植物次生物质研究进展资料.pptVIP

异戊二烯代谢途径可分别合成包括激动素、赤霉素、类萝卜素、甾醇、叶绿素等在内的单萜、倍半萜、二萜和多萜等生代谢物。 （1）萜类合成途径 　 植物异戊二烯代谢途径中也存在代谢频道。单萜合成途径并非倍半萜和二萜等高级萜类合成途径的分支，而是具有独特的酶促反应机制的单独合成途径。各种萜类次生代谢物的合成在细胞内具有明显的分隔，其中倍半萜主要在细胞质内合成，而二萜和单萜则在质体内合成。 （2）萜类的代谢调节 　 次生代谢物生物合成“代谢频道 ”的存在，有效地隔绝了次生代谢物合成过程的中间产物在细胞内扩散，有利于底物与酶的有效结合和酶促反应的顺利进行，减少次生代谢途径中不同支路之间争夺底物的现象及有毒中间产物对细胞的伤害，并使细胞内多种类型次生代谢物的合成途径得以同时存在。其中3-羟甲基戊二酰-CoA还原酶（HMGR）、单萜还原酶（MC）、二萜环化酶（DC）、倍半萜环化酶（SC）、鲨烯合成酶是异戊二烯代谢途径中的限速酶。 3．含氮化合物 大多数含氮化合物是从普通氨基酸合成的，主要有生物碱、胺类、生氰苷、芥子油苷和非蛋白氨基酸等。胺类通常由氨基酸脱羧或醛转氨而产生。生氰苷是一类由脱羧氨基酸形成的 O-糖甙，氰基来自于α-碳和氨基。生氰苷是植物生氰过程中产生HCN的前体。生物碱是一类含氮的天然产物，现已深入研究的有烟草的烟碱、吡咯啶生物碱、毒藜碱，毛茛科的小蘗碱，曼陀罗的茛菪碱、东茛菪碱等。 （1）生物碱合成途径 　 （2）生物碱合成代谢调节 　 植物生物碱主要有萜类吲哚生物碱、苄基异喹啉生物碱、茛菪碱和烟碱、嘌呤生物碱等，它们均有其特定的生物合成途径。 （1）生物碱合成途径 　 萜类吲哚生物碱 苄基异喹啉生物碱 茛菪碱和烟碱 嘌呤生物碱 在植物细胞中，生物碱长春多灵生物合成过程分别在细胞质、液泡、液泡膜、内质网膜、类囊体膜等 5个以上细胞分隔区内完成；苯基异喹啉生物碱的合成途径中除了小檗碱桥酶（BBE）外，其它主要酶均依赖于细胞色素 P450、位于内质网膜或内质网延伸膜分隔内。生物碱合成过程中的吲哚 -3-甘油磷酸酶（BX1）、STR、酪氨酸/多巴脱羧酶（TYDC）、BBE等可能是限速酶。 （2）生物碱合成代谢调节 　 七、基因工程技术提高药用植物次生物质产量研究进展 1. 用发根农杆菌诱导、培养毛状根 2. 冠瘿组织的诱导与培养 3. 转基因再生植物 4. 反义RNA(micRNA)技术 1. 用发根农杆菌诱导、培养毛状根 发根农杆菌(Agrobactirium rhizogeones)属革兰氏阴性细菌，能侵染大多数双子叶植物和少数单子叶植物及个别裸子植物。发根农杆菌中的Ri质粒(root一inducing plasmid)能诱导毛状根的产生，并提高植物次生物质的产量。如缬草的毛状根培养物中缬草三醋的含量显著高于未转化的根培养物，最高可达干重的10.3%。黄芪毛状根16天内可增殖404倍。从银杏原叶体及悬浮细胞获得的转化根其药物成分分别达干重的0.065%和0.087%。 毛状根培养技术的特点 （1）毛状根培养不需加外源激素和暗培养的情况下生长迅速、分枝多; （2）毛状根培次生代谢物质含量一般远高于细胞悬浮培养且含量稳定; （3）利用毛状根进行生物转化研究，可以产生某些新奇的化合物，为制药提供新的试材; （4）毛状根易于分离且容易获得再生植株，对于获得转基因药用植物或把外源基因转到可由根再生的植株具有重要的意义; （5）毛状根培养生产药物类次生代谢产物同样也受营养成分、诱导子、前体和基因操作等因素的影响。 由于毛状根培养的技术优势，目前被认为是极好的获得植物次生代谢产物的原材料。同时许多过去被认为应用细胞培养技术难以合成的次生代谢物质通过毛状根技术实现了生产。近年来通过培养珍贵药用植物毛状根来获取次生代谢产物成为国内外研究的重点。 迄今为止，高等植物诱导毛状根生产次生代谢物质已涉及到31科100余种植物，其中包括23科50余种药用植物，如黄花烟草、曼陀罗、颠茄、莨菪、长春花、紫草、红豆杉、人参、黄连等。我国的科研工作者相继成功建立了大黄、菘蓝、野葛、决明子、龙葵、何首乌、商陆等毛状根培养系统。 毛状根培养目前的转化方法有直接注射法、接种感染法和共培养法，其中接触感染法因操作简便易行最为常用。 随着第3代工程技术——代谢工程的兴起，人们开始注意通过DNA重组技术，合理设计细胞代谢途径及进行遗传修饰，进而完成对细胞特性的改造，用以提高已有化学物质的产量，产生细胞本身不能合成的物质等。人们已克隆出一批相关的基因在此领域进行应用。 Ri质粒诱导的发根技术还可通过编码控制特定次生代谢过程的酶的基因导入植物，使其毛状根次生代谢物积累进人一个新水平。陈大华用已克隆的棉花杜松烯合成酶cDNA插入到发根农杆菌中，诱导出青篙毛状根，此基因已在转录水平上表达