带侧羧基的脂肪族生物降解聚合物

生物降解脂肪族聚酷如聚乙交醋（PGA）、聚丙交醋（PLA）、聚。一己内酷（PCL）以及它们的共聚物由于具有良好的生物相容性和生物降解性而在外科手术缝合线、组织工程、药物控制释放、骨固定等领域得到很多应用。但是，它们自身缺乏功能基团，亲水性差，因而在应用上受到很大限制。因此，含有功能侧基生物降解聚合物的制备在过去十年中受到大家极大的关注。功能基团的引入对于调节聚合物的性能如：亲水性、生物降解性和药物的渗透性等非常重要。需要特别指出的是，功能基团的引入为把药物和其它生物活性物质与聚合物结合进而扩大聚合物的应用范围提供了机会。本文合成了几个功能化单体并且通过共聚的方法制备了几种新型的两亲性功能化聚合物。这些改性后的聚合物可以通过化学键接上药物或者其它生物活性物质，有望作为靶向控释药物载体和智能化的组织工程支架材料。具体的研究结果如下：1．以2，2-二羟甲基丙酸节酷为功能单体，通过两步法成功合成了一系列新的带功能基团的聚酷酞胺，并通过1H NMR和FTIR对聚合物的化学结构进行了表征，DSC结果表明所合成的聚酯酰胺的Tm和Tg分别在150℃和0℃左右；2．合成了功能化的环状单体（35）-3-［（苄氧羰基）乙基」吗啉-2，5-二酮（BEMD），并以PEG作为引发剂，Sn（Oct）2作为催化剂，通过L一LA和BEMD的开环共聚合得到共聚物PLGBG-PEG-PLGBG；随后用10％铭碳催化氢化得到带有侧梭基的两亲性嵌段共聚物PLGG-PEG-PLGG和其它两亲性嵌段共聚物一样，PLGG-PEG-PLGG在水溶液中能够自组装成胶束，用花作为荧光探针，通过荧光光谱法研究了其形成胶束的过程并测定了它们的临界胶束浓度，发现在总的分子量大致相当的情况下，PLGG-PEG4600-PLGG比PLGG-PEG2000-PLGG有较高的临界胶束浓度；场发射电子显微镜表征结果显示胶束具有均一的球形特征，动态光散射结果表明该胶束具有较窄的单峰粒径分布；蛋白酶K溶液中的降解研究表明带有侧梭基的PLGG-PEG-PLGG比PLA具有更快的降解速率；人胚关节软骨细胞培养结果表明所合成的聚合物PLGG-PEG-PLGG显示出较好的细胞相容性。3．在缩合剂DCC和催化剂DMAP存在下，带有侧梭基的两亲性嵌段共聚物PLGOPEG-PLGG和紫杉醇发生缩合反应得到两亲性嵌段共聚物一紫杉醇键合药P（LGG-paclitaxel）-PEG-P（LGG-paclitaxel）。它具有两亲性嵌段共聚物的性质，能够自组装成胶束，场发射电子显微镜表征结果表明胶束具有均一的球形特征，动态光散射结果表明该胶束具有较窄的粒径分布，平均粒径为119.4nm。该胶束的药物释放具有pH敏感性，酸性环境中比生理环境中（pH＝7.4）具有较快的释放速率。P（LGG-Paclitaxel）-PEG-P（LGG-paclitaxel）胶束的壳层由良好亲水性的PEG组成，避免了胶束纳米粒子在血液循环中被人体网状内皮系统吞噬，保证有充足的时间通过EPR效应在肿瘤部位聚集，进而通过细胞内吞进入细胞并在细胞内的酸性环境中释放药物，进一步的研究工作有待深入进行。4．合成了功能化的环状碳酸酷单体MBC，以MPEG作为引发剂，ZnEt2作为催化剂，LLA和MBC发生开环共聚合，以较高的转化率，得到高分子量共聚物MPEG-b-P（LA-co-MBC）。13C NMR表明LLA和确c发生了无规共聚合；DSC征结果表明MPEG-b-P（LA-co-MBC）为无定型态聚合物，Tg在20-50℃之间，随着MBc含量的增加而降低；MPEG-b-P（LA-co-MBC）脱保护后得到带侧梭基的MPEG-b-P（LA-co-MCC），它的Tg明显提高，可能是聚合物侧梭基之间强的氢键作用力以及梭基对水解反应的催化作用造成的；脱保护前后的共聚物在蛋白酶K溶液中的降解研究表明，MPEG-b-P（LA-co-MCC）的降解速率大于MPEG-b-P（LA-co-MBC）的降解速率；人胚关节软骨细胞培养结果表明，所合成的MPEG-b-P（LA-co-MCC）是一种具有良好生物相容性的新型生物降解材料。5．利用本实验室开发的一种新型有机氨锯引发剂Sr-PO在温和的条件下通过顺序加料聚合的方法合成了新的嵌段共聚物PCL-b-PMBC。WAXD结果表明 PCL-b-PMBc中PCL的衍射峰均可观察到，只是衍射峰的强度随着PMBC含量的增加而减弱。DSC结果表明PCL-b-PMBC中PCL的Tm在57到52℃之间，并且随着PMBC含量的增加而降低。PCL-b-PMBC的玻璃化转变在-41.6 到-23.3℃之间，随着PMBC含量的增加而增加，这表明PMBC和PCL之间 有着强的相互作用，尽管两段不是完全相容的。PCL-b-PMBC的侧节醋在10％把碳催化下氢化还原为带侧梭基的PCL-b-PMCC后，衍射峰和结晶焙大大降低，说明侧梭基的存在使得分子链间有着强的氢键相互作用而不利于结晶。由以上分析可知，PCL-b-PMCC侧梭基的存在将会使共聚物的降解速度大大提高，而且因为功能梭基的存在可以使共聚物通过化学键连接上药物、短肤、寡糖或者其它生物活性物质，从而扩大该聚合物在生物医学领域的应用范围。

丙烯－乙烯分段共聚物的研究

本工作用核磁共振(~(13C-NMR)、示差扫描量热技术（DSC）、动态力学分析（DMA）、付里叶红外光谱（FTIR）、扫描电子显微镜（SEM）等手段系统地研究了丙烯、乙烯两步分段共聚、预期为聚丙烯－聚乙烯两嵌段共聚物（PP－B-PE）的合成物（简称丙烯－乙烯分段共聚物）的分子结构，热性能，形态及其分散相的坛韧作用。结果表明，将丙烯、乙烯分段共聚并不能得到预想的PP－b－PE两嵌段共聚物。由于残存丙烯单体和催化剂活性中心链转移反应的影响，丙烯－乙烯分段共聚物事实上是由PP、PE、EPR组成的共混物，从催化剂的催化机理推测合成物中可能含有一定量的PP-b-EPR两嵌段共聚物，但没有证据能证实它的存在。DSC的结果表明分段共聚物的热性能不同于PP／PE二元共混物，但绝不可能以此作为判别PP－B-PE嵌段共聚物存在的证据。形态的结果表明了分段共聚物为两相结构，EPR和PE组成聚集体以球形无规分布于PP基体中，并且在断裂过程中，分散相以多种方式起到坛韧的作用。在丙烯－乙烯分段共聚物／EPDM共混物的研究中，本工作系统地研究了共混物的热性能、结晶结构、结晶形态、转变行为、形态及其力学性能，发现在共混物中，PEDM对分段共聚物的热性能有一定的影响并与形态的变化有关。EPDM不改变分段共聚物的结晶结构，但使其结晶形态有很大变化，表现在球晶尺寸变小，球晶结构变得不完善等。EPDM能使共混物的韧性有较大提高，但却使共混物的模量和屈服强度有所下降。在共混物坛韧机理的研究中发现，EPDM通过以下几种方式起到坛韧的作用：1．EPDM改变了分段共聚物的结晶形态，如减小球晶尺寸，使球晶边界不明显并使其不完善。2．PEDM和分段共聚物中的分散相组成聚集体，形成类似于高抗冲聚苯乙烯的蜂窝状分散相，且随EPDM含量的坛加，分散相尺寸坛大，分散相之间的距离减小，改变应力场在分散相同围的分布，有利于共混物实现脆一韧转变。3．EPDM的加入，降低了分散相在低温下的模量，使分散相在低温下引发基体产生大量的银纹。4．分散相在断裂过程中被拉伸，在断面间形成桥一样的结构，阻止裂纹生长，减轻应力在裂纹尖端的集中。

