盾叶薯蓣中薯蓣皂苷元生物合成途径研究进展

综述了薯蓣皂苷元生物合成途径的研究进展及相关酶的研究进展,对其生物合成途径进行了推断,以期为盾叶薯蓣皂苷元合成相关的研究以及利用生物工程进行生产奠定基础。     

不同肥料对盾叶薯蓣产量及薯蓣皂苷元含量的影响

大田条件下,进行肥料单因素试验,研究6种肥料对盾叶薯蓣中薯蓣皂苷元含量及盾叶薯蓣根茎产量的影响。结果表明,与对照组相比,各种肥料均能不同程度地提高薯蓣皂苷元含量及盾叶薯蓣根茎产量。与对照相比,氮、钾施用量对盾叶薯蓣根茎产量的影响达显著水平(P<0.05),且产量随着施肥量的增加而提高,磷酸二铵施用量差异达到极显著水平(P<0.01);氮、磷、农家肥及磷酸二铵对薯蓣皂苷元含量影响达到显著水平(P<0.05);硝酸钾对含量、产量影响均未达到显著水平。     

盾叶薯蓣中薯蓣皂甙元提取预发酵和水解条件的优化

通过单因素试验，研究了原料粒径、预发酵温度、预发酵时间、HCl浓度、水解时间对薯蓣皂甙元得率的影响，且在单因素试验的基础上，选取对薯蓣皂甙元得率影响显著的预发酵时间、HCl浓度、水解时间为因素，以皂甙元得率为指标，进行了正交试验。结果表明，影响薯蓣皂甙元得率的各因素主次顺序为HCl浓度〉预发酵时间〉水解时间。单因素试验和正交试验得到预发酵和水解的优化工艺条件为：原料粒径≤1mm，预发酵温度为40℃，发酵24h，3mol／L盐酸水解4h。     

盾叶薯蓣综合研究概况

薯蓣属植物具有重要的药用价值,其根茎皂甙元是合成避孕药和甾体激素类药物的重要起始原料,在医药工业中占有重要地位,尤其是盾叶薯蓣,因其根状茎的薯蓣皂甙元含量最高而成为薯蓣属植物产业化开发的首选原料。通过回顾40年来,我国在盾叶薯蓣方面开展的植物学研究、农艺学育种和栽培技术的探索以及工业化生产工艺的试验等方面所走过的历程,对盾叶薯蓣的综合研究进行了概述。     

盾叶薯蓣

盾叶薯蓣为薯蓣科多年生缠绕草本。根状茎横生，近圆柱形，指状或不规则分叉、外表褐色。粗糙，有明显纵皱纹和白色圆点状根痕。茎左旋。在分枝或叶柄的基部有时具短刺。单叶互生，盾形。花雌雄异株或同株。花期5—8月，果期9～10月。     

盾叶薯蓣的生长发育研究

通过研究盾叶薯蓣的生长发育特性，发现盾叶薯蓣的生态适应性较强，来自8个地区的种质资源在宜昌均能开花结实，萌发新的根状茎，但是不同产地的盾叶薯蓣生长发育还是差异很大，因此不能盲目引种；盾叶薯蓣营养生长和生殖生长重叠并进时间长，栽培过程中应根据各个生长发育阶段对光、温、水、肥的需求特点合理调控。     

盾叶薯蓣根状茎中皂苷的组织化学定位及含量测定

应用植物解剖学、组织化学定位及植物化学技术,研究了盾叶薯蓣(Dioscorea zingiberensis)的解剖结构特征与皂苷积累的关系。结果表明,盾叶薯蓣根状茎主要由周皮、基本组织和散生的维管束构成。对盾叶薯蓣成熟根状茎的组织化学研究和对薯蓣皂苷元的含量测定结果一致,薯蓣皂苷主要存在于基本组织的薄壁细胞中,韧皮部的生活细胞和维管束鞘细胞有薯蓣皂苷的积累,粗壮的比纤细的根状茎中皂苷含量高,根状茎中段比两侧的皂苷含量高。     

