目的 克隆三叶崖爬藤Tetrastigma hemsleyanum查耳酮异构酶(chalcone isomerase,CHI)基因,探究 CHI基因对三叶崖爬藤黄酮合成途径的调控作用.方法 分析三叶崖爬藤转录组,获得三叶崖爬藤CHI基因序列,并进行生物信息学分析.采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)测定三叶崖爬藤根、茎、块茎、老叶、幼叶及吲哚-3-乙酸(3-indoleacetic acid,IAA)、茉莉酸甲酯(methyl jasmonate,MeJA)、脱落酸(abscisic acid,ABA)、水杨酸(salicylic acid,SA)和酵母提取物(yeast extract,YE)等诱导条件下CHI基因的表达量,利用分光光度法测定黄酮含量和CHI酶活性变化,并对其进行相关性分析.结果 转录组数据分析结果表明,三叶崖爬藤CHI基因全长为1096bp(GenBank序号:OQ588006),含有1个长为714bp的开放阅读框,编码237个氨基酸.三叶崖爬藤CHI蛋白分子式为C1148Hi819N285O348S5,等电点(PI)为5.28,相对分子质量为25 340,编码的氨基酸全都在膜外,不具跨膜结构,也不存在信号肽.三维空间结构分析表明,三叶崖爬藤CHI蛋白呈明显的倒置三明治状折叠结构,属于Chalcone-3超基因家族.进化树分析结果表明,三叶崖爬藤CHI蛋白序列与葡萄科植物亲缘关系最近.qRT-PCR结果表明,三叶崖爬藤CHI基因在三叶崖爬藤根、茎、块茎、老叶和幼叶等不同组织中均表达.诱导分析结果表明,5种外源诱导物质均提高了三叶崖爬藤黄酮含量,ABA诱导后CHI基因表达水平在72h达到最高,其余诱导处理CHI基因表达量均在96h达到最高,CHI酶活性均在96h达到最高.相关性分析结果表明,三叶崖爬藤黄酮含量与CHI基因表达量不存在显著相关性,与CHI酶活性存在极显著正相关(R2=0.453).结论 成功克隆了三叶崖爬藤CHI基因,该基因在三叶崖爬藤各组织中均表达.IAA、MeJA、ABA、SA和YE均促进CHI基因表达及酶活性的上升,在转录和翻译水平上调控三叶崖爬藤黄酮合成.

本研究采用样线调查法和踏查法相结合的方式对浙江温州洞头国家海洋公园药用植物资源进行调查研究.此次调查涉及14个岛屿共计23条样线,统计到药用植物共99科282属400种.结果表明:禾本科(Poaceae)和菊科(Asteraceae)为该区内的优势科;药用种子植物以热带成分为主;生活型以多年生草本植物为主,共计157种;药性以平性居多,有50科101属122种;入药部位以全草或全株入药为主,有64科160属221种;药效包含20个大类,其中以清热药为主,有55科97属115种;药用植物中有毒植物共计70种,隶属于31科54属;药用植物中有75种植物和77味中药被药典收载;共3种药用植物被列入世界自然保护联盟(IUCN)的受威胁评估等级,分别是全缘贯众(Cyrtomium falcatum)、黄檀(Dalbergia hupeana)和福参(Angelica morii),并有2种药用植物列入濒危动植物种国际贸易公约,分别是葱叶兰(Microtis unifolia)和绶草(Spiranthes sinensis).在药用植物中发现1种国家二级重点保护野生植物:金荞麦(Fagopyrum dibotrys)和3种浙江省重点保护野生植物:龙须藤(Bauhinia championii)、三叶崖爬藤(Tetrastigma hemsleyanum)和柃木(Eurya japonica).本研究旨在为该区域中药材产业的发展提供先导资料,并为海岛药用植物的开发和利用奠定基础.

基于三叶崖爬藤不同部位中60种多元活性成分的差异,对不同部位质量进行综合评价.采用超快速高效液相色谱-三重四极线性离子阱质谱联用技术测定三叶崖爬藤块根、茎、叶中60种活性成分的含量,应用多元统计分析方法比较了不同部位间差异活性成分,并对不同部位进行了质量等级排序.含量测定结果显示,60种活性成分总含量在不同部位中的分布规律为叶＞茎＞块根,分别达到了14 263、11 583、4 603 μg/g;主成分分析显示不同部位样本分类明显,差异较大;偏最小二乘回归分析及方差分析显示,8种活性成分可作为区分不同部位的活性成分标志物;灰色关联度分析结果显示,不同部位等级排序为叶＞茎＞块根,叶的整体质量优于其他两个部位.本实验结果可为三叶崖爬藤不同部位多种活性成分的快速鉴定及质量控制提供方法参考,也为其资源合理开发利用奠定基础.