南海南部水体和沉积物中的浮游有孔虫氧碳同位素分析

通过对2002年南海南部春季水体和表层沉积物中浮游有孔虫的δ^18O和δ^13C分析，初步探讨该区有孔虫氧碳

石油污染土壤微生物多样性分析及芘降解菌的鉴定

石油污染是目前最严重的环境问题之一，我国有近千万亩的耕地受到程度不同的石油污染。沈抚灌区位于辽宁省沈阳市和抚顺市之间，全长70多千米，是我国最大的石油污染灌区之一，有四五十年的污灌历史，已对当地的生态环境造成了严重的影响。随着人们对污水灌溉危害的认识，从20世纪80年代起，逐步停止了污水灌溉，开始了清水灌溉和改为旱田耕作，但污染问题仍然存在。目前，由于对该地区污染土壤微生物类群、原位降解菌及它们对环境条件变化的响应等信息缺乏了解，限制了对该地区污染土壤的生物修复。 分子生物学研究手段及稳定同位素分析技术，为污染土壤微生物生态学研究提供了全新的研究手段，为突破当前石油污染土壤生物修复研究止步不前的局面指引了方向。本论文采用变性梯度凝胶电泳（Denaturing Gradient Gel Electrophoresis, DGGE）和磷脂脂肪酸分析（Phospholipid Fatty-acid Analysis, PLFA）分析技术，对沈抚灌区水改旱田石油污染土壤的微生物多样性与环境指标的相关规律进行了分析；以PLFA为生物标示物，结合气相色谱-稳定同位素比率质谱（Gas Chromatography Combustion Isotope Ratio Mass Spectrometry, GC-c-IRMS）分析技术，对石油污染土壤和相对清洁土壤中多环芳烃菲和芘的土著降解菌群进行了鉴定；并以不同的吸附性载体为介质，富集、筛选了芘的降解菌。 研究结果表明，石油污染土壤中的微生物群落结构主要与其相对地理位置有关，当污染物的浓度达到一定程度，土壤中的微生物群落结构会发生明显的改变。以13C标记的稳定同位素菲和芘为代谢底物，对污染土壤中菲和芘的土著降解菌群进行了鉴定。 13C-PLFA- GC-c-IRMS分析结果显示，参与菲降解的微生物有G-、G+细菌和放线菌，其中以G-细菌为主；污染土壤和相对清洁土壤两种土壤都未检出有真菌参与；参与芘降解的微生物有放线菌、G-细菌和真菌，其中以G-细菌为主，同时，也检测到有真菌的参与；污染土壤中的降解菌群较清洁土壤丰富。研究还发现，芘在土壤中的降解可能存在不经过菲为中间产物的代谢途径。采用不同的吸附性载体所富集的优势细菌显著不同。从不同的吸附性载体上最终得到8株芘的降解菌，其中鉴定出的三株菌中Sp-A56，Sp-A21为多食鞘氨醇杆菌（Sphingobacterium multivorum）；Sp-B05氨基杆菌属的一个亚种（Aminobacter sp.），未见有关该菌株芘降解能力的报道，可能是一株新的芘降解菌。

杉木人工林凋落物对土壤碳平衡的影响

土壤碳循环过程是目前全球碳源碳汇研究的核心，目前对土壤碳循环过程和机制的研究还十分缺乏。杉木人工林约占我国人工林面积的1/4，由于近几十年经营管理措施不当，土壤有机碳的下降已经成为不争的事实，极大地影响了杉木人工林生产力的可持续发展。本研究通过对杉木人工林土壤有机碳来源、分解和释放动态的区分量化，结合13C标记示踪试验，开展了杉木凋落物分解对土壤有机碳平衡影响的研究，为土壤碳平衡和转化机理及杉木人工林的可持续经营提供了可靠的理论依据。通过系统的研究，得出以下结论： ⑴估算了典型杉木人工林土壤碳的周转状况，研究发现典型杉木人工林土壤碳更新较慢。土壤碳年输入量、形成量、转化量、输出量和贮存量分别为2.79 t hm-2、1.58 t hm-2、2.04 t hm-2、4.57 t hm-2、113.21 t hm-2。其中在土壤碳年排放量中矿质土层呼吸、根呼吸、凋落物层呼吸碳分别占土壤碳总排放量的50.6%、26.0%、23.1%。 ⑵计算了凋落物分解对土壤碳平衡的贡献。不同器官凋落物在土壤中的矿化释放碳量和进入土壤碳库量均随着凋落物易分解性的增大而增大，并且各器官凋落物分解以CO2-C释放最多，以微生物量碳存在的量次之，以可溶性碳存在的量最少。年均温16.5 ℃条件下培养100天，分别来自于叶、枝、细根、粗根有机碳的13.81%、9.26%、5.74%、4.62%被矿化释放，占总CO2-C释放量的比例分别为43.7%、37.2%、31.9%、29.0%。同时不同器官凋落物依次有3.05%、3.26%、2.24%、1.84%存在于土壤微生物碳库，占总微生物量碳的比例分别为12.9%、14.3%、10.5%、8.8%；不同器官凋落物依次有0.62%、0.62%、0.31%、0.24%存在于可溶性有机碳库，占总可溶性有机碳的比例分别为3.99%、4.10%、2.13%、1.73%。 ⑶不同器官凋落物进入土壤对土壤碳排放的激发效应不同，叶、枝、细根、粗根加入土壤产生了正激发效应，激发率依次为6.6%、7.0%、2.2%、2.8%。并且土壤风干－湿润过程影响了凋落物在土壤中的分解和转化过程。土壤风干－湿润使起始矿化底物库增大，培养初期凋落物分解速率上升，同时土壤原有机碳矿化速率降低，微生物对凋落物碳的利用以及凋落物对可溶性有机碳的贡献下降。 ⑷凋落物碳在不同轻组密度组分中的分布不同，但各器官凋落物间无明显差异，均为中等密度自由轻组最多，其次为最小密度自由轻组，最少为闭蓄轻组。室外培养224天，结果表明叶、枝、细根、粗根凋落物在各密度组分中的分配情况为：<1.0 g cm-3自由轻组中16.5~19.1%，1.0~1.8 g cm-3自由轻组中56.8~65.2%，闭蓄轻组中残留5.7~6.9%，其余的9.9～21.0%被矿化损失。研究还表明，凋落物粉碎添加方式能改变其在土壤组分中的分布比例，倾向于向较重的密度组分中分布而被保护起来利于有机碳的积累。

