[目的]赖草属植物是麦类作物遗传改良和育种的重要基因资源,但作为异源多倍体植物,其基因组来源仍存在较大争议.通过比较赖草、大赖草及新麦草基因组中重复序列分布,探索赖草属物种基因组来源以及种间基因组多样性的形成特性.[方法]通过构建赖草属物种赖草的Cot-1 DNA文库获得大量重复序列,利用荧光原位杂交技术和重复序列对赖草以及近缘物种大赖草和祖先供体物种新麦草进行染色体荧光原位杂交涂染.[结果](1)根据序列及基因组分布特性,赖草Cot-1 DNA可归为串联重复序列、散布重复序列、散布加串联混合重复序列以及未能鉴定类型,4种类型占比分别为32.4％、45.7％、12.4％和9.5％.(2)串联重复序列TaiI-family、Lt1-6、pTa-535和pSc250在不同物种及同一物种不同材料间信号数量存在较大变异,分别为7～20,1～14,17～26,0～24个.(3)10个反转座子序列在所有物种染色体的分布呈现3种方式:在所有染色体上杂交信号集中分布在着丝粒、近着丝粒及间质区;在所有染色体的所有区域都有分布;在大部分染色体上的分布方式与第1种相同,但是部分染色体端部也有分布.2个LTR/Copia序列仅在赖草染色体上有分布,其他序列在不同物种以及不同材料间均有分布,但在信号强度以及部分染色体上的分布方式存在多态性.[结论]赖草属物种中的一些重复序列具有快速进化的特性,支持赖草属物种多倍化过程,并存在散在重复序列向整个核基因组的快速同质化扩散.

[目的]异戊烯基转移酶(isopentenyl transferases,IPT)参与反式玉米素(trans-zeatin,tZ)的生物合成.tZ是调节植物生长发育和抵抗逆境胁迫的一种细胞分裂素类型,在促进芽生长和调控植物侧枝发育方面具有重要作用.探索IPT的功能,为后续新麦草产量性状改良提供了理论依据.[方法]通过对新麦草IPT进行系统发育和多序列比对,探究其编码氨基酸序列的特征和同源性.通过花粉管通道法获得过表达PjIPT拟南芥(Arabidopsis thaliana)植株,并运用逆转录PCR(RT-PCR)和蛋白质印迹(Western blot,WB)对转基因植株进行验证,利用实时荧光定量逆转录PCR(RT-qPCR)对其组织表达模式进行分析,使用液质联用系统测定反式玉米素.[结果]IPT在新麦草(Psathyrostachys juncea)和二粒小麦(Triticum dicoccoides)等麦类作物中具有高度同源性,且AtIPT9 是PjIPT的同源蛋白.通过花粉管通道法获得过表达PjIPT拟南芥(Arabidopsis thaliana)植株,证明PjIPT上调植株分枝数.RT-PCR和蛋白质印迹分析显示,PjIPT在转录水平和蛋白水平均能够正常表达.利用不同部位组织RT-qPCR分析PjIPT的空间特异性表达,结果显示,PjIPT在拟南芥的分蘖节和叶中特异性表达.此外,反式玉米素的定量分析表明PjIPT通过参与tZ的生物合成去调控拟南芥植株分枝数.[结论]PjIPT是上调植株分枝数的关键基因.

新麦草(Psathyrostachys juncea)被认为是赖草属植物的一个重要祖先物种.对新麦草中高度重复序列Cot-1 DNA文库克隆测序分析鉴定,结果表明新麦草Cot-1 DNA文库中的序列可以分为6种类型:反转座子、转座子、卫星DNA、抗病相关LZ-NBS-LRR、未能鉴定类型、反转座子LTR和LTR/Copia类型序列组合型,占比分别为49.5％、1.0％、28.7％、5.9％、13.9％和1.0％.进一步利用2种卫星DNA序列和5个反转座子序列为探针,对新麦草、赖草(Leymus secalinus)和 2个大赖草(L.racemosus)材料进行染色体荧光原位杂交,结果表明卫星DNA序列TaiI-family和pSc250-family杂交信号主要分布在染色体的端部,TaiI-family杂交信号数量分别为20、16、7和18,而卫星DNA序列pSc250-family在新麦草、赖草中的杂交信号数量分别为17和24,在2个大赖草材料均没有信号检出.反转座子序列在3个物种染色体上基本呈散布分布方式,而且在赖草属物种染色体分布呈现同质化倾向,其中克隆序列pPj-44和pPj-28在新麦草和赖草属物种间信号分布差异显著,分别提示在异源多倍化过程中存在序列扩张和收缩,克隆序列pPj-77仅在1个大赖草材料10个染色体杂交信号强度区别于其余染色体.研究结果表明,新麦草重复序列在赖草多倍体形成过程发生了快速进化并可能存在同质化扩散,同时赖草属不同物种基因组间重复序列组成可能存在显著差异.

