[目的]蒙古黄芪是黄芪药材的重要基原植物,其主要种植地内蒙古、山西、甘肃等地均属于干旱、半干旱地区,不定期间歇式降雨造成了植物干旱复水循环.研究蒙古黄芪在干旱及复水过程中代谢产物的变化特征对于了解其响应自然间歇降雨的干旱胁迫机制非常关键.[方法]试验以1年生蒙古黄芪种苗为材料,进行反复干旱胁迫及复水处理后,测定盆栽土壤养分及其根长、根粗,用基于NMR的代谢组学技术分析蒙古黄芪的初生差异代谢物,并进行差异代谢物筛选及代谢通路分析;用亚硝酸钠-硝酸铝-氢氧化钠法、香草醛-冰醋酸比色法和苯酚-硫酸比色法测定反复干旱胁迫处理下蒙古黄芪根中总黄酮、总皂苷及多糖物质含量.[结果](1)蒙古黄芪在干旱胁迫时会呈现根粗减小,根长和须根密度增加的趋势.(2)干旱及复水处理下,代谢组共检测到42种代谢产物,主要是氨基酸及其衍生物、有机酸、胺类及氨类化合物和糖类等;代谢通路分析表明,植株在反复干旱胁迫过程中主要影响体内的氨基酸代谢途径,通过增加天冬氨酸、丙氨酸、谷氨酸、脯氨酸及精氨酸的含量,降低天冬酰胺、色氨酸和4-氨基丁酸的含量来增强自身抗旱性,具体表现为丙氨酸、谷氨酸、脯氨酸等代谢物增加1～3倍,色氨酸和4-氨基丁酸等代谢物下降1～2倍.(3)在第1轮干旱胁迫下蒙古黄芪总皂苷积累,而第2轮干旱胁迫后黄芪皂苷、总黄酮类、多糖3种活性物质的生成量减少,均呈下降趋势.[结论]氨基酸及其衍生物类与蒙古黄芪响应水分胁迫的机制密切相关,同时植株也会调节自身的次生代谢产物以响应环境变化.

目的 分析大果沙棘Hippophae rhamnoides vat.sp L.与中华沙棘H.rhamnoides初生/次生代谢物的差异,并对其生物合成途径变化进行分析.方法 采用超高效液相色谱-四级杆-飞行时间质谱(UPLC-Q-TOF-MS/MS)法对2个种属的沙棘进行初生及次生代谢产物表征,基于二水平析因-星点设计法(plackett burman-central composite design,PB-CCD)设计对沙棘UPLC-DAD指纹图谱进行研究,优化液相方法,指认共有峰;以偏最小二乘-判别分析(partial least squares discriminant analysis,PLS-DA)、聚类分析及京都基因与基因组百科全书(Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)通路富集分析对大果沙棘、中华沙棘进行差异初生代谢物筛选及相关代谢通路富集;进一步采用质谱多反应检测(multiple reaction monitoring,MRM)对筛选得到具有差异的初生代谢物和次生代谢物进行定量分析;最后,对2个品种沙棘的差异性成分进行分析并对其进行生物合成途径的关联和阐释.结果 基于成分表征和PLS-DA初步鉴定出中华、大果沙棘含量差异较大的成分有11个,其中包括2个氨基酸类初生代谢物和9个黄酮类次生代谢物.结论 建立的方法能鉴定出中华沙棘、大果沙棘中的差异性成分.分析结果显示,总黄酮在中华沙棘中含量较高,说明中华沙棘在药用功效上可能强于大果沙棘;其次异鼠李素在大果沙棘中含量较高,说明其对临床的质控和应用可能不太适用.

