The search for exudates from Eurasian watermilfoil and hydrilla

Secondary metabolites are produced by aquatic plants, and in some instances, exudation of these metabolites into the surrounding water has been detected. To determine whether infestations of Eurasian watermilfoil or hydrilla produce such exudates, plant tissues and water samples were collected from laboratory cultures and pond populations and were analyzed using solid phase extraction, HPLC, and various methods of mass spectrometry including electrospray ionization, GC/MS, electron impact and chemical ionization. Previously reported compounds such as tellimagrandin II (from Eurasian watermilfoil) and a caffeic acid ester (from hvdrilla), along with a newly discovered flavonoid, cyanidin 3 dimalonyl glucoside (from hydrilla), were readily detected in plant tissues used in this research but were not detected in any of the water samples. If compounds are being released, as suggested by researchers using axenic cultures, we hypothesize that they may be rapidly degraded by bacteria and therefore undetectable.

Avaliação da defesa química e da influência dos corais invasores Tubastraea coccinea e Tubastraea tagusensis na estruturação das comunidades bentônicas da Baía da Ilha Grande RJ

A introdução de espécies invasoras marinhas tem causado danos econômicos e ecológicos consideráveis em todo o mundo. Algumas destas espécies incluindo corais escleractíneos possuem adaptações, tais como metabólitos secundários utilizados para evitar a predação e competição por espaço por outros organismos. Este arsenal químico e as interações entre espécies invasoras e nativas podem causar alterações na distribuição das espécies e na estrutura das comunidades de costões rochosos tropicais. Os objetivos deste estudo foram (1) caracterizar os metabólitos secundários produzidos pelos corais invasores Tubastraea tagusensis e T. coccinea na Baía da Ilha Grande, Brasil, (2) detectar os compostos químicos liberados pelos tecidos de Tubastraea tagusensis in situ utilizando um aparelho submersível; (3) testar no campo os extratos metanólicos produzidos por ambas as espécies de Tubastraea contra a predação por peixes generalistas e assentamento de outros organismos, (4) testar no campo se os compostos químicos produzidos por ambos os corais invasores variaram na concentração ou tipo quando os corais foram colocados próximos de competidores nativos e (5) determinar como as comunidades de costões rochosos da Baía da Ilha Grande foram afetadas pela expansão de Tubastraea coccinea e T. tagusensis em 8 locais estudados durante 2 anos. As principais classes de substâncias encontradas nos extratos metanólicos de Tubastraea foram identificados como esteróis, ácidos graxos, hidrocarbonetos, alcalóides, ésteres e alcoóis, entretanto, o aparelho submersível identificou somente hidrocarbonetos liberados por Tubastraea na água do mar. O extrato metanólico de T. tagusensis reduziu a predação por peixes generalistas e já os extratos de ambas as espécies mostraram efeitos espécie-específicos sobre organismos incrustantes no campo. No experimento de interação competitiva foi detectada a presença de necrose nos tecidos do coral endêmico Mussismilia hispida e isso provocou variação nas concentrações de esteróis, alcalóides e ácidos graxos nos tecidos de Tubastraea. Em contraste, a esponja Desmapsamma anchorata cresceu sobre os tecidos das colônias de ambos os corais invasores. A presença de Tubastraea nas comunidades bentônicas causou uma dissimilaridade média de 4,8% nas comunidades invadidas. Uma forte relação positiva foi encontrada entre a cobertura de Tubastraea e a mudança na estrutura da comunidade da Baía da Ilha Grande. Portanto, os efeitos negativos de ambos os corais invasores são suficientes para acarretar mudanças na estrutura das comunidades bentônicas tropicais.

Produção de carotenoides em culturas in vitro de Cleome rosea Vahl ex DC (Capparaceae) e avaliação de sua toxicidade e potencial antioxidante

A produção e a otimização de substâncias de valor medicinal têm sido alcançadas pelo uso das técnicas de cultura de tecidos vegetais, que têm apresentado grande relevância quando se considera o status de conservação de uma espécie ou sua ocorrência em ambientes ameaçados. No presente trabalho foi avaliada a produção de carotenoides em culturas de calos e células em suspensão de Cleome rosea Vahl ex DC, espécie nativa encontrada em áreas de restinga nos estados do Rio de Janeiro e de São Paulo. Plantas micropropagadas obtidas a partir de raízes produzidas in vitro foram usadas como fonte de explantes para o início das culturas de calos. A produção de massa calogênica foi avaliada em meio MS suplementado com diferentes concentrações das auxinas ácido 2,4-diclorofenoxiacético e ácido 4-amino- 3,5,6-tricloropicolínico, na presença de luz ou no escuro. O uso de diferentes meios básicos de cultura (B5, Nitsch, White) também foi avaliado. A calogênese foi induzida em todos os tratamentos, entretanto a maior produção de biomassa foi alcançada pelas culturas mantidas na presença de luz. A maior produção de massa calogênica foi obtida em culturas iniciadas no meio MS suplementado com 0,2 mg.L-1 de 2,4-D. A exposição das culturas à luz foi um fator essencial para a produção de carotenoides, que só ocorreu nas culturas mantidas nessa condição. Culturas de calos foram submetidas a tratamentos com substâncias elicitoras (extrato de levedura, metil jasmonato, quitosana) em diferentes concentrações e por um período de exposição de sete ou 14 dias visando otimizar a produção do pigmento. A maior produção de carotenoides nas culturas elicitadas foi alcançada com o tratamento com metil jasmonato (MJ) na concentração de 300 μM, independentemente do tempo de exposição ao elicitor. Análises cromatográficas mostraram que o processo de elicitação com MJ induziu ao aumento na produção de β-caroteno. Calos elicitados nessa condição foram usados para iniciar culturas de células em suspensão (CCS). Estas culturas foram acompanhadas por três subculturas realizadas a cada 20 dias, durante a fase exponencial de crescimento. Embora as CCS tenham mantido uma produção de biomassa constante ao longo das subculturas, os valores de produção de carotenoides foram inferiores àqueles alcançados pelas culturas de calos e não houve diferenças estatísticas significativas quando comparadas às CCS iniciadas a partir de calos não elicitados. Extratos de calos produzidos em meio MS suplementado com 0,2 mg.L-1 de 2,4-D foram avaliados quanto à sua capacidade antioxidante por meio da incubação dos extratos com DNA plasmidial em presença de cloreto estanoso (SnCl2), um potente agente redutor capaz de produzir quebras na molécula de DNA. Os extratos foram avaliados em concentrações crescentes (25 - 500 μg.mL-1) e apresentaram uma proteção dose dependente à ação do SnCl2. Estudos de toxicidade com o modelo de Artemia salina demonstraram que os extratos não apresentaram toxicidade nas concentrações avaliadas. Os resultados alcançados mostram que a elicitação foi eficiente para a otimização da produção de β-caroteno nas culturas in vitro e que os extratos obtidos a partir desses materiais apresentaram atividade antioxidante, indicando o êxito das técnicas de cultura de tecidos para a produção deste metabólito sob condição in vitro.

