植物次生代谢及化感作用原理.pptVIP

植物次生代谢的概念 在生物体内，化合物通过一系列化学反应被降解或合成的过程叫代谢作用，其中合成生物体生存所必需的化合物如糖类、脂肪酸类、核酸类的代谢叫初生代谢(primary metabolism)，生物体利用某些初生代谢产物为原料，在一系列酶的催化作用下，形成一些特殊的化学物质的代谢叫次生代谢（ secondary metabolism ，这些物质叫次生代谢物(secondary metabolites)。 植物次生代谢 人们利用植物产生的化学物质作为药物或其他用途如橡胶等已有几千年历史．并且我们已经知道这些药用成分或对人们有益的成分绝大部分来源于植物次生代谢，通常由初生代谢派生而来。 自1891年Kossel明确提出植物次生代谢的概念，人们已经在这个领域取得了巨大的进步，对次生代谢的研究已经深入到分子生物学、基因工程等方面。 随着研究的深入，人们更清楚地认识到次生代谢及其调控是植物进化过程中出现的一系列复杂的对外界环境改变的适应。 次生代谢产物 植物次生代谢产物种类繁多，人们至今已发现有黄酮类、酚类、香豆素、木质素、生物碱、糖苷、萜类、甾类、皂苷、多炔类、有机酸等。一般分为酚性化合物、萜类化合物、含氮有机物三大类。 次生代谢产物功能 次生代谢物具有许多复杂功能，在植物的生长发育、抗病、抗逆境等方面起着重要作用。 次生代谢途径 植物次生代谢途径主要有：(1)醋酸丙二酸途径，产生脂肪酸类、酚类、蒽醌类等；(2)甲羟戊酸途径及丙酮酸／磷酸甘油醛途径，产生萜类化合物；(3)桂皮酸途径，产生苯丙素类、香豆素类、木质素类、木脂质体类和黄酮类；(4)氨基酸途径，产生生物碱类成分；(5)由以上途径组合而成的复合途径，生成结构复杂的天然化合物。 次生代谢途径具有多样性，呈明显代谢网络状，比基础代谢复杂。 植物次生代谢产物的应用 自古以来我们的祖先就利用这些次生代谢产物作染科、香料、兴奋剂、麻醉剂等，即使在科学技术高度发展的今天，我们的日常生活也离不开这些次生代谢产物。如从萝美术(Rauwoliia verticillata)中分离出的生物碱利血平，在临床上广泛用作降压药。从菊科植物青蒿又称黄花蒿(Artemisia annua Linn.中分离出的倍半萜类化合物青蒿素是一种高效、速效、低毒抗疟药。从荚竹桃科植物长春花(Catharantbus roseus) 中分离出的生物碱长春碱和长春新碱则是治疗白血病的最好药物之一。 植物的自毒作用（植物计划生育） 同种植物的一些个体通过向环境中释放某些代谢的或分解的化学物质而对其它个体产生直接或间接的有害影响，就是植物的自毒作用。自毒作用是植物种内相互影响的方式之一，是种内关系的一部分，是生存竞争的一种特殊形式，可以说是植物界“化学战争”的特例。 国际化感会议 1994年印度新德里 1996年西班牙 1999年加拿大 2002年日本 2005年澳大利亚 2008年美国 2011年中国广州 国内化感会议 2004年沈阳筹备会议（第一届） 2005年杭州（第二届） 2007年海南（第三届） 2009年青岛（第四届） 2011年天津 （第五届） 国内外植物化感研究先驱者 中国 张宝琛 （中国科学院西北高原生物研究所1986）；李孙荣（北京农业大学，1990）；骆世铭（华南农业大学,1991） 国外 Rice, Putnam, Duke, Lovett, Narwal 张宝琛等人(1991)在研究海北高原垂穗披碱草(Elymus nutans)人工草地自然退化现象时发现，入侵杂草细叶亚菊(Ajania tenuifolia)根分泌和地上不挥发的化感物质明显抑制垂穗披碱草种子萌发和幼苗生长,继而提出生化化感作用是导致自然退化的重要因素之一。同研究组又利用斑唇马先蒿提取物对青稞、小麦、燕麦、垂穗披硷草、剪股颖、冰草、三叶草、紫苜蓿、甘肃马先蒿、加拿大披硷草等10种植物种子进行发芽试验,结果表明有明显的抑制作用,他们认为这种作用的生理机制是由于提取物所含ⅢB部位物质对根系的毒害,抑制了其他植物根系细胞正常的分生和延长活动,其原因可能是这种物质破坏了其他植物的根细胞壁组织,使细胞壁透性增加,细胞内含物大量外溢,造成植物根系生长发育缓慢和死亡。 　　 骆世明等(1995)研究了华南农区典型植物的化感作用,结果表明,用萝卜作生测受体时,地上部水浸出物有化感作用的植物有柠檬桉、隆缘桉、赤桉、木麻黄、茶、蟛蜞菊、胜红蓟、三叶鬼针草、香茅、马唐、马占相思、马尾松、番茄等;无明显化感作用的有白茅、铺地木兰、凤尾竹、大叶桉、糖蜜草。化感成分的分离鉴定结果表明,茶叶化感作用的主要成分为茶多酚与