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基于转录组学和代谢组学联合分析草珊瑚萜类化合物生物合成的组织特异性分布

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生物工程学报 2024年第2期40卷 542-561页

作者：吴迪张燕燕林楠魏艺聪福建中医药大学药学院福建福州350122

本研究旨在探究草珊瑚叶和根中萜类化合物的组织特异性分布差异,解析其药效品质差异形成的分子机制。采用液相色谱-质谱联用技术(liquid chromatography-mass spectrometry, LC-MS)和Illumina HiSeq~(TM)高通量测序技术获得草珊瑚[Sarca... 详细信息

本研究旨在探究草珊瑚叶和根中萜类化合物的组织特异性分布差异,解析其药效品质差异形成的分子机制。采用液相色谱-质谱联用技术(liquid chromatography-mass spectrometry, LC-MS)和Illumina HiSeq~(TM)高通量测序技术获得草珊瑚[Sarcandra glabra(thunb) naka]叶和根的代谢组学和转录组学数据。代谢组学结果表明参与叶和根中萜类合成的差异代谢物有50个,包括法尼西基半胱氨酸、甘油醛-3-磷酸、甲羟戊酸-5-磷酸等。转录学结果表明差异代谢酶基因有57条,包括ACTC、HMGCR、MVK、DXS与KS等,并预测了MYB、C2H2、AP2/ERF-ERF等7个转录因子参与调控草珊瑚不同组织部位中萜类的合成和积累差异。实时荧光定量PCR(quantitative real-time polymerase chain reaction, qRT-PCR)结果显示,随机选取的8个参与萜类合成的酶基因在草珊瑚不同组织部位中的表达趋势与转录组学测序结果一致。本研究有助于阐明草珊瑚叶和根临床疗效差异形成的分子机制,同时为草珊瑚的资源开发利用奠定基础。

关键词：草珊瑚萜类代谢组学转录组学

草珊瑚中类胡萝卜素合成的内源激素调控机制分析

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生物技术通报 2024年第5期40卷 203-214页

作者：吴迪游小凤郑亦铮林楠张燕燕魏艺聪福建中医药大学药学院福州350122

【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... 详细信息

【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。

关键词：草珊瑚类胡萝卜素转录组代谢组

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草珊瑚地上部分倍半萜苷类成分研究

中国药科大学学报 2024年

作者：李倩倩王楠罗俊中国药科大学中药学院

为探究金粟兰科草珊瑚属植物草珊瑚（Sarcandra glabra (Thunb.) Nakai）中的化学成分，采用硅胶柱色谱、聚酰胺柱色谱、凝胶柱色谱、制备高效液相色谱等色谱方法，从新鲜的草珊瑚地上部分的水萃取部位分离得到10个化合物。包括2个榄香... 详细信息

为探究金粟兰科草珊瑚属植物草珊瑚（Sarcandra glabra (Thunb.) Nakai）中的化学成分，采用硅胶柱色谱、聚酰胺柱色谱、凝胶柱色谱、制备高效液相色谱等色谱方法，从新鲜的草珊瑚地上部分的水萃取部位分离得到10个化合物。包括2个榄香烷倍半萜糖苷类化合物，6个紫罗兰酮类倍半萜糖苷以及2个酚酸类化合物。根据理化性质及核磁共振数据，以上化合物被鉴定为sarcaglaboside C (1)、sarcaglaboside D (2)、byzantionoside B (3)、lauroside E (4)、(4Z)-4-[(3S)-3-(β-D-glucopyranosyloxy)butylidene]-3，5，5-trimethyl-2-cyclohexen-1-one (5)、dihydrovomifoliol-O-β-D-glucopyranoside (6)、(+)-abscisyl-β-D-glucopyranoside (7)、9ξ-O-β-D-glucopyranosyloxy-5-megastigmen-4-one (8)、rosmarinic acid methyl ester (9)、methyl isorinate (10)。其中，化合物3～5，8～9均首次从草珊瑚中分离得到。这些化合物的发现进一步丰富了草珊瑚植物中化合物的结构类型，并为后续药理活性研究提供了重要的物质基础。

关键词：金粟兰科草珊瑚糖苷类酚酸类化学成分

草珊瑚内生真菌SgG4抗植物病原真菌的活性物质研究

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广西师范大学学报（自然科学版） 2024年第2期42卷 175-182页

