目的 基于指纹图谱和多指标定量测定对鲜地黄中地黄汁、地黄片、地黄渣的化学成分进行分析与比较,阐明鲜地黄药材不同加工方法指标性成分的分布规律.方法 采用HPLC法建立10批地黄汁、地黄片和地黄渣指纹图谱,相似度分析结合化学模式识别法进行分析.采用HPLC法,HPLC-蒸发光散射检测(ELSD)法分别测定地黄样品中苷类、糖类成分含量.结果 建立的HPLC指纹图谱共标定14个共有峰,聚类分析将样品分为3类;经主成分分析,主成分1～3是影响鲜地黄样品质量的主要因子;采用正交偏最小二乘-判别法标记了鲜地黄样品中8个差异性成分.苷类、糖类成分总含量测定均表明地黄汁＞地黄片＞地黄渣,苷类成分中除地黄苷A外,地黄汁中梓醇、桃叶珊瑚苷、地黄苷D、益母草苷含量都高于地黄片和地黄渣,质量分数为7.43％～7.78％、0.10％～0.11％、0.59％～0.66％、0.69％～0.72％;糖类成分除棉子糖外,地黄汁中果糖、葡萄糖、蔗糖、水苏糖的含量都高于地黄片和地黄渣,质量分数为2.40％～2.55％、1.84％～2.02％、12.33％～12.77％、33.03％～33.45％.结论 通过指纹图谱和含量测定方法,明确了鲜地黄不同加工方式化学成分变化,为临床上地黄汁、地黄片的使用提供参考,并为地黄渣的回收利用提供科学依据.

目的 探索草珊瑚 Sarcandra glabra 叶片活性成分生物合成分子基础,合理的开发利用草珊瑚资源.方法 采用BGISEQ-500 测序平台测定草珊瑚叶片的转录组,对经过滤和Trinity组装得到的unigene进行生物信息学分析.结果 共获得了75 862个unigenes,平均长度980 bp,其中42 369个unigenes在7大公共数据库中得到成功注释,占总基因数的55.85%.21 801个unigenes被注释于细胞组分、分子功能和生物学过程3大类共55个GO条目京都基因与基因组百科全书(Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)富集到2条可能与药效物质形成密切相关的通路,分别是萜类和聚酮化合物的代谢和其他次生代谢物生物合成.通过进一步挖掘发现,其中47 个unigenes可能参与萜类化合物骨架生物合成,14个unigenes可能参与倍半萜类化合物生物合成,62个unigenes可能参与黄酮类化合物生物合成.另外,转录组序列中共检测到19 690个SSR位点,其中二核苷酸重复类型所占比例最高,达到了46.63%;针对所有的SSR位点,共设计出11 209对引物.结论 很好地扩展了草珊瑚的转录组信息,为进一步解析草珊瑚活性成分生物合成途径提供了基因资源,促进草珊瑚分子育种的研究.

[目的]为了探究草珊瑚[Sarcandra glabra(thunb)nakai]不同器官中内源激素对类胡萝卜素差异积累的可能调控机制.[方法]通过代谢组学方法分析草珊瑚中内源激素和类胡萝卜素代谢物在不同器官间的差异分布情况,结合转录组学技术挖掘草珊瑚类胡萝卜素相关差异酶基因,进一步预测参与调控差异酶基因的转录因子及其激素相关顺式响应元件,从而分析内源激素对类胡萝卜素差异积累的可能调控作用.[结果]吲哚-3-羧酸(indole-3-carboxylic acid)、反式茉莉酸[(-)-jasmonic acid]、二氢茉莉酮酸甲酯(ethyl dihydrojasmonate)、油菜素甾酮(castasterone)、油菜素内酯(brassinolide)等 7 种内源激素在叶中的含量更高,与角黄素(canthaxanthin)、海胆酮(echinenone)、新黄质(neoxanthin)和念珠藻黄素(nostoxanthin)等 8 种差异代谢物等富集部位一致;而脱落酸(abscisic acid,ABA)、赤霉素 4,5-甲氧基水杨酸(gibberellin 4,5-methoxysalicylic acid)、二氢茉莉酸(dihydrojasmonic acid)和 5,6-二羟基吲哚(5,6-dihydroxyindole)在根中的含量更高,与脱落酸醛(abscisic aldehyde)、4,4'-二聚戊烯(4,4'-aiapolycopenedial)、花药黄质(antheraxanthin)这 3 种差异代谢物富集部位一致;关键转录因子MYB106、SPL1、NAC015、ERF064、WRKY44、BHLH116 可通过响应AUX、SA、GA、ABA、Me_JA等植物激素的刺激,参与调控类胡萝卜素合成途径的DXS、VDE、ABA2、AOG、ZEP、CYP97C1、DWARF27、CRTISO、LCYB、PSY这 10 种代谢酶的表达.实时荧光定量PCR(quantitative real-time polymerase chain reaction,RT-qPCR)结果表明,随机选取的 8 个差异基因表达趋势与转录组测序结果一致.[结论]筛选出草珊瑚叶和根与类胡萝卜素相关的 15 种差异内源激素与 11 种差异代谢物,预测了 6 种转录因子参与调控 10 种代谢酶.