土壤氨基酸微生物转化过程研究

摘 要 土壤氨基酸是土壤有机氮的主要组成成分，对土壤氮素供应和土壤碳、氮循环过程有重要影响。揭示土壤氨基酸的微生物转化和更新过程将为土壤有机碳、氮循环转化研究提供新的思路。 稳定同位素示踪技术是研究外加N源在土壤中循环转化的有力手段。而研究特定化合物如氨基酸的微生物转化过程还需与其它技术手段相结合。本研究首次建立了稳定同位素培养－液质联机技术测定土壤氨基酸同位素比例变化的新方法。对于15N和13C培养样品，由于氨基酸在测定过程中，其分子结构未被破坏，15N和13C掺入氨基酸的同位素比例均可通过[M+n]/[M]进行计算，其中[M]为氨基酸准分子离子峰的质荷比（m/z）, n为氨基酸分子中所含的C、N原子的个数。同位素富集用原子百分超（APE）表示。所建立方法具有较高的精密度和准确度，可以准确地反映土壤氨基酸同位素比例的动态变化。 利用上述方法，进行了土壤样品同位素培养与测定，通过跟踪测定土壤氨基酸微生物合成与代谢动态，进行土壤氨基酸的微生物转化与更新过程研究。主要结论如下： 1．葡萄糖为碳源时，微生物利用NH4＋-N合成氨基酸的速率大于NO3－-N。说明NH4＋-N是微生物更易于利用的氮源。不同N源对不同种类氨基酸合成速率影响不同,表明土壤中不同微生物类群对氮源的选择性利用性差异明显。 2. 两种N源对微生物所新合成氨基酸容量影响差异显示，微生物利用NH4+-N所合成氨基酸的数量大于NO3－-N，这与微生物利用两种N源合成氨基酸的APE结果一致。微生物利用两种N源所新合成氨基酸总量与氨基酸总量增量相比，新合成氨基酸总量均随着培养时间的延长而增加，而氨基酸总量增量在培养前期，呈增加趋势，到培养后期逐渐下降。微生物利用NO3－-N时下降更为明显。说明微生物利用外加氮源在培养前期以固持为主，到培养后期以矿化为主。 3.微生物利用U-13C-glucose-NH4+和glucose-15NH4+进行不同种类氨基酸合成时，不同氨基酸的13C和15N的APE变化规律相似。但相应的APE(13C)大于APE(15N)。说明葡萄糖更易于被微生物利用掺与到微生物细胞质结构中。 4.氮源的施加频率的降低使氨基酸的合成速率及容量均显著下降。说明N素的不足同样限制了微生物对氨基酸的合成，使微生物活性明显下降。 5.不同C/N底物对微生物合成氨基酸速率和容量的结果显示，随着C/N增加，微生物利用外加N源合成氨基酸速率和容量明显增加。说明C源的供给显著的提高的微生物的活性，并与碳源的数量呈显著的正相关。土壤微生物量N随着土壤中C源数量提高而显著提高的结果说明，土壤微生物的活性明显提高。进而提高了微生物利用土壤中无机态N向有机态N的转化速率和程度。速效N含量下降的结果表明，通过外加C源的调控，起到了调控N素转化过程的目的，C源浓度的提高显著降低了土壤中无机态N 的积累，降低了其损失的风险。 6. 利用有机物料和N素添加进行土壤样品培养时，土壤氨基酸总量在培养初期显著增加，而随着培养的进行略有下降。而各氨基酸15N APE值较低的结果表明，土壤氨基酸总量的增加主要来源于有机物料的降解，真正通过微生物转化而形成土壤氨基酸的比例很低。有机物料作为碳源时，微生物在利用外加N源合成氨基酸的速率和容量明显低于葡萄糖。说明C源的活性及其可利用性对微生物利用外加N有较大的影响。碳源能否促进微生物对N的利用不在于数量的多少，而在于碳的活性和可利用性。 在充足的能源和碳源条件下，微生物可快速利用外加氮源向土壤氨基酸态N进行转化。因此，氮肥高效利用调控实质是土壤氮素微生物转化过程的调控。提高无机氮素向土壤有机氮的转化速率和强度可以有效减少无机氮在土壤中积累。因此通过适当调节外加碳源的活性及数量，提高无机氮素微生物转化程度，而达到减少氮肥损失的目的。

辽河干流底质微生物群落结构及芘降解菌研究

辽宁省是以石油化工、煤炭化工和钢铁工业为主的重工业基地。辽河流域近年来经济发展迅速，城市化水平不断提高，但由于产业结构的不合理和污染治理水平的相对滞后，致使辽河流域水体污染严重。对辽河流域水体污染状况、污染物化学与生物学的相互作用、微生物群落结构与功能的关系开展调查研究，对开展污染水体的生物生态修复具有重要的指导意义。 本论文选取辽河流域干流8个水文监测站点的不同时期（丰水期和平水期）底质为研究对象，调查了有机污染物（总油TPHs）和有毒污染物（多环芳烃PAHs）污染程度以及主要来源；采用变性梯度凝胶电泳（DGGE）和磷脂脂肪酸（PLFA）两种分析方法，对其微生物群落结构及多样性进行了分析；并以13C标记的菲和芘为代谢底物，以PLFA为生物标记物，采用气相色谱-稳定同位素比率质谱（GC-c-IRMS）分析技术，鉴定了底质样品中参与菲和芘代谢的主要微生物类群；并利用不同的吸附性载体进行了芘降解菌的富集和筛选。 研究结果表明： 1）平水期总石油烃污染比丰水期严重，TPH 含量分别在276.1～560.6mg/kg（平水期）和157.9～462.2mg/kg（丰水期）之间，辽河入海口TPH污染最重；PAHs含量分别在124.1～270.4ug/kg（平水期）和93.5～209.1ug/kg（丰水期）之间；主要来源于石油类污染物和化石燃料的热解，汽车尾气的污染等。 2) 采用DGGE和PLFA两种方法分析微生物群落结构得到基本一致的结果。微生物多样性与总石油烃含量、总多环芳烃含量无显著相关性，多样性指数是多种污染物和环境因子综合影响的结果。 3) 稳定同位素代谢示踪实验表明，底质中存在菲和芘的降解菌群；参与菲和芘降解的微生物均以G-细菌为主，真菌次之；G+细菌和放线菌也参与代谢；参与菲和芘代谢的菌群有一定的相似性。 4) 利用不同吸附性载体从污染底质样品中筛选到6株降解菌。

芘降解菌在石油污染土壤修复过程中的代谢调控

沈抚灌区是我国面积最大、污灌历史最长的石油类污水灌溉区，土壤中大分子量多环芳烃污染严重，对当地粮食生产与生态安全造成严重危害。对此类污染土壤进行生物修复，对保证农产品的安全，实现当地人与自然的可持续发展具有重大的意义。 本研究以沈抚灌区污染土壤中大分子多环芳烃芘为主要研究对象，采用稳定同位素比率分析技术（IRMS），以磷脂脂肪酸（PLFA）为生物标记物，分析污染土壤参与芘降解的优势微生物类群；并以此为指导，采用分子生物学手段和传统微生物学分析方法，筛选土壤中的高效降解菌，并追踪其释放到土壤中后的动态变化与调控。 从沈抚灌区土壤富集培养芘的降解菌，经过双层平板法初筛和芘降解菌液体摇瓶复筛，获得5株以芘为唯一碳源生长的具有较高降解活性菌株。 将筛选的降解菌投加到污染土壤中，以13C标记的芘为代谢底物，以土壤微生物的磷脂脂肪酸为生物标记物，采用稳定同位素比率分析方法(GC-C-IRMs)，分析投加的降解菌在原位土壤中的降解作用。结果显示，与不加菌的对照土壤相比，富含13C的磷脂脂肪酸指纹图谱相似度较高的为投加了菌株B05和菌株B15的土壤，芘的降解效率也最高，表明这两株菌在原位土壤芘降解中发挥了重要作用。根据形态学观察、16项生理生化鉴定和16S rDNA序列分析结果，将菌株B05鉴定为 Aminobacter ciceronei，将菌株B15鉴定为 Microbacterium arabinogalactanolyticum。菌株B05初步确定为一株新的芘降解菌，并对菌株培养条件进行了优化。 采用PCR-DGGE方法，研究了筛选的5株降解菌在不同的营养条件下释放到土壤中后的数量和代谢活性的变化。PCR-DGGE图谱分析表明：投加初期外加菌在竞争中占据优势，但是随时间推移，营养物质的消耗，优势逐渐消失，PCR-DGGE的条带趋向于一致。菌株B05的稳定期相对较长，在DGGE图谱中的条带相对密度大，而且对芘的降解率最高，是一株具有潜在应用价值的高效降解菌。混合菌比单一菌降解率高，添加碳氮源有利于外加菌群更快更好的适应在污染土壤中生存，而且有助于对多环芳烃的降解。

