Shikimic acid accelerates phase change and flowering in Chinese jujube

The juvenile-to-adult phase change with first flowering as the indicator plays a crucial role in the lifecycle of fruit trees. However, the molecular mechanisms underlying phase change in fruit trees remain largely unknown. Shikimic acid (ShA) pathway is a main metabolic pathway closely related to the synthesis of hormones and many important secondary metabolites participating in plant phase change. So,whether ShA regulates phase change in plants is worth clarifying. Here, the distinct morphological characteristics and the underlying mechanisms of phase change in jujube (Ziziphus jujuba Mill.), an important fruit tree native to China with nutritious fruit and outstanding tolerance abiotic stresses, were clarified. A combined transcriptome and metabolome analysis found that ShA is positively involved in jujube(Yuhong’×Xing 16’) phase change. The genes in the upstream of ShA synthesis pathway (ZjDAHPS, ZjDHQS and ZjSDH), the contents of ShA and the downstream secondary metabolites like phenols were significantly upregulated in the phase change period. Further, the treatment of spraying exogenous ShA verified that ShA at a very low concentration (60 mg·L^(-1)) can substantially speed up the phase change and flowering of jujube and other tested plants including Arabidopsis, tomato and wheat. The exogenous ShA (60 mg·L^(-1)) treatment in jujube seedlings could increase the accumulation of endogenous ShA, enhance leaf photosynthesis and the synthesis of phenols especially flavonoids and phenolic acids, and promote the expression of genes (ZjCOs, ZjNFYs and ZjPHYs) involved in flowering pathway. Basing on above results, we put forward a propose for the underlying mechanism of ShA regulating phase change, and a hypothesis that ShA could be considered a phytohormone-like substance because it is endogenous, ubiquitous, movable and highly efficient at very low concentrations. This study highlights the critical role of ShA in plant phase change and its phytohormone-like properties.

Comparison of WeatherMax^®and Engame^TMFormulations of Glyphosate on Cotyledon Surface Structure, Chlorophyll A Fluorescence and Shikimate Levels in Isogenic Cotton Cultivars Differing in Roundup Resistance

The effects of Roundup WeatherMax® and EngameTM formulations of glyphosate were investigated on the cotyledons of glyphosate resistant (GR) and glyphosate sensitive (GS) isogenic cotton cultivars. EngameTM is a mixture of glyphosate and 1-aminomethanamide dihydrogen tetraoxosulfate (AMADS). Fully expanded cotton cotyledons treated with EngameTM or AMADS developed surface lesions within 2 hours after treatment whereas surfactant-treated control or WeatherMax®-treated tissues did not develop lesions. The EngameTM and AMADS damage appeared as depressions which were confirmed by scanning electron microscopy. Light micrographs of cross sections through the depressions revealed collapsed and compressed epidermal and mesophyll cells with congealed cytoplasmic contents in the palisade and spongy mesophyll cells. Changes to photosynthetic electron transport were evident at 4 hours after treatment (HAT) in all treatments as revealed by chlorophyll A fluorescence. In GR cotton, the fluorescence perturbations decreased with time such that at 72 HAT EngameTM-treated cotyledons could not be distinguished from the surfactant-or WeatherMax®-treated plants. The GS cotton continued to show progressive decreases in the fluorescence parameters Fv/Fm and performance index (PI) to 72 HAT. Shikimate levels increased following glyphosate treatment in glyphosate sensitive cotton and EngameTM caused a two-to three-fold greater increase in shikimate compared to WeatherMax®. These results indicate that the EngameTM-based glyphosate formulation involved structural tissue damage which likely increased glyphosate uptake and subsequently increased inhibition of photosynthesis and the shikimate pathway.

Natural sources, biosynthesis, biological functions, and molecular mechanisms of shikimic acid and its derivatives

Shikimic acid is a hydroaromatic compound possessing critical biological properties,such as antibacterial and antiviral activity.This review mainly focused on shikimic acid and its derivatives.We first briefly introduced the sources of shikimic acid and its derivatives and discussed their biosynthesis.Several in vitro and in vivo studies indicate that shikimic acid and its derivatives exhibit diverse bioactivities,such as antioxidant,antiviral,anti-inflammatory,antibacterial,hypolipidemic,bone protective,skin protective,neuroprotective,and antidiabetic activities.We mainly focused on the related molecular mechanisms.Overall,the wide range of bioactivities of shikimic acid and its derivatives indicate that a more detailed exploration of their potential for the prevention and treatment of certain diseases is warranted.

