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摘要： 沉香作为一种传统的珍贵药材和名贵香料,市场需求量大。由于沉香属野生植物资源遭到严重破坏,加上自然结香时间需数十年甚至上百年的时间,致使沉香成为稀缺资源。因此,人工诱导结香便成为沉香发展的必然之路。本文针对沉香的结香机理、人工结香技术及其化学成分进行综述,以期为沉香的高效结香提供科学依据。
关键词: 沉香 ；结香机理 ；人工结香技术 ；化学成分 ；研究进展
被引量
94
摘要： 目的本文总结了鬼臼毒素类药物生物合成及其药理作用的研究进展,以期为该类药物的广泛应用提供参考。方法归纳了鬼臼毒素类药物的植物来源、化学结构、作用机理及合成途径,探讨了这些药物的药理、毒理特点和机制,并梳理了鬼臼毒素药物新剂型的研究进展。结果鬼臼毒素及其衍生物是中药八角莲、山荷叶及桃儿七等鬼臼属植物中的重要化学成分。该类药物天然来源较少,可通过化学及生物合成途径进行人工生产。鬼臼毒素类药物具有抗炎、抗肿瘤和抗病毒等药理作用,但其毒性作用对此类药物的临床使用有着限制,可通过运载体运送药物以达到减毒增效的目的,为此类药物的临床使用提供新途径。结论鬼臼毒素类药物具有广泛临床应用前景,未来将在抗炎、抗肿瘤和抗病毒等领域得到更多的研究和应用。
关键词: 鬼臼毒素 ；鬼臼毒素类药物 ；人工合成 ；药理作用 ；毒理作用 ；鬼臼毒素新剂型
被引量
4
摘要： 采用固相微萃取(SPME)富集生物、化学及物理(火钻)法所得沉香的挥发性成分,用气相色谱-质谱联用技术(GC-MS)分离鉴别,然后对这3种人工结香方法进行评价。研究发现沉香的挥发性成分主要由倍半萜、芳香族等化合物组成,但由于结香方法不同,其化学成分及含量有很大差别。以沉香的6种特征性有效成分苄基丙酮、对甲氧基苄基丙酮、沉香呋喃、沉香螺旋醇、苍术醇、白木香醛及其含量作为评价沉香品质的主要指标,其中火钻法所得沉香中沉香螺旋醇的相对含量最高,约为5.5%;生物结香法所得沉香的特征成分的总含量最高,为16.6%;其次为火钻法所得的沉香,约为13.6%;化学法所得沉香的特征成分总含量相对较低。结果表明生物法的结香效果最好,其次为火钻法,均优于化学法。
关键词: 沉香 ；固相微萃取 ；气相色谱-质谱联用 ；挥发性成分 ；结香方法
被引量
18
摘要： 羽叶丁香Syringa pinnatifolia是我国独有的木犀科丁香属植物,集中分布于内蒙古与宁夏相接的贺兰山地带,其去皮的根、茎、粗枝为特色蒙古族药材山沉香,具有抑赫依、清热、止痛的功效,用于治疗心肺及关节疼痛等炎症疾病。近五年来,山沉香的化学成分和药理作用等研究有了显著增加,报道了倍半萜、木脂素、生物碱等类型的130个新结构和抗心肌缺血、抗脑缺血再灌注、镇静、镇痛等作用及结香探索研究。为了更好地呈现山沉香的药用价值和临床应用潜力,该综述更新了山沉香的化学成分与药理作用研究进展,为后续药效物质研究提供参考,为其在现代医学领域的创新应用提供支持。
关键词: 蒙古族药 ；山沉香 ；羽叶丁香 ；化学成分 ；药理作用 ；综述
被引量
1
摘要： 沉香是瑞香科(Thymelaeaceae)沉香属(Aquilaria)或拟沉香属(Gyrinops)植物在受到自然或人为伤害后产生的含有树脂的木材.作为名贵的香料和传统药材,沉香有抗炎、镇静安神等多种药理活性,其主要化学成分为倍半萜类和2-(2-苯乙基)色酮类化合物.白木香是我国特有的沉香基原植物,随着白木香种植和人工结香技术的大力发展,人工沉香逐渐取代野生沉香成为国内主要的沉香原材料来源.近年来,“结香早、易结香、品质好”的白木香新品种的选育及应用,使沉香产业发展中“品种单一、人工结香品质差异大、效益周期长”等制约因素得到极大的改善.2020年,白木香染色体水平基因组精细图谱的发布为白木香结香机制、活性成分合成基因挖掘等研究奠定了基础.本文对沉香基原植物种类,种质资源鉴定、评价及新品种选育,结香机理和人工结香技术,以及活性成分的生物合成与调控机制的研究进展进行了总结,并对今后研究趋势进行了展望,以期为深入开展沉香研究、保障产业的可持续发展提供理论参考与技术支撑.
