花青素降解机制与稳态化研究进展

花青素(anthocyanin,ACN)作为天然食用色素,主要存在于水果蔬菜中无毒无害,随着人们健康意识的增强,天然食用色素逐渐取代人工合成色素并广泛应用于食品、医药等领域。大量研究表明,由于ACN化学结构的特殊性,容易在添加剂(抗坏血酸)、不同的pH、热处理、金属离子、酶、氧气、温度、光照等条件下发生降解,本文总结了影响ACN不稳定因素和提高其稳定性方法的优缺点,以及近年来在前人研究的基础上更新的一些ACN稳态化方法,以期为ACN更好地应用于食品和医药领域提供参考。

辣椒分子育种研究进展

辣椒是一种十分重要的蔬菜作物,其栽培面积在我国蔬菜作物中位居第一.辣椒常规育种近年来取得了很大的成就,随着资源的不断利用,新品种选育越来越需要借助分子育种手段来提高育种效率,创造常规方法难以获得的新种质.辣椒分子育种已经取得了重要进展.本文主要对辣椒分子标记、辣椒素类物质和红色素生物合成、雄性不育、抗病、抗逆等分子机理、生物技术改良等取得的进展作一综述,并指出存在的问题和作出展望.

水稻qGL3.4调控籽粒大小与株型

籽粒大小与株型对水稻产量具有重要影响,因此其相关基因克隆与功能研究对培育高产水稻具有重大的意义。本研究从以短舌野生稻为供体、华粳籼74 (HJX74)为受体的染色体单片段代换系(SSSLs)中鉴定到一个新的调控籽粒大小与株型的QTL位点qGL3.4。与对照HJX74相比,近等基因系NIL-qGL3.4的粒长、粒宽、千粒重、穗长、穗粒数、一次枝梗数、单株产量与株高显著增加,而NIL-qGL3.4的分蘖数和二级枝梗数与HJX74对应值无显著差异。通过图位克隆,将qGL3.4定位在第3号染色体239.18 kb区间内。细胞学分析表明,NIL-qGL3.4通过调节颖壳细胞的生长进而调控籽粒的大小。分子机理研究表明,qGL3.4可能通过调控籽粒大小相关基因EXPANSINs、GS3、GL3.1、PGL1、GL7、OsSPL13和GS5的表达进而调控籽粒大小。本研究可能为高产与理想株型的水稻培育提供新的靶标位点。

陈皮基源考证及药材种植史简述

陈皮是著名传统中药,药材为芸香科植物橘Citrus reticulata Blanco及其栽培品种的干燥成熟果皮。通过查阅历代本草典籍,并结合近现代相关研究成果对陈皮的基源进行考证,包括基源植物、原产地及种植历史、有效成分及药效分析、分子水平的亲缘关系研究等。陈皮以广东省所产的“广陈皮”为佳,广陈皮又以广东新会地区产的“新会陈皮(茶枝柑C.reticulata cv.Chachiensis)”作为中国传统道地药材,质量尤佳,是国家地理标志产品。橘皮陈用始于梁代,盛于明清,传至现代;明朝明确提出“陈皮广中为胜”,强调广陈皮的道地性。陈皮品类丰富,其总黄酮含量差异较大;除橙皮苷外,芸香科植物所特有的多甲氧基黄酮类化合物、挥发油类,能够较好地区分不同来源的陈皮,建议加入下一版的《中国药典》,作为质量控制指标之一。南丰蜜桔、年橘、椪柑、芦柑等栽培品种的黄酮类化合物、多糖成分含量与茶枝柑差异较小,可作为陈皮应用的有效种植资源。我国丰富的野生柑橘资源具有强的抗性和对生境的适应能力,是新品种选育的重要基础,应加强针对性保护和开发利用研究。该考证结果可为广陈皮、陈皮的进一步开发利用提供依据。

南药广陈皮(茶枝柑)种植技术规范

广陈皮茶枝柑Citrus reticulata cv.Chachiensis为我国重要的道地药材,主产于广东省江门市新会区,开展规范化种植可为该药材的可持续发展提供技术支撑。文中根据2006~2023年新会区不同生态区域种植茶枝柑的技术措施,结合广东省南药(广陈皮)产业技术体系创新团队2019~2023年的实地调查,从种植品种、产地环境、种苗生产、大田种植、病虫害防治、果实采摘等方面进行总结,制定其规范化种植技术标准。

苦瓜青钱柳复合茶对秀丽线虫的抗氧化作用

苦瓜青钱柳复合茶(后文简称复合茶)不仅可以抑制活性氧和老年斑的积累,改善神经保护作用,还可以减轻脂肪的积累。进一步利用秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)模型研究其抗氧化应激活性,为进一步推广和应用提供了理论依据。首先,复合茶可以为暴露于H 2O 2和百草枯引起的氧化应激的线虫提供很好的保护作用,尤其对氧化应激敏感的突变体TK22。进一步探索其抗氧化特性,发现线虫的抗氧化防御体系显著被复合茶激活。此外,复合茶处理显著提升了线虫抗氧化酶基因(sod-3、sod-5、ctl-1和ctl-2)和抗逆基因(hsp-16.1和hsp-16.2)的表达。最后,复合茶不会损害线虫的繁殖和发育,甚至缓解了移动力的衰退。该研究为复合茶作为膳食佐剂在氧化应激管理中提供了理论依据,并通过寻求新的创新应用为青钱柳及苦瓜增加了价值。