Predação, eutrofização e respostas metabólicas em comunidades incrustantes de substratos artificiais na Baía da Ilha Grande, RJ

As comunidades marinhas são afetadas por diversos fatores, que dentro do contexto de estrutura trófica, podem ser divididos em forças bottom-up (forças ascendentes), como por exemplo, a disponibilidade de nutrientes, e forças top-down (forças descendentes), como por exemplo, a predação. Além de modificações na estrutura das comunidades e populações de organismos, essas forças podem influenciar a produção de metabólitos secundários pelos organismos. O presente trabalho teve como objetivo avaliar o efeito das perturbações ambientais geradas pelas manipulações separadas e interativas de exclusão de macropredadores e enriquecimento com nutrientes sobre a estrutura e sobre as respostas metabólicas de comunidades marinhas incrustantes de substratos artificiais no costão rochoso de Biscaia, Baía da Ilha Grande, RJ. O desenho experimental utilizou blocos de concreto como substrato artificial, os quais foram espalhados aleatoriamente na região de infralitoral do costão rochoso. O experimento compreendeu o uso de blocos Controle (ausência de manipulação) e quatro tratamentos, todos com cinco réplicas cada. Os tratamentos foram: tratamento Exclusão de predação (gaiola contra a ação de macropredadores), tratamento Nutriente (sacos de fertilizante de liberação lenta), tratamento Nutriente + exclusão de predação (gaiola contra ação de macropredadores e sacos de fertilizante de liberação lenta) e o tratamento Controle de artefatos (gaiola semifechada para avaliar geração de artefatos). Uma área de 15 x 15 cm do bloco foi monitorada a cada 20 dias, totalizando dez medições. Foram utilizados métodos de monitoramento visual e digital de porcentagem de cobertura por espécie. O enriquecimento com nutrientes foi avaliado através de medições da concentração dos nutrientes Ortofosfato, Nitrato, Nitrito e Amônio na água do entorno do bloco. Para analisar os possíveis artefatos foi realizado experimento de fluxo de água (método Clod card) e a luminosidade dentro das gaiolas foi medida. Os dados demonstraram modificações na estrutura das comunidades bentônicas incrustantes dos substratos artificiais devido às manipulações realizadas, ou seja, pelo enriquecimento com nutrientes, pela exclusão de predação e pela interação entre os dois fatores (Nutriente + exclusão de predação). Além disso, diferenças metabólicas foram detectadas nas substâncias extraídas dos organismos dos diferentes tratamentos do experimento. Esses resultados indicam a existência de controle top-down e bottom-up sobre a comunidade bentônica do local.

Estudo toxicológico de extratos do coral alcionáceo Chromonephthea braziliensis (Alcyonacea, Nephtheidae)

Os recifes de corais são ecossistemas diversos com alta densidade de biodiversidade, o que leva a intensa competição entre as espécies. Estas espécies podem produzir substâncias desconhecidas, muitas com valor farmacológico. Chromonephthea braziliensis é um coral mole invasor, originário do Oceano Indo-Pacífico, que foi possivelmente transportado por plataformas de petróleo e cuja presença é uma ameaça para a biodiversidade da região de Arraial do Cabo (RJ). Esta espécie produz metabólitos secundários que são responsáveis pela indução de danos para o ecossistema local. A finalidade deste estudo é a busca de novas substâncias para quimioterapia geral com base na estrutura de compostos bioativos. Extratos desse coral foram preparados a partir de colônias liofilizadas (solventes: hexano, diclorometano, acetato de etila e metanol). Realizaram-se análises químicas para a caracterização dos extratos e avaliaram-se as atividades: mutagênicas e citotóxicas, usando o ensaio de mutação reversa bacteriana (Salmonella/microssoma) com as linhagens TA97, TA98, TA100 e TA102; genotóxicas, utilizando análise da quebra do DNA e formação de micronúcleos na linhagem RAW 264,7 de macrófagos e; tóxicas para náuplios de microcrustáceos Artemia salina. Observou-se citotoxicidade, na presença de S9 mix, dos extratos diclorometano para a linhagem TA102 na concentração de 20 g/100 L/placa e metanol para a TA97 com 5 e 20 g/100 L/placa. Os extratos diclorometano, acetato de etila e metanol apresentaram genotoxicidade no DNA plasmidial em concentrações elevadas (250 g/mL), mas nenhum dano ao DNA foi observado no ensaio de micronúcleo. Todos os extratos foram tóxicos para os náuplios de microcrustáceos em pelo menos uma das concentrações usadas (0,01 1000 g/mL), e a LC50 pode ser determinada apenas para os extratos hexano, diclorometano e acetato de etila.

