本文關(guān)鍵詞：南四湖流域典型人工濕地植物資源化研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：南四湖流域是南水北調(diào)東線工程輸水干線及調(diào)蓄湖區(qū),為了保障調(diào)水水質(zhì)及流域生態(tài)環(huán)境安全,山東省采用“治,用,�！辈⑦M(jìn)的戰(zhàn)略圍繞南四湖流域水質(zhì)的核心問題開展了大規(guī)模治理行動,并取得顯著的效果,其中“�！本褪巧鷳B(tài)修復(fù)和保護(hù),通過流域內(nèi)生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的恢復(fù)重建,充分發(fā)揮生態(tài)系統(tǒng)水質(zhì)凈化服務(wù)功能,治理過程中以湖濱帶規(guī)�；烁�濕及河口人工濕地建設(shè)作為核心內(nèi)容。實踐證明,恢復(fù)重建后的南四湖濕地生態(tài)系統(tǒng)在減少流域面源污染、水質(zhì)的改善以及突發(fā)污染緩沖中起著重要作用。在流域治污取得顯著成果的同時,南四湖人工濕地規(guī)�；ㄔO(shè)過程中也存在著一些問題,首先是由于濕地植物的管理滯后等原因造成的人工濕地植物收割不及時可能造成二次污染；其次,規(guī)�；瘽竦匦迯�(fù)重建過程中產(chǎn)生的大量生態(tài)補(bǔ)償資金缺口。高附加值的濕地植物資源化開發(fā)利用技術(shù)是推進(jìn)人工濕地可持續(xù)運行及流域生態(tài)恢復(fù)重建的關(guān)鍵支撐技術(shù)。在這一背景下,本研究想要解決的主要問題是如何針對南四湖流域人工濕地植物特點對其進(jìn)行高附加值資源化利用,從而實現(xiàn)以利用促進(jìn)流域生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。為了解決這一問題,本論文提出了基于活性植物天然產(chǎn)物的人工濕地植物資源化思路。天然產(chǎn)物一直以來都是藥物研發(fā)的重要來源,目前超過50%的抗腫瘤藥物是來源自天然產(chǎn)物或是經(jīng)由天然產(chǎn)物結(jié)構(gòu)修飾的半合成產(chǎn)物。由于植物體內(nèi)活性天然產(chǎn)物較低的含量,天然產(chǎn)物的規(guī)模化利用需要大量的植物生物量,這成為制約天然產(chǎn)物產(chǎn)業(yè)化的主要障礙,而人工濕地中大量的植物資源為進(jìn)行基于活性天然產(chǎn)物的植物資源化提供了潛在的可能性。研究中對南四湖流域濕地植物資源進(jìn)行全面調(diào)查,調(diào)查中發(fā)現(xiàn)高等維管植物共計128種,屬于47科,117屬�；谥参镔Y源調(diào)查結(jié)果及流域植物資源化開發(fā)現(xiàn)狀,選擇四種在南四湖流域廣泛分布的人工濕地優(yōu)勢植物種：荇菜(Nymphoides peltatum (Gmel.) O. Kuntze)、菹草(Potamogeton crispus L.)、蓮(Nelumbo nuciferaGaertn)、空心蓮子草(Alternanthera philoxeroides (Mart.) Griseb),進(jìn)行研究。植物材料采集后,首先提取得到植物總次生代謝產(chǎn)物,然后通過評價其對腫瘤細(xì)胞抑制活性初步篩選具有抗腫瘤活性的濕地植物。實驗結(jié)果表明菹草,荇菜,蓮的總代謝產(chǎn)物具有一定的腫瘤抑制活性。實驗中還重點對南四湖流域惡性入侵植物空心蓮子的抗腫瘤活性進(jìn)行評價,分別采集空心蓮子草早春幼苗及夏季成熟植株進(jìn)行次生代謝產(chǎn)物提取,液相分析結(jié)果顯示空心蓮子草幼苗具有含量及種類更豐富的代謝產(chǎn)物組分,但實驗結(jié)果表明空心蓮子草幼苗提取物及成熟植株提取物對多種人腫瘤細(xì)胞均無抑制作用。