土壤氨基糖微生物转化过程与机理探讨

土壤氨基糖因其异源性和稳定性可用以指示微生物对土壤碳（C）氮循环的相对贡献。但由于氨基糖是微生物在土壤中长期残留的平衡结果，其数量变化无法准确反映在微生物作用下无机态氮（N）向氨基糖转化的动态过程和机制，从而使氨基糖对土壤氮内循环的指示作用受到限制。如果能够利用新的技术手段研究土壤氨基糖的微生物转化过程，将使土壤氮素内循环研究产生突破。同位素技术是研究土壤C，N转化过程的有效手段。但是研究特定化合物如氨基糖的微生物转化过程还需要新的技术支持，本研究首先建立了稳定同位素培养－气质联机技术测定土壤氨基糖同位素富集比例新方法。对于15N培养样品，由于氨基糖分子中只有一个N原子，15N富集比例可通过m/z（F+1）与F相对丰度的比值计算；对于13C培养样品，由于葡萄糖c整体掺入形成氨基糖c骨架，所以利用m／z（F＋n）与F相对丰度的比值计算13c在土壤氨基糖中的富集（n为质谱碎片中骨架C原子数）。同位素富集用原子百分超（APE）表示。EI和cI两种方式测得的APE有很好的同一性，且不受土壤基质的影响，表明方法的可靠性和广泛适用性。利用以上方法，进行了土壤样品的同位素培养与测定，以跟踪土壤氨基糖微生物合成动态，进行氨基糖的微生物转化与更新研究。主要结论如下：1．当以葡萄糖为碳源且每周施入底物时，NH4+和NO3-均可被微生物迅速同化并进行氨基糖的合成。但NO3-必须被还原成NH4＋才能被微生物利用，因而NO3．存在短暂的滞后期，之后被微生物快速利用。氨基葡萄糖（GluN）和胞壁酸（MurN）不同的同位素富集特征表明，N源形态对细菌增殖无显著影响，但真菌更倾向于利用NH4+。在NO3-培养中氨基糖的增量及微生物对C的截获均小于NH4＋。2．分别利用u一13c一glucose一NH4十和glLlcose一ISNH4＋进行样品培养时，同位素富集趋势相同，但APE（13C）大于APE（15N），这种差别反映了了土壤微生物利用C，N的时间特征及土壤有机质含量对C，N循环的影响。3．以gtucose-15NH4+为底物时，施入N素频率的改变也会影响微生物的活性。尤其是细菌的快速生长受到N素不足的限制，转而代之以细菌和真菌的持续的低速生长。微生物活性的降低减少了对有机c的截获。DCD的加入有效抑制了NH4+向NO3一的转化，但对氨基糖的合成无显著影响。4．土壤氨基糖反映的主要是土壤中已经死亡了的微生物的一种长期过程而产生的残留，同土壤微生物量无明显的相关性。但经外加底物培养后，氨基糖同位素富集比例的变化则来源于微生物的转化，因而与微生物量碳有直接的相关性。5．从原理上说，在氨基糖的微生物合成过程中，葡萄糖没有发生C骨架的断裂，而是直接转化成为氨基葡萄糖的骨架。但在复杂的土壤基质中，氨基葡萄糖的合成必然受到葡萄糖其他生物化学过程的影响。使少量葡萄糖经酵解后再次参与己糖胺的合成。以全取代葡萄糖为底物时，葡萄糖碳骨架的断裂与重排不影响13c同位素的富集。但对于单取代葡萄糖培养来说，必须要考虑因葡萄糖碳骨架断裂而产生的同位素的重新分配，Mass（F+1）和Mass（F+2）的丰度变化的总和真正代表了氨基葡萄糖的同位素富集。6．添加有机物料和N素进行土壤样品培养时，对外加氮素的同化远低于相应的葡萄糖培养。碳源尤其是能源不足限制了N的转化。微生物分解高C加的有机物料需吸收外加N源以满足自身生长需要。N素的加入频率影落响微生物对外加N素的利用。当加入的N不能满足微生物分解有机物料的需要，就会降低微生物对有机物料的分解速度，使无机N向氨基糖态N转化速度降低。应用稳定同位素技术，发现施到土壤中的无机氮素可被微生物快速转化成某种形态有机氮，这种有机态氮处于不断转化循环之中，构成土壤有效氮的暂存"过渡库"，其中氨基糖是重要成分之一。过渡库现象的发现为氮肥的有效利用提供了新的思路。根据土壤有效氮"过渡库"的模型，氮月巴高效利用调控实际上就是土壤氮素微生物转化过程的调控。提高土壤无机氮素向土壤有机氮的转化速率和转化强度可以有效减少无机氮在土壤中的积累，从而降低肥料和土壤氮素的硝化和反硝化损失，提高氮肥利用率。研究还发现，土壤有效氮"过渡库"容量与循环速率不仅取决于N源自身性质，碳源的可利用性显著影响施入土壤的N素微生物转化特征。只有适当提高可利用碳源即活性碳源的数量，才能提高氮素的微生物同化，土壤有效氮"过渡库"容量，从而减少氮素损失。

