民族藥用植物資源研究與利用湖南省重點實驗室2010

1、<p>　　民族藥用植物資源研究與利用湖南省重點實驗室</p><p>　　湘西藥用植物與民族植物學湖南省高校重點實驗室</p><p>　　民族藥用植物活性成分高效利用湖南省高?？萍紕?chuàng)新團隊</p><p>　　2011年開放基金項目申報指南</p><p>　　2011年重點實驗室和創(chuàng)新團隊科研項目立項，以“民族藥用植物活性成分

2、高效利用創(chuàng)新團隊”的研究內(nèi)容為資助重點，同時資助以下研究：</p><p>　　1．道地及大宗藥材的栽培技術、繁育技術及優(yōu)良品種選育</p><p>　　對湘西地區(qū)道地、大宗或珍稀藥材（如金銀花、白術、黃精、白芨、七葉一枝花、金剛藤、紫珠、葛藤等）的野生資源、主要栽培品種、種植地生態(tài)、規(guī)模及市場前景進行調(diào)查及分析，研究其規(guī)范化栽培技術和繁育技術；在廣泛收集種質(zhì)資源的基礎上，進行遺傳多樣性分

3、析和優(yōu)良品種的篩選，并采用雜交、輻射誘變、多倍化、原生質(zhì)體融合、分子育種或轉(zhuǎn)基因技術等方法進行種質(zhì)創(chuàng)新研究。</p><p>　　2．藥用植物次生代謝物衍生規(guī)律研究</p><p>　　對湘西地區(qū)道地及大宗藥材的活性成分及其關聯(lián)次生代謝產(chǎn)物進行評價，對誘導次生代謝產(chǎn)物的合成和積累的環(huán)境因子進行研究，并從生理、信號轉(zhuǎn)導和分子等多種水平揭示藥用次生代謝產(chǎn)物誘導產(chǎn)生的機理，尋找促進其合成和積累的

4、有效方法。</p><p>　　3.特色民族藥用植物活性成分的提取、分離、鑒定</p><p>　　以初步藥效顯示具有治療腫瘤、糖尿病、跌打損傷、心腦血管疾病、腹瀉和抗菌、抗病毒作用的侗族等少數(shù)民族特色藥用植物為對象，開展活性成分的提取以及有效部位研究；采用藥理功能評價的動物模型和細胞模型（如抗氧化、降血脂、降血糖、抗炎癥、抗病毒、抗過敏、免疫調(diào)節(jié)等），對活性成分的藥理功能、生物活性作高通

5、量篩選與評價；對活性成分進行分離、提純和結(jié)構鑒定，尋找新的天然藥物單體（先導化合物、候選化合物或生物活性化合物）。</p><p>　　4.先導化合物或單體藥物結(jié)構修飾和新藥創(chuàng)制</p><p>　　對先導化合物和臨床長期應用的單體藥物進行結(jié)構修飾和改造，并對修飾改造的化合物進行藥效和藥理分析，形成療效更好的有自主知識產(chǎn)權的新藥。</p><p>　　5．特色藥用植

6、物產(chǎn)品開發(fā)</p><p>　　選擇特色優(yōu)勢藥用植物，進行功能食用品、保健品、化妝品和天然色素等高附加值產(chǎn)品開發(fā)研究。</p><p>　　6.藥用植物新型活性物質(zhì)產(chǎn)生菌的應用基礎研究</p><p>　　篩選有代表性的藥用植物共生微生物菌種，提取與鑒定特殊生物活性物質(zhì)，開展有效代謝產(chǎn)物分離提取、鑒定及發(fā)酵工藝研究，并進行細胞及分子水平的活性篩選、活性成分的有序分離

7、及結(jié)構解析。</p><p>　　7．民族民間復方藥研究</p><p>　　篩選對疾病治療有特效的民族民間復方藥，研究其方劑配伍規(guī)律與科學性，在此基礎上進行藥學（工藝、質(zhì)量、穩(wěn)定性）研究，按中藥新藥申報資料要求進行藥效學、毒理學及臨床研究，為開發(fā)新制劑、新產(chǎn)品及地區(qū)經(jīng)濟服務奠定基礎。</p><p>　　民族藥用植物活性成分高效利用湖南省高校創(chuàng)新團隊</p&

8、gt;<p><b>　　主要研究內(nèi)容</b></p><p>　　（1）魚腥草種質(zhì)資源及重要藥用成分合成關鍵基因研究</p><p>　　主要研究內(nèi)容及關鍵技術突破:</p><p>　?、?魚腥草種質(zhì)資源親緣關系、遺傳多樣性及遺傳結(jié)構研究。應用ISSR、RAMP、和SNPs等分子標記研究搜集資源的遺傳物質(zhì)差異，分析其多態(tài)性，構

