刺五加鲨烯合酶和鲨烯环氧酶基因单核苷酸多态性及其与总皂苷量的相关性研究

目的 筛选刺五加鲨烯合酶(SS)和鲨烯环氧酶(SE)基因存在的单核苷酸多态性(SNP)位点,分析各SNP位点与刺五加总皂苷量的相关性.方法 采用分光光度法测定刺五加总皂苷的量,并划分为具有显著差异(P＜0.01)的高、低量组;RT-PCR法扩增刺五加SS、SE基因,根据测序结果筛选SNP位点,利用R×C表的x2检验分析相关关系.结果 刺五加SS基因存在6处SNP,其中704 bp位点为错义突变,其他位点为同义突变,各位点均不与刺五加总皂苷量显著相关.SE基因存在9处SNP,其中导致错义突变的164、199、227、232 bp位点及同义突变的279、285 bp位点与刺五加总皂苷量显著相关(P＜0.05),其他位点为同义突变,与刺五加总皂苷量间无显著相关性.结论 刺五加SS和SE基因存在SNP,SE基因164～285 bp位点的AGAACG与刺五加总皂苷高量组显著相关,TAGTTC与低量组显著相关.     

刺五加GPS基因克隆及表达特征与皂苷含量相关性研究

目的克隆刺五加香叶基焦磷酸合成酶(geranyl pyrophosphate synthase,GPS)基因的cDNA序列并分析基因序列特征、不同器官中基因表达水平及其与皂苷含量的相关性。方法提取刺五加的RNA,逆转录为cDNA。根据转录组测序结果中编码GPS的unigene(c37362.graph_c0),设计特异性引物,经过PCR扩增GPS基因的cDNA全长。利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)分析GPS基因在不同器官中的表达水平,并通过分光光度法检测刺五加总皂苷含量。结果克隆得到长1260bp、编码419个氨基酸的刺五加GPS基因cDNA。GPS蛋白定位于线粒体内且不存在跨膜区域。GPS基因在各个器官中均有表达,在叶片中的表达量最高,是根中表达量的5.26倍。GPS基因的相对表达量与皂苷量呈现出同升同降的变化趋势,表现为显著正相关关系(r=0.851,P0.05)。结论首次克隆获得刺五加GPS基因的cDNA全长序列,明确了刺五加GPS基因的表达量与皂苷含量之间存在正相关关系。     

刺五加β-香树酯醇合成酶基因的克隆及其表达与皂苷量的相关性

目的克隆刺五加的β-香树酯醇合成酶(β-amyrin synthase,bAS)基因,并分析其表达对皂苷量的影响。方法利用同源克隆法克隆刺五加的bAS基因。利用Real time PCR技术,分析刺五加bAS基因的表达规律,分光光度法测定总皂苷量。结果克隆到cDNA长度分别为1223、1226 bp的刺五加bAS1、bAS2基因。bAS1和bAS2基因在各时期和器官中均有表达,但表达量差异显著(P0.05)。bAS1基因在萌芽期的表达量最高,之后迅速降低,并基本维持恒定。在整个生长期中bAS2表现出低→高→低的表达特点。bAS1基因在各器官中的表达量基本恒定,bAS2基因在叶片中的表达量最高。茉莉酸甲酯(MeJA)处理后,bAS1基因的表达未发生显著变化,bAS2的表达量显著上升。刺五加的皂苷量与bAS2呈极显著的正相关关系(P0.01),bAS1基因未达显著水平。结论 bAS2可能是催化刺五加三萜皂苷生物合成的关键酶。     