丽豆(Calophaca sinica)是我国华北地区特有的一种珍稀野生植物.为探明丽豆的营养价值,该文以大豆(Glycine max)为参照组,利用液相色谱-质谱联用(LC-MS)技术对其种子进行了比较代谢组学研究.结果表明:(1)丽豆和大豆中共检测到1 857种代谢产物,二者成分相同且含量相似的代谢物有 1 698 种(>90%),差异代谢物有 159 种(<10%).(2)在差异代谢物中,成分差异的有 9 种,其中有 5 种为丽豆特有,剩余150 种均为含量差异,其中48 种(约30%)在丽豆中的含量高于大豆.(3)KEGG注释到8 条差异代谢物显著富集(P<0.1)的通路,主要包括初生代谢物的各类氨基酸生物合成途径和次生代谢物的罗汉松脂素、花生四烯酸以及二萜类等生物合成途径.(4)丽豆比大豆含量低的化学组分主要是初生代谢产物,比大豆含量高的化学组分主要是次生代谢物,而这些次生代谢物在调节血糖、骨坏损修复、增强免疫以及消炎抗癌等生理过程中有着积极的作用.综上所述,该研究认为丽豆与大豆具有相近的营养价值,并且对改善人类亚健康状况有积极的影响;此外,该文使我们对丽豆的营养价值和代谢组成分都有了较为全面的了解,同时也为我们对丽豆资源的深度开发和高效利用提供了必要的数据基础.

目的 考察生物诱导子酵母提取物(YE)和非生物诱导子银离子(Ag+)复合诱导子对不同处理时间丹参毛状根生长量和初次生代谢产物积累的综合性影响.方法 在继代培养21d的丹参毛状根中添加YE+Ag+复合诱导子,分别测定诱导后0、2、4、6、8、10 d后丹参毛状根的生长量,采用紫外分光光度法和超高效液相色谱法测定丹参毛状根体内初次生代谢产物的含量.结果 在实验浓度条件下,与空白对照组相比,YE+Ag+对毛状根生长有明显的抑制作用,且抑制了初生代谢产物总糖和总蛋白的积累.YE+Ag+明显促进了毛状根中次生代谢产物总酚酸类和总丹参酮类的积累,其中咖啡酸、迷迭香酸、丹酚酸B、二氢丹参酮I、丹参酮ⅡA和隐丹参酮含量分别为空白对照组的2.22、7.47、2.39、32.15、7.65和52.89倍.结论 YE+Ag+协同作用抑制丹参毛状根的生长,同时对不同成分的积累具有不同的影响,抑制初生代谢产物的积累,促进次生代谢产物的积累.

芥子油苷是一类含氮、硫的植物次生代谢物质,它与其水解酶黑芥子酶共同组成了十字花目植物特有的防御系统.黑芥子酶和芥子油苷分别储藏在植物的不同细胞或同一细胞的不同区域.当植物受到机械损伤或病虫侵袭时,底物和酶接触,芥子油苷被降解成多种具有生物活性的物质.这些降解产物可对昆虫及病原菌表现出较强的毒害作用,也有可能作为信号分子启动植物其它防御机制,如气孔的关闭、细胞程序性死亡及细胞壁胼胝质累积等.本文对近年来黑芥子酶防御系统的最新研究成果进行了综述,介绍了芥子油苷和黑芥子酶的合成及分布、芥子油苷降解产物的多样性、芥子油苷-黑芥子酶系统对昆虫和病原菌的防御作用和防御机制及芥子油苷的代谢与初生代谢的关系,并对目前该领域研究中存在的问题和研究趋势进行了讨论.

目的:探讨环境因子与南方红豆杉初生代谢产物的相关性,为进一步研究南方红豆杉生物学特性及开发利用提供实验依据.方法:运用SPSS 19.0统计软件进行相关性分析和通径分析,探究温度、日照时数、降水量与初生代谢产物含量的相关性.结果:各环境因子直接贡献绝对值最大的为月均温度,且月均温度通过月累积光照时数对南方红豆与南方红豆杉相对生物量和总多糖含量的相关程度和杉相对生物量和总多糖含量的影响最大,说明月均温度通过月累积光照时数对南方红豆杉初生代谢产物含量的影响最大.结论:温度与光照时数两者之间关系较为密切,且温度变化对南方红豆杉初生代谢产物含量的累积影响最为明显.该研究对南方红豆杉采收、加工、利用及揭示南方红豆杉生物学特性具有一定指导意义.