多组学助力紫杉醇合成生物学研究

紫杉醇是高效的天然抗癌产物,广泛用于多种癌症的临床治疗。目前紫杉醇的生产主要是从红豆杉属(Taxus)植物中提取天然前体(如巴卡亭Ⅲ)然后再化学合成。受制于红豆杉植物资源,导致制药成本高。合成生物学的兴起为紫杉醇原料药的获取提供了新途径,但紫杉醇合成生物学的研究还有待推进。近年来,多组学被逐步应用到紫杉醇的合成生物学研究中。本文综述了多组学助力紫杉醇合成通路基因、调控基因和异源合成研究的最新进展,为紫杉醇的合成生物学研究提供了新的见解。

基于功能性油脂的川陈皮素纳米乳液制备及消化特性研究

该研究采用高能量法成功制备了基于功能性油脂(紫苏籽油、火麻仁油和山茶油)的川陈皮素纳米乳液,并通过体外模拟消化实验,系统对比了其在口腔、胃、小肠不同消化阶段的粒径分布、电位变化等关键参数,进而分析了其消化特性,研究了不同功能性油脂的消化规律以及对川陈皮素生物可及性的影响。结果表明,3种纳米乳液在消化过程中具有相似的粒径分布和电位变化,但消化程度具有显著差异,其中消化程度最大的是山茶油[(93.7±1.4)%],其次为火麻仁油[(83.0±1.8)%],最小的为紫苏籽油[(76.4±0.9)%]。同时,山茶油纳米乳液递送的川陈皮素生物可及性为(66.4±2.9)%,紫苏籽油纳米乳液为(48.0±1.5)%,火麻仁油纳米乳液为(46.0±1.0)%,表明富含单不饱和脂肪酸的山茶油纳米乳液最能提高川陈皮素的生物可及性。该研究为通过提高川陈皮素的生物可及性促进其产业化应用提供了一种新的途径。

膨腹海马温度耐受性及不同温度对其生长的影响

为探讨膨腹海马(Hippocampus abdominalis)的温度耐受力,设置初始水温为16℃、以1℃/d的速度升温或降温实验分别胁迫三种不同规格的膨腹海马,进行不同温度梯度下的生长比较。结果表明:小规格、中规格、大规格膨腹海马的半致死高温分别为26.2℃、26.7℃、28.2℃,半致死低温分别为4.9℃、3.9℃、3.1℃;极限最高温分别为26.9℃、27.2℃、28.7℃,极限最低温为3.2℃、2.8℃、2.0℃;耐温幅度分别为23.7℃、24.4℃、26.7℃。设置10℃、13℃、16℃、19℃、22℃共5个温度梯度,对膨腹海马进行为期84 d的生长实验,结果显示:16℃组的存活率和特定生长率分别为72.22%和1.84%,显著高于10℃组、13℃组和22℃组;19℃组的特定生长率与16℃组无显著性差异,而存活率仅为63.33%,综合存活率与特定生长率2项指标,得出膨腹海马的最适养殖温度为16℃。

植物合成生物学研究进展

合成生物学是汇聚了工程学和生物学的新兴交叉学科,近年来逐步在植物研究领域中显现其重要作用。利用合成生物学技术不仅可以对作物的产量及营养品质性状进行精准的改良和优化,还有望将植物改造成高价值的植物天然产物生产工厂满足人们更多的需求。本文从DNA合成与组装、植物基因编辑技术、核和质体遗传转化体系以及染色体工程等方面介绍了在植物中广泛应用的合成生物学技术。阐述了利用合成生物学开展多样化生物传感器设计、作物产量优化、营养品质强化、植物天然产物与蛋白高效合成等方面的最新研究进展。最后讨论了目前植物合成生物学所面临的问题以及今后的发展趋势。相信经过新一轮的快速发展,植物合成生物学将在未来农作物育种中发挥越来越重要的作用。

亚洲玉米螟几丁质酶的双靶向天然产物抑制剂及其抑制机理

多个几丁质酶可协同催化昆虫表皮几丁质的水解,在昆虫蜕皮发育过程中发挥不可或缺的作用,是潜在的绿色杀虫剂作用分子靶标。本文通过对1680种天然产物进行高通量筛选,获得了3个靶向亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis来源的几丁质酶OfChtI和OfChi-h的双靶标抑制剂:漆树酸、邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)和紫菀酮。它们对OfChtI的抑制常数(K_(i))分别为0.57、0.53和3.95μmol/L;对OfChi-h的抑制常数分别为0.48、1.42和27.33μmol/L。分子对接结果表明,三者均通过疏水堆积作用结合在靶标酶的底物结合位点上。此外,漆树酸的1位羧基氧原子作为氢键受体,与OfChtI的Arg274和OfChi-h的Arg439侧链胍基氢原子形成氢键。DEHP的羰基和烷氧基氧原子作为氢键受体,与OfChtI的Arg274侧链胍基氢原子形成氢键;DEHP的烷氧基氧原子作为氢键受体,与OfChi-h的Arg439侧链胍基氢原子形成氢键。杀虫活性测定结果表明,在2 mmol/L浓度下,漆树酸和DEHP对亚洲玉米螟幼虫的致死率为33.3%,紫菀酮没有表现出明显的杀虫活性。该研究对于同时靶向多个几丁质酶的新型绿色农药的创制具有参考意义。

辣椒红色素及其生物合成的分子机理研究进展

辣椒红色素包括辣椒红素和辣椒玉红素,是类胡萝卜素生物合成途径的后期产物,是红色辣椒成熟果实品质的重要组成部分,并具有广泛的应用价值。近年来辣椒红色素及其生物合成的分子生物学机理研究取得了重要进展。本文中较系统地介绍了辣椒红色素的作用、影响因素、分子标记、基因定位、基因表达、生物合成路径、结构基因的功能鉴定、生物合成和降解、储存调控、利用基因工程技术进行生物生产等方面的研究进展。