刺五加钙调蛋白基因的克隆及内生真菌对其表达的影响

目的:克隆刺五加的钙调蛋白(calmodulin,CaM)基因,并分析内生真菌对其表达的影响。方法:采用cDNA末端快速扩增(rapid amplification of cDNA ends,RACE)技术克隆刺五加CaM基因的全长cDNA序列。通过RT-PCR法检测可显著提高刺五加皂苷含量的内生真菌菌株P116-1a,P116-1b,P109-4,P312-1对CaM表达的影响。结果:刺五加CaM基因的cDNA全长为856 bp,开放阅读框长450 bp,编码149个氨基酸的蛋白,与人参Panax ginseng和胡萝卜Daucus carota等物种的CaM同源性均高达100%。RT-PCR的结果显示,内生真菌可显著提高刺五加CaM基因的表达量(P<0.05),最大表达量出现在菌株P109-4回接90 d时,达对照的2.96倍。结论:首次克隆并报道了刺五加CaM的cDNA全长序列,并证实内生真菌可显著提高刺五加CaM基因的表达量,为阐明内生真菌提高刺五加三萜皂苷含量的机制奠定了基础。     

刺五加β-香树脂醇合酶基因的挖掘及功能验证＊

目的 刺五加三萜皂苷是我国传统中药刺五加的主要活性成分之一,具有抗炎、抗癌、抗疲劳、抗氧化等多种功效。但由于刺五加自然资源缺乏,难以满足对三萜皂苷的需求,急需寻求可持续资源利用新模式。目前,生物合成已成为植物次生代谢物积累的重要途径,为此,探寻出刺五加三萜皂苷的生物合成途径具有重要意义。方法 本文通过同源搜索和系统发育分析,预测并克隆了刺五加三萜皂苷合成途径中关键基因EsOSC5,并通过农杆菌介导的烟草瞬时表达实验,获得代谢产物;利用GC-MS检测其次生代谢产物并确定EsOSC5基因功能。结果 挖掘并克隆出片段大小为2286 bp的EsOSC5基因;EsOSC5基因转化烟草的瞬时表达实验及GC-MS次生代谢产物检测数据表明,β-香树脂醇为该基因的代谢产物。结论 EsOSC5基因可促进刺五加β-香树脂醇（三萜皂苷前体）的合成积累,该基因为刺五加β-香树脂醇合酶基因。     

刺五加P450基因原核表达体系的建立与表达条件的优化

根据已克隆得到的刺五加P450基因的cDNA序列设计引物,构建刺五加P450基因的原核表达载体pET30a-P450,并对重组菌株BL21/pET30a-P450的原核表达条件进行了筛选优化.实验结果显示,pET30a-P450转化大肠杆菌BL21后可实现P450基因的原核表达,SDS-PAGE分析显示其在53 kDa处有显著诱导条带;表达体系的最佳诱导温度为27～37℃,最佳IPTG浓度为1 mmol·L-1,最佳培养基为LB液体培养基,最佳诱导时间为24h.因此,刺五加P450基因能够通过表达载体BL21/pET30a-P450实现该基因的原核表达,该体系的诱导温度、IPTG浓度、培养基种类以及诱导时间均可影响目的蛋白的表达量,但影响强度不同.     

内生真菌对刺五加皂苷合成关键酶基因表达及 皂苷含量的影响

目的:分析刺五加内生真菌菌株P116-1a,P116-1b,P109-4,P312-1对刺五加中皂苷合成关键酶基因SS(squalenesynthase),SE(squalene epoxidase),bAS(β-amyrin synthase)表达量和皂苷含量的影响。方法:伤口法回接内生真菌。以GAPDH为内参照基因,Real time PCR法检测关键酶基因表达量的变化。分光光度法测定刺五加的总皂苷含量。结果:回接P116-1a和P116-1b 30 d,刺五加SS基因的表达量显著提高(P<0.05),P109-4和P312-1无显著变化,之后出现降低-相等-降低的变化趋势。回接菌株P312-1 30 d,刺五加SE的表达量显著提升(P<0.05),回接菌株P116-1b和P312-1 90 d,SE的表达量分别显著提升至对照的130%,161%(P<0.05)。回接120 d,4个菌株处理的SE表达量均显著高于对照(P<0.05)。各处理bAS的表达量在回接60～120 d时均显著高于对照(P<0.05)。4个菌株均显著提高了刺五加的皂苷含量(P<0.05)。结论:菌株P116-1a,P116-1b,P109-4,P312-1可显著影响刺五加SS,SE,bAS的表达量,进而影响刺五加的皂苷含量,其中bAS为主要靶点基因。     