9、建其親緣關系系統(tǒng)樹；分析魚腥草的交配系統(tǒng)、群體遺傳結(jié)構、居群間遺傳關系,分析在魚腥草的演化歷史與趨勢；建立魚腥草的分子標記技術體系；根據(jù)其遺傳距離找出遺傳物質(zhì)差異上有代表性的居群。</p><p>　?、?魚腥草資源化學分類及指紋圖譜研究。利用GC，GC-MS和HLPC，對遺傳物質(zhì)差異上有代表性的居群進行揮發(fā)性油和黃酮物質(zhì)指紋圖譜分析，將魚腥草資源分成若干化學型，構建各化學型的揮發(fā)性油和黃酮指紋圖譜。</p

10、><p>　　③ 關鍵基因研究。分別對揮發(fā)性油和黃酮指紋圖譜差異顯著的資源進行有關合成關鍵酶基因——查耳酮合成酶基因、3-羥基-3-甲基戊二酰輔酶A還原酶、萜類合成酶的研究，分析基因差異與有關物質(zhì)含量或種類差異的關系。</p><p><b>　　預期成果與創(chuàng)新: </b></p><p>　　① 通過研究，構建我國魚腥草各分布區(qū)的親緣關系圖，探討

11、魚腥草的交配系統(tǒng)、群體遺傳結(jié)構、居群間遺傳關系，探討我國魚腥草資源分布的演化歷史與趨勢，找出種質(zhì)資源的核心分布區(qū)；篩選出能代表種質(zhì)遺傳多樣性和化學多樣性的核心種質(zhì)；克隆揮發(fā)性油和黃酮合成的關鍵酶基因，比較分析基因變異與有關物質(zhì)含量或種類差異的關系，對我國魚腥草資源加以保護，為品種選育提供理論指導和材料。</p><p>　?、?本研究在大量搜集魚腥草種質(zhì)資源的基礎上，通過幾種分子標記相結(jié)合的方式來分析其遺傳多樣性

12、和遺傳結(jié)構，探討在植物進化史上具有特殊地位和意義的物種的演化歷史與趨勢；同時在此基礎上分析其主要藥用成分差異，將資源進行化學分類，并研究有關藥用成分合成關鍵酶基因，能全面把握魚腥草資源特點，為資源保護和品種選育服務。</p><p>　?、?本研究采用的指紋圖譜等最新手段來考察資源的特性，在藥用植物種質(zhì)資源研究和品種選育方法上有很大的創(chuàng)新性和前瞻性。</p><p>　　（2）委陵菜屬植物

13、降血糖活性成分研究</p><p>　　主要研究內(nèi)容及關鍵技術突破: </p><p>　?、?應用ISSR和ITS分子標記研究：翻白草（Potentilla discolor Bunge）、委陵菜（P. chinensis Ser.）、蛇含委陵菜（P. kleiniana Wight et Arn）、三葉委陵菜（P. freyniana Bornm〔P. sutchuenica Card

14、.〕）、朝天委陵菜（P. supina L.）等5種湖南常用委陵菜屬藥用植物的親緣關系，構建DNA指紋圖譜。</p><p>　?、?提取5種植物不同活性部位成分并構建HPLC、LC-MS和GC-MS圖譜。</p><p>　?、?利用自發(fā)性和實驗性糖尿病動物模型及細胞模型，研究5種植物不同活性部位提取物的藥效及藥物代謝的HPLC、LC-MS和GC-MS指紋圖譜。</p>&

15、lt;p>　?、?對活性成分提取物及其藥物代謝的指紋圖譜進行比對，結(jié)合譜效學分析，確定各植物的有效成分；分析DNA指紋圖譜與有效成分圖譜，尋找能代表藥效或有效成分的DNA特征譜帶。</p><p>　?、?通過糖尿病細胞模型探討各植物降血糖有效成分（群）的分子作用機理，分析有效成分群的最佳組合。</p><p><b>　　預期成果與創(chuàng)新:</b></p&

16、gt;<p>　?、?確定委陵菜屬植物降血糖功效的核心種質(zhì)資源、遺傳指紋圖譜和活性成分指紋圖譜，為委陵菜屬植物抗糖尿病藥物的開發(fā)和新藥源植物的尋找提供理論依據(jù)和實際材料與指導。</p><p>　?、?利用糖尿病藥物篩選細胞模型，基于目標成分刪/增法，建立藥效指紋圖譜；</p><p>　?、?研究開發(fā)出適合不同類型糖尿病的藥物篩選細胞模型，在國際上率先構建用中藥植物降血糖活