奎宁酸的抗氧化活性和神经保护作用研究

奎宁酸是一种小米来源的类黄酮类物质,为探究奎宁酸的神经保护作用,该研究建立了H_(2)O_(2)诱导的SH-SY5Y细胞氧化应激模型,通过MTT法测定奎宁酸对SH-SY5Y细胞活性影响,同时测定了抗氧化酶超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)的活性和氧化应激标志分子谷胱甘肽(glutathione,GSH)、丙二醛(malondialdehyde,MDA)的含量,利用实时荧光定量PCR检测了抗氧化酶和炎症因子表达情况,并用Western blot测定了炎症因子的蛋白表达量。研究结果表明,100μg/mL的奎宁酸处理显著抑制H_(2)O_(2)引起的SH-SY5Y细胞存活率下降;对细胞抗氧化指标的检测显示,奎宁酸处理可以增强细胞SOD的活性,增加GSH的水平并降低细胞的MDA水平,提高SOD、过氧化氢酶(catalase,CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase,GPx)等抗氧化酶基因的表达水平,降低氧化损伤;另外,奎宁酸还可以降低H_(2)O_(2)诱导的SH-SY5Y细胞中炎症因子白介素-1β(IL-1β)和肿瘤坏死因子-α(TNF-α)的表达水平,减轻SH-SY5Y细胞的损伤。综上,奎宁酸可以通过抑制细胞氧化应激水平、发挥抗炎作用保护神经细胞不被损伤,为进一步探究小米多酚在氧化应激相关疾病中的作用奠定了基础。

短短芽胞杆菌分支酸合成酶基因BbaroC的鉴定及转录因子调控分析

分支酸合成酶AroC是莽草酸途径中芳香族化合物合成的关键酶,探明短短芽胞杆菌aroC基因的特征及转录调控因子可为短短芽胞杆菌作用机理研究奠定基础。从短短芽胞杆菌FJAT-0809-GLX中克隆了aroC基因,进行生物信息学分析和转录因子预测。短短芽胞杆菌FJAT-0809-GLX中aroC基因序列长度为1 164 bp, GenBank登录号为OR475562。短短芽胞杆菌FJAT-0809-GLX与Brevibacillus brevis NBRC 100599的aroC基因序列同源性最高,为98.88%,与Brevibacillus brevis HNCS-1的AroC氨基酸序列同源性最高,为100%;其编码的蛋白为亲水性蛋白,无信号肽,定位于细胞质。靶向BbaroC的转录因子共有23个,分别来自10个物种,Escherichia coli(Strain K12 MG1655)和Bacillus subtilis(Strain 168)分别预测到12个和3个转录因子。BbaroC在短短芽胞杆菌抑菌活性物质产生中可能发挥着重要作用,这为其在农业上的广泛应用提供依据。

高效液相色谱法测定兰紫解毒颗粒中5种主要成分

建立高效液相色谱法同时测定兰紫解毒颗粒中绿原酸、3,5-二-O-咖啡酰奎宁酸、苦参碱、氧化苦参碱和(R,S)-告依春含量的方法。取0.1 g兰紫解毒颗粒样品,用体积分数为75%的甲醇溶液超声提取30 min,取适量样品溶液上机测定;采用ACQUITY UPLCHSS T3 C18柱(150 mm×2.1 mm,1.8μm)作为分析柱,柱温为25℃,以乙腈-0.1%磷酸水溶液作为流动相梯度洗脱,洗脱流量为0.25 mL/min,进样体积为1μL。绿原酸、3,5-二-O-咖啡酰奎宁酸、苦参碱、氧化苦参碱和(R,S)-告依春的质量浓度在0.4076~42.5292μg/mL范围内与色谱峰面积线性关系良好,相关系数为0.9996~0.9998,方法检出限为0.001~0.014μg/mL。样品平均加标回收率为97.85%~100.35%,测定结果的相对标准偏差为1.05%~2.93%(n=6)。该方法简单、高效、准确、稳定,可同时测定兰紫解毒颗粒中5种主要成分的含量。

