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顶空-气相色谱-离子迁移谱技术结合化学模式识别分析远志属6种药用植物的挥发性成分种类和差异

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中草药 2024年第13期 4535-4544页

作者：罗瑶杨冰月净易尧史嘉周陈晓颖朱奕涵张艺蕾颜永刚张岗胡本祥彭亮陕西中医药大学药学院陕西省秦岭中草药应用开发工程技术研究中心秦药研发重点实验室

目的揭示远志属中6种药用植物的挥发性成分种类和差异，为远志属药用植物的快速、准确鉴别提供参考。方法采用顶空-气相色谱-离子迁移谱（HS-GC-IMS）对远志属6种药用植物远志Polygala tenuifolia，卵叶远志P. sibirica，瓜子金P. japo... 详细信息

目的揭示远志属中6种药用植物的挥发性成分种类和差异，为远志属药用植物的快速、准确鉴别提供参考。方法采用顶空-气相色谱-离子迁移谱（HS-GC-IMS）对远志属6种药用植物远志Polygala tenuifolia，卵叶远志P. sibirica，瓜子金P. japonica，黄花倒水莲P. fallax，小花远志P. arvensis和华南远志P. glomerata干燥根中的挥发性成分进行分析，结合主成分分析（principal component analysis,PCA）、偏最小二乘法-判别分析（partial least squares-discriminant analysis,PLS-DA）和聚类分析等化学模式识别方法，以数据可视化的形式解析远志属6种药用植物中挥发性有机物的差异性。结果 HS-GCIMS共获得远志属6种药用植物中90个特征信号，定性鉴别出76种，包括38种醛类、10种醇类、10种酯类、9种酮类以及呋喃类等其他成分9种。其中，醇类和酮类成分数目最多的为华南远志，分别为8种和6种；醛类和酯类成分数目最多的为小花远志，分别为36种和9种。PCA、PLS-DA和聚类分析均能将远志属6种药用植物区分开来。聚类热图结果表明，筛选出的2-甲基丁酸丁酯、水杨酸甲酯等14种特征挥发性成分可作为鉴别远志属6种药用植物的标志物。结论 HS-GCIMS技术结合化学模式识别能够鉴定及可视化远志属6种药用植物中的挥发性成分及其差异，为远志属不同药用植物的区分和鉴定提供参考。

关键词：远志卵叶远志瓜子金黄花倒水莲小花远志华南远志顶空-气相色谱-离子迁移谱挥发性有机物 2-甲基丁酸丁酯水杨酸甲酯

基于熵权TOPSIS法和灰色关联度分析筛选桔梗最佳采收期

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中国现代应用药学 2024年第9期41卷 1229-1237页

作者：井亚江黄建萍王七龙安佳王祥王育朋张岗彭亮高静王昌利颜永刚陕西中医药大学秦药研发重点(陕西省秦岭中草药应用开发工程技术研究中心)实验室陕西海天制药有限公司

目的完善桔梗药材质量评价方法，研究3年生桔梗药材不同采收期下药材质量差异，确定桔梗药材最佳采收期。方法以桔梗药材浸出物、灰分、水分、折干率以及所含6种皂苷类活性成分含量作为质量评价的检测指标，借助数理统计学方法，对不... 详细信息

目的完善桔梗药材质量评价方法，研究3年生桔梗药材不同采收期下药材质量差异，确定桔梗药材最佳采收期。方法以桔梗药材浸出物、灰分、水分、折干率以及所含6种皂苷类活性成分含量作为质量评价的检测指标，借助数理统计学方法，对不同采收期桔梗药材之间的差异进行表征。并结合熵权法、灰色关联度分析、TOPSIS法3种数学模型对桔梗药材质量评价指标进行统计分析，获得不同采收期桔梗药材质量排名信息。结果采收期是影响桔梗药材质量差异的重要因素，不同采收期下3年生桔梗药材质量评价指标之间差异明显。所增加的多指标检测完善了桔梗质量评价体系，增强了药材的“性-效”联系。结合质量评价模型结果显示，3年生桔梗以10月21日(霜降)前后采收的桔梗药材综合指数得分最高。结论为保证桔梗药材质量，结合药材外观性状特征与药材物质基础综合考虑，确定以“霜降”节气前后作为3年生桔梗的最佳采收期。

