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基于叶片质外体相关成分和酶活性响应的龙葵耐Cd机理研究

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浙江农业学报 2020年第5期32卷 816-823页

作者：王小明陈爱玲董璐石玉军郑刘长赵连慧张瑞琪张芬琴河西学院生命科学与工程学院甘肃张掖734000 甘肃省河西走廊特色资源利用重点实验室甘肃张掖734000

为探讨龙葵(Solanum nigrum L.)耐镉(Cd)机理,采用基质培养法,研究了50μmol·L^-1 Cd(CdCl2·2.5H2O)处理120 d对其生长和叶片细胞壁果胶、木质素含量、多聚半乳糖醛酸酶(PG)、纤维素酶(Cx)、NADH-过氧化物酶(NADH-POD)、愈创木酚过氧... 详细信息

为探讨龙葵(Solanum nigrum L.)耐镉(Cd)机理,采用基质培养法,研究了50μmol·L^-1 Cd(CdCl2·2.5H2O)处理120 d对其生长和叶片细胞壁果胶、木质素含量、多聚半乳糖醛酸酶(PG)、纤维素酶(Cx)、NADH-过氧化物酶(NADH-POD)、愈创木酚过氧化物酶(GPOD)和松柏醇过氧化物酶(CAPX)活性以及质外体汁液中过氧化氢(H2O2)含量和GPOD、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)和超氧化物歧化酶(SOD)活性的影响。结果表明,与对照相比,Cd处理显著抑制了龙葵地上和地下部的伸长生长、降低了根的干物质积累(P0.05);细胞壁结合酶NADH-POD、GPOD和CAPX活性以及果胶含量显著增高(P0.05);质外体汁液中H2O2含量显著增加(P0.05);CAT同工酶谱带增宽,APX同工酶谱带数增加,二者活性均显著升高(P龙葵植株,其地上部分生长仍处于良好状态,表现出对Cd毒害的耐性,这与Cd处理后叶片细胞壁果胶含量和结合酶GPOD以及质外体汁液中APX、CAT活性升高有关,推测这是龙葵耐Cd的一种机理。

关键词：龙葵质外体酶活性 Cd耐性

龙葵E2泛素结合酶基因SorUBC克隆及表达特性分析

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东北农业大学学报 2016年第11期47卷 26-36,45页

作者：蔡佳文金晓霞于丽杰崔柏杨魏迅董延龙哈尔滨师范大学生命科学与技术学院植物生物学黑龙江省高校重点实验室哈尔滨150025 黑龙江省农业科学院园艺分院哈尔滨150069

对龙葵SorUBC基因克隆并分析其在多种非生物胁迫处理下表达特性，为E2泛素结合酶在植物逆境胁迫中应用提供理论依据。试验采用电子克隆结合RT—PCR方法从龙葵中克隆得到泛素E2结合酶UBC基因编码区序列，命名为SorUBC，登陆GenBank，编号... 详细信息

对龙葵SorUBC基因克隆并分析其在多种非生物胁迫处理下表达特性，为E2泛素结合酶在植物逆境胁迫中应用提供理论依据。试验采用电子克隆结合RT—PCR方法从龙葵中克隆得到泛素E2结合酶UBC基因编码区序列，命名为SorUBC，登陆GenBank，编号：KU233684。SorUBC基因编码区全长888bp，编码295个氨基酸。进化树分析显示，该基因编码氨基酸序列与马铃薯、番茄同源性最高，为95％，其次是烟草，为91％。该蛋白在第266—284氨基酸位具有1个跨膜螺旋区域，泛素化位点预测表明其含有8个泛素化位点。利用荧光定量PCR技术分析SorUBC基因在龙葵各器官表达特征和不同非生物胁迫处理下（干旱、盐、碱、高温和低温）根部和叶片表达特性，同时测定龙葵叶片生理响应。结果表明，SorUBC基因表达具有组织差异性，在叶片和果实中表达量较高。非生物胁迫处理（干旱、盐、碱、高温和低温）后根部和叶片基因表达情况显示该基因存在早期（3或5h）应答上调表达，且根部与叶片基因表达量和变化趋势差异显著，根部表达量变化比叶片显著，推测SorUBC基因在龙葵早期响应干旱、盐、碱、高温和低温非生物胁迫中起调控作用。生理特征数据表明，在干旱、盐和高温胁迫中龙葵叶片MDA含量变化差异不显著，POD和SOD活性总体呈先降后升趋势，说明其在胁迫后期（9h）对活性氧造成的损伤起缓解作用。

