民族藥用植物資源研究與利用湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室2010

1、<p>　　民族藥用植物資源研究與利用湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室</p><p>　　湘西藥用植物與民族植物學(xué)湖南省高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室</p><p>　　民族藥用植物活性成分高效利用湖南省高校科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)</p><p>　　2011年開放基金項(xiàng)目申報(bào)指南</p><p>　　2011年重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)科研項(xiàng)目立項(xiàng)，以“民族藥用植物活性成分

2、高效利用創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)”的研究?jī)?nèi)容為資助重點(diǎn)，同時(shí)資助以下研究：</p><p>　　1．道地及大宗藥材的栽培技術(shù)、繁育技術(shù)及優(yōu)良品種選育</p><p>　　對(duì)湘西地區(qū)道地、大宗或珍稀藥材（如金銀花、白術(shù)、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(chǎng)前景進(jìn)行調(diào)查及分析，研究其規(guī)范化栽培技術(shù)和繁育技術(shù)；在廣泛收集種質(zhì)資源的基礎(chǔ)上，進(jìn)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(shù)等方法進(jìn)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(duì)湘西地區(qū)道地及大宗藥材的活性成分及其關(guān)聯(lián)次生代謝產(chǎn)物進(jìn)行評(píng)價(jià)，對(duì)誘導(dǎo)次生代謝產(chǎn)物的合成和積累的環(huán)境因子進(jìn)行研究，并從生理、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和分子等多種水平揭示藥用次生代謝產(chǎn)物誘導(dǎo)產(chǎn)生的機(jī)理，尋找促進(jìn)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(duì)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(píng)價(jià)的動(dòng)物模型和細(xì)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(duì)活性成分的藥理功能、生物活性作高通

5、量篩選與評(píng)價(jià)；對(duì)活性成分進(jìn)行分離、提純和結(jié)構(gòu)鑒定，尋找新的天然藥物單體（先導(dǎo)化合物、候選化合物或生物活性化合物）。</p><p>　　4.先導(dǎo)化合物或單體藥物結(jié)構(gòu)修飾和新藥創(chuàng)制</p><p>　　對(duì)先導(dǎo)化合物和臨床長(zhǎng)期應(yīng)用的單體藥物進(jìn)行結(jié)構(gòu)修飾和改造，并對(duì)修飾改造的化合物進(jìn)行藥效和藥理分析，形成療效更好的有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)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(shì)藥用植物，進(jìn)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(yīng)用基礎(chǔ)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(jìn)行細(xì)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(gòu)解析。</p><p>　　7．民族民間復(fù)方藥研究</p><p>　　篩選對(duì)疾病治療有特效的民族民間復(fù)方藥，研究其方劑配伍規(guī)律與科學(xué)性，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行藥學(xué)（工藝、質(zhì)量、穩(wěn)定性）研究，按中藥新藥申報(bào)資料要求進(jìn)行藥效學(xué)、毒理學(xué)及臨床研究，為開發(fā)新制劑、新產(chǎn)品及地區(qū)經(jīng)濟(jì)服務(wù)奠定基礎(chǔ)。</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(tuán)隊(duì)</p&

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

9、建其親緣關(guān)系系統(tǒng)樹；分析魚腥草的交配系統(tǒng)、群體遺傳結(jié)構(gòu)、居群間遺傳關(guān)系,分析在魚腥草的演化歷史與趨勢(shì)；建立魚腥草的分子標(biāo)記技術(shù)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(xué)分類及指紋圖譜研究。利用GC，GC-MS和HLPC，對(duì)遺傳物質(zhì)差異上有代表性的居群進(jìn)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(xué)型，構(gòu)建各化學(xué)型的揮發(fā)性油和黃酮指紋圖譜。</p

10、><p>　?、?關(guān)鍵基因研究。分別對(duì)揮發(fā)性油和黃酮指紋圖譜差異顯著的資源進(jìn)行有關(guān)合成關(guān)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(guān)物質(zhì)含量或種類差異的關(guān)系。</p><p><b>　　預(yù)期成果與創(chuàng)新: </b></p><p>　?、?通過研究，構(gòu)建我國(guó)魚腥草各分布區(qū)的親緣關(guān)系圖，探討

11、魚腥草的交配系統(tǒng)、群體遺傳結(jié)構(gòu)、居群間遺傳關(guān)系，探討我國(guó)魚腥草資源分布的演化歷史與趨勢(shì)，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(xué)多樣性的核心種質(zhì)；克隆揮發(fā)性油和黃酮合成的關(guān)鍵酶基因，比較分析基因變異與有關(guān)物質(zhì)含量或種類差異的關(guān)系，對(duì)我國(guó)魚腥草資源加以保護(hù)，為品種選育提供理論指導(dǎo)和材料。</p><p>　?、?本研究在大量搜集魚腥草種質(zhì)資源的基礎(chǔ)上，通過幾種分子標(biāo)記相結(jié)合的方式來分析其遺傳多樣性