根據(jù)活性篩選結(jié)果,進(jìn)一步對具有較好抗腫瘤活性的荇菜及菹草進(jìn)行活性成份篩選。荇菜次生代謝產(chǎn)物提取后,按極性分段,并評價不同極性部位對PC3及U2OS腫瘤細(xì)胞的抑制活性,結(jié)果表明荇菜提取物低極性部分具有相對顯著的腫瘤抑制活性,采用硅膠柱層析色譜及葡聚糖凝膠色譜技術(shù)對其活性部位主要組分進(jìn)行分離純化,并通過LC-Q-TOF-MS/MS技術(shù)鑒定ephedrine, ephedradine C,4-hydroxycoumarine, Delta-1-dehydrotanshinone為其主要組分。該結(jié)果為南四湖流域荇菜的高附加值資源化利用提供了基礎(chǔ)科學(xué)證據(jù)。菹草總次生代謝產(chǎn)物被石油醚、乙酸乙酯、正丁醇三種溶劑依次萃取后,以人類卵巢癌腫瘤細(xì)胞ES-2和人乳腺癌細(xì)胞MDA-MB-231為實驗對象,評價三部分提取物的腫瘤抑制活性。實驗結(jié)果顯示菹草乙酸乙酯部分提取物具有比較高的腫瘤抑制活性,MDA-MB-231腫瘤細(xì)胞對其更為敏感。細(xì)胞形態(tài)觀察發(fā)現(xiàn)菹草乙酸乙酯提取物能夠影響MDA-MB-231細(xì)胞的形態(tài)學(xué)特征。研究中進(jìn)一步評價該部分提取物對MDA-MB-231腫瘤細(xì)胞細(xì)胞周期進(jìn)程的影響及細(xì)胞增殖抑制機(jī)制,細(xì)胞周期實驗結(jié)果表明該活性部位可以導(dǎo)致細(xì)胞周期進(jìn)程位于S期與G2期過渡段的停滯,細(xì)胞凋亡實驗結(jié)果表明該提取物在中低濃度下促進(jìn)細(xì)胞凋亡,高濃度下可導(dǎo)致細(xì)胞壞死。此外細(xì)胞劃痕實驗結(jié)果表明乙酸乙酯部分提取物能有效抑制體外培養(yǎng)的小鼠成纖維細(xì)胞L929的遷移活性。綜上所述,可以確定菹草乙酸乙酯提取物是菹草的活性部位,并對其進(jìn)行進(jìn)一步的分離純化。通過MCI柱色譜、中壓分離系統(tǒng)、葡聚糖凝膠、制備液相等手段從該活性部分中分離到六個單體化合物。研究中分離到菹草中兩個含量較高的次生代謝產(chǎn)物成份,鑒定為兩個黃酮類黃酮苷化合物luteolin-3'-O-β-D-glucpyranoside (LU3'O-GP)和flavone-6-C-β-D-glucopyranoside (FL6C-GP)。評價了兩種化合物對ES-2腫瘤細(xì)胞增殖,形態(tài)特征,細(xì)胞周期進(jìn)程,細(xì)胞凋亡以及細(xì)胞遷移侵襲的影響作用,實驗結(jié)果顯示LU3'O-GP對ES-2腫瘤細(xì)胞的增殖,形態(tài)特征,遷移,侵襲,基質(zhì)金屬蛋白酶(MMPs)表達(dá)均有明顯的抑制作用,而FL6C-GP對ES-2細(xì)胞則無明顯的相應(yīng)抑制作用。LU3'O-GP是實驗中分離純化獲得的南四湖流域菹草含量最高的次生代謝組分,研究中發(fā)現(xiàn)了該化合物對ES-2腫瘤細(xì)胞顯著的遷移及侵襲抑制活性,揭示了其在醫(yī)藥健康領(lǐng)域潛在的利用價值,同時進(jìn)一步證明了本研究提出的南四湖流域基于高附加值天然產(chǎn)物篩選的人工濕地植物資源化思路的可行性。綜上所述,本研究基于抗腫瘤活性天然產(chǎn)物對南四湖流域人工濕地植物資源化進(jìn)行研究,通過初步篩選后對兩種典型人工濕地植物進(jìn)行了抗腫瘤活性篩選,從多個方面對抗腫瘤活性進(jìn)行評價,對植物代謝產(chǎn)物活性成份進(jìn)行了分離純化,并探討了其抗腫瘤活性機(jī)制。本研究為南四湖流域濕地植物高附加值資源化利用提供了新的思路,初步探討并證明了該利用途徑的可行性。
【關(guān)鍵詞】：南四湖 人工濕地植物 資源化 天然產(chǎn)物 抗腫瘤 黃酮苷
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：Q948;X52
【目錄】：