关键词: 沉香 ；沉香属和拟沉香属 ；鉴定与品质评价 ；奇楠 ；人工结香技术 ；活性成分 ；基因组与转录组 ；生物合成 ；与调控
被引量
3
摘要： 黄精在医药保健及食品开发生产等领域发挥着积极效用,但仍存在药用成分及功能研究欠充分、人工栽培质量欠佳等问题.黄精作为我国传统的大宗药材,具备极高的药用与营养价值,对黄精产业化的探究已成为近期的研究热点.通过梳理相关研究进展发现,因自身种质、生长年限以及所处地理环境的差异,黄精化学成分及含量产生变化.同时,尽管仿野生林下种植模式已成为黄精复合种养的优势模式,然而不规范的黄精栽培技术仍会引发一系列病害,造成药效不佳、产量低下.因此,一方面应强化黄精药用活性成分的功能及作用机理研究,并借助基因工程挖掘黄精药用成分关键调控基因,培育出经遗传改良的优质品种,以达成黄精药材更深入地开发和应用.另一方面,伴随现代化农业的发展,探索一套规范化的人工栽种黄精以及病害防治的高效流程,为黄精及其种质资源的可持续开发利用与工厂化生产奠定基础.
关键词: 黄精 ；药用成分 ；产品开发 ；人工栽培
被引量
1
摘要： 目的综述总结沉香最新研究进展,为沉香进一步深入研究奠定基础。方法通过系统文献调研,以中外文文献为依据进行归纳总结。结果综述了沉香的结香方法,重点总结沉香化学成分及分析方法最新研究进展,明确提出沉香进一步深化研究方向。结论沉香化学成分、分析方法研究已取得很大进展,仍需进行深入研究以提高临床用药安全性与质量控制可靠性。
关键词: 沉香 ；化学成分 ；分析方法
被引量
25
摘要： 趋磁细菌是一类能够沿着磁场方向运动的细菌,其共同特征是能在细胞内形成有生物膜包裹的纳米级单畴磁性晶体颗粒——磁小体。磁小体的主要化学成分是磁铁矿Fe3O4,与人工合成的磁性纳米晶体相比具有化学纯度高、粒度细而均一以及生物相容性好等优点,作为新一代纳米磁性材料,在生物化学、磁性材料、临床医药和废水处理等许多领域具有巨大的潜在应用价值。磁小体在细胞内的形成过程受到严格的生物化学机制的控制,包括铁离子的吸收、磁小体膜的形成、铁离子的转运及膜内受控的Fe3O4的生物矿化四个步骤。本文从趋磁细菌细胞内磁小体的化学组成和结构,细胞内磁小体的合成条件和生化反应机制,磁小体的磁学性质、分离纯化方法以及纳米磁小体的应用等方面综述了相关的研究进展,提出了磁小体合成机理及实践应用中尚待解决的问题,展望了未来研究磁小体及其应用的发展方向。
关键词: 趋磁细菌 ；磁小体 ；生物矿化 ；纳米磁性材料
被引量
14
摘要： 沉香叶瑞香科植物沉香的茎叶,是沉香树副产物。沉香作为我国传统中药,将其放置在水中会出现下沉状况,又因其味异香而显得出名,是瑞香植物中含有油脂芯材,主要分布于我国南部地区,如广东、广西、海南等地区。研究表明,沉香有温中止呕,行气止痛,舒缓经络等药效,对胸腹胀闷,肾虚喘急,胃寒呕吐,气逆不适等具有明显疗效。近年来,由于野生沉香产能低,人为大量砍伐掠取,沉香存货严重不足,市场供不应求。现发现,沉香叶产量大,每年可采摘两次,且沉香叶中化学成分含有众多多糖、氨基酸、苷类黄酮、酚类黄酮以及萜类黄酮等益处生物活性化合物,其倍半萜类、脂肪酸类以及黄酮类有机物为主要成分,特别是经过人工培育的沉香,相关成分会更多。但目前相关研究较少,为了促进沉香开发利用,本文对沉香叶的形态学、化学成分和药理活性以及其它相关的研究进展进行调查总结,以期为沉香叶后期的综合开发利用提供一定参考。
关键词: 沉香叶 ；沉香 ；形态学 ；化学成分 ；药理活性
摘要： 沉香是一种木材或中药材,是沉香树身上的一部分,为双子叶植物药瑞香科植物,是我国、日本、印度以及其他东南亚国家的传统名贵药材和天然香料。中国主产区主要分布于海南、广东、广西、福建和云南等地,同时,海南沉香为结香排名之首。近年来,随着沉香市场的持续升温,对于沉香的研究,已然成了遍地开花的状况,涉及内容包括化学成分、药理、结香机理与结香方法、种植技术和产品研发等。本文将对海南沉香(野生和人工)种植现状和生长现状调查研究,为进一步对野生沉香和人工沉香的挥发油提取和含量比对做前期比对调查。调查中遇到的几个科学问题,有些已有定论,有些尚需深入研究。