人参总皂苷对γ射线照射后大鼠肝P450酶调节作用研究

该研究用5.5 Gy的γ射线照射大鼠,用Cocktail探针法结合液质联用、qPCR和Western blot法检测P450各个同工酶的酶活性、mRNA和蛋白表达来评价人参总皂苷对γ射线照射后大鼠肝P450酶调节作用。结果发现,辐射组CYP1A2,2B1,2E1,3A4与空白组相比,表达增加;人参总皂苷组CYP1A2,2B1,2E1,3A4与辐射组相比,表达下降。表明人参总皂苷对辐射诱导大鼠P450酶上调起到反向干预作用。     

北柴胡不同部位柴胡皂苷含量与其关键酶基因表达量的相关性研究

目的筛选适宜北柴胡Bupleurum chinense表达分析的内参基因,并分析不同部位中柴胡皂苷含量与其关键酶基因表达的关系。方法以北柴胡根、茎、叶、果为实验材料,利用实时荧光定量PCR技术,选取Actin、α-tubublin、β-tubulin、Cyclophilin、EF-1α5个常用的内参基因作为候选,以筛选到的最适内参基因为参考分析北柴胡基因ACAT、FPS、HMGR、IPPI、PMD、PMK、SE、SS、β-AS、UGT1、UGT3、UGT6、UGT8、UGT10、P450-7、P450-12的组织表达模式,用HPLC法检测柴胡皂苷a、柴胡皂苷c、柴胡皂苷d的含量,并用SPSS软件进行相关性分析。结果以5个候选基因(EF-1α、Cyclophilin、Actin、β-tubulin、α-tubublin)中稳定性最好的EF-1α为内参基因,测定北柴胡16个关键酶基因表达量,表明ACAT、PMK、IPPI、SS、SE、UGT1、UGT3、UGT6、UGT8均在地上部分(茎、叶、果)表达量最高,HMGR、β-AS、P450-7、P450-12在根中表达量高于地上部分,PMD、FPS、UGT10则组织差异性不明显。以HPLC法检测柴胡皂苷含量在根中远高于地上部分(茎、叶、果)。相关性分析结果显示,16个关键酶基因间上游ACAT、HMGR、PMD、SE等多与下游P450-7、P450-12、UGT3、UGT6、UGT8等表现出了显著正相关(P0.05),表明关键酶基因相互间密切相关,共同调控柴胡皂苷合成。16个关键酶基因与柴胡皂苷含量的相关性分析结果显示:HMGR、P450-7、P450-12与3种皂苷总和呈极显著正相关(P0.01),β-AS与3种皂苷总和呈显著正相关(P0.05),且HMGR、β-AS、P450-7、P450-12与单体皂苷a、c、d含量均呈显著正相关(P0.05),这4个基因对于皂苷合成积累有重要影响。结论柴胡皂苷合成途径中HMGR、β-AS、P450-7、P450-12基因表达与柴胡皂苷合成积累具有一致性,在调控皂苷合成方面有重要作用。     