5-氟尿嘧啶-β-环糊精结肠靶向前体药物的研究

5-氟尿嘧啶(5-Fluorouracil， 5-FU)是一种抗代谢药物，广泛用于临床治疗结直肠癌、胃癌、乳腺癌等多种癌症，但其首过代谢显著、亲脂性较低，选择性差、毒副作用大。为克服这些缺点人们对5-FU进行了大量的修饰工作，包括小分子修饰以及与各种载体形成微球、微囊、纳米粒、共价前药等。 环糊精(Cyclodextrin，简称CD)，可被结肠中的糖苷酶特异性地降解成小分子糖，而胃和小肠中由于缺乏相应的酶而使环糊精不被降解，这一特性在结肠药物的靶向输送及释放中有重要应用价值。环糊精中含有丰富的羟基，易进行化学修饰，将药物与环糊精通过共价键结合制成前药，使其在胃和小肠中不降解，而在盲结肠中被特异性的酶降解释出药物，达到结肠靶向释药的目的。研究表明，环糊精作为一种前药载体为结肠靶向释药和缓释、控释系统提供了一种有效的手段。 本工作选择5-氟尿嘧啶为模型药物、β-环糊精作为载体，通过中间体5-FU羧酸衍生物的制备及其与β-环糊精的偶联，合成了系列5-FU-β-CD前体药物，并利用紫外、红外、质谱、核磁、元素分析、热分析等手段对其进行结构表征。同时，还研究了前体药物的体外释药性质。具体内容包括： 1. 含有羧基的5-FU衍生物中间体的合成：(5-氟尿嘧啶-1-基)-乙酸(FUAC)、3-(5-氟尿嘧啶-1-基)-丙酸(FUPC)、5-(5-氟尿嘧啶-1-基)-戊酸(FUVC)的合成。 2. 中间体5-FU的羧酸衍生物与β-CD的偶联：分别通过以6-OTs-β-CD为中间体的取代法和活化酯法，合成了第一面取代和第二面取代的5-FU-β-CD大分子前体药物。在二面取代的前体药物制备中，通过改变原料的比例，合成了系列不同取代度(DS)的2-[(5-氟尿嘧啶-1-基)-乙酰基] -β-环糊精结合物。 3. 对上述前体药物进行体外释放研究：分别考察了前体药物在不同pH缓冲溶液中的水解行为及其在小鼠胃肠道人工体液中的酶解行为，并通过UV-Vis及HPLC对前体药物释放情况进行检测分析。 5-Fluorouracil(5-Fu), commonly known as a broad-spectrum antineoplastic drug, has been widely used in the treatment of various kinds of cancer including colon cancer for 40 years. However, this antitumor agent exhibits serious adverse effects, such as their marrow toxicity, gastrointestinal reaction and low selectivity in their clinical use. In order to improve its antitumor activity and reduce its toxicity, the compound was modified in various ways, including the formation of conjugated prodrugs with kinds of carrier, microsphere and nanoparticles etc. Cyclodextrins(CDs) are known to be barely capable of being hydrolyzed and only slightly absorbed in passing through the stomach and small intestine; however they are fermented into small saccharides by colonic microflora and thus absorbed as small saccharides in the large intestine. This biodegradation property of CDs may be useful as a colon-targeting carrier, and thus CD prodrugs may serve as a source of site-specific delivery of drugs to colon. It was demonstrated that prodrugs of CDs can provide a versatile means for construction of not only colon targeted delivery systems, but also delayed release systems. 5-Fluorouracil was taken as a model drug and β-CD as the carrier in this study. Series prodrugs of 5-FU was prepared through the preparation of reactive 5-FU derivatives containing carboxyl group and coupling to hydroxyl groups of CD. The structures of the conjugates were charactered by using IR, UV–vis, ESI-MS, 1H, 13C-NMR spectra, elemental analyses, and thermal analysis. In vitro hydrolysis behavior in aqueous solution and in rat gastrointestinal tract contents of the conjugates were also investigated. The main content of this dissertation includes following aspects: 1. The preparation of 5-FU derivatives containing carboxyl group: 5-Fluorouracil- acetic acid(FUAC)、3-(5-FU-1)-propionic acid (FUPC)、and 5-(5-FU-1)-valeric acid(FUVC). 2. The coupling of 5-FU derivatives to β-CD: 5-FU was selectively conjugated onto the primary or secondary hydroxyl groups of β-CD through an ester linkage, by the substitution of 6-OTs-β-CD and the activated ester method respectively. For the secondary face conjugation, the degree of substitution(DS) can be controlled by changing the mole ratio of the starting materials(FUAC and β-CD). 3. In vitro release behavior of the conjugates in aqueous solution and in rat gastro- intestinal tract contents of the conjugates were investigated, and the reaction was monitored and analyzed by using UV-Vis and HPLC methods.

西藏胡黄连和鸡矢藤的化学成分及黄芪多糖的提取工艺研究

本论文由四部分组成，前三部分为实验论文，第四部分为文献综述。第一、二部分分别报道了中药西藏胡黄连和鸡矢藤的化学成分研究结果。从两种药用植物中共分离和鉴定了32个化学成分，其中3个为新化合物。第三部分为黄芪多糖的提取工艺研究。第四部分概述了近年来植物多糖的研究进展。 第一章为西藏胡黄连化学成分研究。通过正、反相硅胶柱层析等分离方法从药用植物西藏胡黄连（Picrorhiza scrophulariiflora Pennell）的根茎中共分离纯化出7个化合物。运用MS、1H-NMR、13C-NMR、DEPT、HSQC和HMBC等现代谱学方法，结合理化分析对这些化合物的结构进行了分析鉴定。7个化合物中有两个是酚性的葡萄糖苷类成分：西藏胡黄连酚苷D (1)、4-O-β-D-(6-O-vanilloyl glucopyranosyl) vanillic acid (6)；四个苯乙基苷类化合物：plantamajoside (2)、plantainoside D (3)、西藏胡黄连苷A (4) 和西藏胡黄连苷F (5)；一个苯基小分子化合物：香豆酸甲酯 (7)。其中化合物1和5未见文献报道，确定为新化合物；化合物3为首次从该种植物中分到。 第二章为鸡矢藤化学成分研究。从鸡矢藤（Paederia scandense (Lour) Merrill）全草中分离出25个化合物，通过理化常数和波谱数据鉴定了它们的结构。25个化合物中包括一个蒽醌类成分：茜根定-1-甲醚 (1)；两个香豆素：异东莨菪香豆素 (2)和5-羟基-8-甲氧基吡喃香豆素 (3)；两个香豆素-木脂素化合物：臭矢菜素 B (4)和臭矢菜素 D (5)；一个木脂素：异落叶松树脂醇 (6)；两个黄酮：diadzein (7)和蒙花苷 (8)；三个三萜类化合物：齐墩果酸 (9)、乌苏酸 (10)和 3-O-β-D-吡喃葡萄糖基乌苏烷 (11)；三个甾体及其糖苷：b-谷甾醇 (12)、胡萝卜苷 (13)和(24R)-豆甾-4-烯-3-酮 (14)；六个小分子化合物：对羟基苯甲酸 (15)，咖啡酸 (16)，香豆酸 (17)，丁烯二酸 (18)，3,5-二甲氧基-4-羟基苯甲酸(19)，咖啡酸-4-O-β-D-吡喃葡萄糖苷(20)；五个环烯醚萜类化合物：鸡矢藤苷 (21)，鸡矢藤酸 (22)，鸡矢藤酸甲酯 (23)，saprosmoside E (24)和paederoside B (25)。其中化合物25未见文献报道，为新化合物。化合物1～8、11、14、15～20为首次从该化合物中分离得到。同时对鸡矢藤中环烯醚萜类化合物做了高效液相-串联质谱(HPLC-MSn)分析，探讨了这类化合物的质谱裂解规律。 第三章为黄芪多糖的提取工艺研究。首先确定了黄芪多糖含量的测定方法，并进行了方法学验证；其次探讨了黄芪中黄芪多糖的提取工艺，确定以酶法-Sevag法联用来去除黄芪多糖中的蛋白质，可使其提取物中黄芪多糖总含量达到70％以上。 第四章为近年来植物多糖的研究进展。主要包括植物多糖的提取纯化、多糖的定性定量检测方法、多糖的结构分析和多糖的药理活性。 This dissertation consists of four parts. The first and second parts reports the studies on the chemical constituents of medicinal plants of Picrorhiza Scrophulariiflora and Paederia scandens. The third part is about the extract technique of Astragalan Polysaccharide (APS). The last part reviews the progress of the studies on plant polysaccharides. 　 The first chapter is about the chemical constituents of P. Scrophulariiflora which is widely used as an important medicine to treat various immune-related diseases. A new phenyl glycoside, scrophenoside D (1) and a new phenylethyl glycoside, scroside F (5), together with five known compounds, plantamajoside (2), plantainoside D (3), scroside A (4), 4-O-β-D-(6-O-vanilloylglucopyranosyl) vanillic acid (6); and methyl-p-coumarate (7) were isolated from the stems of P. scrophulariiflora. Their structures were elucidated by spectroscopic and chemical methods. The second chapter is about the chemical constituents of medicinal herb of P. scandens. Twenty-five compounds were isolated and purified by normal and reversed phase silica gel column chromatography. By physicochemical properties and spectral analysis, their structures were identified as rubiadin-1-methylether (1), isoscopoletin (2), 5-hydroxyl-8-methoxyl-coumarin (3), cleomiscosin B (4), cleomiscosin D (5), isolariciresinol (6), diadzein (7), linarin (8), oleanolic acid (9), ursolic acid (10), 3-O-β-D-glucopyranosyloxyl-ursane (11), b-sitosterol (12), b-daucosterol (13), (24R)-stigmast-4-ene-3-one (14), p-hydroxyl-benzoic acid (15), caffic acid (16), coumaric acid (17), trans-butenedioic acid (18), 3,5-dimethoxyl-4-hydroxylbenzoic acid (19), caffeic acid 4-O-β-D-glucopyranoside (20), paederoside (21), paederosidic acid (22), paederosidic acid methyl ester (23), saprosmoside E (24), paederoside B (25). Among them, compound 25 is a new compound. Compounds 1～8、11、14、15～20 were isolated from this plant for the first time. Futhermore, we studied the HPLC-MSn analysis and investigation of fragmentation behavior of the sulfur-containing iridoid glucosides. The third chapter is about the extracting process of Astragalan Polysaccharide (APS). The method of the content determination is built. The optimum condition of extraction of polysaccharides from Radix Astragali is defined and the more effective way to remove protein is combined enzyme method with Sevag method, by which the content of polysaccharides extract can be up to 70%. The last part is a review of the research progress of the plant polysaccharides, which includes its extraction, isolation, purification, determination, structure analysis, and pharmacology.

