Analysis of chemical constituents of essential oil in purple magnolia leaves by gas chromatography-mass spectrometry

The essential oil in purple magnolia leaves was extracted by steam distillation approaches. The oil obtained was dried with anhydrous magnesium sulfate. According to the analysis of gas chromatography/mass spectrometry, more than 40 peaks were separated and 32 compounds were identified. The identified constituents represent 95% of the peak area of the essential oil. The main compounds were germacrene-D, santolina triene, caryophyllene, 1,3,7-octatriene, 3,7-dimethyl, and camphene, etc.

麻黄属的化石记录及早期多样性

买麻藤纲的系统演化位置数百年来一直是国际植物学界争论的焦点问题。有人认为，买麻藤纲是被子植物的姐妹群，但另有人认为该纲与裸子植物的关系更为密切。尽管存在争议，但是麻黄属（麻黄科）一直被公认为买麻藤纲的基部类群。由于其在植物界中的特殊位置，解剖学、形态和分类学、分子系统学与古植物学等多种学科已经对该属开展了多角度的研究工作。在对买麻藤纲系统发育和演化位置进行研究时，我们意识到麻黄属的历史记录问题不仅是对麻黄属进行其他研究中必须首先解决的关键问题，而且已成为当务之急。而要令人满意的地解决麻黄属的历史记录，必须弄清以下核心问题：①麻黄属的起源时间是什么? ②麻黄属的化石记录怎样? ③早期麻黄植物的多样性怎样? 我们在全世界搜集了麻黄属的全部化石文献，这给我们对该属历史记录进行研究提供了扎实的基础;我们在辽西热河生物群尖山沟组早白垩世地层采集到了保存完好的麻黄化石，这为我们对其历史记录的研究提供了新的材料。 在对该属进行深入的研究后，结合对在中国辽宁省西部尖山沟组早白垩世地层采集到的保存完好的麻黄化石的研究，得出结论如下： (1)麻黄科下原有的似麻黄属和异麻黄属的属征以及模式种的形态特征与麻黄属非常接近。似麻黄属与麻黄属的区别在于二者的时代不同，异麻黄属和麻黄属的差异在于异麻黄属的分枝式样兼具对生和互生。在综合对比后，将似麻黄属和异麻黄属归并入麻黄属中。 (2)根据繁殖器官的特征，对麻黄属下的化石记录进行了整理，结果发现，目前可以确认的麻黄属化石种共有7个，分别是Ephedra chenii (Cao et Wu) Liu, Li et Wang comb. nov., E. antiqua (Heer) Liu, Li et Wang comb. nov., E. xingxuei (Tao et Yang) Liu, Li et Wang comb. nov., E. lanceolata Liu, Ferguson, Li et Wang sp. nov., E. divisa Liu, Ferguson, Li et Wang sp. nov., E. ovata Liu, Ferguson, Li et Wang sp. nov., 以及E. tenera Liu, Li et Wang sp. nov.。其余的种由于性状不明确或缺乏繁殖部分的特征而被暂时搁置一边。 (3)在1.25亿年前，麻黄属在种子单位中苞片的形态、叶片的形态和大小以及叶脉式样等四个方面已经表现出了丰富的多样性。1.25亿年前，麻黄属叶片的最长可达35毫米，最宽可达45毫米，比现代植物的大（最长可达35毫米，最宽可达2毫米）;叶片的叶脉式样中在同时具有现在植物的平行脉和汇聚脉之外，还有分叉脉出现。种子单位中苞片的形态主要为鳞片状和披针形，这比现代植物窄;叶片的形态主要有四种类型（卵形、裂叶、披针形以及鳞片状），比现代植物中的两种类型（披针形和鳞片状）复杂。将1.25亿年前多样的麻黄属与现代麻黄植物对比，表明在过去的1.25亿年期间，麻黄属的演化过程为：性状的消失和物种的灭绝。 (4)对于麻黄属的起源时间，对现代麻黄植物叶绿体rbcL基因序列的分析得出的时间为8-32 百万年，而近期基于rbcL、rps4 以及ITS序列和麻黄属化石种子以及麻黄粉的分析，得出麻黄属的起源时间为1.1亿年。我们发现的保存完好的化石标本给出的可靠的直接证据表明，麻黄属植物早在1.25亿年前已经出现，而且当时已经表现出了丰富的多样性，说明麻黄属的起源时间可能会更早。

