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当期目录

    2020年 第40卷 第6期    刊出日期:2020-11-20
    研究报告
    新疆翠雀花属二新种
    王文采, 杨宗宗
    2020, 40(6):  801-804.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2020.06.001
    摘要 ( 237 )   HTML ( 47)   PDF (1660KB) ( 337 )  
    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

    描述了自新疆维吾尔族自治区发现的毛茛科翠雀花属二新种,腺梗翠雀花和巩留翠雀花,并分别给出了此二种与其近缘种的区别特征。

    中国15种变豆菜属植物的花粉形态及系统学分析
    杨晨, 陈志祥, 姚雪莹, 王河山, 王奇志
    2020, 40(6):  805-812.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2020.06.002
    摘要 ( 151 )   HTML ( 19)   PDF (4908KB) ( 277 )  
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    利用光学显微镜和扫描电子显微镜对变豆菜属15种植物的花粉形态进行观察。结果表明,变豆菜属15种植物的花粉大小为(28.51~54.29) μm~(12.23~28.98) μm,极轴与赤道轴比值(Polar axis/Equatorial axis)为1.48~2.46,具三孔沟。花粉粒赤道面观有近矩形、赤道收缩形、长椭圆形等类型,其中近矩形和赤道收缩形占多数;极面观为圆形或三角圆形。在扫描电镜下,其外壁表面纹饰为网状。我们研究结果支持在伞形科变豆菜亚科中,变豆菜属植物的花粉具有中等进化、比较进化的形态特征,花粉形态可为个别物种的分类处理提供孢粉学证据。

    突脉金丝桃的花器官发生及其系统学意义
    赵祥, 苏雪, 吴海燕, 张辉, 孙坤
    2020, 40(6):  813-819.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2020.06.003
    摘要 ( 143 )   HTML ( 11)   PDF (2646KB) ( 90 )  
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    利用扫描电镜(SEM)观察了突脉金丝桃(Hypericum przewalskii)(金丝桃科)的花部器官发生发育过程。结果表明,突脉金丝桃2枚苞片原基首先发生,花原基在苞片原基的包裹中完成发育。在苞片原基发生后,5枚萼片原基沿2/5圆周依次发生。萼片原基发生近完成时,5枚雄蕊—花瓣共同原基在萼片原基之间的角隅处近同时发生,此后,雄蕊—花瓣共同原基下部向外伸展形成花瓣原基,上部向上凸起形成与花瓣原基相对的雄蕊原基,之后雄蕊原基由内向外依次分化发育产生次生雄蕊原基,随着次生雄蕊原基的发育和数目的增多,形成了5束雄蕊。次生雄蕊原基发生的同时,5枚心皮原基近同时发生。突脉金丝桃雄蕊束的发生方式表明,金丝桃属的雄蕊束可能起源于5基数的单轮雄蕊。金丝桃科与藤黄科植物花瓣及雄蕊原基发生方式的显著不同,支持了APG Ⅲ系统将金丝桃亚科从藤黄科中独立为金丝桃科的观点。

    井冈山地区18种唇形科植物果实形状及表面微形态特征研究
    邓贤兰, 陈霞霞, 张争光
    2020, 40(6):  820-829.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2020.06.004
    摘要 ( 204 )   HTML ( 3)   PDF (2966KB) ( 105 )  
    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

    采用扫描电镜方法对井冈山地区18种唇形科植物的果实形状与表面微形态特征进行观察比较。结果表明:18种唇形科植物果实形状多样,可分为矩圆形、圆形、卵形、三棱形、球形和椭圆形6类;外果皮表面细胞形状为4~6边形、不规则形和细胞形状不可见;依据外果皮表面凸起度可分为平滑型、凹陷型和凸起型3类;外果皮表面蜡质纹饰复杂多样,有平滑无纹饰、负网状纹饰、网状纹饰兼具疣状或瘤状凸起和网状纹饰兼具次级条纹4类;外果皮表面附属结构主要包括表皮毛和丝状结构,并具有或多或少的鳞片状或颗粒状分泌物。18种唇形科植物果实形状和外果皮表面微形态特征均表现出丰富的多样性,可为唇形科属间和种间亲缘关系研究提供重要的分类学依据。