Avaliação dafitotoxidez de 18 espécies ocorrentes na restinga de Massambaba, Rio de Janeiro

A Área de Proteção Ambiental de Massambaba concentra diversas formações vegetais com uma grande riqueza florística e endemismos. Infelizmente esta área está sujeita à ação antrópica tanto que alguns fragmentos se encontram degradados. Para recuperar ecologicamente esta vegetação é importante compreender os mecanismos de sucessão ecológica. Como se sabe pouco sobre interações entre plantas de restinga, e menos ainda sob o prisma da alelopatia (efeito negativo que uma planta exerce em outras, ao liberar metabólitos secundários para o seu entorno),objetivou-se a realização de ensaios biológicos com espécies nativas. Inicialmente determinamos as melhores condições de extração de metabólitos, e por fim realizamos bioensaios com 18 espécies (Allagoptera aenaria, Andira legalis, Byrsonima sericea, Clusia fluminensis, Couepia ovalifolia, Erythroxylum ovalifolium, Eugenia copacabanensis, Eugenia selloi, Garcinia brasiliensis, Guapira opposita, Maytenus obtusifolia, Myrsine parvifolia, Neomitranthes obscura, Ocotea notata, Pouteria caimito, Renvoizea trinii, Tocoyena bullata e Vitex megapotamica). A aplicação dos extratos foi sobrea germinação e ocrescimento inicial de sementes de alface. Para isso, folhas destas espécies foram coletadas sazonalmente na formação arbustiva aberta não inundável (fácies alta) na restinga de Massambaba para o preparo de extratos aquosos. Os extratos foram obtidos a através da secagem das folhas à60C para posterior maceração, aquecimento, diluição e filtração, obtendo-se as concentrações de 5 e 10% de concentração (peso/volume). Os parâmetros para avaliar a fitotoxidez foram:a porcentagem ea velocidade de germinação e o comprimento da raiz após sete dias de crescimento em placas de Petri umedecidas com os extratos. Além desses três parâmetros, foi utilizado o índice de efeito global, que transforma as três variáveis em um índice único e uma analise de agrupamento (distância euclidiana, método de Ward) para classificá-las em espécies de fraca, média ou alta fitotoxidez de acordo com o valor do índice. A inibição do crescimento foi observada em todas as espécies, e verificou-se diferenças sazonais significativas, com destaque no inverno. Isso sugere que as diferenças os entre níveis de fitotoxidez estejam correlacionada são ambiente e à genética. Se a ação inibitória das espécies com maior efeito alelopático for comprovada, novas estratégias podem ser elaboradas para a reintrodução em projetos de conservação ambiental

Estabelecimento de culturas de raízes in vitro e avaliação da produção de metabólitos secundários de Cleome spinosa Jacq. (Cleomaceae)

Cleome spinosa é uma espécie herbácea de uso na medicina popular, especialmente no Nordeste do Brasil. A cultura in vitro de raízes adventícias da espécie foi iniciada com segmentos radiculares (0,5 e 1,0 cm) obtidos a partir de duas fontes de explantes: plantas propagadas in vitro e plantas oriundas do processo de germinação in vitro. Os explantes foram inoculados em meio MS líquido suplementado ou não com as auxinas ANA, AIA e AIB em diferentes concentrações (0,5; 1,0; 1,5; 3,0; 5,0 mg.L-1). As culturas foram mantidas em sala de crescimento, sob agitação (100 rpm) e sob fotoperíodo de 16h ou no escuro, com subculturas a cada 45 dias. Explantes oriundos de plantas propagadas in vitro também foram cultivados em meio contendo a citocinina BAP em associação com auxinas, na presença de sorbitol (isoladamente ou em associação com sacarose), em meio MS contendo redução na concentração total de sais minerais (MS1/2 e MS1/4) e em meio sólido. Os resultados mostraram que a adição de auxinas ao meio de cultura foi essencial à multiplicação das raízes, uma vez que em meio MS0 ocorreu significativo desenvolvimento de brotos. A suplementação com ANA não foi eficiente para a produção de raízes e acarretou no calejamento dos explantes, enquanto que a presença de AIA e AIB resultaram na multiplicação das raízes. Ainda assim, independentemente das manipulações realizadas no meio de cultivo, a capacidade de multiplicação mostrou-se reduzida. Uma expressiva multiplicação de raízes foi observada em culturas iniciadas a partir de explantes oriundos de plantas obtidas por germinação in vitro. A maior produção de biomassa foi alcançada em culturas iniciadas com segmentos radiculares de plantas obtidas por germinação in vitro cultivadas em meio contendo com 3,0 mg.L-1 de AIB e mantidas no escuro. Culturas estabelecidas nas melhores condições para acúmulo de biomassa foram acompanhadas por três subculturas, sendo avaliados períodos de cultura de 45 dias e de 60 dias. Culturas mantidas a intervalos de 45 dias apresentaram maior produção de raízes durante a segunda subcultura, enquanto que para o intervalo de 60 dias, embora tenha sido observada a capacidade de multiplicação das raízes, a maior produção de biomassa ocorreu nos primeiros 60 dias de cultivo. A partir de materiais in vivo e in vitro foram realizadas extrações com solventes de polaridade crescente (hexano, diclorometano, acetato de etila e metanol) e os extratos foram submetidos a avaliações cromatográficas. As análises por cromatografia em camada delgada mostraram a presença de terpenos nos extratos obtidos com hexano e diclorometano, tanto em material obtido a campo como naqueles produzidos in vitro e de compostos fenólicos nos extratos em acetato de etila obtidos a partir de material de campo. Pelas análises por cromatografia líquida associada à espectrometria de massas foi possível observar a presença de flavonoides nas culturas in vitro, não detectados no material de campo. As análises por cromatografia de fase gasosa associada à espectrometria de massas apontaram a presença de esteroides nos extratos em hexano de raízes coletadas a campo e nas culturas in vitro de raízes. Os resultados obtidos mostraram a viabilidade da produção de culturas de raízes in vitro para a espécie C. spinosa e o potencial deste material para a produção de substâncias bioativas, algumas não encontradas em material coletado a campo