莽草酸印迹聚合物的微流控合成及性能研究

本研究通过微流控技术成功合成了莽草酸印迹聚合物。通过傅立叶红外吸收光谱(FT-IR)和扫描电子显微镜(SEM)对聚合物进行表征,考察了微流控印迹聚合物(Mic-MIP)与常规合成的印迹聚合物(Con-MIP)吸附效果比较的实验、平衡吸附实验、吸附动力学实验和吸附选择性实验。结果表明,Mic-MIP比Con-MIP具有更高的吸附量和印迹因子,通过Langmuir拟合得到Mic-MIP的最大吸附量为5.18μg/mg,吸附动力学实验中发现Mic-MIP更符合准二阶动力学模型,在吸附选择性实验中体现出了Mic-MIP的高特异性识别能力。

八角莽草酸含量影响因素研究进展

八角是广西南部的特色植物,其果实具有独特的香气,是我国及东南亚地区常用烹饪的调味品之一,同时也是药用、化工等方面的重要原料。八角果实含有大量的莽草酸,其枝条、叶片上也有少量莽草酸分布。莽草酸是植物和微生物的重要代谢产物,具有抗炎、镇痛的作用,可作为抗病毒和抗癌药物的中间体,也是治疗当前流行的甲型流感特效药“磷酸奥司他韦”的主要成分。随着科学技术进步,八角莽草酸的研究已经取得了一定的进展,尤其是在提取技术、分离工艺、生理活性及其应用等方面。文章综述了八角莽草酸含量影响因素研究情况,总结了影响八角莽草酸含量的因素。影响八角莽草酸含量的因素可分为内部因素和外部因素2种,其中外部因素主要有不同的生境、不同产地、不同采收期等,内部因素主要有生长发育过程、遗传因素等,同时不同的提取工艺提取到的莽草酸含量也不同。最后,对后期的研究方向提出展望,以期为相关领域的深入研究提供参考。

HPLC法测定广西不同产地八角茴香中4种有机酸的含量

[目的]建立八角茴香中莽草酸、原儿茶酸、对羟基苯甲酸、对甲氧基苯甲酸的含量测定方法。[方法]采用高效液相色谱法对八角茴香进行测定,色谱柱为Kromasil 100-5-C_(18)(250 mm×4.6 mm,5μm),流动相为乙腈-3%磷酸水溶液(梯度洗脱),流速为1.0 ml/min,进样量为10μl,检测波长为254 nm,柱温为40℃。[结果]广西11个不同产地的八角茴香中莽草酸含量为6.34%~7.41%,原儿茶酸含量为0.28%~0.98%,对羟基苯甲酸含量为0.73%~1.90%,对甲氧基苯甲酸含量为0.07%~0.23%。[结论]本研究建立的方法操作简单,稳定性强,重复性好,可用于八角茴香中有效成分的含量测定。

粘度响应近红外荧光探针及成像应用

采用3-脱氢莽草酸乙酯为原料通过缩合芳构化反应制备得到一种粘度响应近红外荧探针L,采用核磁、红外、高分辨质谱等表征方法对探针结构进行确证。结果表明:探针L在高粘度溶剂中表现出显著的荧光增强现象,而在低粘度溶剂中荧光极其微弱,证实该探针具有粘度响应特征;此外,探针L还具有良好的抗干扰性、pH稳定性及光稳定性;利用探针L的粘度-荧光响应性能,对脂多糖(LPS)及制霉菌素(Nystatin)导致的HeLa细胞粘度变化进行了荧光成像。

Facile Syntheses of (6S)-6-Fluoroshikimic Acid and (6R)-6-Hydroxyshikimic Acid

(6S)-6-Fluoroshikimic acid 2 and (6 R ) 6 hydroxyshikimic acid 3 have been synthesized via an OsO 4 catalysed dihydroxylation of diene 7, which was derived from (-) shikimic acid 1.

HPLC法同时测定不同品种、产地、部位松树中莽草酸的含量

研究采用HPLC法同时测定不同品种、产地、部位松树中莽草酸的含量,以期为开发莽草酸资源提供参考。色谱柱为Agilent Eclipse Plus C_(18)(250 mm×4.6 mm,5 m),流动相为甲醇/0.1%磷酸水溶液(体积比为10∶90),检测波长为217 nm,柱温为30℃。采用直观分析结合聚类分析对不同品种、产地、部位松树中莽草酸含量的差异性进行统计分析。结果表明:莽草酸的线性关系良好(r=0.9995),平均加样回收率为100.4%(n=6),RSD为1.71%。6种松树中的莽草酸含量由高到低依次为雪松、华山松、白皮松、油松、樟子松、落叶松。其中,天水雪松松针中的莽草酸含量最高,达31.47 mg/g。通过聚类分析发现,6种松树中的莽草酸可划分为3类。