该文通过对忍冬叶初生及次生代谢过程进行研究,探讨不同发育阶段忍冬叶代谢规律.在每月下旬采收金银花上部5～8片完全展开叶,采用HPLC测定相关代谢指标.结果表明,忍冬叶含水量在3月份最高,达到78.59％,12月份最低,为60.83％;总糖量在冬季最高,1月份达到最高275.8 mg·g-1,其他时间明显降低;忍冬叶中的绿原酸、新绿原酸、木犀草苷和咖啡酸的含量变化基本一致,四者的含量均在3月达到最高,分别为42.79,2.01,7.13,0.16 mg·g-1.忍冬叶的初生代谢产物和次生代谢产物含量在3-5月达到较高水平,与有效成分含量相关的因素主要有钾、镁、磷、门冬氨酸、苏氨酸、脯氨酸、缬氨酸、胱氨酸、异亮氨酸和苯丙氨酸.

目的:探讨不同光照条件对南方红豆杉初生代谢产物含量的影响规律,为其进一步探讨南方红豆杉生物学特性及开发利用提供实验依据.方法:通过LI-6400便携式光合作用仪采集不同光照强度(自然光照、一层遮荫、二层遮荫和三层遮荫)下南方红豆杉光合作用参数及气体交换参数,绘制光响应曲线,分析不同光照强度对南方红豆杉光合作用及初生代谢产物的影响.结果:自然光照条件时,有助于南方红豆杉进行更充分地光合作用,提高其初生代谢产物的含量,但适度的遮荫又有助于提高南方红豆杉的水分利用率,有利于其生长,两者之间并不完全平行.结论:光照强度对南方红豆杉的光合作用、初生代谢产物含量有明显的影响.

以2.5年生杜鹃红山茶扦插苗为试验材料,研究了遮光率分别为0(CK)、30％、50％、80％条件下其叶片生长状况、光合色素含量、初生代谢产物以及叶片相对电导率的变化,以揭示杜鹃红山茶叶片生长发育与光照强度的关系.结果表明:(1)遮阴显著促进杜鹃红山茶幼苗叶片的生长,其叶片数量、总叶面积、平均叶面积、比叶面积、叶片含水量等指标均在50％～80％遮光条件下处于最高水平.(2)遮阴条件下的幼苗叶片总叶绿素、叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素含量和SPAD值均比CK上升,且均在80％遮光条件下处于最高水平.(3)随遮阴强度的增加,叶片可溶性糖和可溶性蛋白含量均表现出先降低后上升的趋势,且均在50％遮光条件下处于最低水平;叶片淀粉含量表现出先上升后降低的趋势,并在50％遮光条件下处于最高水平.(4)遮阴显著降低叶片相对电导率,且随遮阴强度的增加表现出先下降后上升的趋势,并在50％遮光条件下处于最低水平.研究认为,杜鹃红山茶幼苗对低光照环境有较强的适应性,适度的遮阴(遮光率50％)有助于杜鹃红山茶幼苗叶片的生长发育.

瘤胃是反刍动物营养物质消化吸收和代谢的重要器官,其发育状态直接影响反刍动物生产性能和健康.初生犊牛和羔羊,瘤胃功能尚未发育完全,不能够充分消化和吸收固体饲料.因此,在幼龄时期,通过营养调控手段促进反刍动物的瘤胃发育对维持动物健康及提高生产性能具有重要意义.丁酸是瘤胃微生物降解植物性饲料的主要产物,也是瘤胃上皮及宿主的重要能量来源.丁酸调控幼龄反刍动物瘤胃上皮发育是一个历久弥新的话题.主要介绍了幼龄反刍动物瘤胃上皮形态及功能的发育以及丁酸调控幼龄反刍动物瘤胃上皮发育的研究进展.