    蒙古栎次生林群落结构及优势种群点格局分析
    李想, 刘万生, 周玮, 陈福元, 穆立蔷
    2020, 40(6):  830-838.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2020.06.005
    摘要 ( 153 )   HTML ( 2)   PDF (2037KB) ( 103 )  
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    为探求大小兴安岭过渡区物种共存、生物多样性保护与维持机制,以黑龙江中央站黑嘴松鸡国家级自然保护区蒙古栎天然次生林25 hm2固定样地调查数据为基础,从群落物种组成、结构特征、径级结构以及优势种群的空间点格局分析对该样地进行分析。结果表明:样地内共有胸径≥1 cm的维管植物10种,活立木共 34 778株,平均密度1 392株·hm-2。其中,重要值大于10%的物种共计4种,依次为蒙古栎(Quercus mongolica Fisch.ex Ledeb.)、黑桦(Betula dahurica Pall.)、白桦(Betula platyphylla Suk.)、兴安落叶松(Larix gmelinii(Rupr.)Kuzen),占全样地的89.65%。该样地的Shannon-Wiener多样性H′、Simpson多样性D、Pielou均匀度指数J分别为1.577、0.760、0.685。表明该群落稀有物种较少,常见种比例较大,群落结构较为简单。样地内所有树种平均胸径10.77 cm。群落内总径级分布呈“倒J型”,符合典型异龄林的分布特征。黑桦、白桦径级分布近似“倒J型”,属于增长种群,蒙古栎种群径级结构为双峰型。兴安落叶松种群径级近似正态分布,有随演替进行逐渐消失的趋势,属于该群落的衰退种。在CSR模型下,4种优势种群的空间格局主要表现为聚集分布,且聚集程度随尺度增加聚集程度减弱,最终呈现随机或均匀分布趋势。在NS模型下,除兴安落叶松外,其余3种植株在小尺度(0~5 m)表现聚集性,可能是受种子的扩散限制的影响。对比4种优势种群,聚集强度表现为黑桦>白桦>蒙古栎>兴安落叶松,因此我们推断群落内不同种群的聚集强度不仅与研究尺度相关,与种群的多度也存在一定的相关关系。

    稀土镧对铁皮石斛不定芽诱导、植株生长及次生代谢产物合成的影响
    苗永美, 童元, 方达, 王宇豪
    2020, 40(6):  839-845.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2020.06.006
    摘要 ( 209 )   HTML ( 18)   PDF (929KB) ( 63 )  
    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

    采用培养基中添加30~150 μmol·L-1 La(NO33的方式,研究La3+对铁皮石斛不定芽诱导、植株生长及次生代谢产物合成的影响。结果表明:70~90 μmol·L-1的La3+对茎段不定芽诱导和促生效果最好;130 μmol·L-1的La3+能显著提高叶绿素含量,植株在含110 μmol·L-1 La3+培养基上生长最好,鲜重增加了15.22倍,显著高于对照,干鲜比为12.05∶100,比对照提高了64.39%;一定浓度的La3+显著提高干品中4种成分含量,110 μmol·L-1 La3+处理下其多糖含量最高,为98.84 mg·g-1,添加90 μmol·L-1时,总黄酮、总酚和联苄含量最高,为4.31,7.56和21.01 mg·g-1。联苄和总黄酮含量与其他5个指标相关性较大,而总酚和叶绿素含量与其他5个指标相关性小。本研究为进一步探究稀土对铁皮石斛促生及改善品质的作用机制奠定基础,为植物组培中如何科学合理使用稀土元素提供理论依据。