关键词：桔梗质量评价采收期熵权法灰色关联度与TOPSIS融合模型

秦巴山区三种人参属药用植物叶绿体基因组特征分析

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广西植物 2024年第6期44卷 1138-1150页

作者：彭毅丹马楠叶奕含刘亦欣谭启怡陈莹张雨曲杨新杰陕西中医药大学药学院西安712046 陕西省秦岭中草药应用开发工程技术研究中心 “秦药”研发重点实验室西安712046

为明确珠子参、羽叶三七和秀丽假人参3种药用植物叶绿体基因组特征与系统发育关系,该文以秦巴山区3种人参属药用植物为研究对象,运用生物信息学技术,分析其叶绿体基因组特征及密码子使用偏好性,并探讨三者之间的亲缘关系。结果表明:(1)... 详细信息

为明确珠子参、羽叶三七和秀丽假人参3种药用植物叶绿体基因组特征与系统发育关系,该文以秦巴山区3种人参属药用植物为研究对象,运用生物信息学技术,分析其叶绿体基因组特征及密码子使用偏好性,并探讨三者之间的亲缘关系。结果表明:(1)3种人参属药用植物的叶绿体基因组为典型的四分体结构,序列全长为156071~156104 bp,总GC含量为38.10%,基因组大小相似度较高。(2)均注释到133个基因,包括88个蛋白编码基因、37个tRNA基因和8个rRNA基因。(3)3种人参属药用植物叶绿体密码子使用偏好性相似,密码子第3位碱基以A/U结尾为主,密码子使用模式在受到突变影响的同时,主要受到自然选择的影响。(4)系统发育结果显示,3种人参属药用植物的亲缘关系较近,并且秀丽假人参同羽叶三七亲缘关系更近。综上认为,秀丽假人参与珠子参基源植物之间存在近缘关系,这项发现对于珠子参中药材的资源开发利用和分子鉴定,以及进一步研究人参属物种的分类、系统发育和进化机制提供了重要依据。

关键词：珠子参羽叶三七秀丽假人参叶绿体基因组结构特征密码子偏好性

基于“辨状论质”理论分析不同采收期黄芩外观性状与内在质量的相关性

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中草药 2024年第10期55卷 3487-3496页

作者：黄建萍夏泽冰井亚江王七龙邹远荣彭亮张岗高静王红艳颜永刚陕西中医药大学/陕西省秦岭中草药应用开发工程技术研究中心/“秦药”研发重点实验室陕西咸阳712046

目的探索不同采收期黄芩Scutellaria baicalensis外观性状与内在成分含量之间的关联性,为黄芩的“辨状论质”提供理论依据。方法通过分光测色仪及游标卡尺测定黄芩外观性状指标(药材粉末颜色、根长、根粗),采用HPLC测定黄芩12种黄酮类成... 详细信息

目的探索不同采收期黄芩Scutellaria baicalensis外观性状与内在成分含量之间的关联性,为黄芩的“辨状论质”提供理论依据。方法通过分光测色仪及游标卡尺测定黄芩外观性状指标(药材粉末颜色、根长、根粗),采用HPLC测定黄芩12种黄酮类成分(野黄芩苷、野黄芩素、黄芩苷、木犀草素、白杨素-7-O-葡萄糖醛酸苷、汉黄芩苷、芹菜素、去甲汉黄芩素、黄芩素、汉黄芩素、白杨素、千层纸素A)含量。运用皮尔逊相关性分析和线性回归分析黄芩外观性状与有效成分含量之间的关系。并对黄芩“外观性状指标-成分含量-产量”进行主成分分析。结果黄芩外观性状与有效成分含量有相关性,但无显著性回归关系。黄芩色黄明者,黄酮苷类成分含量相对较高;色暗、根长、根粗者,黄酮苷元类成分含量相对较高。陕西省淳化地区黄芩药材秋季较适宜采收期为“寒露”节气前后。结论黄芩饮片的色泽是其内在质量的具体体现,黄芩外观性状在一定程度上可作为快速评价黄芩药材质量的方法,为黄芩“辨状论质”提供理论依据,以指导黄芩的采收与药材优劣辨别。

