博落回资源为示范的中药材全产业链研究与综合利用

博落回为新发掘的农用产品之重要中药资源,是异喹啉类生物碱尤其是血根碱重要的来源植物,在欧洲已作为饲用抗生素重要的替代产品来使用(如Sangrovit),本文介绍湖南农业大学"兽用中药资源与中兽药创制"国家农业科研杰出人才研究团队从资源生物学、野生变家种、资源化学、品质评价与代谢分析、综合利用开发等方面进行的博落回全产业链研究。

基于射干鲜药材的产地初加工工艺研究

目的:研究不同干燥方式对射干有效成分含量的影响,确定最佳干燥方式,为建立射干鲜药材的产地初加工工艺提供依据。方法:采用HPLC法测定射干中次野鸢尾黄素的含量,对采收期的射干鲜药材进行晒干、阴干、55℃、85℃、105℃烘干5种干燥方式处理,比较不同干燥方式对指标成分含量的影响,确定射干最佳初加工工艺。结果:晒干、阴干样品中有效成分含量较鲜药材有所下降,晒干样品含量降低了27%,阴干样品含量降低了9%;三种烘干方式对射干中次野鸢尾黄素含量的影响较小,其中以105℃烘干2 h效果为最佳,85℃次之。结论:研究表明105℃烘干2 h为射干最佳干燥方式;不同干燥方式对射干中次野鸢尾黄素的含量有较大影响,为最大程度保留鲜药材有效成分及进一步探讨药材指标成分在不同初加工过程中的降解规律提供参考依据。

植物基因组测序的研究进展

近年来,随着测序技术的不断发展,基因组测序技术渐趋成熟并在动物和植物基因组上获得了越来越多的成功,大量植物的基因组的草图和精细图不断地被公布出来。比较和分析了三代测序技术各自的特点,对测序前的准备、基因组组装、注释和比较基因组学等方面的研究进展进行了详细的评述,阐明了植物基因组研究的特点和难点。通过植物的全基因组测序,研究者不仅可以获得该植物基因组和重要功能基因的序列信息,为从分子水平研究植物的分子进化、基因组成和基因调控等提供了一定的依据,而且还对即将测序的植物基因组研究具有重要的借鉴意义。

基于鲜山银花的产地初加工工艺研究

目的:通过研究山银花鲜药材中绿原酸、灰毡毛忍冬皂苷乙和川续断皂苷乙在不同生长期内的代谢累积规律,结合山银花生物总量,确定山银花最佳采收期,同时基于山银花鲜药材,比较不同产地初加工方法对目标成分的影响,确定其最佳产地初加工工艺。方法:采用HPLC/UV-ELSD法测定绿原酸、灰毡毛忍冬皂苷乙和川续断皂苷乙含量,比较不同花期山银花中三种指标成分的含量变化情况,确定最佳采收期;对最佳采收期的山银花鲜药材进行晒干、阴干、不同温度烘干、杀青烘干、微波干燥等不同干燥方式处理,比较不同干燥方式对三种指标成分含量的影响,确定山银花最佳初加工工艺。结果:山银花生长期内三种指标成分的代谢累积水平都存在着下降的趋势,幼蕾期到金花期,绿原酸从5.7%下降到1.4%左右,两种皂苷总量从6.7%下降到2.0%,结合生物总量考虑,确定山银花最佳采收期在二白期到大白期之间。干燥方式可依所需功效辨正选择,杀青烘干对绿原酸影响最小,高温快速烘干是两种皂苷最适宜的干燥方式。结论:研究表明山银花最佳采收期为大白期到二白期之间;不同干燥方式对山银花鲜药材品质有着显著影响,为最大程度保留鲜药材活性成分及进一步探讨药材指标成分在不同初加工过程中的降解规律提供参考依据。

博落回白绢病的病原鉴定及防治

目的:明确博落回根腐病致病菌病原,提出合理的防治措施。方法:运用致病菌形态学观察、致病菌内转录间隔区(internal transcribed spacer,ITS)序列分析生开展鉴定研究,针对致病菌的生物学特性分析其防治策略。结果:通过形态学和分子生物学鉴定证明病害为齐整小核菌(Sclerotium rolfsii sacc.)导致的白绢病,防治方法需要以生物防治为主,最终实现白绢病安全、有效防控。结论:通过研究证明博落回的病害为白绢病,提出了安全有效地防治策略,能够保证药材的品质,保护生态环境。