作者：韦坚芬邓志勇邓业成骆海玉蒙思妤徐紫薇施瑶梁文垦珍稀濒危动植物生态与环境保护教育部重点实验室(广西师范大学) 广西桂林541006 广西师范大学生命科学学院广西桂林541006

对草珊瑚内生真菌卷曲木霉Trichoderma spirale SgG4抗植物病原真菌的活性物质进行研究。采用菌丝生长速率法对SgG4发酵产物进行抑菌活性测定,采用硅胶柱层析法并结合活性追踪对发酵产物的活性萃取物进行活性物质分离纯化,运用核磁共振... 详细信息

对草珊瑚内生真菌卷曲木霉Trichoderma spirale SgG4抗植物病原真菌的活性物质进行研究。采用菌丝生长速率法对SgG4发酵产物进行抑菌活性测定,采用硅胶柱层析法并结合活性追踪对发酵产物的活性萃取物进行活性物质分离纯化,运用核磁共振谱和质谱技术对活性化合物进行结构鉴定。结果表明,抗菌活性物质主要存在于发酵产物的乙酸乙酯萃取物中,该萃取物对13种植物病原真菌均有较好的抑制活性,EC 50值为0.0002~2.4757 g/L,其中对甘蔗凤梨病菌的抑制活性最好。从发酵产物的乙酸乙酯萃取物中分离出1个抑菌活性化合物,鉴定为木霉酸(trichoderma acid)。木霉酸在0.1 g/L时,对13种植物病原真菌均有抑制作用,其中对茶轮斑病菌、烟草黑胫病菌、甘蔗凤梨病菌和白绢病菌的抑菌率为100%,对其余9种植物病原真菌的抑菌率为21.43%~85.71%。可见,木霉酸的抑菌活性较好且抗菌谱广,在微生物源杀菌剂方面具有较好的开发应用前景。

关键词：草珊瑚内生真菌卷曲木霉抗菌活性活性物质

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杉木土壤酚酸物质对草珊瑚生长和品质的影响

西北农林科技大学学报（自然科学版） 2024年第6期52卷 49-61页

作者：吴桐陆艳武徐圆圆钟连香韦庆林杨梅广西大学林学院广西高校亚热带人工林培育与利用重点实验室国家林草局中南速生材繁育重点实验室广西南宁530004 广西国有高峰林场广西南宁530001

【目的】探究杉木人工林土壤中含量较高的4种酚酸物质对草珊瑚生长和品质的化感效应,为杉木林下套种草珊瑚提供理论依据,同时为利用其化感效应指导生产提供参考。【方法】以3个月生草珊瑚为试验材料,分别施加20,40,60,80 mg/L的对羟基... 详细信息

【目的】探究杉木人工林土壤中含量较高的4种酚酸物质对草珊瑚生长和品质的化感效应,为杉木林下套种草珊瑚提供理论依据,同时为利用其化感效应指导生产提供参考。【方法】以3个月生草珊瑚为试验材料,分别施加20,40,60,80 mg/L的对羟基苯甲酸、阿魏酸、香草酸和没食子酸处理液,以清水处理为对照,探究其对草珊瑚幼苗生长(苗高增量、地径增量、地上生物量、地下生物量)、光合生理(光合色素含量、净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、胞间CO_(2)浓度)和药用成分(异嗪皮啶、绿原酸、迷迭香酸、总黄酮)含量的影响,利用平均敏感指数、相关性分析和主成分分析进行综合评价。【结果】①与对照相比,20~60 mg/L对羟基苯甲酸、阿魏酸和没食子酸总体上对草珊瑚的苗高增量、地径增量、地上生物量、地下生物量以及异嗪皮啶、绿原酸、迷迭香酸和总黄酮单株含量表现出促进作用,而香草酸则仅在质量浓度为20~40 mg/L时表现出促进作用。②与对照相比,4种酚酸在质量浓度为20~40 mg/L时对草珊瑚叶片的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率表现为促进作用;在20~60 mg/L时对叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素及类胡萝卜素含量提升表现为促进作用;在质量浓度为80 mg/L时对胞间CO_(2)浓度表现为促进作用。③综合分析可知,酚酸处理下草珊瑚的光合生理指标与生长指标、药用成分之间有较强的相关性,说明在一定阈值内酚酸物质可通过增强草珊瑚植株的光合作用,进而促进草珊瑚生长及其体内药用成分的累积。【结论】4种杉木土壤酚酸物质对草珊瑚生长和品质整体呈现出低中质量浓度(20~60 mg/L)促进、高质量浓度(80 mg/L)抑制的化感效应,且20 mg/L阿魏酸、60 mg/L对羟基苯甲酸、40 mg/L的香草酸和没食子酸在促进草珊瑚生长和品质提升方面表现较优。