    寄生植物锁阳种子萌发方法及愈伤组织、初生吸器诱导研究
    岳鑫, 陈贵林
    2020, 40(6):  846-854.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2020.06.007
    摘要 ( 139 )   HTML ( 3)   PDF (3055KB) ( 46 )  
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    专性寄生植物锁阳以干燥肉质茎入药,为常用中药材。在锁阳的生活史中,需要经历种子萌发、芽管状器管伸长、初生吸器形成、次生吸器形成等过程,其中种子萌发和初生吸器形成是锁阳完成生活史的最基本条件。目前,触发锁阳种子萌发、初生吸器形成的植物生长调节物质的阈值和种类并不清楚,导致人工调控锁阳生活史困难及栽培收益不高。本论文运用组织培养方法,研究赤霉素、生长素和细胞分类素等多种激素交互作用对锁阳种子萌发和吸器形成的影响。研究结果显示:(1)多种激素的共同作用促进锁阳球形原胚的发育。(2)B5培养基添加1.0 mg·L-1 2,4-D,0.5 mg·L-1 KT,1.0 mg·L-1 GA3可以高效诱导锁阳种子愈伤组织形成,愈伤诱导率达13.7%±3.1%。(3)B5培养基添加0.5 mg·L-1 2,4-D,0.25 mg·L-1 KT可以高效诱导锁阳愈伤组织分化初生吸器,一些初生吸器继续分化成芽管状气管,延伸3~4 cm后,顶端膨大,形成新的初生吸器。本论文研究结果可为进一步研究锁阳种子萌发、初生吸器形成的内源激素变化规律及发生机制研究奠定基础。

    研究报告
    天然珙桐种群结构与动态特征在高低纬度地区的差异
    徐云飞, 刘沁松, 徐文娟, 唐俊峰, 董廷发, 杨宝臻, 胥晓
    2020, 40(6):  855-866.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2020.06.008
    摘要 ( 207 )   HTML ( 1)   PDF (1356KB) ( 75 )  
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    作为我国特有的珍稀濒危物种,天然珙桐(Davidia involucrata Baill.)的种群特征已被众多文献所报道,但纬度变化对其结构和动态的影响还未见研究。本研究对比分析了四川平武县和云南滇东北两个地处相似经度而不同纬度区域的天然珙桐种群的年龄结构动态指数、静态生命表、生存力及其数量变动差异。结果表明:高、低纬度种群结构均为增长型,两地种群的存活曲线均属于Deevey-Ⅱ型,与高纬度的平武县种群相比,低纬度的滇东北珙桐种群表现出更高的增长趋势和较强的种群抗干扰能力;种群动态特征分析结果表明,高纬度的平武县珙桐种群幼龄级个体生长较好,中龄级个体竞争激烈,低纬度的滇东北种群幼龄级个体死亡率高,中龄级个体生长稳定。综上,天然珙桐种群结构和动态特征存在纬度差异。低纬度地区的珙桐幼树存活率低,但成年个体生长良好;高纬度地区的珙桐幼树生长较好,但中龄级个体死亡率高。

    入侵植物曼陀罗对本地植物功能性状和土壤碳、氮、磷化学计量特征的影响
    马可心, 张梅, 方馨, 唐丽丽, 韩建华, 杨丽芳, 石福臣
    2020, 40(6):  867-875.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2020.06.009
    摘要 ( 159 )   HTML ( 0)   PDF (1545KB) ( 63 )  
    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