博落回遗传转化体系的初步建立

博落回是一种重要且应用广泛的药源植物,市场前景广阔。现以博落回无菌苗叶片为材料,通过优化卡那霉素和头孢霉素两种抗生素的浓度,初步建立了博落回遗传转化体系,同时利用农杆菌介导法将MtDREB1C基因导入博落回,获得卡那霉素抗性植株。随机抽取50株转基因植株进行PCR鉴定,其中3株成功扩增出了目的条带,经初步统计,获得博落回阳性苗的概率是6%。实验结果表明植物基因工程技术可作为博落回遗传改良的新途径,为博落回分子育种奠定基础。

白及资源研究现状及长产业链开发策略

本文对白及资源与生态环境、种苗繁育与栽培技术、化学成分与活性分析、产业综合利用与开发等方面进行讨论,以此促进白及资源的高效开发利用与产业规模化发展。

补骨脂提取物的体外抑菌活性研究

目的:研究补骨脂提取物对9种可能引起细菌性腹泻的病原菌的体外抑菌活性。方法:采用药敏滤纸片法、试管稀释法测定补骨脂提取物(含60%补骨脂酚)对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、鸡白痢沙门氏菌、猪霍乱沙门氏菌、多杀性巴氏杆菌、猪链球菌、单增李斯特菌、副伤寒沙门氏菌、蜡样芽孢杆菌等病原菌的敏感度、最低抑菌浓度(MIC)和最小杀菌浓度(MBC)。结果:体外抑菌试验中补骨脂提取物对蜡样芽孢杆菌、单增李斯特菌、多杀性巴氏杆菌、金黄色葡萄球菌、大肠杆菌有较强的抑菌作用,均为中度敏感,其MIC分别为3.9、25、50、125、250μg/ml,MBC分别为7.8、50、100、125、500μg/ml;对副伤寒沙门氏菌无任何抑制作用;对其他菌株的MIC、MBC均大于1 000μg/ml。结论:含60%补骨脂酚的补骨脂提取物对多种细菌性腹泻病原菌具有体外抑菌活性,补骨脂酚在其中可能发挥了主要作用。

博落回田间主要害虫及天敌调查

目的:调查博落回Macleaya cordata田间主要害虫与天敌种类,为博落回栽培过程中的害虫防治提供理论依据。方法:定时定点系统调查2种不同种植条件下博落回田间节肢动物种类和数量。结果:二年生博落回田间节肢动物种类和数量比较丰富,包括41种节肢动物,其中,14种植食性害虫、10种天敌昆虫和18种蜘蛛。一年生博落回田间节肢动物种类和数量均较少,共18种,包括植食性害虫9种,天敌昆虫3种,蜘蛛6种。两种种植条件下共有的优势害虫为朱砂叶螨Tetranychus cinnabarinus(Boisduval)、桃蚜Myzus persicae(Sulzer)、斜纹夜蛾Spodoptera litura(Fabricius),优势天敌为草间小黑蛛Hylyphantes graminicola、鳞纹肖蛸Tetragnatha squamata Karsch、八斑鞘腹蛛Coleosoma octomaculatum(Boes.et Str)。结论:博落回生长前期(5月前)应重点注意蚜虫的发生和防治,中后期(5至10月)应注意斜纹夜蛾和朱砂叶螨的发生和防治。同时,应加强对优势天敌的保护利用。

不同激素对博落回愈伤组织血根碱代谢累积水平的影响

以博落回叶片为外植体材料,在MS培养基的基础上添加不同的激素进行愈伤组织诱导试验,并采用液相色谱-质谱法检测愈伤组织中的血根碱含量,比较不同愈伤组织中的血根碱代谢累积差异。结果表明:Y-9培养基(添加0.75 mg/L 6-BA和0.5 mg/L NAA)上所生长的愈伤组织中血根碱含量最高,达到0.191 0 mg/mL;添加NAA的Y-9培养基中的愈伤组织血根碱代谢累积水平较高,为XY-1培养基中愈伤组织血根碱含量的18倍以上,也明显高于其他培养基中愈伤组织血根碱的含量;高浓度的2,4-D不利于血根碱的代谢累积。

博落回花药离体培养及植株再生研究

对8份不同产地的博落回花药进行了组织培养，通过对花药来源、4℃冷激时间、35℃热激时间、取蕾时期等因素的研究，建立了有效的博落回花药离体培养胚状体发生和植株再生体系。结果表明：有6个产地的博落回花药试材可以获得胚状体和再生植株；不同产地间出胚率差异显著，其中来自湖南高坊的材料出胚率最高，为11.8％；在4℃下冷激24~96 h有利于诱导出胚状体，冷激48 h的花药最容易产生胚状体；35℃热激处理对提高胚状体诱导率的作用不明显；花药培养的最佳取蕾时期为盛花期。