关键词: 海南沉香 ；生长因素 ；种植和采香方式
被引量
8
【会议论文】 • 方升佐
会议名称： 第三届中国林业学术大会
会议时间： 2013-09-01
摘要： 本文在简述青钱柳的地理分布、形态特征和生长特性的基础上，较为系统地总结了青钱柳种子的休眠原因及其解除方法、青钱柳开花习性、青钱柳花粉生活力及耐贮性、青钱柳天然群体种子性状表型多样性、青钱柳叶片主要次生代谢物质含量年动态规律、环境因子与重要次生代谢物质积累的藕合关系、青钱柳的苗木培育实生技术、无性繁殖技术（扦插和组织培养技术）、青钱柳的造林技术、青钱柳的化学成分、青钱柳重要次生代谢物质的提取和制备、青钱柳叶提取物降糖、降脂、抗氧化活性等药用及保健功能等方面的研究进展，探讨了青钱柳人工林资源培育和青钱柳新产品开发应重点研究解决的问题和今后青钱柳开发利用的研究方向和研究策略。在青钱柳资源培育上，今后应重点研究解决以下几个问题：第一，不同培育目标青钱柳优良品种（地理种源、家系）的筛选;第二，青钱柳苗木的快繁技术和无性系化;第三，不同培育目标青钱柳人工林的定向培育模式;第四，青钱柳次生代谢产物的离体细胞培养技术。在青钱柳新产品研发上，建议从以下两个方面考虑：第一，开发新型的甜味剂;第二，研究和开发新型的保健品和药物。在青钱柳的研究和开发策略上。强调：第一，机理研究与开发应用技术相结合：第二，多目标和多学科相结合;第三，产学研相结合，做到边研究、边示范和边推广。
关键词: 青钱柳 ；地理分布 ；形态特征 ；生长特性 ；休眠机制
被引量
1
摘要： 白木香是我国珍贵药材和香料——沉香的正品来源,由于天然沉香产量极低无法满足市场需求,研究人工诱导白木香结香技术已成为当务之急。真菌诱导法具有安全、高效、质量好等优点,是未来重要的发展方向。为揭示真菌诱导白木香结香的作用机理与作用位点,探究结香过程中木质部结构变化及相关生理生化反应,本研究使用真菌诱导法对白木香进行人工结香实验,定期采集样品,分析其木质部结构与组织化学变化,使用气相色谱-质谱联用法（GC-MS）分析其沉香特征化学成分;采用显微拉曼光谱技术分析不同组织类型细胞壁的局部化学成分;分析结香过程中木质部酶活性变化。主要结论如下:（1）白木香幼树受到真菌诱导后,木质部髓心附近的薄壁细胞开始结香,发生细胞死亡,淀粉粒向可溶性还原糖的转化及沉香树脂的生成,正在结香的区域为过渡层;随着结香程度的加深,大量沉香树脂在薄壁细胞和导管中积累,与木质部结合,这些已经完成结香的木质部为沉香层;结香程度进一步加深后,髓心附近的真菌增多,其产生的酶对木质部进行分解,髓心附近的木质部逐渐腐烂,最终形成腐烂层;木质部最外层没有开始结香的区域为白木层,各层在结构和组织化学方面有明显差异。真菌在树体中沿木质部导管和木射线向外扩张,在内含韧皮部和木射线中聚集。树体结香后,沉香树脂等内含物堵塞纹孔,挤压菌丝以抑制真菌在树体内继续生长和扩散。真菌的诱导是沉香形成的关键诱因。（2）白木香幼树结香过程中产生的次生代谢产物包括色酮类化合物和倍半萜类化合物,其中色酮类化合物生成较早,相对百分含量之和在60d达到顶峰;倍半萜类化合物生成时间较晚,种类数量及相对百分含量之和均随处理时间延长而增加,在180d达到顶峰;两者均主要分布于沉香层,少量分布于腐烂层。结香过程中伴随着细胞壁化学成分的规律性变化,作为细胞壁主要化学成分的木质素在细胞角隅中分布密度较高,复合胞间层次之,在次生壁中分布密度最低;作为细胞壁次要化学成分的色酮类和倍半萜类化合物在细胞壁中的分布集中在细胞角隅和胞间层,且细胞角隅中的分布密度大于胞间层。