促进植物生长,提高植物对生物胁迫和非生物胁迫抗性等。从植物内生菌的种类及具有各种生物活性的植物内生菌次生代谢产物方面进行了介绍,并对他们在杀虫、抗菌、抗肿瘤等生物胁迫和在促进土壤修复、促进植物生长、抗氧化、抗渗透等非生物胁迫中的作用进行了阐述,分析了内生菌次生代谢产物在研究中存在的问题以及对这些植物内生菌次生代谢产物的应用前景和潜在价值进行了探讨。

植物次生代谢与烟草香味物质

介绍了植物次生代谢的几种途径和主要的次生代谢产物,以及各种代谢途径同烟草香味物质之间的关系;阐述了分子生物学在次生代谢方面的研究进展,包括代谢途径调控的细胞水平和分子水平的研究和应用,并对次生代谢在烟草生产方面的作用作了展望。

植物抗虫性次生物质的研究概况

述了国内外与植物抗虫性有关的次生物质的主要类型和植物次生物质对昆虫的寄主选择、取食和产卵等作用的研究进展 ,对次生物质在生态系统中的作用也作了介绍 ,并展望了植物次生物质的应用前景。

植物粗提物对褐稻虱成虫取食的影响

分别用31科47种非嗜食植物乙醇提取物处理的稻株饲养褐稻虱Nilaparvata lugensStal成虫,研究对褐稻虱成虫的拒取食作用。结果表明,大多数供试植物提取物对褐稻虱有一定程度的拒取食效果。大蒜、苦楝油、白花非洲山毛豆的提取物对褐稻虱成虫拒食效果最好,24h后的拒取食率分别达89.19%、75.63%与63.74%。薇甘菊、蟛蜞菊、荚竹桃、含羞草、鱼尾葵、艾蒿、人心果和走马箭8种植物提取物拒取食率均达50%以上。相反,莎草、鸡矢藤、甘草、飞机草、地肤、水葫芦、华南毛蕨、假连翘、鼬瓣草、尾叶桉和白花丹11种植物提取物对褐稻虱成虫取食具有一定的刺激作用。

不同玉米品种玉米蚜田间消长与其主要生化物质的相关性研究

为明确玉米蚜发生数量与玉米主要生化物质含量的相关性,系统调查了玉米田玉米蚜种群数量的自然消长动态,分析了玉米不同生育期植株营养物质和次生物质的含量。结果表明:玉米蚜的种群消长动态随玉米品种(系)生育期的变化而变化,但在抗蚜品种和感蚜品种(系)上的变化趋势基本一致;在玉米雄穗抽出之前,玉米蚜的种群密度较低;进入抽雄期后,发生量逐渐上升,至雄穗完全抽出时达到第一个发生高峰;进入吐丝期后,玉米蚜从雄穗转移至雌穗为害,至雌穗灌浆期达到第二个发生高峰;此后随着玉米雌穗的逐渐成熟及植株老化等,其种群数量急剧下降。供试玉米品种(系)不同生育期的营养物质和次生物质含量存在一定差异,其中灌浆期可溶性总糖和可溶性蛋白质含量与玉米蚜发生量呈显著正相关,而单宁含量与4个生育期玉米蚜发生量呈显著负相关,说明单宁是抗性玉米品种的抗蚜因子之一。

植物粗提物对褐飞虱若虫的生物活性测定

分别用31科47种非嗜食植物乙醇提取物处理的稻株饲养褐飞虱若虫,应用干扰作用控制指数(IIPC),评价对褐飞虱(Nilaparvata lugens)若虫存活的干扰作用。结果表明,处理后24 h,10种供试植物提取物对褐飞虱若虫均有明显的毒杀效果。其中印楝素的毒杀作用最强,对1～2龄、3～5龄若虫的IIPC分别为0.250、0.219,即具有75%、78.10%的毒杀作用;其次为苦楝、蓖麻和芒萁3种乙醇提取物,对1～2龄若虫毒杀作用达60%以上;此外,薇甘菊、飞机草、马樱丹等6种乙醇提取物的作用较强,IIPC值在0.400～0.500,而其它37种植物提取物的作用较弱。