二萜生物碱植物的化学成分研究

本论文由三个部分组成。第一部分是综述性文章-天然C19-二萜生物碱的结构及其核磁共振波谱。这篇综述参考160余篇文献，将迄今为止发表的230余个天然C19-二萜生物碱按其结构和波谱特征，分为10个类型。重点叙述了每个类型的结构和核磁共振波谱，对一些立体构型与13C-NMR化学位移的关系进行了讨论。最后以表格的形式报导了每个天然C19-二萜生物碱的结构及其植物来源，并把其中170余个收集到的13C-NMR化学位移数据整理成表，作为手册，对鉴定此类化合物大有帮助。第二部分是实验论文--弯啄乌头的化学成分研究。重点报导了弯啄乌头(Aconitum campylorrhynchun Hand-Nazz.)中分离到的一个新生物碱--8-乙酰都啦碱(8-acetyldolaconine)的结构鉴定，并根据DEPT、COSY、COLO等对1H-NMR和13C-NMR的所有信号归属都进行了指定。通过各种图谱还发现这个生物碱的A环同时存在着椅式和船式两种构象导购体。另外还报导了从同一植物的生物碱部分分离到的两个二萜生物碱，它们都是嘟啦碱和aconosine.在非生物碱部分还分离到三个化合物，经鉴定证明是β-谷甾醇、棕榈酸和香豆酸。第三部分也是实验论文--展毛翠雀花中生物碱成分的研究。报导了从展毛翠雀花(Delphinium Kamaonense Var.glabrescens W. T. Wang)中初步分离到的两个生物碱。经IR、NS、1H-NMR和13C-NMR等方法确定结构，证明其中一个是新化合物，命名为展毛翠雀碱(glabredelphinine)。另外一个是前几年发现的二萜生物碱tatsiensine。这两个化合物的A环上都有碳-碳不饱和键，这在天然C19-二萜生物碱中还比较少见。This master's thesis consists of three parts. The first part is a review: The relationship between the chemical structures of natural C19-diterpene alkaloids and their NMR chemical shift data. The C19-diterpene alkaloids were divided into ten types according to their structures and NMR data. Some relationaships between configuration and NMR chemical shift have been discussed. The structures and distributions of more than 230 known C19-diterpene alkaloids and the assignments of 13C-NMR data of the 170 alkaloids of them were listed in tables. The second part is an experimental paper, Studies on the chemical constituents of Aconitum campylorrhynchum. Six compounds were isolated from the roots of title plant. One of them is a new alkaloid. It has been elucidaled as 8-acetyldolaconine by means of IR, MS, 1H-NMR,13C-NMR,DEPT,COSY,COLOC and on the basis of identification with aconosine by saponification. Other five compounds were idenfified as dolaconine, aconosine,β-sitosterol, palmitic acid and p-coumaric acid. The third part is also experimental paper: The alkaloids of Delphinium Kamaonense var.glabrescens. Two alkaloids were isolated from the roots of title plant. One of them, C22H22O6N,m.p.201-3℃,named glabredelphinine, was proved to be a new compound. Its structure has been established as 2(3)-dehydro-6-demethyl-18-delcosine by means of IR, MS, 1H-NMR and 13C-NMR.The other one was identified as tatsiensine by comparising of IR, MS, 1H-NMR and 13C-NMR data with that from the literatute.

薯蓣属植物甾体甙元和甾体皂甙对研究

本文介绍了薯蓣植物中所含甾体皂甙和甾体皂甙元的化学研究概括。阐述了该属植物皂甙和甙元的结构特点，简要介绍了提取分离及结构鉴定的新方法，并把从此属植物中分离得到的甾体皂甙和甾体皂甙元的来源，理化常数及13C-NMR的化学位移值以表格形式列出。本文的实验部分是从四川产黄山药根茎的乙醇提取物中分离得到六种甾体皂甙，其中三个为E—试剂正反应成分，用化学方法及IR、FDMS、13CNMR、1HNMR、DEPT等技术鉴定了他们的结构，都是薯蓣皂甙元的皂甙。The chemical study in steroid saponins and sapogenins from Dioscorea family is reviewed. Their stuctures are discussed, and the newer techniques used in their isolation and structural elucidation are briefly introduced. A compilation of the saponins and sapogenins from dioscorea family along with their available physical data, source and 13CNMR chemical shifts is included. The experimental paper is that six steroidal saponins were isolated from rhizomes of Dioscorea panthaica Prain et burkill from Sichuan province. Of these saponins the three are positive to Ehrlich reagent. With the aid of IR, FDMS, and NMR spectrometric analyses, their chemical structures have been elucidated as: 3-O-[α-L-rhamnopyranosyl(1→4)]-[β-D-glucopyranosyl]-diosgenin,3-O-[α-L-rhamnopyranosyl(1→2)]-[β-D-glucopyranosyl]-diosgenin; 3-O-[α-L-rhamnopyranosyl(1→2)]-[β-D-glucopyranosyl]-26-O-[β-D-glucopyranosyl]-diosgenin,3-O-[α-L-rhamnopy-ranosyl(1→2)]-[α-L-rhamnopyranosyl(1→4)]-β-D-glucopyranosyl-26-O-[β-D-glucopyranosyl]-diosgenin,3-O-[α-L-rhamnopyranosyl(1→2)]-[β-D-glucopyranosyl(1→3)]-β-D-glucopyranosyl-26-O-[β-D-glucopyranosyl]-diosgenin