Produção in vitro, análise fitoquímica e avaliação da atividade antineoplásica de metabólitos de Hovenia dulcis Thunb. (Rhamnaceae) obtidos por diferentes estratégias biotecnológicas

Hovenia dulcis Thunberg, natural da Ásia Oriental, é cultivada no Brasil onde é conhecida como uva-do-japão. A espécie possui várias indicações na medicina popular e alguns estudos apontam o seu potencial antineoplásico, tripanocida e hepatoprotetor. Metabólitos secundários são substâncias não essenciais para a sobrevivência celular, mas que fornecem vantagens adaptativas aos vegetais, sendo atribuído, para algumas delas, atividades biológicas importantes. Substâncias de interesse medicinal têm sido obtidas por técnicas da cultura de tecidos vegetais, como a calogênese e a cultura de células em suspensão, que permitem a síntese de matéria-prima de forma contínua e homogênea, independentemente de fatores ambientais e sazonais. O presente estudo objetivou o estabelecimento de culturas in vitro de H. dulcis, visando à produção de metabólitos de interesse, com vistas à avaliação do seu potencial antineoplásico sobre células K562. Foram testados protocolos para o estabelecimento de diferentes sistemas, como culturas de calos, de células em suspensão (CCS) e compact callus clusters (CCC) e ainda a avaliação do uso de elicitores na otimização de metabólitos produzidos in vitro. Foi verificado que a adição dos fitorreguladores KIN e TDZ, substituindo o BAP, não foi capaz de induzir a formação de calos friáveis, bem como a manutenção das culturas em ausência de luz. O uso do nitrato de prata promoveu a friabilidade de calos em todas as concentrações testadas, considerando-se 2,0 mg.L-1 a melhor concentração. Foram alcançadas taxas de 100% de formação de CCS tanto na presença, quanto em ausência de AgNO3. O maior acúmulo de biomassa foi verificado na concentração mais baixa de PIC (0,625 mg.L-1). A análise dos espectros de RMN indicou a presença de (+)-dihidromiricetina, (+)-galocatequina, hovenitina II, hovenosideo G, hodulosideo III, hodulosideo IV, hodulosideo I e hovenidulciosideo B1 nas culturas de calos friáveis. No estabelecimento de culturas CCC, observou-se a formação de calos compactos verdes em todas as concentrações de ANA testadas. O aumento da velocidade de rotação para 135 rpm aumentou a dispersão das células com consequente formação dos agregados celulares desejados. A seleção de linhagens celulares demonstrou ser um método eficiente na uniformização do tamanho desses agregados e tal uniformidade se manteve estável por mais de cinco subcultivos em 100% das culturas. Uma fração rica em saponinas foi obtida a partir dos agregados celulares, correspondendo a 1,46% da massa seca. A análise por RMN sugeriu a presença das saponinas Hovenosideo G e dos hovenidulciosideos A2 e B2. O uso de elicitores em cultura de calos mostrou-se adequado à produção de metabólitos secundários, sem alterações morfológicas nos mesmos. A elicitação alterou o perfil cromatográfico analisado por HPLC. Na elicitação com 5,0 mg.L-1 de extrato de levedura foi verificado um aumento de quase três vezes (12,280 3,396 equivalentes de quercetina/mg de extrato) na síntese de flavonoides. Finalmente, os estudos de ação antitumoral in vitro demonstraram citotoxicidade dos extratos de calos não elicitados de H. dulcis sobre linhagem de leucemia mieloide crônica (IC50 de 74,05 μg.mL-1.) e inibição do crescimento de tais células (K562), sugerindo o potencial antineoplásico para um produto biotecnológio (calo) desta espécie.

A colorimetric assay for screening microcystin class compounds in aquatic systems

Secondary metabolites produced by water-blooming cyanobacteria in eutrophic waters include some potent hepatotoxins, These compounds also have tumour-promoting properties, attributable to their inhibition and activation of protein phosphatases and kinases respectively. The inhibitory effect of these toxins on protein phosphatases have been employed in a commonly used radiometric assay, involving the use of a P-32-labeled substrate, for the detection and quantitation of these compounds. This paper investigates and describes a colorimetric method in which the activity of protein phosphatase 2A is determined by measuring the rate of colour production from the release of yellow p-nitrophenol using p-nitrophenyl phosphate as the substrate. Results of this study suggest that the colorimetric protein phosphatase inhibition assay is a simple, inexpensive tool for screening substances that may have tumour-promoting characteristics in aquatic systems. The detection limit of the colorimetric method is comparable to the radiometric assay. (C) 1998 Elsevier Science Ltd. All rights reserved.