• 摘要10-13
• Abstract13-17
• 第一章 前言17-34
• 1.1 研究背景17-18
• 1.2 相關(guān)概念18-21
• 1.2.1 濕地18-19
• 1.2.2 濕地修復(fù)重建19-20
• 1.2.3 人工濕地20-21
• 1.3 濕地植物資源開發(fā)利用研究進(jìn)展21-24
• 1.3.1 人工濕地植物21-23
• 1.3.2 南四湖濕地植物資源開發(fā)利用23-24
• 1.4 植物活性天然產(chǎn)物資源24-32
• 1.4.1 天然產(chǎn)物研究概述24-27
• 1.4.2 植物天然產(chǎn)物資源種類27-30
• 1.4.3 植物天然產(chǎn)物抗癌研究30-32
• 1.5 研究目的及意義32-34
• 第二章 研究區(qū)域與方法34-40
• 2.1 南四湖流域及新薛河人工濕地概況34-38
• 2.2 調(diào)查地點及方法38-40
• 第三章 人工濕地優(yōu)勢種植物資源抗腫瘤活性篩選40-53
• 3.1 植物材料準(zhǔn)備40-41
• 3.2 實驗儀器材料及方法41-45
• 3.2.1 實驗儀器及試劑41-42
• 3.2.2 植物總次生代謝產(chǎn)物提取42-43
• 3.2.3 植物提取物抗腫瘤活性實驗43-44
• 3.2.4 空心蓮子草提取物高效液相分析44-45
• 3.3 實驗結(jié)果45-49
• 3.3.1 濕地植物提取物對腫瘤細(xì)胞PC3的抑制作用45-46
• 3.3.2 濕地植物提取物對腫瘤細(xì)胞U2OS的抑制作用46-47
• 3.3.3 空心蓮子草幼苗提取物補(bǔ)充腫瘤活性實驗47-49
• 3.4 討論49-52
• 3.5 本章小結(jié)52-53
• 第四章 濕地植物荇菜抗癌活性篩選53-67
• 4.1 實驗材料及方法53-57
• 4.1.1 植物材料53
• 4.1.2 實驗儀器及試劑藥品53-54
• 4.1.3 荇菜次生代謝產(chǎn)物提取及分離54-56
• 4.1.4 荇菜提取物高效液相分析56
• 4.1.5 荇菜提取物腫瘤細(xì)胞抑制活性實驗56
• 4.1.6 荇菜提取物活性部分成份分析56-57
• 4.2 實驗結(jié)果57-64
• 4.2.1 荇菜提取物液相分析結(jié)果57-59
• 4.2.2 荇菜提取物腫瘤細(xì)胞抑制活性評價59-61
• 4.2.3 荇菜提取物活性部分成份分析61-64
• 4.3 討論64-66
• 4.4 本章小結(jié)66-67
• 第五章 濕地植物菹草的抗腫瘤活性篩選67-88
• 5.1 研究方法67-73
• 5.1.1 植物材料準(zhǔn)備67
• 5.1.2 主要實驗儀器及材料67-68
• 5.1.3 菹草次生代謝產(chǎn)物提取分離及鑒定68-70
• 5.1.4 腫瘤細(xì)胞培養(yǎng)70-71
• 5.1.5 菹草提取物對腫瘤細(xì)胞抑制活性評價實驗71
• 5.1.6 菹草提取物對腫瘤細(xì)胞形態(tài)影響71
• 5.1.7 菹草提取物對腫瘤細(xì)胞細(xì)胞周期進(jìn)程的影響71-72
• 5.1.8 菹草提取物腫瘤細(xì)胞凋亡實驗72-73
• 5.1.9 菹草提取物對L929細(xì)胞遷移運動的影響73
• 5.2 實驗結(jié)果73-81
• 5.2.1 菹草EtOAc提取物對ES-2,MDA-MB-231腫瘤細(xì)胞的抑制作用73-76
• 5.2.2 菹草EtOAc提取物改變MDA-MB-231腫瘤細(xì)胞形態(tài)76-77
• 5.2.3 菹草EtOAc提取物阻滯MDA-MB-231腫瘤細(xì)胞細(xì)胞周期進(jìn)程77-78
• 5.2.4 菹草EtOAc提取物誘導(dǎo)MDA-MB-231凋亡及壞死78-81
• 5.2.5 菹草提取物對L929細(xì)胞遷移能力的影響81
• 5.3 討論81-86
• 5.4 本章小結(jié)86-88
• 第六章 菹草黃酮類化合物抑制腫瘤活性研究88-108
• 6.1 實驗方法及材料88-94
• 6.1.1 主要實驗儀器及試劑88-89
• 6.1.2 細(xì)胞增殖抑制測試89-90
• 6.1.3 細(xì)胞形態(tài)觀測90-91
• 6.1.4 細(xì)胞周期分析實驗91
• 6.1.5 細(xì)胞凋亡分析實驗91
• 6.1.6 細(xì)胞遷移實驗91-92
• 6.1.7 細(xì)胞侵襲實驗92
• 6.1.8 細(xì)胞總RNA提取及RT-PCR實驗92-93
• 6.1.9 細(xì)胞蛋白表達(dá)Western blotting實驗93-94
• 6.2 實驗結(jié)果94-103
• 6.2.1 菹草黃酮苷LU3'O-GP對ES-2腫瘤細(xì)胞的抑制作用94-95
• 6.2.2 菹草黃酮苷LU3'O-GP對ES-2腫瘤細(xì)胞形態(tài)的影響95-96
• 6.2.3 菹草黃酮苷LU3'O-GP對ES-2腫瘤細(xì)胞細(xì)胞周期的影響96-97
• 6.2.4 菹草黃酮苷LU3'O-GP對ES-2腫瘤細(xì)胞凋亡的影響97-99
• 6.2.5 菹草黃酮苷LU3'O-GP對ES-2腫瘤細(xì)胞遷移及侵襲的抑制作用99-103
• 6.3 討論103-107
• 6.4 本章小結(jié)107-108
• 第七章 研究總結(jié)及展望108-112
• 7.1 研究總結(jié)108-110
• 7.2 研究創(chuàng)新點110-111
• 7.3 研究中的不足及展望111-112
• 參考文獻(xiàn)112-131
• 致謝131-133
• 博士期間的學(xué)術(shù)成果133-134
• 附件134-143