目的 研究大苞藤黄Garcinia bracteata叶化学成分.方法 采用正、反相硅胶柱色谱及高效液相色谱等多种技术进行分离纯化,并通过NMR、HR-ESI-MS以及量子化学计算鉴定化合物结构.通过CCK-8方法,评价了所有化合物对人非小细胞肺癌细胞A549体外抗增殖活性.结果 从大苞藤黄叶醋酸乙酯提取物中分离得到了 12个化合物,分别鉴定为1,3,5-三羟基-5,6,7,8-四氢(口山)酮(1)、1,3-二羟基-5-羰基-5,6,7,8-四氢(口山)酮(2)、1,3,5,6-四羟基-8-异戊烯基缩酚酸环醚(3)、松脂醇(4)、对羟基苯丙烯酸(5)、3-甲氧基-4,4',5-三羟基联苯(6)、(2S)-2,9-巨豆二羟基-6-烯-1-酮(7)、(2R)-2,9-巨豆二羟基-6-烯-1-酮(8)、(5Z)-9-羟基-1,5-巨豆二烯-2-酮(9)、2-氧代-α-紫罗兰醇(10)、黑麦草内酯(11)、gardeterpenone A(12).结论 化合物1、2为新的(口山)酮类化合物,化合物3为新的缩酚酸类化合物,分别命名为大苞藤黄甲素、大苞藤黄乙素和大苞藤黄丙素(garbractinones A-C);化合物7～10为降倍半萜类化合物,化合物11、12为单萜类化合物,均是首次从大苞藤黄叶中分离得到.所有化合物(50μmol/L)对A549细胞没有表现明显的抗增殖活性,其抑制率小于50％.

为研究剑叶凤尾蕨(Pteris ensiformis)的化学成分,该研究选用硅胶、凝胶、MCI、C18 等柱色谱进行分离纯化,结合1 H-NMR、13 C-NMR、MS、IR等波谱数据鉴定化合物结构,并通过MTS和APTT、PT以及TT等方法对所分离得到的部分单体化合物进行抗肿瘤和抗凝血活性筛选.结果表明:(1)从剑叶凤尾蕨中分离得到 15 个化合物,分别为 2-羟基-乙酰基吡咯(1)、N-(3-羧丙基)-2-乙酰基吡咯(2)、3-羟基-2-甲基吡啶(3)、N-甲基羟胺(4)、pterosin S 13-O-glucoside(5)、obtupterosin C(6)、ent-11α-hydroxy-15-oxokauran-19-oic acid(7)、ent-11α-hydroxy-15-oxokaur-16-en-19-oic acid(8)、β-谷甾醇(9)、ent-11α-hydroxy-15-oxokaur-16-en-19-oic acid-O-glucopyranoside(10)、5,5′-二丁氧基-2,2′-双环呋喃(11)、5,5′-二(2-乙基-己氧基)-2,2′-双环呋喃(12)、黑麦草内酯(13)、丁二酸(14)、富马酸(15).化合物 1 为新的吡咯生物碱类天然产物,化合物 1-7、10-15 为首次从剑叶凤尾蕨中分离得到,化合物 1、3、4 为首次从凤尾蕨属植物中分离得到.(2)活性测试结果表明,在浓度为 40 μmol·L-1时,化合物 1、2、3、5、6、10 对肿瘤细胞HL-60、A549、SMMC-7721、MDA-MB-231 及SW480 的体外肿瘤生长有抑制作用;在样品浓度为2.0 mmol·L-1时,化合物1、2、3、6 对APTT有缩短作用,化合物 1、5、6 对PT有延长作用.该研究结果丰富了黔产剑叶凤尾蕨的化学成分,为抗肿瘤药物的研发提供了物质基础.

生态缓冲带作为陆地生态系统和水生生态系统的交错地带,能够有效地拦截地表径流中氮、磷及除草剂等污染物质进入河流、湖泊.选取紫花苜蓿(Medicago sativa)、早熟禾(Poa annua)、高羊茅(Festuca ela-ta)、黑麦草(Lolium perenne)和白花三叶草(Trifolium repens)等5种草本植物构建生态缓冲带.通过野外模拟径流实验,探究植被类型及缓冲带长度对生态缓冲带阻控地表径流、铵态氮(NH4+-N)、硝态氮(NO3--N)、总磷(TP)、溶解磷(DP)、颗粒磷(PP)、乙草胺(AC)、阿特拉津(AT)等污染物质效果的影响.结果表明:5种生态缓冲带均显著提高径流及面源污染物的阻控效率,且随缓冲带长度的增加,其对污染物阻控效率逐渐增大.不同植被生态缓冲带可有效消减地表径流量,大小依次为:黑麦草＞高羊茅＞早熟禾＞白花三叶草＞紫花苢蓿.其中,4 m长的黑麦草缓冲带对NO3--N、TP、DP、PP和AC的阻控效率最高,分别达72.2％、73.2％、68.8％、83.5％和70.8％;4 m长的高羊茅缓冲带对NH4+-N和AT的阻控效率最高,分别达88.0％和77.3％.