买麻藤目的化石记录及其与 被子植物起源关系的探讨

二十世纪初，前人在中国的东北地区发现了大量保存完好的动物化石，其中以狼鳍鱼最具代表性，科学家将在该地区发现的化石生物群命名为“热河生物群”。“热河”这一名称得名于该化石群的经典产地，即当时的热河省东部地区。建国后，热河省被撤消，其西部划归河北省，东部划归辽宁省。原热河生物群的经典产地因此落在了今天辽宁省的西部，即辽西地区。但是，“热河生物群”这一在地质古生物学界具有深刻影响的名称仍然保留着，而且近几年来在该地区又有大量的鸟类以及恐龙的化石被发现。该地区现在已经成为世界级的古生物宝库。通过不同的方法对该地区进行时代测定的结果认为该地区的时代为白垩纪早期。 与发现众多、研究深入的动物群相比，在该地区开展的植物学研究起步较晚，但在最近几年取得了很大的进展。目前为止，已经发现的植物类群就有苔藓、蕨类、银杏、苏铁、松柏类和被子植物。其中，银杏、苏铁、松柏类尤为丰富。理论上，被子植物也正是从该生物群所代表的白垩纪早期开始出现并逐步走向繁荣的。近年来在热河生物群中就有不少关于被子植物早期类群的报道，如古果属A rchaefructus和里海果属Hyrcantha等。传统上认为，买麻藤目植物与被子植物起源的关系非常密切，但是最近的分子系统学研究却将该类群推离了被子植物，而作为裸子植物高等类群松柏类的姐妹群对待。但是，在热河生物群中的一些新买麻藤目植物的化石标本与被子植物早期类型化石标本的发现却提供了新的思路或证据。如近年来，我国学者已经在该生物群中报道的麻黄科下的2属4种。这些发现的类群都与买麻藤植物的基部类群麻黄属密切相关。这种新发现带来的证据或许可以为被子植物起源这一世界难题的解决提供新的思路。 在对前人关于买麻藤目植物化石标本的研究进行整理的时候，我们发现我们的部分化石与前人发表的一个种Ephedrites chenii在标本的形态学特征方面完全相同。但是在对该类群及其所在的属与麻黄的现代类群作对比研究后发现，该种植物的繁殖器官的特征完全符合麻黄属的特征，因此将该类群转移到麻黄属中作为新组合对待。另外，根据前人对该种在种加词的命名上的修改，我们将该新组合命名为Ephedra cheniae。 在调查该生物群中的买麻藤植物时，我们发现在部分化石类群中出现了前人没有记载过的新性状，比如在麻黄科类植物中发现了互生的分枝方式，并据此命名一个新的单种属Alloephedra xingxuei。为了探讨互生分枝这一性状对于麻黄科的分类意义，我们调查了国内外不少标本馆中的标本，并在野外做了取样统计。结果发现，在不少现代麻黄的枝条上都出现了不同程度的分枝发育不均衡，表现为在同一节上对生的两个分枝中一侧分枝能够正常发育而另一侧发育迟缓甚至不发育，这种不均衡的发育造成了在现代麻黄中出现了类似互生的分枝状况。在整理前人对麻黄分枝方式研究的基础上，结合我们对野外类群形态学性状的调查，我们认为由于在同一节上对生的两个分枝中一侧延迟或不发育而引起的类似互生的性状是较为广泛存在的，它不应该成为属一级的分类依据，而只能作为种一级的分类依据对待。因此我们将AHoephedra xingxuei转移到麻黄属中作为新组合Ephedra xingxuei处理。 除此之外，我们也发现了不少其他的买麻藤目化石标本，在对买麻藤目以往的化石记录了解以及对这些标本形态学性状把握的基础上，我们将这些新发现的化石标本放置在麻黄科麻黄属中作为新种对待，并根据其叶片以及苞片的特征分别将他们命名为披针叶麻黄（Ephedra lanceoleta）、裂叶麻黄（Ephedra divisa），卵叶麻黄（Ephedra ovata）以及双苞麻黄（Ephedra bibracta）。 与此同时，我们也发现了保存完好的被子植物的化石标本。该标本中具有5个离生的心皮、分枝方式兼具侧生和二叉分枝两种、并具有多裂的叶片。在辽西地区同时代发现的被子植物早期类型共有两个，分别是Archaefructus和Hyrcantha。其中前者具有许多个离生的螺旋状排列在可育枝的顶端1cm内的子房／心皮，而后者只有2-4个子房／心皮。在对我们新发现的化石标本与这两个被子植物的早期类型在叶片形态、分枝式样、果实大小、果实构成、果实排布、心 皮数目等形态学特征对比的基础上，我们认为新的化石标本描述了一个被子植物早期类群的新形态，并根据其具有五个心皮以及多裂的叶片的特征，命名为裂叶文采果Wentsaia divisa gen.＆sp. nov。 由于我们有幸能在辽西同时发现了买麻藤植物的化石标本和被子植物早期类型的标本，这就给了我们一个讨论二者在起源关系方面的机会。在对二者的营养器官特征、繁殖器官结构组成、繁殖器官性别构成以及对二者生活环境理解进行对比的基础上，我们认为，买麻藤目植物的早期类型与被子植物的早期类型之间存在相关性。但是就目前的证据而言，尚无法推测二者之间是否存在性状上的演化关系，而该问题的解决需要更多的化石证据的积累。