关键词：黄芩辨状论质外观性状内在质量采收期野黄芩苷野黄芩素黄芩苷木犀草素白杨素-7-O-葡萄糖醛酸苷汉黄芩苷芹菜素去甲汉黄芩素黄芩素汉黄芩素白杨素千层纸素A

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基于多指标评价不同生长年限桔梗的药材质量

中药材 2024年 1130-1135页

作者：井亚江黄建萍王七龙张岗彭亮王昌利颜永刚陕西中医药大学药学院/陕西省秦岭中草药应用开发工程技术研究中心/“秦药”研发重点实验室

目的:利用常用的方法和经典指标,在不同层面评价不同生长年限桔梗的药材质量。方法:以不同生长年限桔梗为研究对象,分别测量其形态特征、折干率、总灰分和浸出物含量等相关指标;采用HPLC法检测不同生长年限桔梗中去芹糖桔梗皂苷E、桔梗... 详细信息

目的:利用常用的方法和经典指标,在不同层面评价不同生长年限桔梗的药材质量。方法:以不同生长年限桔梗为研究对象,分别测量其形态特征、折干率、总灰分和浸出物含量等相关指标;采用HPLC法检测不同生长年限桔梗中去芹糖桔梗皂苷E、桔梗皂苷E、桔梗皂苷D3、去芹糖桔梗皂苷D、桔梗皂苷D2、桔梗皂苷D等6种皂苷成分的含量;利用主成分分析、正交偏最小二乘法判别分析等统计学方法分析不同生长年限桔梗的药材质量。结果:不同生长年限桔梗各指标存在明显差异,三年生桔梗药材外观性状、醇溶性浸出物、桔梗皂苷含量等指标均符合2020年版中国药典的规定;随着生长年限的增加,6种皂苷类成分的总含量会发生变化,一年生桔梗6种皂苷类成分总含量最少,三年生桔梗6种皂苷类总含量最高。结论:综合各项指标的分析结果,三年生桔梗药材的品质最佳。该研究为进一步探讨桔梗药材品质形成的机制积累了坚实的基础。

关键词：桔梗生长年限含量测定多元统计分析质量评价

基于全长转录组测序的掌叶大黄bZIP基因家族鉴定分析

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草业科学 2024年第3期41卷 638-651页

作者：唐璟杜桥胡晓晨李依民高静彭亮张岗陕西中医药大学药学院/陕西省秦岭中草药应用开发工程技术研究中心陕西西安712046 陕西中医药大学省部共建特色秦药资源研究开发国家重点实验室(培育) 陕西咸阳712083 陕西中医药大学陕西省中医药管理局“秦药”研发重点实验室陕西西安712046

bZIP转录因子在调控植物生长发育、次生代谢产物合成以及胁迫响应中发挥着重要作用。本研究基于全长转录组测序分析,系统筛选掌叶大黄(Rheum palmatum)bZIP基因家族,分析其编码蛋白的理化性质、保守基序及系统进化等特性,利用RNA-seq进... 详细信息

bZIP转录因子在调控植物生长发育、次生代谢产物合成以及胁迫响应中发挥着重要作用。本研究基于全长转录组测序分析,系统筛选掌叶大黄(Rheum palmatum)bZIP基因家族,分析其编码蛋白的理化性质、保守基序及系统进化等特性,利用RNA-seq进行基因组织表达分析和茉莉酸甲酯(MeJA)处理基因表达分析。结果表明,掌叶大黄bZIP基因家族有63个成员(RpbZIP1~RpbZIP63);根据其与拟南芥(Arabidopsis thaliana)bZIP系统发育关系被分为A~I和K、S等11个亚族;RpbZIPs基因主要编码不稳定的亲水蛋白,均定位于细胞核;RpbZIPs蛋白二级结构主要为α螺旋和无规卷曲。基于RNA-seq数据,筛选出掌叶大黄根及根茎中高表达且响应MeJA的RbZIP16、RpbZIP17、RpbZIP61等6个基因,qPCR验证了其中4个与转录组测序表达结果一致。本研究系统分析掌叶大黄bZIP基因家族,为后续进一步研究基因功能及大黄次生代谢转录调控机制提供了科学依据。