（3）白木香幼树结香过程中,PAL活性在过渡层急剧上升,在过渡层至沉香层稳定,在腐烂层明显下降;CAT活性在沉香层明显上升,在腐烂层有所下降,但仍高于白木层;T-SOD活性在过渡层和沉香层有明显上升,在腐烂层下降;MDA含量在过渡层明显上升,在沉香层和腐烂层中有所下降。（4）成年白木香结香过程中,白木层中薄壁细胞均具有活性,细胞核平均数量为14.98个/10-2mm2,含有大量淀粉粒,平均数量约为55.04个/10-2mm2,可溶性还原糖平均显色面积为66.49%,不含有倍半萜;过渡层细胞开始死亡,细胞核平均数量为9.06个/10-2mm2,淀粉粒含量下降,平均数量为35.62个/10-2mm2,可溶性还原糖平均显色面积为57.96%,开始出现倍半萜,平均显色面积为48.50%;沉香层细胞全部死亡,淀粉粒含量极低,平均数量为8.62个/10-2mm2,可溶性还原糖平均显色面积为48.85%,倍半萜含量大幅上升,平均显色面积为84.61%;腐烂层没有细胞核和可溶性还原糖存在,淀粉粒含量极低,平均数量为4.17个/10-2mm2,倍半萜含量较少,平均显色面积为6.42%。白木香结香过程伴随着由淀粉向可溶性还原糖转化的规律性变化,该变化主要发生在内含韧皮部、木射线和轴向薄壁组织等薄壁细胞中。内含韧皮部细胞是物质转化最为显著的区域,为沉香树脂的形成提供了结构和材料基础,是倍半萜等沉香特征产物生成的核心部位。在生产中,处理12个月后采伐可以提高生产效率。本研究明确了真菌诱导白木香结香过程中木质部结构与薄壁细胞代谢及沉香特征成分生成过程,为真菌诱导白木香结香技术提供科学指导。
关键词: 白木香 ；真菌诱导结香 ；木质部结构 ；组织化学分析 ；显微拉曼技术 ；GC-MS ；防御酶活性
被引量
6
摘要： 杨黄（Phellinus vaninii后文以P.v简写）是一味菌物药,它具有多种药用活性成分,具有药用和经济价值,其学名为瓦尼木层孔菌。本论文首先对杨黄进行了采集鉴定,然后针对不同年生（1年生、2年生、3年生）栽培杨黄子实体的主要活性成分和营养成分及其无机元素进行了测定,同时对不同年生杨黄子实体进行抗肿瘤活性研究,并选用不同年生杨黄子实体不同提取物进行体内抗肿瘤活性及机理研究,最后对其石油醚组分进行化学成分分离与鉴定。通过查阅文献资料对杨黄资源分布、化学成分、药理活性及其针对抗肿瘤机理研究进行了综述。杨黄已经有成熟的人工栽培技术,且栽培面积较大,但对栽培杨黄子实体的化学成分的研究相对较少,依然是不够全面,从现代研究进展来看,杨黄子实体有多糖、黄酮、甾醇等主要化学成分研究相对较多,其他活性成分研究相对较少。杨黄与其他桑黄类真菌均有着相似的抗肿瘤活性,通过文献查找,对杨黄的药理活性研究仅局限于抗肿瘤方面,且对其抗肿瘤机理研究少见。通过外观形态,显微和分子鉴定,对杨黄进行真伪鉴别,从而确保了实验材料的准确性。显微观察杨黄子实体菌丝和孢子结构,与已报道的特征相符。同时,通过杨黄DNA提取、扩增、电泳凝胶成像以及基因测序比对,构建系统发育树,进一步验证了实验材料为菌物药杨黄。不同年生栽培与野生杨黄子实体在化学成分和营养成分上存在一定的差异,通过分析不同年生栽培与野生杨黄的主要成分含量差异,同时用不同年生子实体水提物进行急性毒理实验。结果表明:多糖含量,3年生和朝鲜野生子实体最高（0.83%和0.86%）;黄酮含量,1年生和3年生子实体最高（0.46%和0.49%）;三萜含量,3年生子实体最高（0.67%）;甾醇含量,1年生子实体最高（0.27%）;粗蛋白含量,2年生最高（11.57%）;总必需氨基酸含量,长白山野生子实体最高;无机元素测定中,重金属含量均未超标。急性毒理实验表明,不同年生的杨黄子实体最大给药量（生药量）360g·kg-1时,小鼠饮食、饮水和行为活动均正常,且各脏器均未见异常或病变,对小鼠无明显的急性毒性。