西洋参不同组织部位中皂苷生物合成相关基因的表达研究

通过皂苷含量与基因表达量之间相关性分析,获得西洋参中不同组织部位皂苷含量与人参皂苷生物合成相关基因表达之间联系。以四年生红果期西洋参的14个组织部位为材料,利用高效液相法和香草醛-硫酸比色法测定西洋参样本中6种单体皂苷（人参皂苷Rg1,Re,Rb1,Rc,Rb2,Rd）,分组皂苷和总皂苷含量;同时,利用实时荧光定量PCR法检测西洋参不同组织部位中7种（SQS,OSC,DS,β-AS,SQE,P450,FPS）人参皂苷生物合成相关基因的表达量。在西洋参中7种人参皂苷生物合成相关酶基因虽然参与人参皂苷合成,但是β-AS和P450基因的表达对单体皂苷,分组皂苷及总皂苷含量影响不显著;FPS,SQS,OSC,DS和SQE这5种基因表达对单体皂苷Re,Rg1,Rb1,Rd,分组皂苷PPD和PPT,单体总皂苷TMS和总皂苷TS含量影响显著或者极显著（P〈0.05或P〈0.01）。西洋参中部分单体皂苷,分组皂苷以及总皂苷的生物合成受着皂苷合成途径多种酶基因相互作用影响,生物合成途径中关键酶基因表达差异决定了西洋参中不同组织部位皂苷含量。因此,该研究通过相关性分析进一步明确了FPS,SQS,OSC,DS和SQE这5种酶基因是控制西洋参中皂苷合成的关键酶,它们通过集群协同表达互作的方式调控西洋参中人参皂苷的生物合成。     

蚤缀属植物中的三萜皂苷化学成分

20世纪70年代以来，国内外对石竹科蚤缀属植物的化学研究表明，三萜皂苷是该属植物中的一类主要化学成分。迄今已从6种蚤缀属植物中分离鉴定出约21个三萜皂苷化合物，其中19个为新化合物。现简述这些新三萜皂苷的名称、结构、植物来源及该属植物中其他化学成分的研究状况，为开发利用蚤缀属植物提供参考。     

多基原兔耳草HPLC指纹图谱对比研究

目的建立现有国家药品标准收载的兔耳草基原全缘兔耳草Lagotis integra(药材名为兔耳草)及短管兔耳草L. brevituba(药材名为洪连)的HPLC指纹图谱方法,并通过所建立的方法对市场上其他3种较为常见的兔耳草(圆穗兔耳草L.ramalana、革叶兔耳草L. alutacea及短穗兔耳草L. brachystachya)进行对比研究。方法全缘兔耳草与短管兔耳草的HPLC指纹图谱相似度低,故分别建立二者HPLC指纹图谱方法;采用Waters X-Bridge C_(18)(250 mm×4.6 mm,5μm);流动相为乙腈-0.2%甲酸水溶液,梯度洗脱;体积流量1.0 mL/min;检测波长328 nm;柱温35℃(全缘兔耳草)及25℃(短管兔耳草)。结果建立的全缘兔耳草HPLC对照指纹图谱指认了14个共有峰,并标定了大车前苷、鞭打绣球苷B、10-O-trans-p-methoxycinnamoyl-catalpol及10-O-[(E)-3,4-dimethoxycinnamoyl]catalpol峰;所建立的短管兔耳草HPLC对照指纹图谱存在13个共有峰,并标定松果菊苷、大车前苷及毛蕊花糖苷峰;建立的全缘兔耳草HPLC对照指纹图谱与所有批次全缘兔耳草及革叶兔耳草的相似度均大于0.9,与其他3种兔耳草相似度低;建立的短管兔耳草HPLC对照指纹图谱与所有批次短管兔耳草及圆穗兔耳草的相似度均大于0.9,与其他3种兔耳草相似度低。结论已建立的方法能有效地对各基原兔耳草进行鉴别,建议革叶兔耳草与全缘兔耳草同时收载于《卫生部药品标准(藏药第一册)》,圆穗兔耳草可作为《中国药典》2015年版一部收载的"洪连"的新基原。     