超声辅助提取银杏叶莽草酸工艺优化

采用超声辅助稀酸提取银杏叶中莽草酸,基于响应面试验设计,考察了料液比、超声温度、超声时间、提取次数对银杏叶中莽草酸提取得率的影响。结果表明:超声辅助稀盐酸提取银杏叶莽草酸的最佳工艺为:料液比1∶200(g/mL),超声温度40℃,超声时间18 min/次,提取次数3次。银杏叶莽草酸得率为2.981 mg/g。影响莽草酸得率的程度由高到低的顺序为:料液比、提取次数、超声温度、超声时间。

洋甘菊中2种咖啡酰基奎宁酸大孔树脂纯化工艺的优化

目的优化洋甘菊中2种咖啡酰基奎宁酸大孔吸附树脂纯化工艺。方法以2种咖啡酰奎宁酸的吸附率和解吸率为评价指标筛选树脂种类。以吸附率和解吸率为评价指标,筛选最优工艺参数,包括上样液浓度、上样量、吸附速率、水冲洗用量、洗脱剂种类和用量等。结果最佳条件为采用AB-8大孔吸附树脂纯化,药液浓度0.20 g/ml,树脂柱径高比1:6,吸附速率2 BV/h,在此条件下,上柱量达7 BV;吸附好的树脂先用1 BV水洗净,流速5 BV/h,再用3 BV 50%乙醇和1 BV 70%乙醇洗脱活性部位,合并洗脱液,浓缩,干燥既得。结论该工艺稳定可靠,可用于大孔吸附树脂纯化洋甘菊中2种咖啡酰基奎宁酸。

草甘膦胁迫对茶树叶片中莽草酸含量的影响

为探明草甘膦胁迫对茶树生长及莽草酸代谢的影响,通过水培试验考察草甘膦对茶苗的表观药害,采用超高效液相色谱-四极杆-静电场轨道阱高分辨质谱对叶片中的非挥发性代谢物进行非靶向分析,并对叶片中的莽草酸和草甘膦进行定量测定。结果表明,高剂量草甘膦(200 mg·L^(-1))处理组茶苗出现药害特征,而低剂量草甘膦(50 mg·L^(-1))处理组和对照组茶苗未出现表观药害。质谱检测和统计学分析表明,发生药害的茶树叶片中莽草酸途径代谢物的含量发生显著变化,其中莽草酸是主要的差异代谢物之一。在试验期内(0~21 d),茶树叶片中莽草酸的积累量与草甘膦的吸收量和作用时间高度正相关,当草甘膦吸收量达到28 mg·kg^(-1)以上时,茶树的莽草酸代谢受到明显抑制,导致叶片中莽草酸大量积累,与对照组相比,发生药害的茶树叶片中莽草酸的含量约高16倍。本研究表明莽草酸是茶树响应草甘膦胁迫的主要代谢物之一。

莽草酸对PEDV感染仔猪生长性能、腹泻指数、血清免疫及抗氧化指标的影响

试验旨在研究莽草酸对感染猪流行性腹泻病毒(PEDV)仔猪的生长性能、腹泻指数、血清免疫及抗氧化指标的影响。将120头感染PEDV的7日龄“杜×长×大”仔猪随机分为6组,每组5个重复,每个重复4头猪。处理1组、2组、3组分别每日给感染PEDV仔猪灌服800、400、200 mg/kg莽草酸,处理4组每日给感染PEDV仔猪灌服400 mg/kg绿原酸,处理5组每日给感染PEDV仔猪灌服2万单位庆大霉素,处理6组为阳性对照组,另选选择20头健康仔猪作为空白对照组。试验期为5 d,之后观察3 d。结果显示,与阳性对照组相比,处理1组、2组、3组仔猪平均日增重(ADG)均显著升高(P<0.05)。处理1组和2组仔猪的PEDV感染治愈率均达到85%,处理5组仔猪的PEDV感染治愈率为65%;处理1组、2组、3组仔猪血清中的免疫球蛋白G(IgG)含量均显著升高(P<0.05);处理1组、2组、3组仔猪血清中的总超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、一氧化氮(NO)、髓过氧化物酶(MPO)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性及总抗氧化能力(T-AOC)显著升高(P<0.05);丙二醛(MDA)、黄嘌呤氧化酶(XOD)水平显著降低(P<0.05)。研究表明,莽草酸能够提高仔猪的生长性能,降低腹泻指数,增强血清免疫力和抗氧化能力,对PEDV感染仔猪具有抗病促生长作用。