玉兰花粉个体发育及绒毡层动态

苏联植物学家A．L．塔赫他间在<有花植物（木兰植物）分类大纲>(Ta-khtaian，1980)中认为广义的木兰目是最原始的和最古老的类群，由它产生被子植物所有其它主要分枝。根据这个观点，作者试图以木兰科玉兰(Magnol iadenudata Desr.)，花粉个体发育为主题，探讨它们的原始性状、特点及其在系统发育上的地位。 下面就其花粉个体发育顺序，扼要概括如下： 1．小孢子母细胞、减数分裂到四分体时期：细胞器发生重组，质体和线粒体发生脱分化与再分他的循环。在此期间，细胞中还有大量胞质小泡，高尔基体小泡参与胼胝质壁物质的形成，其他小泡与脂体物质的沉积有关。晚二分体时期，原外壁物质开始沉积，胞质小泡可能涉及原外壁的形成和未来萌发孔的位置。 2．游离小孢子时期：细胞器变得丰富而活跃，特别是粗糙内质网大量出现，它们与脂体的形成和运输有关。此时，外壁外层已形成，外壁内层和内壁开始发育。 3．两细胞花粉时期;质体出现极性分布，生殖细胞中不含质体。生殖细胞随着位置的推移，其形状和壁的结构、性质也发生变化，生殖细胞由凸透镜形变成球形以至梭形。同时，生殖细胞壁最初含纤维素和胼胝质物质，以后壁物质逐渐消失，当生殖细胞变为梭形时，在生殖细胞壁的双层膜间又出现亲锇物质沉积。有趣的是，在生殖细胞星球形时，营养细胞中的脂体紧挨并围绕生殖细胞，形成一层明显的脂体冠。 玉兰成熟花粉为远极单槽，营养细胞中造粉体里园球形，内部充满大量均匀小淀粉颗粒，生殖细胞形状特殊，在有丝分裂前两极具明显的细胞质延伸和突起。从花粉个体发育着，玉兰花粉壁带有若干裸子植物性状和原始特征。最重要的特点表现在：①外壁内层具片层状结构;②I柱：状层虽具稀疏小柱，但在孢壁分沁过程中，”在小柱之问还有大小不同的孢粉素颗粒;③在萌发孔处，外壁外层往往扩张、外折，形似穗花杉和香榧的残余气囊。玉兰花粉的内壁特殊，由内壁-l、内壁-2和内壁-3等三层形状和质地不同的结构组成。值得注意的是百合科的麝香百合内壁也呈明显不同的三层结构。 玉兰绒毡层为多层细胞，属分泌型。绒毡层细胞中细胞器很丰富，减数分裂期问达到高峰。细胞核明显地被质体和线粒体所包围。粗糙内质网常与膳体连在一起。四分体时期，原乌氏体排出，孢粉素在其上沉积。推测原乌氏体和孢粉素前体物质的形成与粗糙内质网活动和膳体形成有关，乌氏体有单个存在，也有以聚乌氏体或复合乌氏体形式出现。周绒毡层膜在二分体时期即开始形成，最初呈间断的薄膜小片，以后连续发育成膜。周绒毡层膜位于靠药壁细胞的绒毡层细胞四周及中层绒毡层细胞外切向面，而靠药室腔的绒毡层细胞则未见此膜。 总之，玉兰的生殖细胞特殊，附带脂体冠;后期呈梭形，两极具明显的胞质延伸和突起，不含质体。孢壁结构具明显原始性状，在某种意义上，一方面类似裸子植物，另一方面又有百合科的特点。绒毡层结构也有一些值得深入探讨的问题。