17、性成分的高通量篩選平臺；</p><p>　?、?首次應用中藥譜效學說，整合委陵菜屬間植物遺傳指紋圖譜、化學成分指紋圖譜和藥效指紋圖譜，探索委陵菜屬降血糖有效成分（群）的協(xié)同增效機理、量效關系及組效關系，研發(fā)降血糖新藥并申請專利2-3項。</p><p>　?。?）多穗柯降血糖活性成分及作用機理研究</p><p>　　主要研究內(nèi)容及關鍵技術突破:</p>

18、;<p>　?、?采用先進的植物化學分離技術，對多穗柯黃酮進行化學成分高效提制和定性定量分析，建立活性指紋圖譜；</p><p>　?、?通過自發(fā)性（KKAy小鼠）和實驗性（高脂高糖飼料+小劑量STZ誘導的大鼠）糖尿病動物模型，給予有效降血糖劑量的多穗柯黃酮后，研究大鼠肝臟、肌肉和脂肪組織對葡萄糖的攝取、脂肪酸β氧化與線粒體的形態(tài)、數(shù)量和功能的關系；</p><p>　?、?

19、通過體外培養(yǎng)MIN6胰島細胞、HepG2肝細胞、C2C12肌肉細胞、3T3-L1脂肪細胞，研究多穗柯黃酮在細胞水平對線粒體抗氧化作用、線粒體DNA氧化損傷的保護機制；</p><p>　?、?通過Real-time RT-PCR 和Western Blot技術，研究多穗柯黃酮干預后對PGC-1α基因功能、P38和c-Jun信號通路調(diào)控的影響，闡釋多穗柯黃酮降血糖的分子機理。</p><p>

20、;<b>　　預期成果與創(chuàng)新: </b></p><p>　?、?建立多穗柯活性成分指紋圖譜；</p><p>　?、?闡明多穗柯黃酮降血糖的分子機理及作用靶點； </p><p>　?、?為糖尿病治療提供創(chuàng)新先導化合物；</p><p>　?。?）白術抗腹瀉活性成分及作用機理研究</p>

21、<p>　　主要研究內(nèi)容及關鍵技術突破:</p><p>　?、?利用體外抑菌試驗和抗腹瀉細胞模型試驗，高通量篩選白術抗腹瀉活性部位和成分；</p><p>　?、?白術抗腹瀉活性成分的高效提制與定性定量方法體系的建立；</p><p>　?、?采用人工誘導大鼠腹瀉模型，利用分子生物學技術檢測活性成分對模型動物腹瀉指數(shù)、生理生化指標、免疫機能的影響，確定

22、白術抗腹瀉有效成分（群），并進行安全性評價；</p><p>　?、?通過real-time RT-PCR和Western blotting技術研究抗腹瀉成分對腸上皮離子通道和5-羥色胺信號通路的調(diào)控機制。</p><p><b>　　預期成果與創(chuàng)新: </b></p><p>　?、?通過高通量篩選白術抗腹瀉活性部位和成分，探索活性成分治療腹

23、瀉的作用機理；</p><p>　?、?研究抗腹瀉活性成分的協(xié)同增效機理、量效關系及組效關系，為開發(fā)具有抗腹瀉功能的新型綠色添加劑以及白術資源的高值化利用提供科學依據(jù)。</p><p>　?。?）金銀花綠原酸合成關鍵酶基因克隆與功能分析</p><p>　　主要研究內(nèi)容及關鍵技術突破: </p><p>　?、?金銀花jHCT基因與pLj C

24、3H1基因全長序列的克??；</p><p>　?、?基因過表達載體與RNAi載體構建；</p><p>　?、?LjHCT基因與pLjC3H1基因在水稻與擬南芥中的遺傳轉(zhuǎn)化；</p><p>　　④ 過表達雙突變株系與過表達/RNAi株系構建。</p><p><b>　　預期成果與創(chuàng)新: </b></p>

25、<p>　?、?直接以金銀花為材料克隆綠原酸合成關鍵酶基因，綠原酸在金銀花中含量高，控制綠原酸合成關鍵酶基因的表達不受金銀花生長時機的限制，為通過轉(zhuǎn)基因技術提高金銀花中綠原酸含量打下基礎；將克隆的基因分別轉(zhuǎn)入單子葉植物（水稻）與雙子葉植物（擬南芥），為藥用植物次生代謝相關基因的功能研究提供新的思路。</p><p>　　② 通過常規(guī)雜交構建過表達雙突變體株系與過表達/RNAi株系，分別研究兩個基因同時