目的 对红花八角Illicium dunnianum的干燥叶进行化学成分研究.方法 综合应用各种现代色谱分离技术进行系统的分离纯化,根据化合物的理化性质和核磁共振波谱数据进行结构鉴定.结果 从红花八角叶50％乙醇提取物经HP-20大孔吸附树脂30％乙醇洗脱部位中共分离鉴定5个化合物,分别为7-O-p-甲氧基苄基莽草酸(1)、黑麦草内酯(2)、去氢催吐萝芙木醇(3)、蚱蜢酮(4)、chakyunglupulin A(5).结论 化合物1为新的酚酸类化合物,2～5为首次从该属植物中分离得到.

为了验证IPT基因在新麦草中的功能,为后续新麦草IPT基因进一步功能验证提供试验材料和理论依据.研究以DT型和ST型的新麦草分蘖节为材料,通过RNA-seq分析和qRT-PCR试验验证IPT的相对表达量并进行GO富集分析,采用PCR法克隆IPT基因,构建1300-cYFP-IPT过表达载体,并进行生物信息学分析;通过烟草瞬时转染法和蛋白质印迹法鉴定IPT蛋白的亚细胞定位及表达情况.结果显示,IPT与tRNA二甲基烯丙基转移酶活性相关,在新麦草分蘖中起上调作用;克隆得到新麦草IPT基因全长,并构建了 1300-cYFP-IPT过表达载体,其开放阅读框(ORF)为1 362 bp;多序列比对与保守结构域分析表明,新麦草IPT蛋白存在PLN02840蛋白保守结构域,与二粒小麦、小麦及硬粒小麦IPT蛋白的亲缘关系较近;蛋白质二级结构预测显示新麦草IPT蛋白二级结构由α-螺旋、延伸链、β-折叠和不规则卷曲组成;分析显示丝氨酸的磷酸化位点最有可能是蛋白发挥功能的潜在磷酸化位点;烟草瞬时转染显示IPT蛋白正常表达,定位于叶绿体中;Western blot结果显示连接载体的目的蛋白IPT正常表达,大小为76.8 kD.研究表明IPT基因在新麦草分蘖过程中上调分蘖数,1300-cYFP-IPT载体可在植株叶绿体中正常表达.

该研究开发经典名方瓜蒌薤白半夏汤(Gualou Xiebai Banxia Decoction,GXBD)基准物质最优前处理技术,建立GXBD基准物质全面质量控制方法,为其整体质量评价提供参考.作者制备15批GXBD样品并创新性地采用基峰色谱图模式下的提取离子色谱图建立液相色谱-质谱联用(LC-MS)指纹图谱,鉴别其特征峰,对其进行归属,并对指标性成分进行定量分析.15批GXBD样品的出膏率50.28％～76.20％.在正离子模式下,LC-MS指纹图谱共检测到12个共有特征峰,通过与对照品比对,鉴定了其中5个共有峰的结构,不同批次样品指纹图谱与对照指纹图谱的相似度在0.920～0.984.最后,采用液相色谱-三重四极杆质谱联用仪(LC-QQQ/MS)以多反应监测(MRM)模式对GXBD中8个指标性成分黑麦草内酯、金圣草黄素、芦丁、葫芦素D、薤白皂苷Ⅰ、25S-知母皂苷B Ⅱ、25R-知母皂苷B Ⅱ和五肽脯氨酸-色氨酸-缬氨酸-脯氨酸-甘氨酸(proline-trypto-phan-valine-proline-glycine,PWVPG)进行了含量测定.该研究所建立的方法能降低复方中基质干扰,准确性、稳定性良好,具有较大实用价值,有效地反映出GXBD样品的质量属性,可用于GXBD全面整体的质量控制.

目的 对民族药石柑子〔Pothos chinensis(Raf.)Merr.〕全草的化学成分进行系统研究.方法 利用硅胶柱色谱、Sephadex LH-20葡聚糖凝胶柱色谱、半制备HPLC、制备薄层色谱及重结晶等技术进行分离纯化.通过理化性质及1H NMR、13C NMR和MS等技术进行结构鉴定.结果 从石柑子全草中分离得到16个化合物,分别鉴定为:甘草素(1)、对羟基苯甲酸(2)、丁香酸(3)、E-4-羟基肉桂酸(4)、N-反式香豆酰酪胺(5)、N-反式桂皮酸酰对羟基苯乙胺(6)、N-反式阿魏酰对羟基苯乙胺(7)、异黑麦草内酯(8)、新海胆灵A(9)、牡荆苷(10)、勾儿茶素(11)、(±)-丁香脂素(12)、野樱苷(13)、4-羟基-3,5-二甲氧基苯甲醛(14)、β-谷甾醇(15)和β-胡萝卜苷(16).结论 化合物1和9~14为首次从该属植物中分离得到.