12、和遺傳結(jié)構(gòu)，探討在植物進(jìn)化史上具有特殊地位和意義的物種的演化歷史與趨勢(shì)；同時(shí)在此基礎(chǔ)上分析其主要藥用成分差異，將資源進(jìn)行化學(xué)分類，并研究有關(guān)藥用成分合成關(guān)鍵酶基因，能全面把握魚腥草資源特點(diǎn)，為資源保護(hù)和品種選育服務(wù)。</p><p>　　③ 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>　?。?）委陵菜屬植物

13、降血糖活性成分研究</p><p>　　主要研究?jī)?nèi)容及關(guān)鍵技術(shù)突破: </p><p>　?、?應(yīng)用ISSR和ITS分子標(biāo)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(guān)系，構(gòu)建DNA指紋圖譜。</p><p>　　② 提取5種植物不同活性部位成分并構(gòu)建HPLC、LC-MS和GC-MS圖譜。</p><p>　?、?利用自發(fā)性和實(shí)驗(yàn)性糖尿病動(dòng)物模型及細(xì)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>　　④ 對(duì)活性成分提取物及其藥物代謝的指紋圖譜進(jìn)行比對(duì)，結(jié)合譜效學(xué)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(xì)胞模型探討各植物降血糖有效成分（群）的分子作用機(jī)理，分析有效成分群的最佳組合。</p><p><b>　　預(yù)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(shí)際材料與指導(dǎo)。</p><p>　?、?利用糖尿病藥物篩選細(xì)胞模型，基于目標(biāo)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(xì)胞模型，在國(guó)際上率先構(gòu)建用中藥植物降血糖活

17、性成分的高通量篩選平臺(tái)；</p><p>　?、?首次應(yīng)用中藥譜效學(xué)說，整合委陵菜屬間植物遺傳指紋圖譜、化學(xué)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(jī)理、量效關(guān)系及組效關(guān)系，研發(fā)降血糖新藥并申請(qǐng)專利2-3項(xiàng)。</p><p>　　（3）多穗柯降血糖活性成分及作用機(jī)理研究</p><p>　　主要研究?jī)?nèi)容及關(guān)鍵技術(shù)突破:</p>

18、;<p>　?、?采用先進(jìn)的植物化學(xué)分離技術(shù)，對(duì)多穗柯黃酮進(jìn)行化學(xué)成分高效提制和定性定量分析，建立活性指紋圖譜；</p><p>　　② 通過自發(fā)性（KKAy小鼠）和實(shí)驗(yàn)性（高脂高糖飼料+小劑量STZ誘導(dǎo)的大鼠）糖尿病動(dòng)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(duì)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(guān)系；</p><p>　?、?

19、通過體外培養(yǎng)MIN6胰島細(xì)胞、HepG2肝細(xì)胞、C2C12肌肉細(xì)胞、3T3-L1脂肪細(xì)胞，研究多穗柯黃酮在細(xì)胞水平對(duì)線粒體抗氧化作用、線粒體DNA氧化損傷的保護(hù)機(jī)制；</p><p>　　④ 通過Real-time RT-PCR 和Western Blot技術(shù)，研究多穗柯黃酮干預(yù)后對(duì)PGC-1α基因功能、P38和c-Jun信號(hào)通路調(diào)控的影響，闡釋多穗柯黃酮降血糖的分子機(jī)理。</p><p>

20、;<b>　　預(yù)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>　　② 闡明多穗柯黃酮降血糖的分子機(jī)理及作用靶點(diǎn)； </p><p>　　③ 為糖尿病治療提供創(chuàng)新先導(dǎo)化合物；</p><p>　　（4）白術(shù)抗腹瀉活性成分及作用機(jī)理研究</p>

21、<p>　　主要研究?jī)?nèi)容及關(guān)鍵技術(shù)突破:</p><p>　　① 利用體外抑菌試驗(yàn)和抗腹瀉細(xì)胞模型試驗(yàn)，高通量篩選白術(shù)抗腹瀉活性部位和成分；</p><p>　?、?白術(shù)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(dǎo)大鼠腹瀉模型，利用分子生物學(xué)技術(shù)檢測(cè)活性成分對(duì)模型動(dòng)物腹瀉指數(shù)、生理生化指標(biāo)、免疫機(jī)能的影響，確定

22、白術(shù)抗腹瀉有效成分（群），并進(jìn)行安全性評(píng)價(jià)；</p><p>　?、?通過real-time RT-PCR和Western blotting技術(shù)研究抗腹瀉成分對(duì)腸上皮離子通道和5-羥色胺信號(hào)通路的調(diào)控機(jī)制。</p><p><b>　　預(yù)期成果與創(chuàng)新: </b></p><p>　?、?通過高通量篩選白術(shù)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(jī)理；</p><p>　?、?研究抗腹瀉活性成分的協(xié)同增效機(jī)理、量效關(guān)系及組效關(guān)系，為開發(fā)具有抗腹瀉功能的新型綠色添加劑以及白術(shù)資源的高值化利用提供科學(xué)依據(jù)。</p><p>　?。?）金銀花綠原酸合成關(guān)鍵酶基因克隆與功能分析</p><p>　　主要研究?jī)?nèi)容及關(guān)鍵技術(shù)突破: </p><p>　　① 金銀花jHCT基因與pLj C