关键词：龙葵 SorUBC 克隆表达分析非生物胁迫生理特性

龙葵修复Cd污染过程中叶片细胞层面的累积效应研究

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龙葵修复Cd污染过程中叶片细胞层面的累积效应研究

作者：余安江南大学

学位级别：硕士

目前,我国面临着严重的镉(Cd)污染问题。以超积累植物为主体的植物修复技术具有经济、环保的优势,是研究的热点。但是超积累植物存在的生长速度缓慢、修复周期长等缺陷限制了应用潜力。基因改良是强化植物修复性能的有力手段,但是目前... 详细信息

目前,我国面临着严重的镉(Cd)污染问题。以超积累植物为主体的植物修复技术具有经济、环保的优势,是研究的热点。但是超积累植物存在的生长速度缓慢、修复周期长等缺陷限制了应用潜力。基因改良是强化植物修复性能的有力手段,但是目前在分子层面对Cd的吸收、积累、解毒机制尚不完全清楚,使基因改良强化植物修复的应用滞缓。液泡区室化是超积累植物累积Cd并趋利避害的主要方式,目前研究表明Cd进入细胞后会率先进入液泡并储存于液泡,然而还不能确定的是:Cd进入液泡的过程究竟仅仅是简单的隔离过程还是一个会同时诱导液泡内外相关物质转移或消耗的过程?液泡外的螯合机制会如何影响参与液泡区室化的Cd的形态,液泡内的Cd是否会改变产生于液泡外的氧化应激产物和抗氧化剂的分布?这些问题目前还不得而知。研究这些问题意在建立更加丰富的液泡区室化模型,为基因改良提供更完备的理论基础。基于此,本研究首先探究龙葵对Cd的生理生化响应及对Cd的积累,确定龙葵叶片的富集性能。随后结合亚细胞分离技术、荧光探针-荧光显微镜技术等,研究龙葵叶片原生质体中和液泡内外结合态Cd和游离态的Cd的含量和分布,并提供创新性的定量Cd的方法。同时定量并可视化地研究了原生质体内和液泡内部的引发氧化应激的活性氧(ROS)、抗氧化剂谷胱甘肽(GSH)等指标,探究Cd-GSH-ROS的关系,以更加深入地了解液泡对螯合解毒和抗氧化解毒的作用。主要结果如下:(1)组织层面:以0、5、25、50μM Cd浓度处理了30天龙葵幼苗。研究结果表明,随着Cd浓度升高,龙葵生长指标不断降低,但下降幅度骤减。Cd胁迫对龙葵叶片的色素含量的降低有显著的浓度效应。龙葵各组织对Cd都有极强的吸收和储存能力。随着Cd处理浓度升高,转移系数明显增大,50μM已达到地下部积累极限,未达到地上部积累极限,地上部分在各个Cd处理浓度下的Cd积累浓度均远超100 mg kg DW,进一步证实龙葵地上部分的超积累性能。(2)单细胞层面(液泡区隔和螯合):分离纯化了龙葵叶片原生质体和液泡,并使用荧光探针-荧光显微镜联立原子吸收法(AAS)创新性地定量了龙葵叶片单个原生质体和液泡中Cd。以此方法精确计算游离态Cd和结合态Cd的分布及占比,证实了液泡是Cd的主要储存场所,原生质体中主要以结合态Cd形式存在。此外,发现了龙葵叶片细胞原生质体和液泡对Cd的吸收、积累有一定极限。随着Cd处理浓度的增加,液泡中Cd在原生质体中的占比保持在一定水平(83%左右),50μM Cd处理时Cd开始大量出现在液泡外,原生质体中Cd的质量浓度基本保持稳定(73.81mg L～77.46mg L),这展现了在龙葵叶片细胞中液泡隔离和细胞储存Cd的临界能力。同时测定了GSH的含量、分布,探究其与Cd的关系,发现在液泡外GSH与结合态Cd显著负相关(R=0.9906),说明龙葵叶片细胞解毒机制将GSH分配到有更多需求的区室中。(3)单细胞层面(氧化应激及抗氧化):定量研究了原生质体内和液泡内ROS,GSH和GSSG在Cd胁迫下的响应。研究发现,液泡内存在由液泡外转运来的ROS,也存在着GSH对ROS的清除,证据如下:随着Cd处理浓度和液泡内GSH含量的变化,液泡中的ROS水平几乎总是在一定范围内波动;无Cd胁迫的情况下,液泡内GSH的含量极低,而此时液泡中的ROS占比最高;液泡中GSH在原生质体中的占比与液泡中ROS在原生质体中的占比的负相关(R=0.8693)表明GSH在含量上向液泡的转移与液泡中ROS的比例相对降低有关。另外,本研究证实Cd胁迫能显著增加液泡GSSG,液泡大量隔离GSSG以维持液泡外敏感区室GSH/GSSG平衡。(4)单细胞层面(总体分析):本研究解决了所提出的问题。液泡区室化不是一个仅仅区隔Cd的过程,而是一个伴随着螯合解毒和抗氧化解毒机制的智能且活跃的过程。液泡将毒性最强的Cd大量隔离,以最大程度降低Cd胁迫对植物的危害;GSH在螯合解毒中的大量参与是结合态Cd为主要存在形式的重要原因;被Cd诱导产生的ROS能够被GSH清除的同时也将GSH氧化为GSSG,GSSG更容易大量进入液泡;进入液泡的GSSG被分解重新合成GSH,液泡内增加的GSH进一步参与Cd的螯合解毒以及ROS的抗氧化解毒,形成了一个循环过程。总而言之,本研究针对液泡区室化过程进行了更完整的论述,为指导超积累植物基因改造提供了重要的机理支撑和依据。