26、過表達與不同背景條下單個基因過表達對綠原酸合成的影響，構建近等基因系，消除轉(zhuǎn)入基因?qū)蚪M上其他基因的干擾，在反映單個基因過表達與RNAi的對活性成分合成的影響方面有較大的創(chuàng)新性。</p><p>　?。?）七葉一枝花葡萄糖基轉(zhuǎn)移酶基因克隆與轉(zhuǎn)基因發(fā)根系統(tǒng)的建立</p><p>　　主要研究內(nèi)容及關鍵技術突破: </p><p>　?、?葡萄糖基轉(zhuǎn)移酶相關基因克隆與

27、生物信息學分析；</p><p>　　② 基因高效表達載體構建與鑒定；</p><p>　　③ 轉(zhuǎn)基因發(fā)根系統(tǒng)的建立；</p><p>　?、?七葉一枝花轉(zhuǎn)基因發(fā)根甾體糖甙的HPLC 檢測。</p><p><b>　　預期成果與創(chuàng)新: </b></p><p>　?、?通過對七葉一枝花甾體糖甙生

28、物合成關鍵基因的分離、鑒定和比較研究，進一步建立七葉一枝花的轉(zhuǎn)基因發(fā)根系統(tǒng)，為利用生物反應器大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)甾體糖甙奠定基礎。</p><p>　?、?充分利用毛狀根在離體培養(yǎng)條件下能快速、大量合成代謝產(chǎn)物的特性，在七葉一枝花次生代謝產(chǎn)物的開發(fā)利用方面有較大的創(chuàng)新性，將為藥用資源植物可持續(xù)發(fā)展的提供參考。</p><p>　?。?）天門冬種質(zhì)創(chuàng)新與天門冬酰胺相關優(yōu)異基因的分離與有效利用研究

29、</p><p>　　主要研究內(nèi)容及關鍵技術突破:</p><p>　?、?利用ISSR標記和葉綠體trnL-F基因分析天門冬資源多樣性方面的整合，ITS和葉綠體trnH-psbA基因片段在建立天門冬DNA條形碼方面的應用，多倍體育種與組織培養(yǎng)技術在天門冬種質(zhì)創(chuàng)新中的綜合應用；</p><p>　?、?建立不同含量天門冬酰胺的種質(zhì)的cDNA文庫；</p>

30、<p>　?、?獲得天門冬酰胺候選基因的序列及其表達差異的分析方法；</p><p>　?、? 全長基因的克隆與轉(zhuǎn)入侯選種質(zhì)。</p><p><b>　　預期成果與創(chuàng)新: </b></p><p>　　① 建立天門冬DNA條形碼，在國內(nèi)率先構建天門冬鑒定的分子標記；開展高天門冬酰胺含量的天門冬新種質(zhì)的研究；</p>

31、<p>　?、?首次采用抑制消減雜交與cDNA芯片技術分析天門冬酰胺相關基因；</p><p>　?、?首次利用基因工程手段將分離獲得的天門冬酰胺表達進行轉(zhuǎn)基因研究。</p><p>　　(8) 茯苓中纖維素酶高效提取關鍵技術及相關基因的克隆與利用研究</p><p>　　主要研究內(nèi)容及關鍵技術突破: </p><p>　?、?高

32、活力纖維素酶誘導培養(yǎng)技術；</p><p>　?、?內(nèi)切葡聚糖酶、外切葡聚糖酶、β-葡萄糖苷酶高效分離純化技術；</p><p>　　③ 纖維素酶降解纖維素發(fā)酵工藝技術；</p><p>　?、?利用RT-PCR和RACE-PCR的方法，克隆茯苓纖維素酶的基因，運用分子生物學手段對其核苷酸序列和編碼的氨基酸序列進行分析；</p><p>　　

33、⑤ 采用基因工程的技術方法，構建本研究分離得到的茯苓纖維素三類水解酶基因的畢赤酵母表達載體；</p><p>　?、?轉(zhuǎn)化巴斯德畢赤酵母，獲得高效表達茯苓纖維素三類水解酶的基因工程菌株；</p><p>　?、?對重組酵母工程菌發(fā)酵培養(yǎng)和誘導分泌纖維素酶及應用初步研究。</p><p><b>　　預期成果與創(chuàng)新: </b></p>

34、<p>　　① 為纖維素酶的提取提供一條全新的高效途徑，實現(xiàn)以茯苓為材料規(guī)?；苽淅w維素酶，為茯苓資源利用新產(chǎn)業(yè)的興起提供技術支撐；</p><p>　?、?研究開發(fā)出纖維素酶降解纖維素發(fā)酵工藝，為纖維素降解制備乙醇等規(guī)?；_發(fā)提供技術平臺；</p><p>　?、?申請專利1-2項。首次從茯苓中獲得有自主知識產(chǎn)權的纖維素酶基因，并將其轉(zhuǎn)入其他載體，實現(xiàn)高活力纖維素酶基因的生