不同年生杨黄子实体粉末对H22荷瘤小鼠有抑瘤作用,通过建立小鼠皮下实体瘤模型,按800 mg·kg-1的生药量分别灌胃给予不同生长年限的杨黄子实体细粉,观察小鼠的生长情况、脏器指数及其抑瘤情况,然后剖取肿瘤组织进行苏木精-伊红（H&E）染色病理切片观察,同时眼眶取血,检测血清中相关因子的表达。结果表明:杨黄子实体细粉对肿瘤小鼠有一定的抑制作用,其中3年生杨黄子实体抑瘤效果最为明显（38.12%）,通过对脏器（肺脏、肝脏、肾脏、脾和胸腺）进行脏器指数分析,其中肺脏和肝脏无显著差异（P>0.05）,不同年生杨黄子实体给药组肾脏较模型组显著萎缩（P<0.05）,说明杨黄在起到药效的同时对肾脏的发育有一定的影响,脾脏较阳性组有明显的萎缩（P<0.01）,胸腺较阳性组有明显的增大（P<0.05）,H&E染色观察肿瘤组织细胞,3年生杨黄子实体肿瘤组织细胞出现明显的细胞空隙或空泡现象,细胞排列疏松。血清检测结果与模型组相比,各组中IL-2、IFN-γ、TNF-α和VEGF表达量均显著降低,3年生给药组VEGF显著降低。3年生杨黄子实体抑瘤率最好,因此,使用H22肝癌细胞建立小鼠模型,随机分成模型组,CTX组,低、中、高剂量的杨黄子实体水提物组,乙醇提取物组,石油醚提取物组及粗多糖组,建模2 d后开始给药,抑瘤10 d。计算脾脏、胸腺及肿瘤组织脏器指数和抑瘤率,检测血清中TNF-α、INF-γ、VEGF含量;采用苏木精-伊红（H&E）和免疫组化染色法观察肿瘤组织的病理变化,同时Western blot（WB）检测肿瘤组织中相关蛋白表达水平。结果表明,杨黄子实体各提取物均有抑瘤作用,其中高、中、低组的石油醚提取物抑瘤效果最好,抑瘤率分别为73.21%、69.64%、61.90%,该组血清中的TNF-α、IFN-γ、VEGF的含量均有增加;通过组织切片染色观察,给药组能明显改善肿瘤组织出现的坏死、消融等现象,其中水提物组免疫组化结果出现负调控现象,表现出Bax和Bcl-2蛋白高表达,但其抑瘤效果较差。Western blot检测结果表明,各蛋白呈剂量表达趋势,与模型组相比凋亡基因Caspase-3、Caspase-9和通路基因NF-κb、JAK均表现出高表达,其作用机理可能是通过线粒体途径,药物体内代谢后,引起细胞中的相关凋亡受体（Bax、Bcl-2、TNF等）激活Caspase-3和Caspase-9凋亡蛋白,引起细胞核染色质或DNA凝聚或降解,破坏肿瘤细胞的正常增殖,从而诱导肿瘤细胞凋亡,抑制肿瘤组织的生长。通过气质联用仪（GC-MS）分析杨黄子实体挥发油成分,共分离出41个峰,通过CAS检索,检测出烃类化合物10个,酯类化合物7个,醇酚类化合物18个,醛酮类3个;分析杨黄石油醚提取物,共出现9个共有峰,CAS号查询分析,烯烃类化合物1个,脂肪酸类化合物2个,甾醇类化合物4个,酮类化合物1个。同时通过系统分离石油醚提取物共获得5个单体化合物。
关键词: 杨黄子实体 ；活性成分 ；营养成分 ；H22荷瘤小鼠 ；抗肿瘤 ；化学成分
被引量
1
摘要： 沉香是沉香属植物在受到伤害后产生的含有树脂的木材,作为中药材和熏香剂使用的历史悠久。国内外研究学者对沉香的研究都集中在化学成分、药理活性以及人工诱导结香技术方面,对沉香结香过程中的分子调控研究较少。海南白木香[Aquilaria sinensis（Lour.）Spreng.]是在我国境内生长的一种沉香属植物,也是我国药典规定的国产沉香来源植物。倍半萜类化合物是沉香的主要成分,也是沉香发挥药理作用的活性成分之一,但其生物合成和调控的分子机制还不完全清楚。萜类合酶（TPS）在倍半萜的生物合成过程中的起着关键作用,本研究在基因组水平上对TPS家族基因进行鉴定,并对其系统进化、基因结构、蛋白结构域、基因表达和调控特征进行分析;同时筛选到4个ERF转录因子并对其调控TPS基因的表达进行了初步研究。