三种藏药材的化学成分研究

本学位论文报道了西藏产三种藏族传统植物药材的化学成分研究。论文由四章组成，前三章是实验部分，分别报道了尼泊尔黄堇(Corydalis hendersonii Hemsl.)、藏波罗花(Incarvillea younghusbandii Sprague)和全缘叶绿绒蒿(Meconopsis interifolia Franch.)的化学成分研究结果。从这三种青藏高原药用植物中共分离鉴定出33 个化合物，其中1 个是新化合物。第四章概述了罂粟科紫堇属植物的化学和药理研究进展。 第一章为尼泊尔黄堇的化学成分研究。通过正、反相硅胶柱色谱等分离方法从药用植物尼泊尔黄堇的地上部分共分离纯化得到12 个化合物。运用MS、1H-NMR、13C-NMR、DEPT、HMBC、NOESY 等现代波谱学方法将它们的结构鉴定为：刺罂粟碱(1) ， 普托品(2) ， 新那亭(3) ， 斯可任(4) ， tetrahydrothalifendine (5) ，9-methyl-decumbenine C (6)，tetrahydroberberrubine (7)，隐品碱(8)，α-别隐品碱(9)，6,7-methylenedioxy-1(2H)-oxoisoquinolinone (10)，6-丙酮基-5,6 -二氢血根碱(11)和β-谷甾醇(12)。其中化合物6 为新化合物，为首次发现的分子骨架上C-9 位连有甲基的苯肽异喹啉类型生物碱。另外，除化合物1 和2 外，其它9 个生物碱（3～11）均为首次从该种植物中分离得到。同时，我们还对对尼泊尔黄堇中的总生物碱进行了串联质谱分析。 第二章为藏波罗花的化学成分研究。从该药用植物的地上部分共分离得到16个化合物，通过理化常数和波谱数据鉴定为：异佛手柑内酯(1)，6-甲氧基当归素(2)，欧前胡素(3)，花椒毒内酯(4)，珊瑚菜素(5)，水合氧化前胡素(6)，rivulobirin A (7)，齐墩果酸甲酯(8)，咖啡酸甲酯(9)，银桦酸(10)，(D)-boschniakinic acid (11)，对羟基苯甲酸(12) ， tert-O-β-D-glucopyranosyl-(R)-heraclenol (13) ， 5-methoxy-8-O-β-D-glucopyranosyloxypsoralen (14)，前胡苷V(15)和苯乙醇-O-β-D-吡喃葡萄糖-(1→2)-O-β-D-吡喃葡萄糖苷(16)。所有以上化合物均为首次从该种植物中分离得到。另外我们还首次对藏波罗花挥发油的化学成分进行了气相色谱-质谱(GC-MS)联用分析，共鉴定出39 个挥发性成分。 第三章为全缘叶绿绒蒿化学成分的分离鉴定。从传统藏药材全缘叶绿绒蒿地上部分共分离纯化出8 个化合物。通过理化常数和波谱数据将他们的结构分别鉴定为：去甲血根碱(1)，β-谷甾醇(2)，3-羟基-齐墩果烷-12(13)-烯-30-酸(3)，6-丙酮基-5,6-二氢血根碱(4)，木犀草素(5)，胡萝卜苷(6)，quercetin 3-O-β-D-glucopyranosyl-(1→6)-β-D-glucopyranoside (7)和普托品(8)。其中化合物1，4 和7 为首次从该种药用植物中分离得到。 第四章为综述，总结和归纳了近年来罂粟科紫堇属植物的化学和药理研究进展。 This dissertation consists of four parts. The first, second and third parts report the studies on the chemical constituents from the medicinal plants of Corydalis hendersonii, Incarvillea younghusbandii and Meconopsis interifolia. The forth part reviews the progress of the studies on Corydalis species. The first chapter is about the isolations and identifications of alkalids from the aerial parts of C. hendersonii which is a traditional Tibetan medicine to treat febrifuge, high blood pressure and hepatitis. A new isoquinoline alkaloid, 9-methyl-decumbenine C (6), together with ten known alkaloids, stylopine (1), protopine (2), canadine (3), scoulerine (4), tetrahydrothalifendine (5), tetrahydroberberrubine (7), cryptopine (8), α-allocryptopine (9), 6,7-methylenedioxy-1(2H)-isoquinolinone (10) and 6-acetonyl-5,6-dihydrosanguinarine (11), and β-sitosterol (12) were isolated. Their structures were elucidated by spectroscopic methods. Furthermore, the total alkaloids were analyzed by ESI-MSn. The second chapter is about the isolations and identifications of chemical constituents from the aerial parts of I. younghusbandii. Sixteen compounds were isolated and purified by normal and reversed phase silica gel column chromatography. By spectral analysis, there structures were identified as isobergapten (1), sphondin (2), imperatorin (3), xanthotoxin (4), phellopterin (5), heraclenol (6), rivulobirin A (7), methyl oleanolate (8), methyl caffeate (9), grevillic acid (10), (D)-boschniakinic acid (11), 4-hydroxybenzoic acid (12), tert-O-β-D-glucopyranosyl-(R)-heraclenol (13), 5-methoxy-8-O-β-D-glucopyranosyloxypsoralen (14), decuroside Ⅴ(15), and phenylethyl-O-β-Dglucopyranosyl-(1→2)-β-D-glucopyranoside (16). All of these compounds were isolated from this plant for the first time．By the way, the chemical components of the essential oil from I. younghusbandii were analyzed by GC-MS for the first time. The third chapter is about the the isolations and identifications of the chemical constituents of M. interifolia. Eight compounds were isolated and identified as norsanguinarine (1), β-sitosterol (2), 3-hydroxyolean-12(13)-en-30-oic acid (3), 6-acetonyl-5,6-dihydrosanguinarine (4), luteolin (5), daucosterol (6), quercetin 3-O-β-D-glucopyranosyl-(1→6)-β-D-glucopyranoside (7) and protopine (8). The compounds 1, 4 and 7 were isolated from this herb for the first time. The last chapter is a review of the research progress of the studies on Corydalis species, which includes the chemical constituents in this genus and their pharmacology.