珊瑚礁作为一种典型的海洋生态系统,具有巨大的固碳和储碳潜力.然而,目前对于珊瑚礁的净碳能力(碳释放与碳吸收)仍存在争议,主要归因于珊瑚共生体碳代谢的多样性和复杂性.珊瑚礁在生物钙化、呼吸过程中向大气释放二氧化碳(CO2);但在生物合成和沉积过程中却可以将碳进行固定与埋藏;为此,珊瑚礁的碳源碳汇身份还有待明确.现有部分研究表明,共生体通过碳代谢可以促进珊瑚礁吸收大气中的CO2.此外,珊瑚礁和海岸带蓝碳生态系统通常表现出很强的连通性,珊瑚共生体碳代谢能有效提高海岸带盐沼植被、海草床、海洋浮游植物等生物的碳汇功能.为了加深对珊瑚礁碳源-碳汇功能的理解,综述了珊瑚共生体的碳代谢特征,梳理了共生体中碳的关键生态过程(有机碳的迁移、无机碳的转化、两者的赋存状态),总结了细菌-虫黄藻-病毒在共生体碳代谢中的作用,评述了珊瑚礁碳源-碳汇特征及影响因子.旨在阐明珊瑚共生体碳代谢的关键过程,并基于此寻求有效的珊瑚礁碳增汇技术,形成以碳增量为主的珊瑚保护与修复技术,提升珊瑚礁在蓝碳生态系统中的贡献.

以杉木林下草珊瑚为研究对象,通过测定其根系中丛枝菌根真菌(AMF)侵染率、根际土壤菌丝密度、根内AMF 群落多样性以及土壤理化性质,探讨草珊瑚根内 AMF 群落结构的季节动态,以及与土壤理化性质的关系.结果表明,在草珊瑚根系中共检测到 440 个 AMF 的分类单元,分属 9 科 14 属,其中球囊霉属为绝对优势属,且 1 月和 9月相对丰度高达 99%.AMF侵染率和菌丝密度在不同月份存在波动,侵染率也是在 1 月和 9 月有两个峰值,且 9 月根际土壤的菌丝密度最大.土壤全磷、全钾、有效磷、速效钾和含水量是影响草珊瑚根系AMF群落结构的主要因子,其中土壤全磷和含水量影响显著(P<0.05).

植物水力性状能够反映植物对不同水分条件的适应能力,研究热带珊瑚岛特殊生境下优势植物的水力功能特征对深入理解热带珊瑚岛植物的水分适应策略,从而选择热带珊瑚岛植被构建和恢复的适生物种具有重要意义.该研究以中国热带珊瑚岛生境中2 种优势适生木本植物:抗风桐(Pisonia grandis)和草海桐(Scaevola sericea)为研究对象,比较了其叶片和枝条的水力性状,并分析了其水分适应策略.结果表明,抗风桐的叶片栓塞抗性、枝条边材比导水率和叶片膨压丧失点显著高于草海桐,而枝条栓塞抗性、叶片导水率、边材密度和叶面积边材面积比均显著低于草海桐.抗风桐的叶片具有比枝条更强的抗栓塞能力,对水分胁迫敏感,但同时选择以高效的枝干水分运输来满足叶片高蒸腾需求的充足供水.草海桐枝条与叶片则存在水力脆弱性分区,在面临水分胁迫时叶片充当"安全阀"以保证枝干木质部的水力安全.抗风桐与草海桐能够通过协调叶片与枝条水力性状采取不同的水分适应策略,从而更好地适应热带珊瑚岛的特殊生境.

入侵植物对热带珊瑚岛植被及生态系统产生严重威胁,研究热带珊瑚岛生境下入侵植物的种子萌发特征,可为预判入侵植物在热带珊瑚岛的扩张潜力提供科学依据.该研究以入侵植物飞机草(Eupatorium odoratum)、南美蟛蜞菊(Sphagneticola trilobata)和原生植物林泽兰(E.lindleyanum)种子为对象,通过"人为增温 3℃+海砂基质+水"模拟热带珊瑚岛生境,测定种子萌发性状.结果表明:飞机草种子萌发性状主要受海砂基质和增温的影响;南美蟛蜞菊和林泽兰种子萌发性状则主要受海砂基质的影响.在热带珊瑚岛生境下,3种植物的繁殖潜力均显著低于大陆生境,飞机草和南美蟛蜞菊繁殖潜力降幅尤为显著.飞机草种子扩张潜力与林泽兰相当,但南美蟛蜞菊种子扩张潜力显著高于林泽兰.虽然飞机草和南美蟛蜞菊被人为带入热带珊瑚岛后的繁殖潜力有所下降,但其种子萌发特征对珊瑚岛生境的适应性和高于原生物种的扩张潜力均表明这2 种入侵植物将对珊瑚岛植被生态系统造成威胁,在今后的研究中应当着重关注热带珊瑚岛生境入侵植物的防控工作.