关键词：龙葵液泡区室化螯合解毒抗氧化解毒单细胞分析

一种新发现的镉超积累植物龙葵(Solanum nigrum L)

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科学通报 2004年第24期49卷 2568-2573页

作者：魏树和周启星王新张凯松郭观林中国科学院沈阳应用生态研究所陆地生态过程重点实验室沈阳110016

以杂草为研究对象, 通过盆栽模拟实验和小区实验, 从 20 科 54 种杂草植物中筛选出镉(Cd)超积累植物龙葵(Solanum nigrum L). 研究结果表明, 在 Cd 投加浓度为 25 mg/kg 条件下, 龙葵茎和叶中 Cd含量分别为103.8和124.6 mg/kg, 超过了C... 详细信息

以杂草为研究对象, 通过盆栽模拟实验和小区实验, 从 20 科 54 种杂草植物中筛选出镉(Cd)超积累植物龙葵(Solanum nigrum L). 研究结果表明, 在 Cd 投加浓度为 25 mg/kg 条件下, 龙葵茎和叶中 Cd含量分别为103.8和124.6 mg/kg, 超过了Cd超积累植物应达到的临界含量标准100 mg/kg, 而且其地上部 Cd 富集系数为 2.68, 地上部 Cd 含量大于其根部 Cd 含量, 植物的生长未受抑制, 这些特点均满足 Cd超积累植物的衡量标准. 小区实验也表明, 龙葵对Cd的富集特性均符合Cd超积累植物的基本特征. 因此, 可以确定龙葵是 Cd 超积累植物. 研究结果对于超积累植物筛选乃至植物耐性生理、遗传和进化等具有一定意义, 并为 Cd 污染土壤的植物修复提供了一种具有自主知识产权的新材料.