研究结果为揭示TPS在沉香倍半萜生物合成中的功能及调控机制奠定基础,也为建立高效的人工结香技术提供理论依据。通过对海南白木香基因组数据和结香剂处理后的转录组数据分析,共鉴定了26个具有完整开放阅读框的TPS基因（AsTPS1-AsTPS26）。AsTPSs基因编码的蛋白长度在325 aa-843 aa之间,多数为亲水的不稳定蛋白。功能预测结果显示大多数TPS基因是倍半萜合酶编码基因,少数为单帖编码基因。进化分析表明,26个AsTPS基因分布在TPS-a、TPS-b、TPS-c、TPS-e/f和TPS-g五个亚组之中,其中TPS-a为最大亚组,包含了16条基因;内含子-外显子基因结构及保守基序分析发现属于同一亚组的基因具有相似的内含子-外显子基因结构及保守基序。几乎所有AsTPSs蛋白都含有DDxxD和NSE/DTE结构域;TPS-a和TPS-b两个亚组有RRX8W保守结构域。AsTPSs基因的启动子区还存在着与植物生长和发育,植物激素反应以及生物/非生物逆境胁迫相关的多种顺式作用元件。基于转录组数据的表达分析显示,8个编码倍半萜合酶的TPS基因（AsTPS1、AsTPS2、AsTPS3、AsTPS5、AsTPS11、AsTPS13、AsTPS15和AsTPS23）受到结香剂的诱导表达;实时荧光定量PCR结果显示,除了AsTPS23外,这些TPS基因的表达也受到茉莉酸、乙烯和伤害处理的显著诱导。基于转录组数据的表达分析表明,22个ERF基因的表达受到结香剂的诱导,与沉香倍半萜生物合成相关的TPS基因表达相似。进化分析表明AsERF1、AsERF2、AsERF31和AsERF4是属于ERF-B3亚组。亚细胞定位分析显示AsERF1-4均定位在细胞核。表达分析显示,茉莉酸、乙烯和伤害处理均能诱导AsERF1-4的表达,推测它们可能与倍半萜的生物合成相关。酵母单杂交实验进一步证明As ERF1-4均能够与AsTPS1、AsTPS3基因启动子结合。烟草叶片的瞬时表达结果表明,转录因子AsERF1、AsERF2、AsERF31、AsERF4能提高本生烟草叶片中AsTPS1、AsTPS3基因启动子的活性。为TPS基因在沉香倍半萜生物合成中的功能及调控机制的未来研究提供基础。也为建立高效的人工结香技术提供理论依据。
关键词: 沉香 ；白木香 ；萜类合酶 ；ERF转录因子 ；转录调控
被引量
6
摘要： 白木香（Aquilariasinensis）为瑞香科沉香属植物,白木香树在受到外界损伤刺激后能于伤口附近逐渐形成含有特殊香味的树脂,称之为沉香。沉香是传统名贵中药,具有行气止痛、温中止呕、纳气平喘等功效,同时沉香也是名贵的香料。目前,关于白木香受刺激后形成沉香（结香）的分子机制亟待阐明,进而为建立针对性的结香方法,人为调控结香的进程及质量提供理论指导。2-苯乙基色酮类化合物是沉香的主要化学成分和特征性成分,也是参与白木香防御反应的重要物质,H2O2、产生H2O2的关键酶-NADPH氧化酶、MAPKs蛋白激酶在植物响应生物与非生物胁迫中发挥着重要作用,但其是否能够影响白木香愈伤组织中2-苯乙基色酮的生物合成目前尚无明确报道。因此本课题旨在研究盐胁迫下白木香愈伤组织中H2O2、NADPH氧化酶、MAPKs蛋白激酶与2-苯乙基色酮生物合成的相关性,取得以下研究进展:一、盐胁迫能够使愈伤组织的细胞活性显著降低,在120 h降低到正常细胞的5%以下。因此我们在盐胁迫初期研究H2O2和NADPH氧化酶在2-苯乙基色酮生物合成中的相关性。盐胁迫初期,2-苯乙基色酮的含量持续上升,而H2O2的含量在24 h达到最高,之后显著降低。盐胁迫下外源添加H2O2 120 h能够显著降低2-苯乙基色酮的含量,而盐胁迫下添加DMTU（H2O2的清除剂）120 h,2-苯乙基色酮的含量明显增加。