盾叶薯蓣斑点病研究初报

描述了盾叶薯蓣斑点病的症状及病原菌的形态特征。并采用悬滴孢子萌发法在室内用80％多菌灵、80％抑快净、70％甲基托布津、70％可杀得和70％仙生对薯蓣叶点霉作生物测定,计算各药剂对该菌的有效中浓度EC_(50),结果表明,甲基托布津EC_(50)最小。大田试验也表明,甲基托布津对薯蓣叶点霉有较好的防治效果,相对防效达88.6％。     

盾叶薯蓣的研究进展

盾叶薯蓣是重要药源植物,具有较高的经济价值.开展盾叶薯蓣的有关研究,是切实解决云南盾叶薯蓣生产中一系列突出问题的有效途径.通过对现有盾叶薯蓣种质资源研究、优良种质的筛选及相关细胞工程技术的应用进行综合分析、评价,为云南盾叶薯蓣的开发利用提供相关的科学依据.     

盾叶薯蓣原生质体分离

以盾叶薯蓣叶片、种子愈伤为材料,探讨了不同的酶浓度、酶解时间及渗透压对原生质体分离的影响.结果表明:生长5～10d的叶片置于0.6%纤维素酶、0.5%果胶酶、0.9mol/L甘露醇的酶液中、黑暗处理21h,其原生质体产量和活力最高;悬浮培养5～10d的愈伤组织在2.0%纤维素酶、1.0%果胶酶、0.7mol/L甘露醇的混合酶液中黑暗处理6～8h原生质体产量和活力最高.     

盾叶薯蓣ISSR-PCR扩增条件研究

以盾叶薯蓣的叶片制备ISSR-PCR DNA 模板.通过单因子试验分别研究了模板DNA质量和浓度、Mg2 浓度、Taq酶用量、dNTPs浓度以及退火温度对盾叶薯蓣ISSR-PCR扩增的影响,建立了适宜于盾叶薯蓣的ISSR反应体系和扩增参数,即15μL反应体系中包括:20 ng/L模板DNA,1×Taq酶缓冲液,1.0 U Taq聚合酶,2.5 mmol/L MgCl2,0.2 μmol/L引物和0.3 mmol/L dNTPs.并从46个ISSR引物中筛选出10个带纹清晰、多态性丰富的引物,并确定了这些引物的适宜退火温度.     

盾叶薯蓣顶芽快繁技术研究

以盾叶薯蓣顶芽为外植体,研究了升汞处理时间对无菌顶芽得率以及不同植物生长调节剂对顶芽增殖和生根的影响。结果表明:用升汞处理5min,盾叶薯蓣无菌苗得率最高,为84%。适宜的快繁培养基为MS+6-BA 2.0mg/L+NAA 0.2mg/L,培养30d时,顶芽繁殖系数为5.50,株高为6.08cm,茎粗壮,长势整齐。适宜的生根培养基为1/2MS+IBA 0.3mg/L,培养45d时,顶芽生根率可达97.23%。     

超声辅助复配酶法制备黄姜中薯蓣皂素

[目的]探讨超声辅助酶法水解黄姜生产薯蓣皂素工艺。[方法]通过正交试验优化纤维素酶和蜗牛酶组成的复配酶水解黄姜,建立高效液相色谱法定量薯蓣皂素,计算得率。[结果]酶解温度对薯蓣皂素得率的影响最大;最佳酶水解条件是酶解时间为48 h,酶添加量为物料的8%,酶解pH为6.0,酶解温度为50℃,薯蓣皂素的得率为0.524 9%。采用超声破碎辅助复配酶解法,薯蓣皂素的得率为0.630 9%。[结论]利用超声辅助纤维素酶和蜗牛酶提取黄姜中薯蓣皂素比直接酶解法得率提高了25%,接近酸解法的得率,应用潜力大。     