棉铃虫和烟青虫幼虫对植物次生代谢物质的味觉电生理反应和取食选择行为

为了研究棉铃虫Helicoverpa armigera(Hübner)和烟青虫H.assulta(Guenée)2种近缘种昆虫寄主差异和寄主转移的味觉机制,本研究利用单感受器记录和叶碟法测定了棉铃虫和烟青虫5龄幼虫下颚栓锥感器对烟碱、辣椒素、棉酚和番茄苷等植物次生物质的电生理反应和取食选择行为。结果表明,棉铃虫幼虫中栓锥感器内存在对番茄苷和棉酚敏感的味觉神经元,而烟青虫侧栓锥感器和中栓锥感器内分别存在对辣椒素和烟碱敏感的味觉神经元。棉酚能够显著诱导棉铃虫5龄幼虫的取食选择行为,但是供试次生物质并不能显著影响烟青虫幼虫的取食选择行为。

3种植物提取物及其组合对稻田天敌群落的影响

应用生物多样性指数,评价了3种植物乙醇提取物及其组合对稻田主要天敌群落多样性的影响。结果表明,薇甘菊Mikania micrantha Kunth乙醇提取物2.0g.100mL-1以下及其组合、香泽兰Chromolaena odorata(L.)King&Robinson乙醇提取物2.0g.100mL-1以下及其组合,蜘蛛、捕食性天敌昆虫和寄生性天敌昆虫的多样性指数(H′)与均匀度指数(E)较清水对照均有不同程度的提高;薇甘菊乙醇提取物2.0g.100mL-1以上对捕食性天敌昆虫、香泽兰乙醇提取物2.0g.100mL-1以上对蜘蛛和寄生性天敌昆虫均有一定的毒杀作用,且随着浓度的提高和施用次数的增加,其毒杀作用增强;而印楝素(现代苦楝油Melia azedarachL.的提取物)与其他2种植物提取物(0.01g.mL-1)的不同组合均对稻田天敌类群均有较强的毒杀作用。因此建议降低香泽兰乙醇提取物与印楝素的使用浓度或施用次数,以减轻对自然天敌的影响。

抗癌药用植物内生真菌的潜在应用价值

综述了国内外从一些抗癌药用植物分离的内生真菌以及其中个别菌株产生与宿主相同或相似生理活性成分的研究进展 .这些研究对缓解药物资源供应和开辟新的天然药源渠道做了很有意义的工作 .

植物多药和有毒化合物排出转运蛋白研究进展

植物在生长及适应环境的过程中会吸收很多有益或有害的物质,自身也会产生大量代谢物,植物对这些物质的转运是植物生长发育及适应环境的重要环节,有多种转运蛋白家族参与其中。多药和有毒化合物排出转运蛋白(MATEs)是生物体中重要的转运蛋白家族之一,而植物中MATE基因的丰富程度要远远高于其他生物。根据植物MATEs的蛋白结构,这些基因被分为4个主要的亚家族,即MATE I,MATEⅡ,MATEⅢ和MATE IV。同一亚家族或同一MATE基因簇的基因还具有相同或相似的功能。植物MATEs定位于细胞的各种生物膜上,如细胞质膜、液泡膜、高尔基膜及囊泡膜等。此外,一些MATEs的表达还具有组织特异性,它们转运的底物也具有多样性和特异性,使得MATEs呈现出多种生物学功能。它们在外源性物质的排出、次生代谢产物的转运和累积、铁转运、铝脱毒和植物激素信号传递及植物的抗病性等方面都起着重要作用。该文对MATEs的发现、基因分类、亚细胞定位及生理功能等方面进行了概述,对深入研究该基因家族提供了思路,对该基因家族的应用进行了展望。