关键词：杉木酚酸物质草珊瑚药用成分林药复合经营模式化感效应

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层次分析-熵权法结合Box-Behnken响应面法优化草珊瑚杀青工艺研究

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中国现代应用药学 2024年

作者：罗瑞涵潘馨黄慧敏王明新洪冬廖华军福建中医药大学药学院

目的应用Box-Behnken响应面法设计，结合层次分析-熵权法优化草珊瑚的杀青工艺。方法以新绿原酸、刺五加苷B1、异嗪皮啶、落新妇苷和迷迭香酸的含量及总黄酮、总酚酸得率为评价指标，采用AHP-熵权法确定各评价指标的综合权重系数进行... 详细信息

目的应用Box-Behnken响应面法设计，结合层次分析-熵权法优化草珊瑚的杀青工艺。方法以新绿原酸、刺五加苷B1、异嗪皮啶、落新妇苷和迷迭香酸的含量及总黄酮、总酚酸得率为评价指标，采用AHP-熵权法确定各评价指标的综合权重系数进行评价分析，优选杀青工艺；以杀青温度、杀青次数、杀青时间为关键工艺参数，采用单因素实验确定各因素水平；Box-Behnken响应面法设计构建三因素三水平试验设计方案，结合综合权重系数进行综合评价，并通过DPPH自由基清除实验对杀青草珊瑚抗氧化的能力进行评价，通过设计空间思想优化工艺水平。结果草珊瑚最佳的杀青方法是热风杀青，响应面优化得到最佳工艺条件为杀青温度60℃，杀青次数2次，杀青时间50 s。DPPH自由基清除实验结果表明，草珊瑚经过热风杀青后可以提升其体外抗氧化活性。建立设计空间为次数1～2次，温度60～62℃，时间55～65 s。结论优化的草珊瑚热风杀青工艺合理、稳定、可行，可为草珊瑚的初加工提供理论与实验依据。

关键词：草珊瑚杀青层次分析-熵权法 Box-Behnken响应面法 DPPH自由基清除实验

杉木林下套种草珊瑚对土壤浸提物挥发性有机物、土壤养分及酶活性的影响

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西南林业大学学报(自然科学) 2024年

作者：贾建相黄勇徐圆圆杨梅广西大学林学院广西高校亚热带人工林培育与利用重点实验室国家林草局中南速生材繁育重点实验室广西国有高峰林场

以杉木-草珊瑚套种林和杉木纯林作为研究对象，分析林下套种对根际和非根际土壤浸提物挥发性有机物（VOCs）、土壤养分、酶活性及三者间关系的影响。采用气相色谱-质谱（GC-MS）法测定杉木纯林的根际土壤和非根际土壤（分别记为CS和FS... 详细信息

以杉木-草珊瑚套种林和杉木纯林作为研究对象，分析林下套种对根际和非根际土壤浸提物挥发性有机物（VOCs）、土壤养分、酶活性及三者间关系的影响。采用气相色谱-质谱（GC-MS）法测定杉木纯林的根际土壤和非根际土壤（分别记为CS和FS）以及套种林中杉木和草珊瑚的根际土壤（分别记为CS1和GS）、非根际土壤（记为FS1）的浸提物中VOCs，并测定土壤养分和酶活性。结果表明：2种林分土壤浸提物中共检测出63种VOCs，仅有2种（2,4-二叔丁基苯酚、十五烷）共有性成分；CS、CS1、GS、FS1土壤VOCs均以烃类和酚类为主，FS土壤VOCs主要是酯类和有机硅类。聚类分析表明，CS、GS、CS1聚为1类，FS1、FS各为1类；纯林和套种林的杉木根际、非根际土壤浸提物VOCs共有性差异成分6种。套种林的杉木根际与非根际土壤的全氮、全磷、铵态氮、有效磷含量以及土壤蔗糖酶、脲酶活性均高于杉木纯林，且达到显著水平（P草珊瑚后杉木林土壤浸提物VOCs种类数均高于杉木纯林，主要以烃类和酚类为主；其中以2,4-二叔丁基苯酚为主的VOCs对土壤养分、土壤酶活性有一定的促进作用，杉木林下套种草珊瑚后林地土壤肥力得到一定程度地改善。