莛子藨地上部分1个新的环烯醚萜

目的研究莛子藨Triosteum pinnatifidum地上部分的化学成分。方法采用溶剂萃取、薄层色谱以及硅胶、Sephadex LH-20、反相ODS等柱色谱方法进行化合物的分离和纯化,并综合运用1H-NMR、13C-NMR、COSY、HMBC、HSQC、NOESY、MS等波谱手段以及与对照品比对等方法鉴定化合物的结构。结果从莛子藨地上部分乙醇提取物正丁醇萃取部分中分离得到5个环烯醚萜化合物,分别鉴定为triohima C 10-O-β-D-glucopyranoside(1)、獐芽菜苷(2)、马钱子苷酸(3)、马钱子苷(4)、grandifloroside(5)。结论化合物1为新化合物,命名为莛子藨苷。     

基于ISSR标记的麻花艽遗传多样性分析

目的探讨秦艽基原植物之一麻花艽Gentiana straminea的遗传多样性,并构建DNA指纹谱。方法在其自然分布区广泛取样,共涉及西藏、青海、甘肃及四川等地28个居群83份样本,应用ISSR分子标记技术,POPGEN软件分析遗传信息参数,NTSYS软件构建亲缘关系UPGMA聚类图。结果从100条引物中筛出7条多态性好、条带清晰的引物用于ISSR分析。共检测到95个条带,其中多态性条带88个,多态性条带百分率(PPL)为92.63%;麻花艽居群间的期望杂合度(H_e)为0.288 2,多样性信息指数(I_m)为0.437 1,种群间基因分化系数(G_(st))为0.678 3,基因流(N_m)为0.237 1,遗传距离为0.074 3~0.490 0。UPGMA树将麻花艽居群主要分为2大支。结论麻花艽种群遗传多样性水平较高,居群间遗传多样性水平高于居群内;其遗传变异主要存在于居群间;遗传特性与地理分布具有一定相关性。该工作可为麻花艽品种鉴定、物种就地保护、探讨环境等因素对于遗传分化的影响及药材道地性研究提供基础资料。     

ITS和psbA-trnH序列鉴别绿绒蒿属藏药植物

目的 应用核基因ITS和叶绿体psbA-trnH序列对绿绒蒿属Meconopsis Vig. 藏药进行鉴别。方法 采集欧贝3种基原植物罂粟科绿绒蒿属毛瓣绿绒蒿Meconopsis torquata、红花绿绒蒿Meconopsis punicea、全缘叶绿绒蒿Meconopsis integrifolia,才温2种基原植物罂粟科绿绒蒿属总状绿绒蒿Meconopsis racemosa、多刺绿绒蒿Meconopsis horridula,对植物核糖体DNA内转录间隔区、叶绿体psbA-trnH非编码区序列进行测定与分析。结果 ITS序列分析显示,总状绿绒蒿与多刺绿绒蒿序列一致,其余任意两种间具有变异位点;psbA-trnH序列分析显示,任意两种间均有变异位点;两者结合可有效对所有5种植物进行区分鉴定。结论 ITS和psbA-trnH序列相结合可用于绿绒蒿属藏药欧贝和才温的分子鉴定。     

抗疲劳中药刺五加中1个新倍半萜

目的研究中药刺五加Acanthopanax senticosus的抗疲劳活性成分。方法采用硅胶、Sephadex LH-20、MCI gel CHP-20P、ODS等多种色谱技术分离纯化,通过质谱及核磁共振等数据对化合物进行结构鉴定;并采用ABTS法研究其体外清除自由基活性。结果从刺五加甲醇提取物中分离得到1个倍半萜类化合物7α(H)-桉烷-4α,5β,11,12-四醇-3-酮(1),该化合物自由基清除的半数清除浓度为(43.1±1.2)μg/m L。结论化合物1为1个新的eudesmane型倍半萜,命名为刺五加醇A;也是首次从五加科植物中分离得到此类化合物。     

