齊魯醫(yī)學(xué)影響藥用植物次生代謝的因素

1、第四章 影響植物次生代謝的因素2021/9/301主要內(nèi)容第一節(jié) 初生代謝與酶對次生代謝的影響第二節(jié) 環(huán)境因素對次生代謝的影響第三節(jié) 遺傳因素對次生代謝的影響2021/9/302第一節(jié) 初生代謝與酶對次生代謝的影響一、初生代謝對次生代謝的影響二、酶對次生代謝的影響2021/9/303第二節(jié) 環(huán)境因素對次生代謝的影響一、地理環(huán)境二、光對次生代謝的影響三、溫度對次生代謝的影響四、土壤因素對次生代謝的影響2021/9/304一、地理環(huán)境（1） 海拔 （2） 地理位置 2021/9/305（1） 海拔 不同海拔影響藥用植物次生代謝產(chǎn)物的形成。如： 生長在低海拔的假薄荷（如烏魯木齊、烏蘇、吐魯番），主含

2、氧化胡椒酮（4.1%63.0%）、氧化椒烯酮30.0%53.9%，不含或僅含少量胡薄荷酮與薄荷酮； 生長在高海拔地區(qū)（如阿勒泰、塔城等）既有氧化胡椒酮（23.5%48.8%）、氧化胡椒烯酮（10.8%21.5%），也含一定量的胡薄荷酮（8.1%35.0%）和薄荷酮（9.0%15.6%）。2021/9/306 黃花煙草 黃花煙草在海拔800 m含煙堿3.58%，在2 000 m含5.44%； 2021/9/307麻黃 生長在赤峰的麻黃生物堿含量（1.4%）低于大同的（1.8%1.9%）。 2021/9/3082021/9/309厚葉巖白菜 厚葉巖白菜生長在海拔400 m處，根莖中鞣質(zhì)含量為15%

3、，生長在海拔2 3002 400 m處的含量達(dá)2.5%，中海拔地區(qū)的鞣質(zhì)含量則介于兩者之間。 2021/9/3010（2） 地理位置 同一種植物生長在不同的地區(qū)，形成了不同的次生代謝產(chǎn)物。如分布于不同地區(qū)的薄荷所含有的主要成分不同。 分布于南方各省區(qū)的主要含有薄荷酮和胡薄荷酮； 分布在北方新疆、遼寧等地的主要含有氧化胡椒酮和氧化胡椒烯酮； 分布在西南各省區(qū)的主要含有香芹酮和檸檬烯； 分布在蘇皖地區(qū)的主要含有薄荷酮和薄荷醇乙酯。 因此不同的地理環(huán)境不僅影響藥用植物次生代謝產(chǎn)物的含量，而且影響其化學(xué)組成。2021/9/3011二、光對次生代謝的影響 光是植物發(fā)育的重要生態(tài)因素，它作為一種調(diào)節(jié)信號調(diào)

4、節(jié)植物各種生理代謝過程。光對于黃酮、黃酮醇、花色素苷、蒽醌、多酚、揮發(fā)油、萜烯及其他次生代謝物的合成和積累具有重要影響。2021/9/3012金銀花 光照對秦嶺金銀花綠原酸積累動態(tài)的影響，主要表現(xiàn)為生長在陽坡的植物葉、花蕾、莖中的綠原酸含量均高于生長在陰坡的同類樣品。2021/9/3013穿心蓮 北京植物所藥用研究組發(fā)現(xiàn)，穿心蓮總內(nèi)脂含量在全光照條件下，較遮蔭條件的高10)，光對次生代謝的影響可能通過光合磷酸化而發(fā)生。2021/9/3014三、溫度對次生代謝的影響 高溫高濕的土壤有利于無氮化合物的合成，不利于生物堿的合成，而高溫低濕環(huán)境有利于生物堿的積累，不利于碳水化合物和脂肪的合成。 對于某