大宁河春季浮游藻类“水华”及其营养限制

报道了大宁河2004年春季和2005年春季浮游藻类的种类组成、垂直分布、数量、生物量以及C含量的调查结果,并应用多样性指数、丰富度指数和均匀性指数对其水质进行了综合评价;对大宁河蓄水后出现的富营养化现象和春季发生"水华"的原因进行了探讨,同时提出了控制水体富营养化的建议。2004年春季,藻类优势种为美丽星杆藻(Asterionella formosa)、卵形隐藻(Cryptomonas ovata)、里海小环藻(Cyclotella caspta)和新星形冠盘藻(Stephanodiscus neoast

Distribution of phytoplankton in the Three-Gorge Reservoir during rainy and dry seasons

After damming of the Yangtze River, in order to explore the impacts of the Three-Gorge Dam (TGD) on the aquatic ecosystem, phytoplankton composition, abundance and biomass spatial distribution were studied in the Three-Gorge Reservoir (TGR), and the closest upstream anabranch Xiangxi River, which is 38 kin away from the Three-Gorge Dam (TGD) during August (rainy season) 2004 and April (dry season) 2005. In surveys, 6 transects (2 downstream and 4 cross-stream) and 25 stations have been investigated and 314 samples were collected from the surface to the river bed with water samplers. In TGR, 63 taxa and 60 taxa were identified in the rainy and dry seasons, respectively. In the Xiangxi River, 39 taxa were observed in the rainy and dry seasons. Algal blooms occurred in the Xiangxi River and at the influx region of the Yangtze and Xiangxi in both seasons, but had not occurred prior to damming. In the rainy season, the dominant species was Chroomonas acuta with 1.84 x 10(7) cells l(-1), and in the dry season the dominant species were Asterionella formosa and Cryptomonas ovata with 1.34 x 10(7) cells l(-1) and 1.79 x 10(6) cells(.)l(-1), respectively. In the main channel of TGR, there were no significant correlations between phytoplankton abundance and the concentrations of the main soluble nutrients. In the Xiangxi River, significant negative correlations were observed between phytoplankton abundance and nitrate (Spearman, p < 0.01, n=21), phosphate (Spearman, p < 0.05, n=21) and silicate (Spearman, p < 0.01, n=21) in the rainy season, and similar correlations were also observed with nitrate (Spearman, p < 0.05, n=28) and silicate (Speannan, p < 0.01, n=28), but not with phosphate in the dry season. Since the damming of the Yangtze River, eutrophication in the anabranch within the backwater has occurred and become severe, and the frequency of algal bloom within TGR and anabranches is expected to increase. (c) 2006 Elsevier B.V. All rights reserved.