鸢尾糖基转移酶编码基因ItUGT349和ItUGT419克隆及特性研究

目的 克隆获得鸢尾Iris tectorum糖基转移酶基因ItUGT349和ItUGT419,并对其进行生物信息学分析、基因差异表达检测和蛋白原核表达等特性分析。方法 以鸢尾转录组中筛选到的ItUGTs基因全长开放阅读框(open reading frame,ORF)设计特异性引物,进行PCR扩增,经测序后获得基因序列并进行生物信息学分析;通过荧光定量PCR(real-time PCR,qRT-PCR)进行基因差异表达检测;最后构建pET-32a(+)原核表达载体在大肠杆菌中表达蛋白。结果 PCR扩增ItUGT349和ItUGT419的ORF长度分别为1461、1488 bp,编码蛋白相对分子质量大小分别为53 830、54 910。荧光定量PCR显示,ItUGT349的表达量在叶片中最高,而ItUGT419在花器官中表达最高。进化树表明,ItUGT419与三萜类糖基转移酶聚类在一起,ItUGT349与三萜、黄酮和木质素等多种类型的糖基转移酶聚类到一支。ItUGT349和ItUGT419在大肠杆菌中均成功的表达出可溶性蛋白。结论 通过ItUGT349和ItUGT419基因全长ORF克隆,并对其进行序列分析,基因差异表达检测及原核表达等研究,为后续进一步鉴定其催化功能奠定基础。     

刺五加转录组和差异性表达分析

目的获得刺五加Eleutherococcus senticosus转录组数据库和差异表达基因。方法采用皂苷高含量组和低含量组2个样本作为受试材料,采用二代测序方法中的Illumina Hi Seq 4000进行转录组测序,并进行系统的生物信息学分析。结果共获得8.34 Gb数据,拼接得到77 087条Unigenes,与5个基因数据库进行比对,可归类于55个Geneontology(GO)分类中,涉及到116个KEGG标准代谢通路。通过差异性分析发现,差异性表达基因共530条,其中上调基因占42.08%,下调基因占57.92%,相差较大。进行GO和Pathway富集,得到408个GO注释和40个代谢通路。结论对刺五加转录组进行拼接、组装和功能注释,得到大量转录本信息,为刺五加分子生物学研究提供了宝贵的基因组数据库资源。     

紫花前胡的化学成分研究

目的 对紫花前胡Peucedanum decursivum的化学成分进行研究.方法 采用95％乙醇提取,经多种色谱方法分离纯化,利用质谱、核磁共振等现代波谱技术鉴定结构.结果 从紫花前胡95％乙醇提取物的醋酸乙酯萃取物中分离得到12个化合物,分别鉴定为异佛手柑内酯(1)、佛手柑内酯(2)、茴芹内酯(3)、异茴芹内酯(4)、二氢欧山芹醇乙酯(5)、6-牛防风素(6)、前胡香豆素E(7)、花椒毒素(8)、甲氧基欧芹酚(9)、阿魏酸(10)、β-谷甾醇(11)、补骨脂素(12).结论 化合物1、4、5为首次从前胡属植物中分离得到,化合物2、3、6～10、12为首次从该植物中分离得到.     

苦皮藤组织培养与植株再生

目的 研究药用植物苦皮藤组织培养技术，为工厂化育苗及工业化获取苦皮藤次生代谢产物提供行之有效的途径。方法以苦皮藤子叶和胚轴为外植体，采用MS培养基，附加不同的植物激素进行实验。结果MS 2，4-D2mg／L培养基适合愈伤组织诱导；MS 6-BA2mg／L NAA0．2mg／L培养基适合芽的分化,MS 6-BA1mg／L NAA0．2mg／L培养基适合芽的增殖；将芽转至MS MET0．7mg／L IBA0．5mg／L培养基暗培养10d后，转入1／2MS培养基光下培养形成根;试管苗移栽成活率为85％。结论通过诱导愈伤组织途径可以达到快速繁殖的目的;较高浓度的2，4-D对苦皮藤愈伤组织的诱导有利；6-BA对愈伤组织的生长有明显促进作用;多效唑、暗培养对根的分化是必需的。