目的 为了探讨不同省份基地栽培的铁皮石斛(Dendrobium officinale Kimura et Migo)是否存在分子水平的遗传差异,为种质筛选和栽培选育提供参考.方法 通过采集 5 个省份的 30 份人工栽培铁皮石斛样品,并利用ITS及叶绿体条形码标记对其进行种水平遗传分析.结果 在种水平上,部分叶绿体条形码在不同产地的铁皮石斛上可以检测到变异,而ITS片段的种内变异少.其中trnH-psbA长度为790 bp(1 indel,2 SNP),pbsI-pbsK为473 bp(3 indel,1 SNP),trnF-ndhJ为682 bp(1 SNP);而ITS为551 bp(2 SNP).在叶绿体的NETWORK图和NJ树上可以看出,贵州的铁皮石斛样品具有特有的单倍型,而部分贵州安龙铁皮石斛样品的遗传距离与金钗石斛最接近;ITS分析的结果显示浙江的铁皮石斛样品与金钗石斛遗传距离更近.结论 贵州的铁皮石斛样品具有更高的遗传多样性,提示其可能具有多个种质来源;而贵州和浙江的铁皮石斛样品与金钗石斛的遗传距离更近,说明其在种源上可能属于进化过程中较早的一支,其他样本更有可能是由其发展而来.研究结果表明,虽然目前不能依靠种内的遗传变异对各地区的铁皮石斛进行产地区分,但可用于揭示不同地区铁皮石斛在种质来源上的遗传差异性,为铁皮石斛的栽培选育提供一定的科学依据.

中药石斛基原复杂,其主流品种有霍山石斛Dendrobium huoshanense C.Z.Tang et S.J.Cheng、铁皮石斛D.officinale Kimura et Migo、金钗石斛D.nobile Lindl.,《中华人民共和国药典》(以下简称《中国药典》)2005 年版石斛项下增加了"及其近似种"的描述,难以确定具体物种,有必要对其进一步正本清源.对石斛属的起源进行本草考证,对霍山石斛、铁皮石斛、金钗石斛的本草起源进行梳理,为不同石斛属药材的应用提供参考.霍山石斛是最早作为中药石斛应用的品种,高效液相色谱法特征图谱等方法为《中国药典》2020 年版收录霍山石斛提供了技术支撑;铁皮石斛应为石斛药材中应用时间最久、范围最广的品种,其主要为浙江、云南、贵州,以及广东、广西、福建、江西等地丹霞地貌上生长的种群,应高度重视并对其进行保护;D.nobile在历代文献中的中文名称混乱,应明确将其作为金钗石斛的拉丁学名.枫斗是我国名贵中药和传统保健品,起源于霍山石斛.古代名医对霍山石斛、铁皮石斛、金钗石斛、川石斛的用法各有特色,建议厘清品种来源、功效,加强现代研究,在修订《中国药典》时将其各自单列,充分发挥中药石斛的临床价值.

[目的]bHLH转录因子广泛存在于植物中,是调控植物生长发育和响应逆境胁迫的重要转录因子家族之一.从金钗石斛全基因组中鉴定DnbHLHs转录因子家族,分析其表达特点,为后续深入研究DnbHLHs转录因子的生物学功能奠定基础.[方法]利用生物信息学方法从金钗石斛全基因组中鉴定出bHLH转录因子家族成员,并对其理化特征、系统进化关系、基因结构、染色体定位和启动子顺式作用元件等进行分析,利用转录组数据和RT-qPCR分析DnbHLHs转录因子的组织表达模式和不同非生物胁迫下的表达规律.[结果]在金钗石斛中共鉴定出 137 个bHLH转录因子,DnbHLHs蛋白的氨基酸数量为 85-1 260,分子量为 9 855.23-140 024.19 Da,等电点为 4.52-10.66,不稳定系数为 31.94-87.42,脂溶指数为 56.66-106.06,亲水指数为-0.815-0.185.DnbHLHs分布于金钗石斛的 19 条染色体上,都存在bHLH结构域,与拟南芥的bHLH同源,且组内、种间存在着共线性关系.基因表达模式分析显示,DnbHLHs家族成员存在组织表达特异性,且DnbHLH26 和DnbHLH33 对多种逆境胁迫有响应.[结论]从金钗石斛全基因组中鉴定出 137 个DnbHLHs转录因子家族成员,该家族成员的理化性质和保守基序存在特异性和多样性的特征,不同DnbHLHs转录因子之间具有组织表达差异性,且DnbHLH26 主要受高盐和高温胁迫的诱导,DnbHLH33 主要受高盐、高温和低温胁迫的诱导.