关键词：龙葵地上部杂草根部盆栽生长筛选研究结果含量新发现

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龙葵药材中澳洲茄碱、澳洲茄边碱的含量测定

中国天然药物 2007年第5期5卷 360-362页

作者：李明慧丁岗孟兆青蔡静刘景晶中国药科大学生命科学与技术学院南京210009 江苏省中药质量控制工程技术研究中心南京211100

目的:寻找可以作为评价龙葵药材质量的指标成分,提高龙葵药材的质量标准。方法:采用柱层析方法分离化学成分,应用光谱法进行结构鉴定,用高效液相色谱法测定其在龙葵药材不同部位的含量。结果:从龙葵药材中分离并鉴定了2个含量较高的甾... 详细信息

目的:寻找可以作为评价龙葵药材质量的指标成分,提高龙葵药材的质量标准。方法:采用柱层析方法分离化学成分,应用光谱法进行结构鉴定,用高效液相色谱法测定其在龙葵药材不同部位的含量。结果:从龙葵药材中分离并鉴定了2个含量较高的甾体类生物碱苷澳洲茄碱(solasonine)和澳洲茄边碱(solamar-gine);建立了龙葵药材中澳洲茄碱、澳洲茄边碱的HPLC含量测定方法。结论:这两种生物碱在龙葵药材中含量较高,可用于龙葵药材的质量控制。

关键词：龙葵澳洲茄碱澳洲茄边碱 HPLC

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微生物对龙葵的生理活性和吸收重金属的影响

农业环境科学学报 2011年第1期30卷 29-36页

作者：毛亮靳治国高扬周培支月娥施婉君陈晓燕上海交通大学农业与生物学院上海200240 西南大学资源环境学院重庆400716 农业部都市农业(南方)重点实验室上海200240 上海交通大学环境科学与工程学院上海200240

采用温室盆栽实验,接种从垃圾填埋场土壤中筛选的淡紫拟青霉菌和绿色木霉菌,研究其对龙葵(Solanum nigrumL.)的生理活性和吸收重金属的影响。结果表明,菌株对龙葵生长有促进作用,可增强龙葵对Cd、Pb的吸收能力。单一Cd污染时,淡紫拟青... 详细信息

采用温室盆栽实验,接种从垃圾填埋场土壤中筛选的淡紫拟青霉菌和绿色木霉菌,研究其对龙葵(Solanum nigrumL.)的生理活性和吸收重金属的影响。结果表明,菌株对龙葵生长有促进作用,可增强龙葵对Cd、Pb的吸收能力。单一Cd污染时,淡紫拟青霉菌能增强龙葵的抗氧化能力,促进Cd从植物地下部分向地上部分迁移;单一Pb污染时,绿色木霉菌能降低龙葵的抗氧化能力,不能明显促进Pb的迁移。在Cd、Pb复合污染时,两种真菌的混合液能较好地促进龙葵对重金属的吸收,龙葵对Cd的富集系数最高可达到4.25,而其对Pb的富集系数最高仅为0.19。

关键词：龙葵重金属微生物生理活性生物吸收

基于网络药理学研究龙葵抗肺癌的生物作用机制

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中国临床药理学杂志 2020年第11期36卷 1588-1591页

作者：耿其顺朱子家王文斌沈志博李砺锋薛文华赵杰郑州大学第一附属医院药学部

目的研究龙葵治疗肺癌的药理机制。方法以药代动力学参数(口服生物利用度≥30%,药物相似性≥0.18)作为筛选标准,从中药成分检索数据库中筛选出龙葵的主要活性成分,并预测活性成分相关作用靶点。用Genecards数据库查询已知的肺癌治疗靶点... 详细信息

目的研究龙葵治疗肺癌的药理机制。方法以药代动力学参数(口服生物利用度≥30%,药物相似性≥0.18)作为筛选标准,从中药成分检索数据库中筛选出龙葵的主要活性成分,并预测活性成分相关作用靶点。用Genecards数据库查询已知的肺癌治疗靶点,通过Calculate and draw custom Venn diagrams构建药物靶点与肺癌靶点韦恩图并获得两者共同靶点,用String数据库绘制共同靶点的蛋白相互作用网络图;再用Cytoscape软件构建龙葵的成分-靶点-疾病网络模型,用WebGestalt和David分别进行基因本体论和京都基因与基因组百科全书功能富集分析。结果共筛选出龙葵活性成分7个,相关靶点51个。根据蛋白质相互作用(PPI)网络图,可知共有51个节点,146条关系。富集分析显示龙葵可以通过多个通路对肺癌产生治疗作用。结论龙葵可通过作用于多个靶点,并参与调控多个网络通路发挥治疗肺癌的作用。