异喹啉类生物碱生物合成、运输、储藏相关细胞生物学研究进展

生物碱是存在于自然界中一类含氮的杂环小分子天然化合物,约有1.2万多种。其代谢途径往往受到特异酶类的调控,因此通过对某些特征性关键酶的定位可以确定生物碱的合成、转运和储藏相关的特定细胞或亚细胞结构。该文以异喹啉类生物碱血根碱为主,对其生物合成、运输和储藏相关的细胞和亚细胞水平上的研究结果进行概述。异喹啉生物碱生物合成主要发生在皮层、筛管、伴胞和乳汁管等组织细胞中,囊泡、液泡、细胞质基质、微粒体、内质网和叶绿体类囊体等众多细胞器参与生物碱的运输和储存。同时对药用植物中常见的其它几类主要生物碱的相关研究结果进行了讨论。

不同前处理方法对鲜葡萄枝蔓中茋类化合物的影响研究

目的研究不同前处理方法对鲜葡萄Vitis vinifera枝蔓茋类化合物的影响。方法采用HPLC法同时测定葡萄枝蔓中活性成分白藜芦醇和ε-葡萄素,对新剪枝的葡萄枝蔓进行不同方式的干燥处理:阴干、烘干、冷藏;对葡萄枝蔓采取整枝、切片和粉碎3种方式处理,考察干燥过程中葡萄枝蔓中白藜芦醇和ε-葡萄素的动态变化规律。结果新鲜葡萄枝蔓中白藜芦醇和ε-葡萄素的量均较低,采用整枝阴干的前处理方式,白藜芦醇随着阴干时间的延长而发生显著变化,由初始的0.063 mg/g上升至7.175 mg/g,ε-葡萄素也由初始的0.838 mg/g上升至4.225 mg/g;二者均随时间延长达到一定程度后又呈现下降的趋势。而对于采用将葡萄枝蔓进行切片阴干、切片冷藏、粉碎阴干、粉碎冷藏和不同温度快速烘干处理,白藜芦醇和ε-葡萄素变化不明显。结论不同的处理方式能影响到剪枝后葡萄枝蔓中的白藜芦醇和ε-葡萄素量的变化。采取整枝阴干处理,白藜芦醇和ε-葡萄素随时间的延长均呈现先显著升高再下降的变化趋势,白藜芦醇和ε-葡萄素在一定阶段能达到可开发利用的水平。

药用植物博落回形态与发育解剖学研究

博落回(Macleaya cordata)是罂粟科含有异喹啉生物碱的主要药用植物,其生物碱提取物具有多种药理活性。目前对博落回的研究主要集中在生物碱的成分、活性和药理等方面,对与其合成、运输、储藏密切相关的发育解剖结构及生物碱组织化学定位研究还未见报道。该文报道了温室中生长的博落回植株形态特征,并结合徒手切片和改良碘化铋钾沉淀的方法对主要器官(根、茎、叶)的发育结构和生物碱组织化学染色进行了初步分析。结果表明,博落回发育基本遵循一般双子叶植物的规律。根中生物碱出现在中柱鞘外的薄壁细胞和导管周围。茎和叶柄中的生物碱主要出现在维管束周围,偶尔也出现在茎的髓细胞中。总体上,茎中的生物碱积累量少于根。

苯并啡啶类生物碱及其衍生物合成研究进展

苯并啡啶类生物碱是一类广泛分布于罂粟科和芸香科植物中的天然含氮化合物,具有显著的抗肿瘤和广谱抗菌等多种生物活性.基于苯并啡啶类生物碱的生源合成途径的特殊性对天然苯并啡啶类生物碱结构类型进行了分类.综述了自1999年以来天然苯并啡啶类生物碱及其衍生物的合成方法研究进展,对各个合成路线的特点进行了讨论.

葫芦素C在黄瓜植株中的代谢分布及其稳定性研究

目的研究葫芦素C在黄瓜植株不同部位中的代谢分布;探讨不同的前处理方式对黄瓜叶中葫芦素C的影响。方法建立葫芦素C的HPLC-DAD检测方法并测定黄瓜植株不同部位中葫芦素C的量;同时将鲜嫩黄瓜叶分别进行100℃烘干、室温阴干2种不同的处理方式,检测葫芦素C量的变化;利用HPLC-Q-TOF-MS分析100℃烘干、室温阴干2种条件下鲜嫩黄瓜叶中葫芦素C的转化。结果鲜嫩黄瓜叶中葫芦素C的量最高,但随着叶变枯萎,葫芦素C的量降低;黄瓜藤中葫芦素C的量自上而下逐渐降低;黄瓜根、叶柄、雌花以及黄瓜中均未检测到葫芦素C;无论是100℃烘干还是室温阴干鲜嫩黄瓜叶,其葫芦素C的量均明显下降;在阴干的过程中,葫芦素C下降的原因可能是其转化成葫芦素苷,初步鉴定为3-葡萄糖基-葫芦素C。结论葫芦素C在黄瓜植株中不能稳定存在,鲜嫩黄瓜叶是黄瓜植株获取葫芦素C最理想的部位。