四倍体盾叶薯蓣实生苗的诱导及快速繁殖研究

盾叶薯蓣(D.zingiberensisC.H.Wright)是我国特有的药用植物,根茎所含薯蓣皂苷元为合成甾体激素类药物的主要原料。采用秋水仙碱溶液诱导盾叶薯蓣种子,种子经诱导出芽率明显下降;出芽后所得实生苗采用根尖染色体、花药壁细胞染色体和花粉母细胞染色体计数相结合的方法进行突变体的检测,突破了根尖染色体计数试验的取材限制;经诱导得到了盾叶薯蓣同源四倍体及非整倍实生苗;四倍体单株小孢子母细胞减数分裂行为正常,纺锤丝可见。试验还对四倍体盾叶薯蓣组织培养丛生芽诱导和生根培养基进行了优选。     

黄姜根茎组培快繁技术研究

探索了黄姜离体培养快速繁殖的有效途径。结果表明：在附加6-BA的MS培养基上,外植体可诱导出大量的致密愈伤组织,而且致密愈伤组织在分化培养基中能分化产生大量圆球茎和幼苗;而在附加2,4-D的MS培养基中,外植体被诱导出疏松愈伤组织,在随后的分化培养基上只能产生数量有限的幼苗。带枝条的圆球茎在MS＋NAA0．5mg·L^-1＋IAA0．5mg·L^-1生根培养基上的生根率达到88．2％;移栽成活率迭85％。     

无污染提取薯蓣皂素的热分解处理研究

【目的】解决当前薯蓣皂素生产中废水量大,酸性强,有机物含量高,存在严重污染问题的现状。【方法】利用饱和蒸汽作为压力介质,在较高压力和温度下处理盾叶薯蓣根茎块,将薯蓣皂素与淀粉、纤维素剥离开,处理过的物料干燥后不需进行酸水解即可直接提取皂素。【结果】分析了影响热分解的各种因素,并予以优化。优化工艺条件为:饱和蒸汽压力1.4MPa,保压时间30min,加料量3.5kg,在此条件下薯蓣皂素的收率为1.745%。在热分解前加入二氧化碳介质,可以提高处理效果,改善物料颜色,但物料呈酸性,保压时间需要适当延长。【结论】热分解工艺无需酸、碱处理,不需对残渣进行清洗,基本无废水产生,可从根本上解决皂素生产中的污水处理问题。     

盾叶薯蓣品种的ISSR指纹图谱研究

[目的]利用ISSR分子标记构建盾叶薯蓣品种鉴定的DNA指纹图谱,为盾叶薯蓣药材鉴定和良种选育提供技术支持。[方法]筛选ISSR引物,对10个盾叶薯蓣品种进行PCR扩增和电泳检测,统计条带并进行遗传多样性分析、聚类分析等;选择核心引物,建立DNA指纹图谱鉴定体系。[结果]从50条ISSR引物中筛选出9条,对10个品种扩增共得到86条谱带,多态性条带72条,多态性条带比率为83.72%;选出3条ISSR核心引物建立了10个薯蓣品种的ISSR指纹鉴定图谱。[结论]盾叶薯蓣品种遗传多样性丰富;3条核心引物所构建的植物图谱中,每个品种均有各自特异的共有谱带、特有谱带、缺失谱带,这些谱带的组合可用于盾叶薯蓣品种鉴定。     

底肥不同施用量对盾叶薯蓣产量的影响

盾叶薯蓣(Dioscorea zingiberendidC·H·Wright),又名黄姜,为薯蓣科薯蓣属多年生缠绕植物,其根状茎内的薯蓣皂素(薯蓣皂苷元)的含量最高可达16·15%,是目前世界上用于合成甾体激素类药物的重要药源植物[1~2]。根据国内生物技术医药产品开发的现状和国际生物医药的应用前景,因盾叶薯蓣用途广泛、利用价值极高,我国十分重视其生产及其有效生物活性成分的开发研究,并将之列为国家生物医药工程发展的重点项目之一。但生产中底肥施用缺乏相关规程,种植者普遍认为底肥越多越好,因而盲目施肥,造成肥害,致使部分植株死亡和根状茎严重腐烂,对其产…