NADPH氧化酶,又称为Rboh,是盐胁迫下产生H2O2的主要酶类。为研究NADPH氧化酶对2-苯乙基色酮生物合成的影响,根据白木香愈伤组织转录组数据,通过RT-PCR结合RACE技术从白木香愈伤组织中克隆得到3个Rboh基因:AsRbohA-C。盐胁迫下AsRbohA-C的表达量与NADPH氧化酶的活性24 h瞬时增加,之后降低,这与H2O2在盐胁迫下的变化趋势一致。盐胁迫下外源添加H2O2能够增加AsRbohA-C的表达量和NADPH氧化酶的活性,而添加DMTU后AsRbohA-C的表达量和NADPH氧化酶的活性明显降低,说明NADPH氧化酶能够参与白木香愈伤组织中2-苯乙基色酮的生物合成。为进一步确定NADPH氧化酶与2-苯乙基色酮生物合成的相关性,盐胁迫下利用NADPH氧化酶的抑制剂—DPI处理愈伤组织120 h,发现DPI能够明显降低盐胁迫下AsRbohA-C的表达量和NADPH氧化酶的活性,显著提高2-苯乙基色酮的产量。因此,盐胁迫初期H2O2和NADPH氧化酶影响2-苯乙基色酮的生物合成。二、盐胁迫初期,白木香愈伤组织产生的主要2-苯乙基色酮是AH6和AH8。为研究MAPKs蛋白激酶与2-苯乙基色酮生物合成的相关性,利用MAPKK的抑制剂PD98059处理盐胁迫下的白木香愈伤组织,LC-MS-IT-TOF与Qtrap检测发现愈伤组织中含有的2-苯乙基色酮AH6和AH8的含量明显降低,预测MAPKs蛋白激酶家族可能影响2-苯乙基色酮的生物合成。台盼蓝与DAB染色的方法表明盐胁迫诱导愈伤组织细胞凋亡,预示2-苯乙基色酮生物合成可能与细胞凋亡相关。利用RT-PCR技术首次在白木香愈伤组织中克隆得到AsMAPKK5基因,农杆菌注射瞬时表达证明,AsMAPKK5定位于细胞壁和细胞核中,并且瞬时表达的本生烟叶片呈现明显的凋亡现象,同时利用台盼蓝和DAB染色证明瞬时表达AsMAPKK5使叶片细胞产生凋亡和大量的H2O2。实时荧光定量PCR结果表明AsMAPKK5在盐胁迫下其表达量上升,同时PD98059能够抑制AsM4PKK5的表达量。在白木香悬浮细胞中过表达AsMAPKK5,实时荧光定量PCR检测发现其能够显著提高生物合成2-苯乙基色酮关键酶AsPKS3的表达量。三、MAPKs蛋白进行信号传递都是通过MAPKKK-MAPKK-MAPK级联途径进行传递的,利用酵母双杂筛选结果表明AsMAPKK5与AsMAPK11互作。农杆菌注射实验表明AsMAPK11定位于细胞壁上,DAB和台盼蓝染色结果表明AsMAPK11不能够诱导细胞凋亡。利用双分子荧光实验、GST Pull down和Far Western Blotting结果表明AsMAPKK5和AsMAPK11能够在体内体外互作。实时荧光定量PCR分析发现,AsMAPK11在NaCl和PD98059处理下表达量的变化趋势与AsMAPKK5相似。在白木香悬浮细胞中过表达AsMAPK11,实时荧光定量PCR检测发现其能够显著提高生物合成2-苯乙基色酮关键酶AsPKS3的表达量,以上结果证明AsMAPKK5-AsMAPK11级联途径能够影响2-苯乙基色酮的生物合成。综上,H2O2、NADPH氧化酶以及AsMAPKK5-AsMAPK11能够参与盐胁迫下沉香中2-苯乙基色酮生物合成,这为阐明白木香树在胁迫条件下生成沉香的分子生物学机制提供理论依据,为改善、建立高效的白木香结香技术提供指导。
关键词: 白木香 ；H2O2 ；NADPH氧化酶 ；MAPKs ；2-苯乙基色酮