关键词：基因表达茉莉酸甲酯系统进化分析大黄转录因子

远志细胞色素P450家族PtCYP72A546克隆、亚细胞定位与表达分析

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中草药 2024年第3期55卷 919-927页

作者：罗瑶净易尧胡本祥杨冰月姬海月颜永刚张岗赵璠彭亮陕西中医药大学药学院/陕西省秦岭中草药应用开发工程技术研究中心/“秦药”研发重点实验室陕西咸阳712046 陕西国际商贸学院陕西咸阳712046 榆林市第五医院陕西榆林719000

目的旨在克隆获得远志Polygala tenuifolia细胞色素P450(cytochrome P450,CYP450)基因CYP72A546的基因开放阅读框(open reading frame,ORF),并对其理化特性、系统进化关系、组织表达、激素与非生物胁迫下的表达等展开分析。方法基于远... 详细信息

目的旨在克隆获得远志Polygala tenuifolia细胞色素P450(cytochrome P450,CYP450)基因CYP72A546的基因开放阅读框(open reading frame,ORF),并对其理化特性、系统进化关系、组织表达、激素与非生物胁迫下的表达等展开分析。方法基于远志全长转录组文库筛选并克隆远志细胞色素P450家族基因PtCYP72A546,通过生物信息学在线软件分析其编码的氨基酸序列,预测蛋白理化性质、结构域等分子特征;利用MEGA11分析进化关系,并采用实时荧光定量PCR(qPCR)方法检测不同组织、激素及非生物胁迫的相对表达量。结果从远志中成功克隆得到远志细胞色素P450家族基因PtCYP72A546,其ORF序列全长共计1560 bp,编码519个氨基酸,相对分子质量为59770,系疏水性稳定蛋白,含有1个保守结构域,不具有跨膜结构,二级结构主要为α-螺旋和无规卷曲,亚细胞定位分析表明PtCYP72A546-GFP融合蛋白定位于内质网。qPCR结果显示,远志根中CYP72A546表达量显著高于茎和叶片;200μmol/L脱落酸(abscisic acid,ABA)和200μmol/L壳聚糖(chitosan,CHT)处理下,CYP72A546均于12 h达峰值,分别为空白对照的7.45倍和5.49倍;在非生物(干旱、盐)胁迫处理下,CYP72A546的表达均先受抑制(6 h),再上调后缓慢下降。结论通过对远志CYP72A546基因的克隆、鉴定与分析,为深入研究其在远志三萜皂苷合成途径的功能奠定基础。

关键词：远志细胞色素P450 亚细胞定位生物信息学分析基因表达

掌叶大黄(RheumpalmatumL.)WRKY基因家族鉴定与分析

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生物技术通报 2024年第1期40卷 250-261页

作者：吴圳张明英闫锋李依民高静颜永刚张岗陕西中医药大学药学院陕西省秦岭中草药应用开发工程技术研究中心西安712046 咸阳712083 陕西中医药大学陕西省中医药管理局“秦药”研发重点实验室西安712046

【目的】本研究为开展WRKY基因功能验证提供基础,进而为大黄药材品质形成的转录调控机制研究提供科学依据。【方法】基于掌叶大黄(R.palmatum L.)的全长转录组数据,通过生物信息学方法鉴定掌叶大黄WRKY基因家族成员,分析其蛋白理化性质... 详细信息