    为探讨不同入侵压力下入侵植物对本地植物功能性状土壤碳、氮、磷化学计量特征的影响,以入侵植物曼陀罗(Datura stramonium)及共存本地植物为研究对象,调查了无入侵区、轻度入侵区和重度入侵区(按入侵种盖度比例划分)的植物种类、株数、株高及本地植物群落的物种多样性,分析了各区入侵植物和本地植物叶片的比叶面积、碳含量、氮含量、碳氮比、叶片建成成本以及不同土层的碳、氮、磷化学计量特征。结果显示:随曼陀罗入侵压力的增加,本地植物种类及株数逐渐减少;曼陀罗株高和叶片氮含量在不同入侵压力下均显著高于本地植物,且随入侵压力的增加具有升高趋势;叶片碳氮比显著低于无入侵区本地植物;比叶面积、叶片碳含量和叶片建成成本等与入侵区本地植物相比不具有显著差异。随曼陀罗入侵压力的增加,土壤全氮含量、全碳含量、氮磷比与碳磷比显著增加,而全磷含量与碳氮比显著下降;土壤碳氮化学计量特征呈现出一定的表聚效应。这些研究结果表明,曼陀罗具有较高的资源捕获能力,并且改变了入侵地土壤特性,进而增强自身竞争能力以提高入侵力,这些可能是曼陀罗成功入侵的原因之一。

    中国主栽樱花的分子系统发育分析
    付涛, 王志龙, 林乐静, 林立, 李文, 袁冬明
    2020, 40(6):  876-885.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2020.06.010
    摘要 ( 198 )   HTML ( 4)   PDF (1547KB) ( 140 )  
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    以88份樱花为试验材料,利用核基因ITS和叶绿体间隔序列trnH-psbA进行测序,经过软件MEGA 6.0处理后,构建了系统发育树。结果表明,山樱群樱花品种系统发育比较混乱,这与其遗传背景比较复杂以及原始亲本系统发育关系较近有关,江户彼岸群和寒绯樱群的大多数品种能够聚类在一起,与山樱群品种能分得开,但涉及到很多杂交品种,ITS和trnH-psbA难以区分,表明DNA条形码技术难以应用到杂交品种的系统发育关系,此外,还可依据某些樱花品种特异的ITS或trnH-psbA序列长度对部分品种进行分子鉴定,也对部分种系不明的品种进行了修订。

    基于转录组测序的细风轮花青素合成途径及关键酶基因分析
    赵历强, 单春苗, 张声祥, 施圆圆, 马克龙, 吴家文
    2020, 40(6):  886-896.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2020.06.011
    摘要 ( 229 )   HTML ( 14)   PDF (6749KB) ( 92 )  
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    为进一步理解细风轮花青素合成途径,本研究利用华大基因BGISEQ-500平台对细风轮中的根、茎、叶、花4个组织进行了转录组测序,从头组装后得到128 856个Unigene。KEGG通路表明有40个Unigene编码了细风轮的花青素生物合成途径中6个关键酶。我们对其中的关键酶DFR(二氢黄酮醇还原酶)进行同源比对和空间结构模拟,结果显示DFR序列和结构均具有良好的保守性,且具有高度保守的NAD+结合位点,其二级结构主要由α螺旋和β折叠组成,在空间上α螺旋包裹着β折叠,形成“夹心饼干”样结构。

    转基因金叶银中杨叶色及生长变异分析
    李艺迪, 顾宸瑞, 冮慧欣, 刘桂丰, 陈肃, 姜静
    2020, 40(6):  897-905.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2020.06.012
    摘要 ( 136 )   HTML ( 4)   PDF (3004KB) ( 69 )  
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    PaGLK基因银中杨抑制表达株系叶绿素含量显著降低,叶片呈现黄色(命名为金叶银中杨),以转PaGLK基因的银中杨为材料,测定其叶色参数和叶绿素含量的时序变化规律、分析生长特性。结果显示,转PaGLK基因的银中杨使叶片颜色发生改变,抑制表达株系整个生长期叶绿素含量显著低于WT(P<0.05),叶色亮度显著高于WT(P<0.05),并且在生长发育期叶片一直呈现深黄绿色。抑制表达株系中的Y2速生期内苗高日生长量(GD)高于对照株系,苗期株高不受影响。而过表达转基因银中杨的当年高生长都显著低于对照株系 (P<0.05),其速生期内苗高日生长量均值(GD)也低于对照株系,其均值为对照株系的22.19%。PaGLK抑制表达株系在城市园林绿化具有潜在的应用价值。