对同一栽培环境下不同附生基质金钗石斛根际微生物的多样性和差异性进行了研究,以明确基质对其根际微生物的影响.运用高通量测序技术对石质和木质两类5种附生基质的金钗石斛根际微生物进行16S和ITS测序,结合OTU分析、Alpha多样性分析和主成分分析对金钗石斛根际微生物的多样性和差异性进行比较研究.共鉴定了细菌56个门,112个纲,275个目,377个科,621个属;真菌13个门,47个纲,123个目,273个科,503个属.石质基质金钗石斛真菌优势菌属为unidentified_Cantharellales_sp菌属,细菌优势菌属为鞘氨醇单胞菌属、粪杆菌属、unidenti-fied_Chloroplast菌属;木质基质金钗石斛真菌优势菌属为unidentified_Cantharellales_sp菌属、粉褶菌属,细菌优势菌属为粪杆菌属.石质基质较木质基质真菌物种相对丰度差异较大,优势菌属种类不同.功能预测分析表明,附生基质与金钗石斛根际微生物群落功能密切相关.本研究为金钗石斛"基质-根际微生物-菌根真菌"的相关性及其生长发育、次生代谢产物积累规律提供了实验依据,为石斛"生石上者胜"、金钗石斛栽培基质的合理选择提供依据.

金钗石斛为常见传统中药,药用历史悠久.目前,国内外研究学者对金钗石斛进行了广泛深入的研究.通过系统查阅国内外期刊、数据库,总结归纳了金钗石斛已报道的化学成分和药理作用.其化学成分按照其结构类型可分为:生物碱类、糖苷类、菲类和联苄类等,金钗石斛的化学成分种类繁多,其中石斛碱是其特征性成分;金钗石斛药理作用主要表现在抗肿瘤、降血糖以及对神经系统保护作用等方面.本文对迄今为止金钗石斛的化学成分和药理作用进行全面综述,为该药材的药物开发、临床应用提供科学依据.

目的:探讨分析金钗石斛多糖对2型糖尿病大鼠心功能、炎症因子以及心脏组织中RIP3的表达特点,以为金叉石斛多糖的开发和2型糖尿病心肌损伤的治疗提供参考.方法:60只SD大鼠随机分为正常组、模型组、金钗石斛多糖低、中和高剂量干预组以及阳性药物贝那普利治疗组,每组10只,除正常组外,其余5组给予高脂高糖饮食6个月构建2型糖尿病大鼠模型,模型建立成功后,正常组和模型组给予1 mL·kg-1 ·d-1生理盐水灌胃,金钗石斛多糖3个干预组分别给予金钗石斛多糖100、200、400 mg·kg1·d-1治疗,贝那普利治疗组则给予贝那普利1 mg·kg-1·d-1灌胃治疗,治疗8周后处死大鼠,HE染色检测肝脏病理学,试剂盒检测心功能和炎性因子,实时定量RT-PCR和Western blot检测RIP3 mRNA和蛋白的表达水平.结果:正常组大鼠毛色光滑,活泼好动,模型组毛色发黄,同时精神萎靡,金钗石斛多糖3个干预组以及贝那普利治疗组相较于模型组有一定好转;HE染色可见正常组心肌细胞排列整齐,而模型组心肌细胞明显肥大,同时肌纤维排列紊乱和断裂;金钗石斛多糖干预后,其心肌细胞排列明显好转,特别是高剂量组更为明显;与正常组相比,模型组血糖、CK、CK-MB、LDH、IL-1 α、IL-1 β、IL-6和TNF-α和胰岛素抵抗指数明显升高(P＜0.05),胰岛素含量明显降低(P＜0.05),金钗石斛多糖3个干预组和贝那普利治疗组相较于模型组血糖、CK、CK-MB、LDH、IL-1 α、IL-1 β、IL-6和TNF-α和胰岛素抵抗指数均明显降低(P＜0.05),胰岛素含量则明显升高(P＜0.05),而贝那普利治疗组变化趋势基本介于金钗石斛多糖低剂量组和中剂量组之间;与正常组相比,模型组RIP3表达明显升高(P＜0.05),而金钗石斛多糖和贝那普利均可以降低其RIP3表达(P＜0.05).结论:金钗石斛多糖可改善2型糖尿痛心肌损伤大鼠心功能和炎症反应,此外对心肌细胞凋亡也有一定的改善作用;这可能与金钗石斛多糖可调节糖尿病大鼠心肌组织中RIP3表达有关.