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 蔣文玲,羅憲玲,鄺素娟;空心蓮子草抗登革病毒作用的實驗研究[J];第一軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報;2005年04期

2 張建;張波;靖玉明;康興生;張成祿;;南水北調(diào)東線南四湖新薛河入湖口人工濕地工程設(shè)計[J];中國給水排水;2008年02期

3 陸松柳;胡洪營;孫迎雪;楊佳;;3種濕地植物在水培條件下的生長狀況及根系分泌物研究[J];環(huán)境科學(xué);2009年07期

4 鐘嶷盛;陳莎;曹瑩;田野;;北京公園水體中鄰苯二甲酸酯類物質(zhì)的測定及其分布特征[J];中國環(huán)境監(jiān)測;2010年03期

5 但新球;駱林川;吳后建;王保忠;舒勇;;長江新濟(jì)洲群濕地恢復(fù)技術(shù)與途徑研究[J];濕地科學(xué)與管理;2006年02期

6 汪麗;王國祥;唐曉燕;陳正勇;王文林;;荇菜(Nymphoides peltatum)對銅綠微囊藻(Microcystis aeruginosa)生長的抑制效應(yīng)及其機(jī)制[J];生態(tài)與農(nóng)村環(huán)境學(xué)報;2010年03期

7 張明明;孫遠(yuǎn)明;朱曉欣;張熾堅;柳春紅;;方便面和方便米線中酞酸酯的污染現(xiàn)狀研究[J];食品科學(xué);2012年02期

8 段曉男;王效科;逯非;歐陽志云;;中國濕地生態(tài)系統(tǒng)固碳現(xiàn)狀和潛力[J];生態(tài)學(xué)報;2008年02期

9 張依然;王仁卿;張建;劉建;;大型人工濕地生態(tài)可持續(xù)性評價[J];生態(tài)學(xué)報;2012年15期

10 盧懿,侯世祥,陳彤;長春花抗癌成分長春新堿研究的進(jìn)展[J];中國中藥雜志;2003年11期

  本文關(guān)鍵詞：南四湖流域典型人工濕地植物資源化研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：360195