    杨树SHMT基因家族分析及PtrSHMT9突变体创制
    李冰, 程玉祥
    2020, 40(6):  906-912.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2020.06.013
    摘要 ( 156 )   HTML ( 3)   PDF (3705KB) ( 67 )  
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    丝氨酸羟甲基转移酶(SHMT)在植物细胞一碳代谢途径上起着重要作用。我们识别毛果杨PtrSHMT家族有9个基因成员,eFP数据显示7个PtrSHMTs基因在多个组织内有转录表达,其中PtrSHMT9在木质部表达水平最高。进一步定量PCR和Aspwood检测显示,PtrSHMT9表达量在茎木质组织次生壁加厚阶段呈现高水平,这表明它可能参与杨树木材形成。用Cas9/gRNA基因编辑技术,制备PtrSHMT9被编辑产生的突变体,获得4个不同株系ptrshmt9敲除突变体。这些研究结果为深入探究树木SHMTPtrSHMT9功能,提供了基础信息和遗传材料。

    澳洲坚果MiMYB2基因克隆及结构与功能分析
    王文林, 陈海生, 郑树芳, 樊松乐, 王立丰, 谭秋锦, 覃振师, 黄锡云, 贺鹏, 汤秀华, 许鹏
    2020, 40(6):  913-922.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2020.06.014
    摘要 ( 163 )   HTML ( 5)   PDF (6120KB) ( 96 )  
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    为研究R2R3-MYB转录因子家族成员在澳洲坚果生长发育和产量形成中的作用机制,利用PCR技术从澳洲坚果品种“桂热一号”叶片中克隆MiMYB2基因并采用生物信息学对其结构及功能进行分析。结果表明,克隆获得的MiMYB2(NCBI登录号:MN254976)基因cDNA序列全长1 210 bp,开放阅读框(ORF)1 002 bp,编码333个氨基酸。MiMYB2编码一个无跨膜结构、无信号肽且定位于细胞核的不稳定亲水蛋白,含两个SANT保守结构域,属于R2R3-MYB家族。BLAST分析发现MiMYB2与荷花NnMYB3-like氨基酸序列同源性最高。系统进化分析将MiMYB2与AtMYB17、AtMYB106和AtMYB16聚类为S9亚族。通过转录组数据分析MiMYB2基因在“桂热一号”和“695”品种澳洲坚果枝条、花和叶片中的表达模式,表明MiMYB2在“桂热一号”品种花中的表达量最低,“695”品种花中的表达量最高。推测MiMYB2与澳洲坚果花生长发育密切相关。本研究为阐明MiMYB2基因在澳洲坚果生长发育和产量形成中的作用机制提供理论参考。

    基于SSR技术对黄河三角洲二色补血草遗传多样性研究
    吕冬雪, 张学杰, 张洛艳, 樊守金
    2020, 40(6):  923-931.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2020.06.015
    摘要 ( 82 )   HTML ( 0)   PDF (1920KB) ( 52 )  
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    应用GENALEX6.502、ARLEQUINversion3.5、STRUCTUREv2.3.4、STRUCTURE Harvester、CLUMP和Distruct等软件进行遗传参数估算、主成分分析、遗传变异分析及遗传结构分析。在这项研究中,我们系统地从分布在中国黄河三角洲的12个二色补血草居群中采集到202份个体。我们通过使用共显性的微卫星标记探索微地理遗传结构,旨在解决黄河三角洲二色补血草居群结构和动态问题。结果表明:二色补血草呈中等程度的遗传分化,遗传变异主要存在于居群内,微弱的遗传分化存在于居群间,为(FST=0.067)。香农信息指数平均是1.037,基因流平均是4.106,观测杂合度和期望杂合度平均值分别是0.43和0.529。通过分析二色补血草群体的遗传多样性和遗传结构,旨在为资源的管理、保护和利用提供依据。总之,保护遗传多样性时,应保存尽可能多的居群和特异单株。