CO2浓度升高对三种树木叶片化学和舞毒蛾幼虫取食及生长的影响

探讨全球气候变化的生物学和生态学效应是当今生态学中的热点，研究大气CO2浓度升高对植物-昆虫相互作用关系的影响具有重要的理论和实践意义。本文使用开顶式气室（Open-top chamber，OTC）在野外条件下研究了CO2浓度升高对三种树木（小青杨、白桦和蒙古栎）叶片化学成分含量的影响，以及树木叶片品质变化对一种广食性森林昆虫（舞毒蛾）幼虫取食、生长发育和取食偏嗜性的影响。得出如下结果：（1）CO2浓度升高对3个受试树种叶片中的营养成分及次生代谢物含量均有显著影响，总体表现为氮含量降低，而碳氮比、非结构性碳水化合物、总酚和缩合丹宁含量增加。叶片中的化学成分含量可随时间发生显著变化，不同树种、甚至同一树种不同冠层高度的叶片对CO2浓度升高的响应强度也是不同的。叶片的干物质含量和比叶重对CO2浓度升高的响应不显著。（2）室内非选择性取食实验、室内选择性取食实验以及上树取食饲养方式下的多龄期取食实验，均发现高浓度CO2处理组内舞毒蛾幼虫的生长发育受到显著抑制。但对四龄舞毒蛾幼虫所进行的短期生物测定并未发现不同CO2浓度处理下幼虫的生长发育速率、对食物的取食率和转化率等昆虫营养指标存在显著差异。（3）叶片品质的降低是导致舞毒蛾幼虫生长发育受抑制的主要原因。但是总体上，CO2浓度升高导致的叶片品质变化并未显著影响幼虫的取食率和取食量。（4）舞毒蛾幼虫对不同叶片种类表现出清晰的取食选择性，这种选择性在其幼龄期就可表现出来。幼虫对小青杨上层叶片有最显著的偏嗜性，对蒙古栎下层叶片有最明显的拒食性。但是CO2浓度升高导致的叶片品质变化对舞毒蛾幼虫的取食选择性和寄主偏嗜行为并未产生显著影响。（5）检测出高浓度CO2处理组内舞毒蛾幼虫虫粪中含有浓度更高的植物次生代谢物质（总酚和缩合单宁），这很可能是昆虫整体生长发育受抑制的重要原因之一。

吸水链霉菌、放线菌Sp.253和金色毛壳菌的次生代谢产物研究

链霉菌是十分重要的一类放线菌，绝大多数的抗生素都由该类细菌产生。毛壳属真菌是一类重要的丝状真菌，从中也发现有很多结构新颖、活性独特的活性物质。因此本论文对两株链霉菌的活性成分及一株金毛壳菌的次生代谢产物进行了研究。 1．从吸水链霉菌（Streptomyces hygroscopicus 1.358）液态发酵产物（乙酸乙酯提取物）中分离得到3个化合物，通过波谱方法鉴定为RK955A (1)、Nigericin（2）、Elaiophylin（3）。以青霉素耐药-金黄色葡萄球菌作为指示菌的抗菌活性测定表明，三者均具有较强抗菌活性。 2．通过抗肿瘤体外活性筛选模型筛选得到得到一株链霉属土壤放线菌，从中分离得到六个化合物：苯乙酰胺（4）、苯丙酰胺（5）、肉桂酰胺（6）、3-（N-（甲酰胺基）乙酰基）吲哚（7）、鸟苷磷酸（8）、鸟苷（9）。 3．从金色毛壳菌（Chaetomium aureus）的固态培养物中分离得到13个化合物，利用波谱方法将其鉴定为：金毛壳菌素A（10）、金毛壳菌素B（11）、Eugenetin（12）、Eugenitol（13）、Chaetoquadrin A（14）、Chaetoquadrin B（15）、Chaetoquadrin G（16）、Chaetoquadrin H（17）、Chaetochromin A（18）、Sterigmatocystin（19）、O-methylsterigmatocystin（20）、3β-羟基-麦角甾-5，7，22-三烯（21）和过氧麦角甾醇（22）。 4．综述了聚醚类抗生素的结构、生物合成、生物活性及作用机理。 The genus Streptomyces (Actinomycetes) is an important group of microbe. Most antibiotics known nowdays are discovered from species of Streptomyces. The fungi of the genus Chaetomium have attracted much attention because various kinds of secondary metabolites with diverse bioactivities have been found from them. Thus, the bioactive compounds from two strains of Streptomyces and the secondary metabolites of Chaetomium aureus were investigated. 1. Three compounds were isolated from the ethyl acetate extract of the fermentation broth of Streptomyces hygroscopicus. They are identified to be elaiophylin (1), nigericin (2), and antibiotic RK955A (3) on the basis of their spectroscopic data. Compounds 1-3 possess antibacterial activities against Staphyloccocus aureus. 2. It was found that the extract of the fermented broth of a strain of Actinomycetes could inhibit some tumor cel lines. Separation of the bioactive fraction led to the isolation of six compounds. They were characterized to be phenylacetamide (4), phenylpropylamide (5), trans-cinnamamide (6), 3- (N- (formylmethyl) acetamide) indole (7), guanylicacid (8), and guanosine (9). 3. From the fermented broth of Chaetomium aureus, 13 compounds were isolated for the first time. They were determined to be chaetomiumycin A (10), chaetomiumycin B (11), eugenetin (12), eugenitol (13), chaetoquadrin A (14), chaetoquadrin B (15), chaetoquadrin G (16), chaetoquadrin H (17), chaetochromin A (18), sterigmatocystin (19), O-methylsterigmatocystin (20), 3β-hydroxyergosta-5, 7, 22-triene (21) and peroxy-ergosterol (22). Compounds 10 and 11 are new ones. 4. Structure, biosynthesis, biological activity, and mechanisms of polyether antibiotics were reviewed.