ROLE OF PHOSPHORUS CYCLING IN ALGAL METABOLISM AND ALGAL SUCCESSION IN LAKE DONGHU, CHINA

The role of phosphorus cycling in algal metabolism was studied in a shallow lake, Donghu, in Wuhan using the methods of measuring cell quota C, N and P, and calculating nutrients uptake rate by algal photosynthesis. The mean daily phosphorus uptake rate of phytoplankton varied between 0.04-0.11 and 0.027-0.053 g/m2/d in station I and station II respectively. The turnover time of phosphorus in phytoplankton metabolism ranged from 0.75-5.0 days during 1979-1986. The available P was 0.176 (+/- 0.156) g/m3 (mean +/- SD) in 1982 and 0.591 (+/- 0.24) g/m3 in 1986. The relationship between P/B ratio (Y) and TP (X: mg/l) was described by the following regression equation Y = 1.163 + 0.512logX (r = 0.731, P < 0.001). The dynamics of algal biomass and algal species succession were monitored as the indicators of environmental enrichment. The small-sized algae have replaced the blue-green algae as the dominant species during 1979-1986. The small-sized algae include Merismopedia glauca, Cryptomonas ovata, Cryptomonas erosa, several species Cyclotella. There has been drastic decrease in algal biomass and an obvious increase in P/B ratio. A nutrient competition hypothesis is proposed to explain the reason of the disappearance of blue-green algae bloom. The drastic change in algal size and the results in high P/B ratio (reaching a maximum mean daily ratio of 1.09 in 1986) may suggest a transition of algal species from K-selection to r-selection in Lake Donghu.

厚朴中α-葡萄糖苷酶抑制活性成分研究

本论文由三章组成。 第一章是关于厚朴中具有α-葡萄糖苷酶抑制活性成分的研究。凹叶厚朴的乙醇提取物显示了较强的α-葡萄糖苷酶抑制活性。为了确定其活性成分，在活性测试的指导下，通过溶剂萃取、树脂吸附和反复硅胶柱层析等分离方法从凹叶厚朴乙醇提取物中分离得到6 个生物碱，并用质谱和核磁共振等波谱方法分别鉴定为：木兰箭毒碱，木兰花碱，鹅掌楸碱，蕃荔枝碱，罗默碱和Lysicamine。应用小肠α-葡萄糖苷酶模型测定了它们对α-葡萄糖苷酶的抑制作用。其中，番荔枝碱和木兰箭毒碱对α-葡萄糖苷酶相对抑制活性最好，分别为60%和62%；其它四个生物碱成分对α-葡萄糖苷酶的抑制活性几乎相当，鹅掌楸碱为46%，罗默碱为51%，Lysicamine 为49%，木兰花碱为51%。 第二章报道了厚朴酚的衍生物及其对α-葡萄糖苷酶的抑制活性。根据糖苷酶抑制剂的结构特点，设计合成了一系列厚朴酚的衍生物。厚朴酚经过Mannich 反应和环氧化及开环反应制备了一系列衍生物，经活性测试发现衍生物活性与取代基关系较大，其中5,5′-diallyl-3-((bis(2-hydroxyethyl)amino)methyl)biphenyl-2,2′-diol 的抑制活性最高，为72%。 第三章综述了厚朴的化学成分及药理活性两个方面的研究进展。 The dissertation consists of three chapters. The first chapter is about the study on the constituents with α-glycosidase inhibitory activity from Magnolia officinalis. The EtOH extracts of M. officinalis Rehd. et Wils showed good inhibitory activity against α-Glucosidase. In order to determine the active compounds, bio-assay was used to guide the isolation. Six known alkaloids were isolated by solvent extraction and repeated silica gel column chromatography, and their structures were identified as liriodenine, anonaine, roemerine, lysicamine, magnoflorine and magnocurarine by spectroscopic methods. The inhibitory activity against α-Glucosidase of these alkaloids was measured with alvine screening model of α-glucosidase. Among them, lysicamine and liriodenine have the best inhibitory activity at 60% and 62%, respectively. The other four alkaloids have close inhibitory activity, from 46% to 51%. The second chapter is about the derivation of magnolol and the inhibitory a ctivity of the derivatives. Seven derivatives of magnolol were prepared by Manni-ch reaction, epoxidation followed by ring-opening reaction. Biological activity as say indicated the inhibitory activity was related to substituting groups. Among them, 5,5′-diallyl-3-((bis(2-hydroxyethyl)amino)methyl)biphenyl-2,2′-diol had the highest activity at 72%. The third chapter is a review on the progress of M. officinalis including chemical constituents and pharmacological activity.