3种非嗜食植物粗提物对稻田寄生天敌的影响

采用浸叶法与药膜法,分别测定3种植物粗提物对稻田重要天敌稻虱螯蜂(Haplogonatopus apicalis)与稻螟蛉绒茧蜂(Apanteles ruficrus)的毒性作用。结果表明,薇甘菊乙醇提取物(0.01 g/mL)、飞机草乙醇提取物(0.018 g/mL)对稻虱螯蜂、稻螟蛉绒茧蜂羽化与成蜂的存活是安全的。现代苦楝油(1.5×10^(-4) g/mL)对稻虱螯蜂、稻螟蛉绒茧蜂的羽化具有较强的影响,羽化率分别仅为23.33%、41.57%;对稻螟蛉绒茧蜂成蜂具有较强的毒杀作用,处理后2,6,12,24,48 h内死亡率分别为13.33%、20.00%、30.58%、36.67%和38.26%,与对照相比均达到显著差异,而对稻虱螯蜂成蜂存活的影响较弱。

植物诱导抗病技术在病害防治领域的应用

植物受到病害侵染后,依赖信号传导过程表现出抗性,实际应用中,植物诱导抗病技术的常见措施包括交叉保护、根际微生物诱导产生抗性和直接施加激发子3种方法。这些措施发挥作用时涉及的机制通常为诱导次生代谢物质产生,如植物激素、木质素、胼胝质和植保素等。未来,大型分析仪器、高通量筛选平台的建立以及基因技术的发展都将推动这一技术的发展。

苹果蠹蛾细胞色素P450基因CYP332A19和CYP337B19的克隆及表达分析

【目的】本研究旨在通过克隆苹果蠹蛾Cydia pomonella细胞色素P450基因CYP332A 19和CYP337B 19,并对其进行序列和表达分析,以更好地了解这两个P450基因在植物次生物质解毒方面的作用,为进一步的功能研究提供依据。【方法】采用本地BLAST搜索苹果蠹蛾转录组数据库获得细胞色素P450基因cDNA序列,采用RT-PCR技术克隆目的基因的编码区。利用生物信息学软件分析目的基因的序列特征及与其他近缘物种的P450基因的系统进化关系。采用RT-qPCR技术测定目的基因在苹果蠹蛾不同发育阶段(卵、1-5龄幼虫、蛹和成虫)、4龄幼虫不同组织(头部、表皮、脂肪体、中肠和马氏管)以及4龄幼虫分别取食添加0.1%香豆素和0.5%槲皮素的人工饲料2 d后的表达水平。【结果】克隆获得苹果蠹蛾细胞色素P450基因CYP332A 19(GenBank登录号:MF574708)和CYP337B 19(GenBank登录号:MF574697)的全长cDNA序列,开放阅读框(ORF)分别长1518和1491 bp,分别编码505和496个氨基酸,其蛋白质分子量分别为58.586和57.734 kD,理论等电点分别为8.99和7.61。结构域分析显示,CYP332A 19和CYP337B 19中均包含包括血色素结合区在内的5个保守的细胞色素P450结构域。系统发育树显示,苹果蠹蛾CYP332A 19与苹淡褐卷蛾Epighyas postvittana CYP332A 9等CYP332A基因聚在一枝,而CYP337B 19与稻纵卷叶螟Cnaphalocrocis medinalis CYP337B 12和六星灯蛾Zygaena filipendulae CYP337B 11等CYP337B基因聚在另一枝。RT-qPCR分析结果表明,CYP332A 19和CYP337B 19在苹果蠹蛾幼虫期的表达水平高于卵期的,分别在4龄幼虫脂肪体和中肠中的表达量最高。取食分别含0.1%香豆素和0.5%槲皮素的人工饲料2 d后,4龄幼虫体内的CYP332A 19和CYP337B 19相对表达量显著高于对照组(取食含2%DMSO的人工饲料)。【结论】CYP332A 19和CYP332B 19分别在苹果蠹蛾幼虫脂肪体和中肠中高表达,且在取食含香豆素和槲皮素的人工饲料的苹果蠹蛾幼虫体内表达量升高,说明这两个基因可能参与苹果蠹蛾对外源物质的解毒代谢过程。本研究的结果有助于我们了解苹果蠹蛾对寄主次生物质解毒代谢机理,为苹果蠹蛾防治提供新思路。