24、3H1基因全長(zhǎng)序列的克隆；</p><p>　　② 基因過表達(dá)載體與RNAi載體構(gòu)建；</p><p>　　③ 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(dá)雙突變株系與過表達(dá)/RNAi株系構(gòu)建。</p><p><b>　　預(yù)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(guān)鍵酶基因，綠原酸在金銀花中含量高，控制綠原酸合成關(guān)鍵酶基因的表達(dá)不受金銀花生長(zhǎng)時(shí)機(jī)的限制，為通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)提高金銀花中綠原酸含量打下基礎(chǔ)；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(guān)基因的功能研究提供新的思路。</p><p>　?、?通過常規(guī)雜交構(gòu)建過表達(dá)雙突變體株系與過表達(dá)/RNAi株系，分別研究?jī)蓚€(gè)基因同時(shí)

26、過表達(dá)與不同背景條下單個(gè)基因過表達(dá)對(duì)綠原酸合成的影響，構(gòu)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(gè)基因過表達(dá)與RNAi的對(duì)活性成分合成的影響方面有較大的創(chuàng)新性。</p><p>　　（6）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?jī)?nèi)容及關(guān)鍵技術(shù)突破: </p><p>　?、?葡萄糖基轉(zhuǎn)移酶相關(guān)基因克隆與

27、生物信息學(xué)分析；</p><p>　　② 基因高效表達(dá)載體構(gòu)建與鑒定；</p><p>　　③ 轉(zhuǎn)基因發(fā)根系統(tǒng)的建立；</p><p>　　④ 七葉一枝花轉(zhuǎn)基因發(fā)根甾體糖甙的HPLC 檢測(cè)。</p><p><b>　　預(yù)期成果與創(chuàng)新: </b></p><p>　　① 通過對(duì)七葉一枝花甾體糖甙生

28、物合成關(guān)鍵基因的分離、鑒定和比較研究，進(jìn)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(yīng)器大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)甾體糖甙奠定基礎(chǔ)。</p><p>　　② 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(guān)優(yōu)異基因的分離與有效利用研究

29、</p><p>　　主要研究?jī)?nèi)容及關(guān)鍵技術(shù)突破:</p><p>　?、?利用ISSR標(biāo)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(yīng)用，多倍體育種與組織培養(yǎng)技術(shù)在天門冬種質(zhì)創(chuàng)新中的綜合應(yīng)用；</p><p>　?、?建立不同含量天門冬酰胺的種質(zhì)的cDNA文庫(kù)；</p>

30、<p>　　③ 獲得天門冬酰胺候選基因的序列及其表達(dá)差異的分析方法；</p><p>　　④. 全長(zhǎng)基因的克隆與轉(zhuǎn)入侯選種質(zhì)。</p><p><b>　　預(yù)期成果與創(chuàng)新: </b></p><p>　　① 建立天門冬DNA條形碼，在國(guó)內(nèi)率先構(gòu)建天門冬鑒定的分子標(biāo)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(shù)分析天門冬酰胺相關(guān)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(dá)進(jìn)行轉(zhuǎn)基因研究。</p><p>　　(8) 茯苓中纖維素酶高效提取關(guān)鍵技術(shù)及相關(guān)基因的克隆與利用研究</p><p>　　主要研究?jī)?nèi)容及關(guān)鍵技術(shù)突破: </p><p>　?、?高

32、活力纖維素酶誘導(dǎo)培養(yǎng)技術(shù)；</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(shù)；</p><p>　?、?纖維素酶降解纖維素發(fā)酵工藝技術(shù)；</p><p>　?、?利用RT-PCR和RACE-PCR的方法，克隆茯苓纖維素酶的基因，運(yùn)用分子生物學(xué)手段對(duì)其核苷酸序列和編碼的氨基酸序列進(jìn)行分析；</p><p>　　

33、⑤ 采用基因工程的技術(shù)方法，構(gòu)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(dá)載體；</p><p>　　⑥ 轉(zhuǎn)化巴斯德畢赤酵母，獲得高效表達(dá)茯苓纖維素三類水解酶的基因工程菌株；</p><p>　?、?對(duì)重組酵母工程菌發(fā)酵培養(yǎng)和誘導(dǎo)分泌纖維素酶及應(yīng)用初步研究。</p><p><b>　　預(yù)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(shí)現(xiàn)以茯苓為材料規(guī)模化制備纖維素酶，為茯苓資源利用新產(chǎn)業(yè)的興起提供技術(shù)支撐；</p><p>　　② 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)模化開發(fā)提供技術(shù)平臺(tái)；</p><p>　　③ 申請(qǐng)專利1-2項(xiàng)。首次從茯苓中獲得有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的纖維素酶基因，并將其轉(zhuǎn)入其他載體，實(shí)現(xiàn)高活力纖維素酶基因的生