目的 解析怀玉山产三叶青Tetrastigma hemsleyanum叶绿体基因组信息序列特征和确定其在崖爬藤属的系统位置.方法 用Illumina高通量测序平台NovaSeq6000进行测序获得怀玉山产三叶青叶绿体基因组序列,借助GeSeq、tRNAscan-SE、MISA、VISTA tools、DNADnaSP6.0、JSHYCloud、CodonW1.4.2、Pasteur Galaxy、mafft 7.0、fasttree 2.1.10等生物信息学工具进行序列分析、密码子偏好分析、崖爬藤属基因组比较分析和系统发育研究.结果 怀玉山产三叶青Tetrastigma hemsleyanum叶绿体基因组为共价闭合双链环状分子,长160 165 bp,包含1个大单拷贝区(large single copy region,LSC)、1个反向重复区 a(inverted repeat region a,IRa)、1 个反向重复区 b(inverted repeat region b,IRb)和 1 个小单拷贝区(small single copy region,SSC);怀玉山产三叶青叶绿体基因组注释到光合作用基因、自我复制基因、其他基因和未知功能基因4类共133个基因,包括88个CDS基因、37个tRNA基因和8个rRNA基因;怀玉山产三叶青叶绿体基因组检测到63个SSR位点,其中单碱基重复56个,双碱基重复7个;怀玉山产三叶青叶绿体基因组核苷酸多样性的变化范围为0～0.234 18,基因间隔区trnS-GCU-trnG-UCC、rps16-trnG-UCC以及基因ycf1变异率最高.怀玉山产三叶青叶绿体基因组密码子偏好以A或U结尾,具有较强的偏好性.突变对密码子偏好性的影响较强,而其他因素如自然选择对密码子的偏好性影响较小.怀玉山产三叶青叶绿体基因组有31个高频密码子,16个以U结尾,13个以A结尾,2个以G结尾,其中13个为最优密码子.怀玉山产三叶青与福建产三叶青(MW375708)和广西产三叶青(MW375709)亲缘关系较近,与浙江产三叶青(MT827073)、浙江产三叶青(MW375707)、浙江产三叶青KT033563(NC_029339)、四川产三叶青(MW375710)和浙江产三叶青(MW375711)亲缘关系较远.结论 三叶青之间的亲缘关系与地理位置相关性不大.首次采用生物信息学分析方法对怀玉山产三叶青叶绿体基因组进行了全面、深度解析,结果将为崖爬藤属药用植物的遗传多样性分析以及新品系的遗传育种研究等提供理论依据.

三叶青是我国特有珍贵草药,在南方地区特别是长江流域一直广为传用.传统认为三叶青具清热解毒、活血止痛、祛风化痰功效,现代研究认为其具抗肿瘤、抗病毒、调节免疫等确切药理作用.三叶青始载于清代吴其濬的植物学专著《植物名实图考》,但未明确其植物基原.《中国药典》至今未收录该药.近代学者鲜有对其进行系统考证,因而其植物基原为何物、何时得以明确、资源分布如何等一系列关键问题均未有定论.为此,该文通过查阅相关文献,梳理了三叶青的历史沿革,确定其植物基原,为葡萄科崖爬藤属崖爬藤亚属圆脐组植物三叶崖爬藤Tetrastigma hemsleyanum.文章全面叙述了三叶青同物异名、同名异物的现状,尝试分析了2种可能成因,并概括性归纳出三叶青资源自然分布情况,在我国长江以南所有省份及长江流经的大部分省份均有自然分布,但长江以北各地少见或未见.建议尽快将三叶青纳入相关行政管理范畴,并建议《中国药典》以三叶青名收录,明确葡萄科崖爬藤属三叶崖爬藤为其唯一植物基原.