高效液相色谱指纹图谱结合一测多评的山楂与野山楂有机酸比较研究

该研究采用高效液相色谱法,利用Agilent ZORBAX SB-Aq色谱柱(4.6 mm×250 mm,5μm),建立了山楂与野山楂中有机酸类成分HPLC指纹图谱,并以D-奎宁酸为内参物,建立了同时D-奎宁酸、L-苹果酸和枸橼酸的一测多评分析方法。对33批山楂样品和10批野山楂样品进行指纹图谱相似度分析、聚类分析、主成分分析和偏最小二乘法-判别分析。结果显示,山楂和野山楂所含有机酸类成分具有明显差别。山楂中3个有机酸类成分总量[(13.02±2.85)%]明显高于野山楂[(7.02±0.62)%];其中,山楂中以枸橼酸含量最高[(8.94±2.00)%],L-苹果酸次之;而野山楂中以D-奎宁酸含量最高[(6.32±1.00)%]。山楂和野山楂中有机酸类成分研究可为山楂的质量评价及品种优选提供参考。

塔拉粉酶解废液HPLC指纹图谱及2个主成分含量测定方法研究

建立了一种同时分析塔拉粉酶解废液中奎宁酸(QA)与没食子酸(GA)的HPLC方法,并进行方法学验证,进一步绘制其HPLC指纹图谱,结合相似度、聚类分析等手段对不同批次塔拉粉酶解废液进行评价。研究结果表明:该方法选择215 nm、流动相乙腈-0.1%三氟乙酸水溶液、乙腈梯度5%~20%、流速1.0 mL/min、柱温30℃作为奎宁酸与没食子酸的色谱分析条件;奎宁酸标准曲线线性范围为1.25~20 g/L、其检测限为0.5 g/L,没食子酸标准曲线线性范围为0.0625~1 g/L、其检测限为5 mg/L;该方法精密度、重复性、稳定性、加样回收试验的RSD均小于5%;奎宁酸与没食子酸平均加样回收率分别为100.87%、99.65%;12批次废液试样指纹图谱分析相似度均大于0.95;可通过聚类分析分为两类,10号和11号样品聚为一类,其余样品聚为一类;计算得到奎宁酸质量浓度为482.3 g/L,没食子酸质量浓度为35.7 g/L。

莽草酸及其复合物对冬枣枝叶生长及果实品质的影响

【目的】为枣树生长发育调控提供新途径。【方法】以冬枣为试材,设置30、60、90 mg/L莽草酸(ShA)处理,及60 mg/L ShA+5 g/L复合肥、5 g/L复合肥、60 mg/L ShA+5 mmol/L水杨酸(SA)、5 mmol/L SA、60 mg/L ShA+50 mg/L生长素(IAA)、50 mg/L IAA等9个处理,分别编号T1~T9,以清水为对照,分别于枣树展叶后和幼果期进行叶面喷施各2次,每次间隔10 d。观测枣树枝叶生长状况,并测定半红期果实的主要品质指标。【结果】与对照相比,T2、T5和T6处理均可以促进枣树叶片和枣吊的生长。其中,T6处理的冬枣叶长、叶宽、叶面积、枣吊长、叶绿素含量及光合速率均显著高于对照,表明莽草酸及其组合处理可显著促进枣树枝叶生长和提高光合速率。各处理的叶片光合速率为8.04~13.28μmol/(m2·s),其中T1、T2、T4、T6、T7、T8和T9处理的叶片光合速率显著高于对照,T5处理显著低于对照,T3处理与对照无显著差异,T6处理促进冬枣叶片叶绿素积累和提高光合速率的效果最为显著。在果实外观品质上,T1处理显著提高了单果质量,T3处理显著提高了果实硬度。在果实内在品质上:与对照相比,T3处理可显著提高果实抗氧化物质维生素C、多酚和黄酮的含量;各处理的果实可溶性固形物含量为23.47%~26.27%,其中T6和T9处理的果实可溶性固形物含量与对照无显著差异,其他处理均显著低于对照;T6处理可显著提高果实的可滴定酸含量。【结论】叶面喷施莽草酸可显著促进枣树的营养生长,并有利于改善枣果实品质。