五种毛壳霉属和曲霉属真菌代谢产物及细胞毒活性

毛壳霉属(Chaetomium)和曲霉属(Aspergillus)真菌产生多种具有生物活性的化合物。为系统阐明两属微生物的次生代谢物，对三种毛壳霉、两种曲霉真菌分别进行固态发酵，以色谱和波谱技术研究发酵物中的成分，分离鉴定了51个化合物，其中23个为新化合物，测试了部分化合物对肿瘤细胞的活性。 1、从螺卷毛壳霉（C. cochloides）固态发酵物中分离鉴定了11个化合物，3个新化合物为螺卷毛壳霉素A~C（1~3）。化合物1、3及dethio-tetra (methylthio) chetomin（4）对Bre-04、Lu-04和N-04细胞株生长抑制的GI50值为0.05~7.0 μg/mL。 2、从印度毛壳霉（C. indicum）固态发酵物中鉴定的三个异喹啉生物碱印度毛壳霉素A~C（12~14）代表两类骨架新颖的异喹啉生物碱。 3、从巴西毛壳霉（C. brasiliense）固态发酵物中鉴定了11个化合物，其中Mollicellins I~J（15~16）、2-Hydroxymethyl-6-methylmethyleugenin（19）为新化合物。化合物16和Mollicellin H（18）对Bre-04、Lu-04、N-04细胞株生长抑制的GI50值在2.5~8.6 μg/mL。 4、从土曲霉（A. terreus）固态发酵物中鉴定了18个化合物。5个为新化合物为Terretonin A~D（24~27）和Asterrelenin（28），24~27为二倍半萜化合物，28为吲哚生物碱。 5、从杂色曲霉(A. versicolor）固态发酵物中鉴定了16个化合物。9个新的化合物Brevianamides K~N (40~43)、Averins A~C (44~46)和Glyanphenines A~B (47~48)代表三种类型的生物碱。 6、综述了1997－2007年间新的二倍半萜的研究进展。 The fungi of the genera Chaetomium and Aspergillus produce various secondary metabolites with biological activities. In order to systematically study the secondary metabolites, the solid-state fermented rice culture of three species of Chaetomium and two of Aspergillus were chemically studied. By the means of chromatograhy and spectroscopy, 55 compounds were isolated and identified, among of them 23 were new ones. The biological activities of some compounds were investigated. 1. From the fungus C. cochliodes, three new epipolythiodioxopiperazines, chaetocochins A-C (1-3) were isolated, together with 8 known ones (4-11). Compounds 1, 3 and 4 showed growth inhibitory effects against cancer cell lines Bre-04, Lu-04 and N-04 with GI50 values from 0.05 to 7.0 μg/mL. 2. Three novel isoquinolines Chaetoindicins A-C (12-14) were isolated and identified from the fungus C. indicum. Chaetoindicin A, Chaetoindicins B-C represented two classes of novel carbon skeletons. 3. Three new compounds, Mollicellins I-J (15-16), and 2-hydroxymethyl-6-methylmethyleugenin (19), were isolated from C. brasiliense. Compound 16 and Mollicellin H (18) showed growth inhibitory effects against cancer cell lines Bre-04, Lu-04 and N-04 with GI50 values from 2.5 to 8.6 μg/mL. 4. Eighteen compounds were isolated from the fungus A. terreus. Terretonin A-D（24 - 27）and Asterrelenin（28） are new compounds belonging to sesterterpoids and indole-ralated alkaloid, respectively. 5. From the fungus A. versicolor, sixteen secondary metabolites, including nine new ones, Brevianamides K-N (40-43), Averins A-C (44-46), and Glyanphenines A-B (47-48), were isolated and identified. Brevianamides K-N (40-43), Averins A-C (44-46), and Glyanphenines A-B (47-48) represented three classes of alkaloids. 6. New sesterterpenes and their bioactivities reported from 1997 to 2007 were summarized.

绞股蓝离体培养中影响皂甙产量的几个因素研究

绞股蓝(Gynostemma pentaphyllum)系葫芦科绞股蓝属植物，药用价值广泛，但其野生资源日趋减少，绞股蓝主要药效成分为绞股 蓝皂甙。利用组织和细胞培养生产绞股蓝皂甙是合理开发利用和保护绞股蓝资源的可能途径之一。本文对绞股蓝组织培养中培养基 的蔗糖和激素的组成以及各种胁迫条件：渗透压、重金属离子、真菌诱导物等对皂苷产量的影响进行了初步研究。其中，渗透压、 重金属离子、真菌诱导物对绞股蓝愈伤组织皂甙产量的影响尚未见报道。1. 蔗糖对绞股蓝愈伤组织之生长影响显著，2,4-D对绞股 蓝愈伤组织皂甙含量、产量影响显著。增加蔗糖用量，减少2，4-D的用量可提高皂甙产量。2. Mn++ 用量的提高抑制绞股蓝愈伤组 织的生长，但可促进皂甙含量、产量的提高。Mn++用量提高至MS培养基的20-30倍时可使皂甙产量增加近一倍，而提高Cu++浓度的 作用不明显。3. 甘露醇用量增加抑制绞股蓝愈伤组织的生长，但可使皂甙含量、产量提高。0.680mol·l-1甘露醇可使皂甙产量提 高83%，而Nacl较大抑制愈伤组织的生长并使皂甙产量降低。4. 米曲霉粗提物对绞股蓝愈伤组织生长先略微促进，然后抑制，而根 霉粗提物则使愈伤组织生长受抑制；两者对皂甙含量、产量的作用相似：在较低浓度范围内升高，然后下降。米曲霉粗提物可提高 产量一倍，根霉粗提物可提高42%。这些结果为高产细胞系的筛选和生长、生产培养条件的优化积累了资料。在综述部分，对植物 细胞培养中组织和器官分化、细胞结构变化、生化水平的变化与次生物合成和积累的关系作了讨论。Gynostemma pentaphyllum blongs to Gynostemma, Cucurbitaccae. It has a wide medical use, but its wild resource is threatened by people's excessive use. Its effective medical components are gypenosides. For reasonable use and protect its resource, it is a possible way to product gypenosides by plant tissue and cell culture. This paper has a primary study on the components of sucrose and hormones and a variety of stress conditions: osmostic pressure, heavy metal ion, fungal elicitors in the medium for the calli culture. The effects of osmostic pressure, heavy metal ion and fungal elicitors on the calli of Gynostemma pentaphyllum have not been reported. 1. Sucrose had a significant effect on the growth of the calli, 2,4 D had notable effects on the gypenosides content and production of the calli. Increased the concentration of sucrose and decreased the concentration of 2,4 D improved the production of gypenosides. 2. Increased the concentration of Mn++ inhibited the growth of the calli, but improved the content and production of gypenosides. The optimum concentration was 20-30 times as MS medium which improved the production 100%. Increased the concentration of Cu++ had not a notable effect. 3. Increased the concentration of mannitol inhibited the growth of the calli, but improved the content and production of gypenosides. The optimum concentration was 0.680mol·l-1 which improved the production 83%. Nacl apparently inhibited the growth of the calli and decreased the production of gypenosides. 4. The crude preparation of Aspergillus oryzae inhibited the growth of the calli that in low concentration. The crude praparation of Rhizopus formosensis inhibited the growth of the calli throughout. Their effects on the content and production of gypenosides are alike, but the former is higher than the latter. On the optimum concentration, each crude preparation improved the production 100% (Aspergillus oryzae), 42%(Rhizopus formosensis). These results has accumulated some informantion on the select of high yield cell strains and choose the best culture conditons for the growth and gypenosides product of the calli. In the review, it is discussed that the differentiation on tissue-organal, cellular and biochemical levels related to the synthesis and accumulation of secondary metabolites in plant culuture.