三叶青(Tetrastigmatis hemsleyani)为葡萄科崖爬藤属植物三叶崖爬藤(Tetrastigma hemsleyanum Diels et Gilg),又名金线吊葫芦、蛇附子、土经丸、石老鼠,其全草均可入药,以地下块根药用效果最好,具有清热解毒、活血散结、消炎止痛、祛风化痰、理气健脾等功效,常用于小儿高热惊厥、痢疾、支气管炎、肺炎、咽喉炎、肝炎、病毒性脑膜炎、毒蛇咬伤、扁桃体炎、蜂窝织炎、跌打损伤等疾病的治疗[1].近年来,伴随其抗肿瘤作用的发现,在抗肿瘤作用效果、作用机制及临床应用等多个方面展开了大量的研究[2].

三叶青属于葡萄科崖爬藤属植物三叶崖爬藤,是我国一种珍稀的药用植物,以块根或者全草入药,具有清热解毒、祛风化痰、活血止痛的功效[1].其抗肿瘤活性的发现促进了三叶青在肿瘤临床治疗上的应用及其相关分子机理研究的开展[2].三叶青在我国长江以南地区分布,其中浙江省和广西壮族自治区是其两个主要产地,且两地的三叶青在性状和药效方面存在一定的差异[3].有关三叶青活性物质在不同提取方法、不同产地的活性物质浸出差异及抗肿瘤活性研究报道相对较少.因此,本研究就不同提取方法对不同产地三叶青乙醇浸提物与黄酮类活性成分含量及抗肺癌细胞A549增殖活性等影响展开研究,以期为三叶青等中药材活性成分提取、制剂工艺及临床应用提供数据支持.

本文主要目的是研究光质对三叶崖爬藤(Tetrastigma hemsleyanum)光合特性[叶绿素含量、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、胞间CO2浓度(Ci)]及总黄酮含量的影响.以二年生已初生块根的三叶崖爬藤扦插苗为处理材料,种植在透明膜(CK-W)、红膜(RF)、黄膜(YF)、绿膜(GF)及蓝膜(BF)覆盖的大棚中.结果 表明:RF处理下其叶绿素a(Chl a)、叶绿素b(Chl b)和叶绿素a+b (Chl a+b)含量最高,BF处理下叶绿素a/b (Chl a/b)极显著高于其他处理;光合-光响应曲线拟合后发现,与CK-W相比,YF、BF和GF处理下三叶崖爬藤Pn、Gs、Tr和Ci均较高,RF处理下最低.全天光合测定表明,三叶崖爬藤具有光合“午休”现象,其中CK-W与BF处理下Pn最高且相近,RF整体处于较低水平;Tr与Ci在日变化过程中大致与Gs呈同步变化趋势.CK-W和YF处理下的叶片中的总黄酮含量极显著高于其他光质处理,RF处理下块根中的总黄酮含量最高且与其他光质处理差异极显著.综上所述,三叶崖爬藤的光合特性和不同部位的总黄酮含量对光质处理的响应都是有所差异的.

就葡萄科崖爬藤属扁担藤及其同属药用植物三叶青、崖爬藤等的化学成分和药理活性进行综述,归纳出该属植物中主要含有黄酮类、酚酸类、油脂、三萜类等化学成分,具有抗肿瘤、抗氧化、增强免疫等作用,为进一步开发该属植物提供了理论依据.

目的 以药用植物三叶崖爬藤为材料,在利用高通量技术测定DNA序列的基础上,对叶绿体基因组进行组装和序列分析,为进一步开展群体遗传学和多样性研究奠定基础.方法 利用HiSeq XTen测定三叶崖爬藤的DNA序列,用NOVOPlasty组装叶绿体基因组,在基因注释的基础上开展序列分析.结果 三叶崖爬藤叶绿体基因组的全长为160 189 bp,GC值37.5％,具1个典型的四分区域结构,包括1个大单拷贝区、1对反向重复区和1个小单拷贝区,序列长度分别为88 184、26 519、18 967 bp.三叶崖爬藤的叶绿体基因组共有133个基因,其中编码蛋白基因、rRNA基因与tRNA基因的数量分别为88、8、37个.位于反向重复区和小单拷贝区的ycf1基因3’端发生缺失,是1个假基因.结论 三叶崖爬藤的叶绿体基因组的组装和序列分析为后续开展群体遗传学和遗传多样性研究奠定了基础.