GC-MS分析不同产地香荚兰商品荚乙醇提取物化学成分差异及其香草醛的测定

目的分析中国海南与巴布亚新几内亚所产香荚兰商品荚乙醇提取物中化学成分的差异并测定香草醛的量。方法对不同样品处理方法进行比较,采用GC-MS分析法,利用Agilent DB-5MS弹性石英毛细管柱(30 m×0.32 mm,0.25μm),在初始温度为60℃,保持1 min,以10℃/min升至260℃,保持6 min,再以6℃/min升至290℃,保持8 min;载气为氦气的条件下,对比两产地乙醇提取物的差异。结果两产地所产香荚兰商品荚乙醇提取物中分别鉴定出34和32种化合物,其中共有化合物18种。香草醛在香荚兰商品荚中的相对质量分数较高,定量测定结果表明,在质量浓度0.04～1.10 mg/mL内与峰面积呈良好的线性关系(r=0.999 8,n=5);回收率为100.05%,RSD为1.88%。结论本方法能快速、简便、高效地检测出香荚兰商品荚乙醇提取物的化学成分,并且在香草醛的定量测定中具有稳定、可重复的特点。

钩吻看家基因筛选及生物碱合成相关酶基因的表达分析

钩吻是我国的一种传统中草药,具有重要的药用价值,萜类吲哚生物碱为其主要的活性组分。为了研究钩吻不同部位最适看家基因,以钩吻4个不同部位根皮、茎段、叶片和花序为材料,通过实时荧光定量PCR技术(quantitative real-time PCR,qRT-PCR),以及GeNorm、NormFinder、BestKeeper、ΔCT和RefFinder软件对10个候选看家基因(18S、GAPDH、Actin、TUA、TUB、SAND、EF-1α、UBC、UBQ和cdc25)进行表达稳定性评估。结果显示,EF-1α在钩吻的4个部位中均稳定表达,为最适的看家基因。同时,为了研究与生物碱合成相关基因的表达情况,基于“基因组+全长转录组+代谢组”共表达模式筛选出钩吻生物碱合成通路上18个相关基因(AS、AnPRT、PRAI、IGPS、TSA、TSB、TDC、GES、G8H、8-HGO、IS、7-DLS、7-DLGT、7-DLH、LAMT、SLS、STR和SGD),以看家基因EF-1α为参照,利用qRT-PCR技术对这18个候选基因表达情况进行分析,结果发现这些基因的表达量与钩吻素己含量变化呈相关性,推测其可能参与钩吻生物碱钩吻素己的合成。

黄皮树不同部位生长过程中主要生物碱成分的累积研究

目的分析黄皮树不同生长树龄、不同采收季节、不同采收部位中小檗碱和黄柏碱的质量分数变化规律,为增加中药材种植收益提供依据。方法采用高效液相色谱分析方法对小檗碱和黄柏碱进行定量测定。结果黄皮树中小檗碱和黄柏碱的累积高低顺序均为根皮>茎皮>根;2种生物碱的量逐年变化,前3年量变化趋势明显,且第3年的茎皮量接近5%,显示"幼龄黄柏"有开发价值,第3年后2种生物碱量变化趋势减缓;同一树龄10月份采收的黄柏,其黄柏碱和小檗碱较高。结论小檗碱和黄柏碱代谢累积规律的分析和总结,为黄柏药材采收及资源的可持续利用提供了依据。

挤压膨化对蓝莓果渣中可溶性膳食纤维的影响研究

本研究探讨了挤压膨化技术对蓝莓果渣中可溶性膳食纤维(SDF)含量的影响。在单因素实验基础上利用Design Expert 8.0进行Box-Behnken实验设计,设计了4因素3水平的响应面分析实验。结果表明,获得高可溶性膳食纤维含量的最佳挤压工艺参数为:物料含水量30%、喂料速度21 Hz、螺杆转速156 r/min、机筒温度112℃。与挤压膨化前蓝莓果渣样品相比,采用最佳挤压参数处理后的蓝莓果渣,其可溶性膳食纤维含量提高了38.52%,提高了蓝莓果渣的开发利用价值。