毛壳菌产抗真菌活性物质菌株筛选及种间原生质体融合研究

毛壳菌属很多种类具有重要生防价值，其生防机理包括对植物病原真菌的重寄生作用、诱导植物产生抗病性、产生抗真菌活性的次生代谢产物等。迄今，学界对毛壳菌的研究主要集中在毛壳菌的生防机理，毛壳菌活性次生代谢产物的分离等方面。本研究致力于产抗生素的毛壳菌的种间原生质体融合，从产抗生素毛壳菌菌株的筛选开始，进而对产抗生素的角毛壳菌进行诱变选育，最终用产不同抗生素的角毛壳菌与球毛壳菌进行种间原生质体融合。主要有以下五方面研究结果。 1、毛壳菌抗真菌活性物质产生菌株的筛选：不同毛壳菌菌株发酵液采用琼脂扩散法对植物病原真菌进行抑菌活性试验，结果显示，菌株CH08和CH23的发酵液对芒果炭疽、苹果炭疽和马铃薯晚疫菌具有抑制作用。菌株CH16和CH17的发酵液对芒果炭疽菌、苹果炭疽菌有抑制作用。菌株CH21发酵液对辣椒炭疽菌和西瓜枯萎菌有抑制作用。经形态学研究，菌株CH08、CH16、CH17和CH23鉴定为球毛壳菌，菌株CH21鉴定为角毛壳菌。对角毛壳菌与球毛壳菌菌株发酵液抑菌谱比较，发现角毛壳菌与球毛壳菌发酵液具有明显不同的抑菌谱，表明角毛壳菌与球毛壳菌产生不同的抗真菌活性物质。 2、角毛壳菌（CH21）和球毛壳菌（CH08）原生质体制备和再生条件研究：考察了菌龄、酶浓度、稳渗剂及其浓度、酶解温度、酶解时间及再生培养基对原生质体制备和再生的影响。用菌龄为生长54 h的角毛壳菌菌丝，以0.06 M磷酸缓冲液（pH6.0）配制成含蜗牛酶15 mg/ml、溶壁酶10 mg/ml、蔗糖0.6 mol/L的酶解液，30℃酶解1.5 h，原生质体释放量2.02×107个/g；以PDA为再生培养基，0.7 mol/L的蔗糖再生稳渗剂，再生率可达51.45%。用菌龄为生长48 h的球毛壳菌菌丝，以0.06 M磷酸缓冲液（pH6.0）配制成含蜗牛酶15 mg/ml、溶壁酶10 mg/ml、蔗糖0.6 mol/L的酶解液，30℃酶解1 h，原生质体释放量达1.57×108个/g；以PDA为再生培养基，0.7 mol/L的蔗糖为再生稳渗剂，再生率可达41.48%。 3、角毛壳菌（CH21）原生质体紫外诱变选育：以CH21为出发菌株，制备原生质体进行紫外诱变，诱变条件为：15 w紫外灯，距离30 cm，照射90 s，致死率80%~85%。建立了诱变菌株初筛的双层平板筛选模型。经平板初筛和摇瓶复筛，获得一株突变菌株CH21-I-402，其发酵液抑菌活性较出发菌株提高18.3%。 4、抗性标记菌株的获得：菌株CH21-I-402和CH08抗生素药敏试验表明， CH21-I-402菌株对潮霉素有抗性、对G418（Geneticin）敏感，菌株CH08对潮霉素和G418都敏感。根癌农杆菌EHA105介导的新霉素磷酸转移酶基因转化球毛壳菌，经PCR检测，新霉素磷酸转移酶基因成功转化进菌株CH08-GR70，CH08-GR120。转化子对G418抗性提高3～4倍，对潮霉素仍然比较敏感。 5、以G418和潮霉素抗性为筛选标记的原生质体融合与融合菌株AFLP分析：制备角毛壳菌CH21-I-402和球毛壳菌CH08-GR70原生质体，以35％的PEG6000为助融剂进行原生质体融合，以65 μg/ml的潮霉素和60 μg/ml G418为抗性筛选标记，获得46个再生菌株。再生菌株连续传代5代后，再生菌株表现出多种形态类型。利用AFLP技术对再生菌株及亲本菌株基因组DNA分析表明，再生菌株PF1、PF26为融合菌株。抑菌活性测试表明，融合菌株PF26发酵液对芒果炭疽菌和苹果轮纹菌有强的抑制作用，且抑菌活性比亲本球毛壳菌明显提高。 Chaetomium spp. have great potentials as biocontrol agents against a range of plant pathogens on the basis of its mycoparasitism, induced plant disease resistance, production of antifungal metabolites, and so on. Previous researches on C. spp. mostly focused on the mechanisms of its biocontrol and the isolation of secondary metabolites. In this study, screening antifungal C. spp., mutation breeding of C. cupreum and interspecies protoplast fusion between C. cupreum and C. globosum were carried out, respectively. The corresponding results are as follows: Firstly, among more than 40 C. spp., the strains produced anti-fungal antibiotics were screened by agar diffusion experiments. Results showed that both CH08 and CH23 had inhibition against Colletotrichum gloeosporioides, Cladosporium fulvum, and Phytophthora infestans. Both CH16 and CH17 had inhibition against Colletotrichum gloeosporioides and Cladosporium fulvum. In addition, CH21 exhibited anti-fungal activity against Fusarium oxysporum f. sp niveum and Colletotrichum capsici. Furthermore, CH08, CH16, CH17 and CH23 were identified as C. globosum, CH21 was proved to be C. cupreum based on morphology. The comparison of the anti-fungal spectrum between C. cupreum and C. globosum, showed they could produce different antibiotics. Secondly, specified protocols for preparing and regenerating protoplasts from mycelia of C. cupreum CH21 and C. globosum CH08 were studied. The effects of the age mycelia, the concentration of enzyme, digestion temperature and time, kinds of osmotic stabilizer and regeneration medium on protoplasts preparation and regeneration were all optimized, respectively. In one protocol, with 15 mg/mL snailase, 10 mg/mL lywallzyme, 0.6 M sucrose, in 0.06 M phosphate buffer (pH6.0), and digested for 1.5 h at 30 ºC, 2.02×107 protoplasts from each gram mycelia were obtained from cultures of C. cupreum CH21 grown in potato dextrose broth (PDB) medium for 54 h. And when 0.7 M sucrose was