遮荫与外源脱落酸喷施对粗枝云杉(Picea asperata Mast.)不同种群抗旱性的影响

本研究通过粗枝云杉不同种群进行的温室半控制试验，采用植物生态学、生理学和生物化学的研究方法，系统地研究了粗枝云杉不同种群抗旱性的生长、形态、生理和生化机理，并结合有关研究进行综合分析，得出主要研究结论如下： 1.粗枝云杉对干旱胁迫的综合反应 粗枝云杉在干旱胁迫下的适应机制为：（1）相对生长速率及植株结构的调整：干旱胁迫下虽然植株相对生长速率显著降低，且有相对较多的生物量向根部分配，但并未发现细根/总根比增加。（2）粗枝云杉对干旱胁迫的光合作用表现为：干旱胁迫显著地降低了控制的理想条件下的气体交换，但干旱胁迫对PSII最大光化学效率（Fv/Fm）没有影响，表明干旱并未影响到光合机构。（3）干旱还影响了很多生理生化过程，包括渗透调解物质（游离脯氨酸）、膜脂过氧化产物、脱落酸（ABA）含量的增加，以及保护酶活性的升高。这些结果证明植物遭受干旱胁迫后发生了一系列的形态、生理和生化响应，这些变化能提高干旱时期植物的存活和生长能力。 2.粗枝云杉不同种群对干旱胁迫反应的种群差异 粗枝云杉三个种群－干旱种群（四川丹巴和甘肃迭部）和湿润种群（四川黑水）对干旱适应不同，这种不同应归因于它们采用的用水策略不同：在水分良好和干旱胁迫条件下，受试种群在相对生长速率和水分利用效率（WUE）方面都表现出显著的种群间差异。与湿润种群相比，干旱种群在两种水分条件下有更高的WUE。粗枝云杉不同种群的碳同位素组分（δ13C）只在干旱胁迫下有显著差异，并且这种差异在水分良好时比干旱胁迫条件下小，说明生理响应和干旱适应性之间的关系受植物内部抗旱机制和外部环境条件（如水分可利用性）或两者互作效应的影响。这些结果说明干旱种群和湿润种群所采用的用水策略不同。干旱种群有更强的抗旱能力，采用的是节水型的用水策略，而湿润种群抗旱能力较弱，采用的是耗水型的用水策略。 3. 遮荫对粗枝云杉不同种群抗旱性影响 干旱胁迫显著降低了全光条件下叶相对含水量（RWC）、相对生长速率、气体交换参数、PSII的有效量子产量（Y），提高了非光化学猝灭效率（qN）、水分利用效率、脯氨酸（PRO）积累、脱落酸（ABA）含量及保护酶活性。然而这种变化在遮荫条件下不明显。我们得出结论适度遮荫降低了干旱对植物的胁迫作用。另一方面，在干旱条件下，与湿润种群相比，干旱种群抗旱性更强，表现在干旱种群净光合速率与单位重量上叶氮含量（Nmass）降低较少。另外，干旱种群表现出更为敏感的气孔导度，更高的热耗散能力（qN）能力、用水效率、ABA积累、保护酶活性，以及更低的总用水量、相对生长速率。这一结果表明这两种群采用不同的生理策略对干旱和遮荫做出反应。许多生长和生理反应差异与这两个种群原产地气候条件相适应。 4. 外源脱落酸(ABA)喷施对粗枝云杉不同种群抗旱性影响 外源ABA喷施在干旱和水分良好条件下均不同程度地提高了根/茎比，表明根和茎对ABA敏感程度不同。实验结果还表明，外源ABA喷施对这两个种群在干旱胁迫期间影响不同。干旱胁迫期间，伴随着ABA喷施，湿润种群净光合速率(A)显著降低，而干旱种群净光合速率变化不明显。另一方面，外源ABA喷施显著提高了干旱条件下干旱种群的单位叶面积重（LMA）、根/茎比、细根/总根（Ft）比、水分利用效率（WUE）、ABA含量, 以及保护酶活性。然而，外源ABA喷施对湿润种群的上述测定指标没有显著影响。这一结果表明干旱种群对外源ABA喷施更为敏感, 反应在更大的气孔导度降低，更高的生物量可塑性，及更高的水分利用效率、ABA含量和保护酶活性。综上所述，我们得出结论，粗枝云杉对外源ABA敏感性因种群的不同而不同。该研究结果可为两个明显不同种群在适应分化方面提供强有力的证据。 Arid or semi-arid land covers more than half of China's land territory. In arid systems, severe shortages of soil water often coincide with periods of high temperatures and high solar radiation, producing multiple stresses on plant performance. Protection from high radiation loads in shaded microenvironments during drought may compensate for a loss of productivity due to reduced irradiance when water is available. Additionally, ABA, a well-known stress-inducible plant hormone, has long been studied as a potential mediator for induction of drought tolerance in plants. Picea asperata Mast., which is one of the most important tree species used for the production of pulp wood and timber, is a prime reforestation species in western China. In this experiment, different population of P. asperata were used as experiment material to study the adaptability to drought stress and population differences in adaptabiliy, and the effects of shade and exogenous abscisic acid (ABA) application on the drought tolerance. Our results cold provide a strong theoretical evidence and scientific direction for the afforestation, and rehabilitation of ecosystem in the arid and semi-arid area, and provide a strong evidence for adaptive differentiation of different populations, and so may be used as criteria for species selection and tree improvement. The results are as follows: 1. A large set of parallel response to drought stress Drought stress caused pronounced inhibition of the growth and increased relatively dry matter allocation into the root; drought stress also caused pronounced inhibition of photosynthesis, while drought showed no effects on the maximal quantum yield of PSII photochemistry (Fv/Fm) in dark-adapted leaves, indicating that drought had no effects on the primary photochemistry of PSII. However, in light-adapted leaves, drought reduced the quantum yield of PSII electron transport (Y) and increased the non-photochemical quenching (qN). Drought also affected many physiological and biochemical processes, including increases in superoxide dismutase (SOD), ascorbate peroxidase (APX) activities, malondialdehyde and ABA content. These results demonstrate that there are a large set of parallel changes in the morphological, physiological and biochemical responses when plants are exposed to drought stress; these changes may enhance the capability of plants to survive and grow during drought periods. 2. Difference in adaptation to drought stress between contrasting populations of Picea asperata There were significant population differences in growth, dry matter allocation and water use efficiency. Compared with the wet climate population (Heishui), the dry climate population (Dan ba and Jiebu) showed higher LMA, fine root/total root ratio and water use efficiency under drought-stressed treatments. The results suggested that there were different water-use strategies between the dry population and the wet population. The dry climate population with higher drought tolerance may employ a conservative water-use strategy, whereas the wet climate population with lower drought tolerance may employ a prodigal water-use strategy. These variations in drought responses may be used as criteria for species selection and tree improvement. 3. The effects of shade on the drought tolerance For both populations tested, drought resulted in lower needle relative water content (RWC), relative growth rate (RGR), gas exchange parameters and effective PSII quantum yield (Y), and higher non-photochemical quenching (qN), water use efficiency (WUE), proline (PRO) and abscisic acid (ABA) accumulation, superoxide dismutase (SOD), ascorbate peroxidase (APX) activities as well as malondialdehyde (MDA) levels and electrolyte leakage in sun plants, whereas these changes were not significant in shade plants. Our study results implied that shade, applied together with drought, ameliorated the detrimental effects of drought. On the other hand, compared with the wet climate population, the dry climate population was more tolerant to drought in the sun treatment, as indicated by less decreases in A and mass-based leaf nitrogen content (Nmass), more responsive stomata, greater capacity for non-radiative dissipation of excitation energy as heat (analysed by qN), and higher WUE，higher level of antioxidant enzyme activities，higher ABA accumulation as well as lower MDA content and electrolyte leakage. Many of the differences in growth and physiological responses reported here are consistent with the climatic differences between the locations of the populations of P. asperata. 4. The effects of exogenous abscisic acid (ABA) application on the drought tolerance For both populations tested, exogenous ABA application increased root/shoot ratio (Rs) under well-watered and drought-stressed conditions, indicating that there was differential sensitivity to ABA in the roots and shoots. However, it appeared that ABA application affected the two P. asperata populations very differently during drought. CO2 assimilation rate (A) was significantly decreased in the wet climate population, but only to a minor extent in the dry climate population following ABA application during soil drying. On the other hand, ABA application significantly decreased stomatal conductance (gs), transpiration rate (E) and malondialdehyde (MDA) content, and significantly increased leaf mass per area (LMA), Rs, fine root/total root ratio (Ft), water use efficiency (WUE), ABA contents, superoxide dismutase (SOD), ascorbate peroxidase (APX) and catalase (CAT) activities under drought condition in the dry climate population, whereas ABA application did not significantly affect these parameters in the wet population plants. The results clearly demonstrated that the dry climate population was more responsive to ABA application than the wet climate population, as indicated by the strong stomata closure and by greater plasticity of LMA and biomass allocation, as well as by higher WUE, ABA content and anti-oxidative capacity to defense against oxidative stress, possibly predominantly by APX. We concluded that sensitivity to exogenous ABA application is population dependent in P. asperata. Our results provide strong evidence for adaptive differentiation between populations of P. asperata.