为探究植物对热带珊瑚岛高温、强光照、干旱、盐碱等极端环境的适应策略,分别以生长于海南文昌苗圃和移栽至热带珊瑚岛的 29 种植物为研究对象,对其叶片性状进行测定和比较分析.结果表明,与海南文昌的同种植物相比,热带珊瑚岛的草本植物除干物质含量增加外其他性状均无显著改变;而木本植物的比叶面积显著下降,叶片厚度和叶片干物质含量显著增加,海绵组织更厚且栅栏组织排列更紧密,但气孔长度、气孔密度及气孔面积指数无显著差异.岛上木本植株采取慢速投资-收益的资源获取策略,将更多的资源投入到叶片构建中从而增强逆境下的适应性,并且通过非气孔调节的方式提高光合与储水的潜力以抵御胁迫.栽植于热带珊瑚岛的 29 种植物能够采用更保守的资源利用策略,较好地适应干旱、强光照等胁迫环境,可用于热带珊瑚岛植被构建.

目的 探究药食同源中药复方(葛根、夏枯草、杜仲叶、菊花、山楂、芹菜)对两肾一夹(2 kidneys and 1 clip,2K1C)型高血压大鼠血压、肠道菌群结构和血清代谢物的调控作用.方法 2K1C型高血压大鼠随机分为模型组、氯沙坦(0.3mg/kg)组和药食同源中药复方低、中、高剂量(0.5、2.5、5.0mg/kg)组,每组7只.连续给药6周后,取眼周血,采用全自动生化分析仪检测各组大鼠血清相关指标;采用16S rDNA测序技术分析各组大鼠肠道菌群变化;采用苏木素-伊红(HE)染色观察各组大鼠肝脏和肾脏组织病理变化;采用高效液相质谱检测各组大鼠血清代谢产物变化.结果 药食同源中药复方干预6周后,大鼠血压明显下降(P＜0.05、0.001),血清中总胆红素(total bilirubin,TBIL)和直接胆红素(direct bilirubin,DBIL)水平显著降低(P＜0.05).16SrDNA测序结果显示,在门水平上,大鼠肠道微生物群落的主要结构由厚壁菌门(Firmicutes)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、变形菌门(Proteobacteria)、放线杆菌门(Actinobacteria)和酸杆菌门(Acidobacteria)组成,其中与模型组比较,药食同源中药复方组拟杆菌门相对丰度升高,厚壁菌门相对丰度降低;在属水平上主要由乳酸杆菌属Lactobacillus、肠球菌属Enterococuus、布劳特氏菌属Blautia、罗姆布茨菌属Romboutsia和丁酸弧菌属Anaerostipes组成,药食同源中药复方组乳酸杆菌属相对丰度明显高于模型组.各组大鼠血清代谢产物存在明显差异,筛选得到143个差异性血清代谢产物.药食同源中药复方组血清中牛磺胆酸、L-抗坏血酸、焦谷氨酸、苯乙酰甘氨酸水平显著上调,甘氨胆酸水平显著下调.组织病理切片结果表明,药食同源中药复方干预可修复高血压造模造成的腹主动脉及肾脏结构性损伤,进一步修复腹主动脉及肾脏的功能.结论 药食同源中药复方可通过改善2KlC型高血压大鼠肠道菌群结构,调节血清代谢产物,从而发挥对高血压的治疗作用.

为了探究草珊瑚叶和根中黄酮差异积累的分子调控机制,该研究以草珊瑚叶和根为材料,采用液相色谱-质谱联用(LC-MS)技术和高通量转录组测序(RNA-seq)技术进行转录组学和代谢组学联合分析,筛选黄酮类差异代谢物和关键差异代谢酶基因,并随机选取其中 8 个差异表达基因进行qRT-PCR验证.结果表明,通过代谢组学分析发现在草珊瑚叶和根中共获得 37 个黄酮相关差异代谢物,包括乔松素、根皮苷、柚皮素、山柰酚、无色矢车菊素、5-O-咖啡酰莽草酸等;通过转录组学分析发现草珊瑚叶和根中共获得 36 条黄酮相关差异基因,包括 2 条PAL、3 条 4CL、2 条CHS、4 条CHI、2 条FLS、1 条DFR、1 条CYP73A、1 条CYP75B1、3 条PGT1、6 条HCT、2 条C3'H、1 条CCOAOMT、1 条ANR、1 条LAR、2 条 3AT、1 条BZ1、2 条IFTM7、1 条CYP81E9.同时,预测了C2H2、bHLH、bZIP等 6 个转录因子参与调控草珊瑚叶和根中黄酮合成差异积累.qRT-PCR结果显示,随机选取的8 个参与黄酮合成的酶基因在草珊瑚叶和根中上下调表达趋势与转录组测序结果一致.该研究初步解析了草珊瑚叶和根中黄酮类成分差异积累的转录调控机制,为进一步阐明其中关键酶基因及相应转录因子对草珊瑚中黄酮类成分积累的调控作用奠定基础.