used as osmotic stabilizer in the regeneration medium OPDA (potato dextrose agar with osmotic stabilize), the regeneration efficiency of protoplasts was 51.45%. In another protocol, with 15 mg/mL snailase, 10 mg/mL lywallzyme, 0.6 M sucrose, in 0.06 M phosphate buffer (pH6.0), and digested for 1 h at 30 ºC, 1.57×108 protoplasts from each gram mycelia were obtained from cultures of C. globosum CH08 grown in PDB for 48 h. And when 0.7 M sucrose was used as osmotic stabilizer in the regeneration medium OPDA, the regeneration efficiency of protoplasts was 41.48%. Thirdly, the mutagenesis conditions and secondary screening model of C. cupreum CH21 were explored. An 80% to 85% death rate could be achieved when the protoplasts of C. cupreum CH21 were irradiated by 15 w UV lamp from 30 cm distance for 90 s. In addition, the doublelayer plate’s method for the primary screening of high-producing antibiotics strains was established. A high yielding antibiotic mutant CH21-I-402 was obtained through the primary screening on plate and the secondary selection in Erlenmeyer flask, compared to the original CH21 strain, the antifungal activity of the mutant CH21-I-402 was increased by 18.3%. Fourth, the sensitivity to antibiotics of both C. cupreum CH21-I-402 and C. globusm CH08 was detected. Results showed C. cupreum CH21-I-402 was sensitive to G418 (Geneticin) (Gs) and resistant to Hygromycin B(Hr), and C. globusm CH08 was sensitive to both G418 (Geneticin) (Gs) and Hygromycin B(Hs). At the same time, neomycin phosphotransferase II (npt II) gene was transformed into C. globusm CH08(Gs, Hs) mediated by Agrobacterium tumefaciens EHA105, and the npt II gene was verified by polymerase chain reaction in resistance to G418 strains CH08-GR70 and CH08-GR120. The transformants still showed sensitive to Hygromycin B(Hs). Finally, a selection system for hybrids was set up by interspecies protoplast fusion between C. cupreum and C. globusm using dominant selective drug resistance markers. At first, protoplasts of C. cupreum CH21-I-402 (Hr, Gs) and C. globusm CH08-GR70 (Hs, Gr) were prepared, then the protoplasts were fused in the presence of 35% polyethylene glycol 6000 and regenerated on OPDA medium with 65 μg/ml Hygromycin B and 60μg/ml G418, at last 46 colonies with Hr and Gr were obtained. Even after 5 generations’ subculture, most of the colonies displayed significant difference in taxonomic characteristics with their parental strains. Regenerated strains PF1 and PF26 were confirmed as fusants by amplified fragment length polymorphisms analysis with the genomic DNA as the model. PF26 showed higher inhibitory activity against Colletotrichum gloeosporioides and Macrophoma kuwatsukai than that of the parental strain C. globusm.

Diterpenes, sesquiterpenes, and a C-15-acetogenin from the marine red alga Laurencia mariannensis

In addition to 10 known compounds (7-16), one new brominated diterpene, 10-hydroxykahukuene B (1), two new sesquiterpenes, 9-deoxyelatol (2) and isodactyloxene A (3), one new brominated C-15-acetogenin, laurenmariallene (4), and two new naturally occurring halogenated sesquiterpenes (5 and 6) that were previously obtained as intemediates in a biomimetic synthetic study of rhodolaureol and rhodolauradiol have been isolated and identified from the organic extract of the marine red alga Laurencia mariannensis. The structures of these compounds were established by spectroscopic methods. The antibacterial and antifungal activities of new compounds 1-4 were evaluated.