取食不同寄主植物对草地贪夜蛾幼虫体内3类酶活性的影响

【目的】明确取食不同寄主植物对草地贪夜蛾(Spodoptera frugiperda)幼虫体内消化酶、保护酶和解毒酶活性的影响,为进一步探究草地贪夜蛾的寄主选择及适应机制提供理论依据。【方法】在室内用玉米、小麦、马铃薯和烟草4种寄主植物叶片饲喂草地贪夜蛾初孵幼虫至5龄,测定取食不同寄主植物后草地贪夜蛾体内消化酶(脂肪酶、胃蛋白酶和α-淀粉酶)、保护酶[超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)]和解毒酶[谷胱甘肽S-转移酶(GST)、羧酸酯酶(CarE)、多功能氧化酶(MFO)和细胞色素P450(CYP450)]的活性变化,并比较4种寄主植物叶片次生代谢物(总酚、单宁和类黄酮)及营养物质(可溶性糖和可溶性蛋白质)含量,分析草地贪夜蛾幼虫体内酶活变化与寄主植物次生代谢物及营养物质含量的相关性。【结果】取食马铃薯叶片的草地贪夜蛾幼虫体内脂肪酶和胃蛋白酶活性均高于或显著高于取食其余3种寄主植物叶片的草地贪夜蛾幼虫(P<0.05,下同),而取食烟草叶片的草地贪夜蛾幼虫体内α-淀粉酶活性(0.48±0.08 U/mg)最高,显著高于取食其他3种寄主植物叶片的草地贪夜蛾幼虫。取食马铃薯叶片的草地贪夜蛾幼虫体内SOD和POD活性均显著高于取食其他3种寄主植物叶片的草地贪夜蛾幼虫,而取食烟草叶片的草地贪夜蛾幼虫体内CAT活性最高(225.54±51.56 U/mg),是取食玉米叶片草地贪夜蛾幼虫的2.71倍。取食马铃薯和烟草叶片的草地贪夜蛾幼虫体内GST、CYP450和MFO活性均高于取食玉米和小麦叶片的草地贪夜蛾幼虫,其中取食马铃薯和烟草叶片的草地贪夜蛾幼虫体内GST活性(100.50±4.71和98.69±6.21 U/mg)显著高于取食玉米和小麦叶片的草地贪夜蛾幼虫GST活性(54.85±1.94和70.62±4.04 U/mg);而CarE活性在取食烟草叶片的草地贪夜蛾幼虫体内最高,为184.79±9.05 U/g。4种寄主植物叶片中总酚、单宁和类黄酮含量均表现为马铃薯>玉米>小麦>烟草,而可溶性糖含量在小麦叶片最高(18.65±1.08 mg/g),可溶性蛋白含量以马铃薯叶片最高(306.30±29.07 mg/g),烟草叶片的可溶性糖和可溶性蛋白含量均最低。皮尔森线性相关系数分析结果表明,取食不同寄主植物叶片的草地贪夜蛾幼虫体内部分消化酶和保护酶活性与寄主植物营养物质和次生代谢物含量显著相关。【结论】草地贪夜蛾在不同寄主植物上表现出较强的生理可塑性,其幼虫可通过调节体内消化酶活性,最大限度地利用营养物质含量不同的寄主植物,并通过调节保护酶和解毒酶活性增强对寄主植物次生代谢物或有毒物质的适应性,从而实现其寄主谱的扩张。