关键词：龙葵肺癌网络药理学作用机制物质基础

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中国产龙葵数值分类的研究

植物研究 1999年第2期19卷 127-131页

作者：张海洋姜祥君董锡文韩秋菊佳木斯大学师范学院生物系黑龙江省农垦师范学校

本文通过对龙葵（ＳｏｌａｎｕｍｎｉｇｒｕｍＬ．）及变种黄果龙葵（Ｓ．ｎｉｇｒｕｍＬ．ｖａｒ．ｆｌａｖｏｖｉｒｅｎｓＳ．Ｚ．ＬｉｏｕｅｔＷ．Ｑ．Ｗａｎｇ）和少花龙葵（Ｓ．ｎｉｇｒｕｍＬ．ｖａｒ．ｐａｕｃｉｆｌｏｒｕｍ... 详细信息

本文通过对龙葵（ＳｏｌａｎｕｍｎｉｇｒｕｍＬ．）及变种黄果龙葵（Ｓ．ｎｉｇｒｕｍＬ．ｖａｒ．ｆｌａｖｏｖｉｒｅｎｓＳ．Ｚ．ＬｉｏｕｅｔＷ．Ｑ．Ｗａｎｇ）和少花龙葵（Ｓ．ｎｉｇｒｕｍＬ．ｖａｒ．ｐａｕｃｉｆｌｏｒｕｍＬｉｏｕ）的形态特征比较及系统聚类分析研究，认为可分为２个种（龙葵和少花龙葵）及１个变种（黄果龙葵）。二倍体的少花龙葵为原始类群，可作为独立种（Ｓ．ｐａｕｃｉｆｌｏｒｕｍ（Ｌｉｏｕ）Ｈ．Ｙ．Ｚｈａｎｇ）。

关键词：龙葵变种比较形态学聚类分析

土壤质地和碳氮比对龙葵富集重金属Cd的影响

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水土保持学报 2014年第2期28卷 199-203,220页

作者：王坤王小敏赵勇林志谢建治河北农业大学资源与环境科学学院河北保定071001 河北省农田生态环境重点实验室河北保定071001 河北农业大学农学院河北保定071001

在盆栽种植龙葵条件下，研究土壤质地、碳氮比和外源投加Cd对龙葵地上、下部富集重金属Cd、土壤有效态Cd含量和地上部生物量的影响。结果表明，相同Cd投加浓度时，不同质地和碳氮比处理，植株地上、地下部Cd含量、富集系数均为砂土〉粘... 详细信息

在盆栽种植龙葵条件下，研究土壤质地、碳氮比和外源投加Cd对龙葵地上、下部富集重金属Cd、土壤有效态Cd含量和地上部生物量的影响。结果表明，相同Cd投加浓度时，不同质地和碳氮比处理，植株地上、地下部Cd含量、富集系数均为砂土〉粘土〉壤土和25；1〉35：1〉15：1，但植株地上部带走Cd量以壤土和碳氮比25：1为最高；土壤有效态Cd含量为砂土〉壤土〉粘土，碳氮比处理25：1〉35：1〉15：1；地上部生物量以壤土和碳氮比15：1为最高。同一质地和碳氮比下，随着外源添加Cd含量增加，植株地上、地下部Cd含量、植株地上部Cd含量除粘土、砂土先增后降外，其他处理均呈增加趋势，且土壤有效态Cd含量也随之增大，但富集系数随之减小，Cd投加量大于20～40mg／kg时对龙葵生长产生一定的抑制作用。

关键词：土壤质地碳氮比龙葵 Cd