    杂交构树UDP-葡萄糖脱氢酶基因编码蛋白的亚细胞定位及其启动子5'端缺失片段的功能分析
    吉仁花, 张文波, 林晓飞, 包颖亮, 特日格勒, 包会嘎, 白淑兰
    2020, 40(6):  932-942.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2020.06.016
    摘要 ( 94 )   HTML ( 1)   PDF (5998KB) ( 42 )  
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    为了研究杂交构树UDP-葡萄糖脱氢酶基因(DDBJ,BpUGDH基因登录号为LC457701)启动子不同区域的表达活性,利用5'端缺失及同源重组实验技术,将5个不同长度的BpUGDH启动子5'端缺失片段与GUS基因连接,并通过农杆菌介导法瞬时转化烟草;同时,为了定位BpUGDH基因编码的蛋白在细胞中表达的具体位置,利用GFP报告基因融合目的基因进行蛋白质的亚细胞定位。结果显示:BpUGDH基因启动子-244 bp以内的序列均能介导GUS基因的诱导表达,并且-973、-465、-355、-281和-244 bp之间的区域可能对BpUGDH基因启动子的活性发挥着至关重要的作用。另外,BpUGDH基因编码蛋白的亚细胞定位结果显示:BpUGDH位于叶绿体中。

    辅酶Q10/两亲性木聚糖纳米悬浮剂的制备以及生物利用度
    张晓雪, 赵修华, 刘艳杰, 王玲玲, 张茜
    2020, 40(6):  943-950.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2020.06.017
    摘要 ( 99 )   HTML ( 0)   PDF (1312KB) ( 51 )  
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    研究一种新型共聚物负载辅酶Q10形成纳米悬浮剂能够增加CoQ10的水溶性,并且提高其口服生物利用度。本研究以槲皮素—木聚糖(QT-Xylan)共聚物偶联为基础进行合成,采用高剪切均质法进一步包载辅酶Q10,形成了一种新型载药纳米悬浮剂。采用单因素实验设计,并以粒径大小作为单因素实验的考察条件,影响其粒径大小的因素包括高压均质压力、高压均质次数、共聚物浓度、共聚物与CoQ10的质量比4个因素,并进行一系列体外实验评价。当均质压力为60 MPa,均质次数为7次,共聚物浓度为1 mg·mL-1,共聚物与CoQ10的质量比为1∶1,是纳米悬浮剂的最佳制备工艺,此时粒径大小为166.7 nm。在最佳工艺条件下,在体外溶出实验中,包载CoQ10纳米悬浮剂的体外溶出率在人工胃液(SGF)和人工肠液(SIF)中分别是CoQ10原药的1.89和1.48倍。在体内生物利用度实验中,分别对大鼠灌胃CoQ10原药与载药纳米悬浮剂后,检测不同时间点的血药浓度,考察药物在大鼠体内的吸收和代谢情况,负载CoQ10的纳米悬浮剂在大鼠体内的血药浓度明显高于CoQ10原药,生物利用度提高为CoQ10原药的2.64倍。

    胶束介导联合超声—微波辅助法提取喜树叶中喜树碱及羟基喜树碱
    杨建航, 赵修华
    2020, 40(6):  951-960.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2020.06.018
    摘要 ( 134 )   HTML ( 1)   PDF (2518KB) ( 43 )  
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    为了寻找一种新的方法从喜树叶中提取喜树碱和羟基喜树碱,充分利用喜树资源,以喜树叶粉末作为提取原料,采用超声—微波辅助提取技术提取喜树叶中活性成分喜树碱和羟基喜树碱。采用响应面优化方法设计,分别考察微波时间、料液比、微波功率、表面活性剂的浓度4个因素对总提取率的影响,优化得到最佳提取工艺条件。研究结果表明:当微波时间为10.5 min、料液比为1∶60、微波功率为850 W、表面活性剂浓度为 8.5 g·L-1时总提取率达到最佳。最佳工艺下总提取率为0.056 4%。