【目的】本研究为开展WRKY基因功能验证提供基础,进而为大黄药材品质形成的转录调控机制研究提供科学依据。【方法】基于掌叶大黄(R.palmatum L.)的全长转录组数据,通过生物信息学方法鉴定掌叶大黄WRKY基因家族成员,分析其蛋白理化性质、结构域、系统发育关系、蛋白互作,结合转录组数据进行不同组织和茉莉酸甲酯(methyl jasmonate,MeJA)处理的表达谱分析。【结果】掌叶大黄WRKY基因家族包含53个成员,编码蛋白氨基酸数量为192-748,均为亲水性蛋白,预测定位均在细胞核。掌叶大黄WRKY基因家族与拟南芥WRKY基因家族成员进化树可分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ3个亚族,其中Ⅱ亚族WRKY占比最高(58.49%)。转录组数据分析显示掌叶大黄WRKY基因家族成员在掌叶大黄根、根茎和叶中差异表达,其中7个基因在根和根茎中表达量较高,12个基因响应MeJA处理呈差异表达,其中10个被MeJA显著诱导,4个候选基因RpWRKY5/6/9/33的qPCR分析与其转录组结果基本一致。蛋白互作网络显示RpWRKY2/16/20/22/23与查尔酮合酶(chalconesynthase,CHS)发生相互作用。【结论】获得53个掌叶大黄WRKY基因、生物信息、组织及响应MeJA的表达特征,其中5个可能与大黄蒽醌类物质的合成有关。

关键词：掌叶大黄 WRKY 转录因子基因表达茉莉酸甲酯

掌叶大黄4个MYB转录因子的分子克隆及胁迫表达

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西北农业学报 2024年第7期33卷 1352-1363页

作者：赵霞李元敏李依民胡晓晨高静颜永刚张岗陕西中医药大学药学院/陕西省秦岭中草药应用开发工程技术研究中心西安712046 陕西中医药大学陕西省中医药管理局“秦药”研发重点实验室西安712046 陕西中医药大学第二附属医院西安712046

旨在克隆获得 RpMYB2、 RpMYB3、 RpMYB5、 RpMYB6基因ORF,并对其理化特性、系统进化关系、不同组织表达、激素与非生物胁迫下的表达等展开分析。研究结果表明, RpMYB2、 RpMYB3、 RpMYB5、 RpMYB6依次编码333、275、293、291个氨基酸,... 详细信息

旨在克隆获得 RpMYB2、 RpMYB3、 RpMYB5、 RpMYB6基因ORF,并对其理化特性、系统进化关系、不同组织表达、激素与非生物胁迫下的表达等展开分析。研究结果表明, RpMYB2、 RpMYB3、 RpMYB5、 RpMYB6依次编码333、275、293、291个氨基酸,分子质量分别为34.781、30.525、31.243、33.313 ku, 4个RpMYBs蛋白均为亲水性蛋白并具有较高的热稳定性,除 RpMYB2外其余3个基因结构主要为α-螺旋和无规则卷曲,且均定位于细胞核。由蛋白结构域和保守基序分析发现, RpMYB2、 RpMYB5含有1个HTH-MYB结构域, RpMYB3、 RpMYB6含有2个HTH-MYB结构域,且不同MYB转录因子包含的保守元件数量及种类存在差异,系统进化分析显示 RpMYB2、 RpMYB5属于R1-MYB亚家族, RpMYB3、 RpMYB6属于R2R3-MYB亚家族,与其结构域分类一致。实时荧光定量结果显示,根中 RpMYB2、 RpMYB6转录本丰度最高, RpMYB3、 RpMYB5基因分别在叶片、叶柄中高表达。经200μmol·L^(-1)脱落酸(abscisic acid, ABA)处理, RpMYB5于24 h达峰值;200μmol·L^(-1)茉莉酸甲酯(methyl jasmonate, MeJA)诱导 RpMYB6表达,表达量随时间推移呈逐渐上升趋势且于24 h最高(为0 h的10.30倍),抑制 RpMYB3表达;200μmol·L^(-1)水杨酸(salicylic acid, SA)诱导 RpMYB6表达最为明显,3 h表达量上调至0 h的21.84倍。RpMYBs在非生物胁迫处理下表达也各有差异, RpMYB2受高温胁迫诱导表达, RpMYB3在损伤、高温胁迫下表达下调, RpMYB5在损伤胁迫下表达受抑制, RpMYB6响应高温、盐胁迫。

关键词：掌叶大黄 MYB 表达分析胁迫实时荧光定量PCR

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