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摘要： 沉香为瑞香科植物白木香(Aquilaria sinensis Lour.Gilg)含树脂的木材,具行气止痛、温中止呕、纳气平喘的功效。目前国产沉香资源主要分布在广东、广西和海南等沿海地区。由于长年掠夺式采伐、森林资源受破坏、产量低等原因,沉香的野生资源急剧减少。为满足市场日益增长的需求,人工种植、调控结香已成为解决沉香资源的主要措施。然而不同生产方式获得的沉香品质不均、优劣难辨。生长模式、结香方法均可能影响药材次生代谢成分的组成和含量,尤其是活性化合物的积累,进而造成其不同生产方式沉香药材治疗功效的差异。文献报道表明,该药材的活性物质主要包括挥发油类和2-(2-苯乙基)色酮类成分。在沉香药材的临床应用和生产过程中,如何结合其特定的药理功效,对其主要的次生代谢成分进行准确的鉴定,以确定其不同生产方式获得的沉香药材品质差异的化学成分,是确保沉香药材的质量优质及均一性的关键。本研究采用近红外光谱(FT-NIR)技术分析了不同生产方式沉香的整体化学成分差异,应用紫外分光光度(UV-Vis)和高效液相色谱(HPLC)技术对其主要特征成分总2-(2-苯乙基)色酮、沉香四醇含量进行测定,明确不同生产方式的沉香药材的品质差异,进一步,通过气相色谱-串联质谱(GC-MS)、超高效液相色谱-四级杆-静电场轨道阱高分辨质谱(UPLC-Q-Exactive Orbitrap/MS)代谢组学技术对沉香中非挥发性和挥发性成分进行鉴定,采用正交偏最小二乘判别分析(OPLS-DA)方法筛选和鉴定其品质差异的特征化学标志物,同时还对不同结香方法所得沉香药材的抗炎镇痛功效进行考察,为其品质评价提供了基础。主要研究结果如下:(1)近红外光谱分析表明,不同生产方式沉香的整体代谢成分种类较为相似,采用主成分分析(PCA)可以实现有效鉴别,表明不同生产方式的药材在含量累积方面存在差异。主要特征成分总2-(2-苯乙基)色酮和沉香四醇的测定结果表明,总2-(2-苯乙基)色酮含量在3.58±0.11～22.56±0.22%之间,沉香四醇含量为2.21±0.03～13.71±0.06mg/g,明确了不同生产方式的沉香药材的品质差异,从化学成分含量的角度推测野生沉香品质优于栽培沉香。(2)基于GC-MS的代谢组学技术,分析不同生长模式和结香方法的沉香样品挥发油类成分代谢轮廓。采用NIST 14标准数据库、线性保留指数对挥发性成分进行定性鉴别,总共鉴定76个挥发性化学成分,主要包括倍半萜类、色酮类、芳香族类和三萜类等,基于OPLS-DA建立有效鉴别模型,根据变量重要性投影值(VIP)分别成功筛选了11个野生和栽培沉香的挥发性特征差异化学成分、6个不同人工结香方法所得的栽培沉香的挥发性特征差异化学成分。(3)基于UPLC-Q-Exactive Orbitrap/MS的代谢组学技术,分析不同生长模式和结香方法的沉香样品色酮类成分代谢轮廓。采用自建沉香色酮类数据库、部分对照品对非挥发性成分进行定性鉴定,总共鉴定出79个2-(2-苯乙基)色酮类化合物,包括2-(2-苯乙基)色酮类型(PECs)、5,6,7,8-四氢-2-(2-苯乙基)色酮类型(THPECs)、5,6-环氧-(2-苯乙基)色酮类型(EPECs)和5,6,7,8-二环氧-(2-苯乙基)色酮类型(DEPECs),基于OPLS-DA建立有效鉴别模型,根据VIP值分别成功筛选了20个野生和栽培沉香的非挥发性特征差异化学成分、14个不同人工结香方法所得的栽培沉香的非挥发性特征差异化学成分。(4)基于不同生产方式沉香代谢特征的分析,以二甲苯致小鼠耳廓肿胀试验、醋酸致小鼠扭体试验考察不同结香方法对沉香抗炎镇痛药效的影响,明确其效用差异。结果显示,自然结香方法所得野生沉香抗炎镇痛效果最好,其余人工结香方法所得栽培沉香中火钻结香方法所得沉香抗炎作用最好,打洞结香方法所得沉香镇痛作用最佳。
关键词: 沉香 ；生产方式 ；代谢组学 ；差异成分 ；效用差异
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