关键词：杉木草珊瑚套种挥发性有机物土壤养分土壤酶 GC-MS

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毛竹林套种草珊瑚后土壤有机碳组分特征变化

陆地生态系统与保护学报 2024年第2期4卷 42-49页

作者：徐向阳陈则栋张小平高贵宾黄志远吴志庄国家林业和草原局竹子研究开发中心竹林生态与资源利用国家林业和草原局重点实验室杭州310012 南京林业大学风景园林学院南京210037

【目的】研究毛竹林下套种草珊瑚对土壤有机碳组分和碳库管理指数的影响,以期明确复合经营对毛竹林土壤有机碳稳定性的扰动程度,为制定可持续性、高综合效益的毛竹林经营策略提供科学依据。【方法】以毛竹林下套种草珊瑚的表层土(0~20 ... 详细信息

【目的】研究毛竹林下套种草珊瑚对土壤有机碳组分和碳库管理指数的影响,以期明确复合经营对毛竹林土壤有机碳稳定性的扰动程度,为制定可持续性、高综合效益的毛竹林经营策略提供科学依据。【方法】以毛竹林下套种草珊瑚的表层土(0~20 cm)为研究对象(SG),以毗邻的毛竹纯林为对照(CK),分析了土壤有机碳(SOC)、易氧化有机碳(EOC)、微生物生物量碳(MBC)、可溶性有机碳(DOC)、铁铝结合态有机碳(Fe(Al)-SOC)和钙结合态有机碳(Ca-SOC)含量,并量化了碳库管理指数。【结果】与毛竹纯林相比,套种草珊瑚后土壤有机碳含量提升了51.3%,土壤活性有机碳组分(EOC、MBC、DOC)的含量及其占土壤有机碳的比例显著上升,土壤稳定态有机碳组分(Fe(Al)-SOC、Ca-SOC)的含量显著提升,但其占土壤有机碳的比例显著下降。此外,与毛竹纯林相比,套种草珊瑚土壤碳库活度(L)与碳库管理指数(CPMI)显著增加,氧化稳定系数(Kos)显著下降。冗余分析结果显示土壤容重(BD)是影响土壤有机碳及其组分的关键环境因子。相关分析结果显示,容重与土壤有机碳及其组分呈显著负相关,速效氮(AN)、速效磷(AP)与土壤有机碳及其组分呈显著正相关。【结论】毛竹林下套种草珊瑚提高了土壤有机碳及其组分的含量,提高了活性有机碳组分的相对含量,降低了稳定态有机碳组分的相对含量,提高了土壤碳库管理指数,利于土壤碳库的更新与循环。

关键词：有机碳组分碳库管理指数林下套种毛竹林草珊瑚

不同抚育间伐强度对杉木林下套种草珊瑚生长的影响

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南方农业 2024年第9期18卷 284-287页

作者：罗桂明广西壮族自治区国有三门江林场广西柳州545006

为探讨不同强度的抚育间伐对杉木林下套种的草珊瑚生长的影响,以14年生杉木林作为研究对象,在相同立地条件下,采用轻、中、重度的抚育间伐措施后林下套种草珊瑚。试验表明,采取重度抚育间伐(35%)措施的杉木林下草珊瑚的生长量、生物量最... 详细信息

为探讨不同强度的抚育间伐对杉木林下套种的草珊瑚生长的影响,以14年生杉木林作为研究对象,在相同立地条件下,采用轻、中、重度的抚育间伐措施后林下套种草珊瑚。试验表明,采取重度抚育间伐(35%)措施的杉木林下草珊瑚的生长量、生物量最大,且保存率、含水率更高,其4年生的草珊瑚单株干质量能达328.89 g,较采用中度抚育间伐(25%)措施杉木林下4年生的草珊瑚单株干质量增加5.19%。因此,建议在采取重度抚育间伐(35%)措施的杉木林下套种草珊瑚。

关键词：草珊瑚杉木林套种抚育间伐生长影响

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