为了从分子水平上明确云南丘北仙女虾一物种的具体种类,采用PCR产物直接测序法测定了30个样本的COI基因与18S rDNA基因的部分序列片段(长度分别为658 bp和325 bp).基于NCBI数据库BLAST相似性比对发现COI基因与18S rDNA基因序列同Streptocephalus sirindhornae相似度最高,分别为96%和100%.序列分析发现COI基因序列中共检测到15个简约信息位点,22个变异位点,8个单倍型;18S rDNA基因序列中只检测到1个简约信息位点,1个变异位点,2个单倍型.此外,结合GenBank中无背甲目部分科物种的同源序列,进行遗传距离和系统发育关系分析.结果显示:丘北仙女虾与弯头虫科的S. sirindhornae种间遗传距离为4.3%,属于种内水平;与钗额虫科的Thamnocephalus platyurus种间遗传距离为21.1%,属于种间水平.此外,系统发育树显示:丘北仙女虾与S. sirindhornae聚在一起形成一个单系枝,COI树的支持率为100%,18S rDNA树的支持率为72%.上述结果表明云南丘北仙女虾是弯头虫科的Streptocephalus sirindhornae,而不是钗额虫科的物种.同时,还表明COI基因相比18S rDNA基因更适合用于仙女虾物种的分子鉴定.

目的:测定分析金钗石斛、鼓槌石斛和铁皮石斛中的氨基酸含量和组成,并对这3种石斛的氨基酸进行营养价值评价,以期为石斛药材的质量评价和资源开发利用提供依据.方法:采用氨基酸自动分析仪测定3种石斛的基本氨基酸含量,应用相关的非生物学指标对其营养价值进行全面评价.结果:3种石斛均含有17种氨基酸,但必需氨基酸含量占氨基酸总量的百分比有所不同,金钗石斛、鼓槌石斛和铁皮石斛分别为33.42％、42.91％和32.55％.金钗石斛、鼓槌石斛和铁皮石斛的氨基酸营养分析的SRC值分别为74.00、51.21和85.44,氨基酸营养价值为铁皮石斛＞金钗石斛＞鼓槌石斛.结论:3种石斛的氨基酸种类丰富,其中铁皮石斛氨基酸的营养价值最高,金钗石斛其次,在保健品开发利用方面具有潜力.

为探究石斛(Dendrobium)的不同极性成分对人肺癌细胞抑制作用的差异,寻找到石斛抗癌活性成分高效提取的方法,采用极性不同的溶剂和方法对金钗石斛(D.nobile)、迭鞘石斛(D.denneanum)的药用成分分别进行提取以及层析柱纯化,以CCK-8实验检测不同极性提取物对人肺癌细胞和正常细胞的抑制作用,同时采用傅里叶变换红外光谱仪分别对石斛的乙醚和乙醇提取物成分进行检测和比较.结果显示,石斛的不同极性成分抑癌作用差异显著,石斛的抑癌成分极性较小,易溶于乙醚.经石油醚预洗后的石斛乙醚提取物对肺癌细胞的抑制作用较强,100tg/mL的金钗石斛与迭鞘石斛提取物对肺癌A549细胞的24 h抑制率分别为45％和40％.而传统中药成分提取中常用的水和乙醇对石斛抗癌成分的提取效率较低.红外光谱分析亦显示石斛的乙醚提取物与乙醇提取物化学成分上存在较大差别,因此对于石斛抗癌成分的提取应采用极性较小的乙醚等溶剂.此外,发现金钗石斛的特定极性组分C具有较强的抑制肺癌细胞作用,其100 μg/mL的浓度对肺癌A549细胞的24 h抑制率达到97％,可作为石斛抗癌新药筛选的来源.因此,金钗石斛和迭鞘石斛的抑癌成分具有特定的极性,结果可为石斛抗癌成分及抗癌作用的进一步研究和利用提供参考.

焦磷酸甲羟戊酸脱羧酶(pyrophospomevalonate decarboxylase,MVD)是甲羟戊酸途径中的关键酶,在植物细胞萜类物质合成代谢过程中发挥着重要的作用.石斛碱作为倍半萜类生物碱,其合成很可能离不开MVD的参与.本研究利用反转录聚合酶链式反应(RT-PCR)和cDNA末端快速扩增(RACE)技术,首次从金钗石斛中克隆到一个MVD基因,命名为DnMVD (GenBank注册号KY626328).DnMVD基因cDNA全长1 763 bp,编码一条由424个氨基酸组成的多肽,分子量为47.132 63 kD,等电点6.84.DnMVD编码的蛋白包含GHMP激酶超家族的特异性识别序列,且拥有严格保守的1个亮氨酸、1个天冬氨酸和3个半胱氨酸活性位点,与多种植物MVD高度同源.DnMVD的表达受到菌根真菌的影响,金钗石斛茎中DnMVD的表达量于接菌后期显著高于对照.DnMVD基因的分子鉴定及其在接菌前后金钗石斛茎中的表达特性为进一步解析该基因在金钗石斛石斛碱合成代谢途径及菌根互作过程中的分子调控作用奠定了重要的基础.