5、種藥用植物來說，在不同的海拔高度生長狀況有一定差異。海拔高度對藥用植物生長的影響實質(zhì)上是溫度和濕度的影響，從而導(dǎo)致了同一種植物次生代謝吻含量上的差異。2021/9/3015山莨菪 產(chǎn)于青藏高原的山莨菪堿含量隨海拔的升高而增。三白葉草的環(huán)境濕度能決定基因型，進而影響藥材品質(zhì)產(chǎn)生差異。 因此、遺傳因素的多態(tài)性和生物因素的多樣性，都能對植物次生代謝物的含量產(chǎn)生影響。2021/9/3016四、土壤因素對次生代謝的影響 土壤是植物生長的基礎(chǔ)，由于土壤類型、質(zhì)地、含水量、pH值、肥力狀況以及所含微量元素的不同，造成了植物次生代謝物含量的差異。研究表明，某種微量元素的短缺，可能影響某種次生代謝物的合成量(吳

6、炳輔等，1986)。藥用植物微量元素含量與其生長的土壤中該元素水平密切相關(guān)。2021/9/3017微量元素的吸收 植物吸收土壤中的微量元素，存在著主動吸收和被動吸收的問題。選擇性地吸收和富集與植物的基因有關(guān)，同時它又與外界的生長條件有關(guān)。也就是說，它既受自身遺傳因素的影響(主動吸收)，也受產(chǎn)地等生態(tài)因素的影響(被動吸收)，二者所占比例各是多少，通常是很難確定的。因此，在分析微量元素對次生代謝物合成積累的影響時，要綜合分析，更應(yīng)注重植物自身吸收朗微量元素，因為植物吸收的微量元素與其自身的次生代謝物的合成積累直接發(fā)生關(guān)系。2021/9/3018第三節(jié) 遺傳因素對次生代謝的影響一、植物多樣性對次生代

7、謝的影響二、植物染色體與染色體組多態(tài)性對次生代謝的影響2021/9/3019一、植物多樣性對次生代謝的影響 長期野生或栽培的植物品種，由于自然選擇和入工培育，產(chǎn)生了適應(yīng)于不同緯度、不同海拔、不同土壤和不同耕作制度的植株生態(tài)型，形成了植物的多樣性和生理代謝上的復(fù)雜性。 不同生態(tài)型的同一種植物，即使現(xiàn)在處于同一年齡、同一生長時期，是生長在同一立地條件下，其不同生態(tài)型個體的次生代謝物含量仍有較大差異，而是是復(fù)雜多樣的。2021/9/3020杜仲例如杜仲，在同一立地條件下生長的同一年齡、同一生長時期的不同無性系，次生代謝物含量存在顯著差異。2021/9/3021二、植物染色體與染色體組多態(tài)性對次生代謝

8、的影響1對次生代謝物含量的影響 2對次生代謝物成分種類的影響2021/9/30221對次生代謝物含量的影響 染色體是遺傳信息的載體，染色體數(shù)目與結(jié)構(gòu)的變化往往會對表型特征及次生代謝物含量產(chǎn)生很大影響?，F(xiàn)有資料表明，染色體數(shù)目的變異對植物次生代謝物具有很重要的影響。例如，Rowson(1944)發(fā)現(xiàn)曼佗羅四倍體植株葉中生物堿的含量比二倍體要高許多，同樣的顛茄同源四倍體植株生物堿含量比二倍體高出1536；多倍體植株中生物堿的含量高于二倍體植株是個普遍的趨勢 2021/9/30232、對次生代謝物成分種類的影響 除了在次生代謝物含量上有明顯差異以外，不同倍性植株有時在次生代謝物成分種類上也存在明顯的差異。 對印度洋蔥不同細(xì)胞型中有關(guān)的次生代謝物進行比較研究、發(fā)現(xiàn)不同細(xì)胞型在成分種類上有明顯差異。 對歐蓍草(鋸齒單)的研究也說明了同樣的問題。發(fā)現(xiàn)歐蓍草三倍體植株在整個生長季節(jié)中，體內(nèi)含有一種叫甘菊色素的成分，而六倍體植株在同樣的生長季節(jié)中卻不含有這種成分。這種差異在醫(yī)學(xué)上是非常重