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1、第35卷第18期Vol135,Issue182010年9月September,2010#综述#矿质营养对药用植物黄酮类成分合成的影响1,22*2133刘大会,郭兰萍,黄璐琦,金航,刘伟,朱端卫(11云南省农业科学院药用植物研究所,云南昆明650231;21中国中医科学院中药研究所,北京100700;31华中农业大学资源与环境学院,湖北武汉430070)[摘要]黄酮类化合物是中药中一类重要的活性成分,其在植物体内的生物合成受各种环境条件的调控。矿质营养作为植物生长发育所必需的环境因子,对药用植物中黄酮类成分合成代谢的
2、调控也日益受到人们重视。作者阐述了黄酮类成分的生物合成途径,综述了大量元素、中量元素、微量元素及稀土元素对药用植物中黄酮类成分合成的影响。在此基础上,探讨了矿质营养对药用植物中黄酮类成分生物合成途径调控的作用机制。[关键词]矿质营养;药用植物;黄酮;次生代谢[6210]植物在生长发育过程中需要吸收各种矿质元素,以维持成代谢的调控也日益受到人们的关注。本文结合作者正常的生命活动。矿质营养就是指植物对矿质元素的吸收、的研究工作,综述了大量营养元素、中量营养元素、微量营养转运和同化。植物吸收的矿质元素包括大量营养元素(氮
3、、元素和稀土元素对药用植物中黄酮类成分合成的影响,并阐磷、钾)、中量营养元素(钙、镁、硫)、微量营养元素(铁、锰、述了其调控作用机制。铜、锌、硼、钼、氯等)和有益元素(硒、钠、稀土元素等),这些1黄酮类成分的生物合成途径元素有的作为植物体的组成成分,有的参与调节生命活动黄酮类化合物结构由植物体内2个不同的生物合成途(参与酶的活动和电化学作用),或兼有这两种功能,对植物径产生,它是3个由乙酸2丙二酸途径生成的丙二酰辅酶A的各项生理代谢(初生代谢和次生代谢)过程起着重要的调(malonyl2CoA)与莽草酸途径生成的对
4、香豆酰辅酶A(42cou2控作用。maroyl2CoA),在查耳酮合成酶的作用下生成查耳酮,再经查黄酮类化合物(flavonoids)是泛指2个具有酚羟基的苯耳酮异构酶等其他相关酶的作用下转化成其他各种黄酮类[4,11]环(A2与B2环)通过中间3个碳原子相互联结而成的一系列化合物。黄酮类化合物的A环来自于3个丙二酰辅酶[12]化合物。黄酮类成分广泛存在于高等植物的根、茎、叶、花和A,而B环则来自于香豆酸辅酶A。在黄酮类化合物生物果实等部位,是许多中药的主要活性成分,具有抗氧化、抗合成途径中有一系列酶参与(表1),
5、其中苯丙氨酸解氨酶、[122]菌、抗病毒、抗炎、抗肿瘤多方面的生物活性,如银杏、黄肉桂酸羟化酶、42香豆酸辅酶A连接酶、查耳酮合成酶和查芩、灯盏花、葛根、山楂、陈皮等中药中主要活性成分都是黄尔酮异构酶为该代谢途径的五大关键性酶;而且,苯丙氨酸酮类化合物。而且,黄酮类成分作为植物最重要的次生代谢解氨酶为催化黄酮类化合物代谢途径的第1步反应酶,而查产物之一,对提高植物体自身保护和生存竞争能力起着重要耳酮合成酶则是将苯丙烷类合成途径引向黄酮类代谢途径[123][11,13]的作用。植物的次生代谢是植物在长期进化中与环境相
6、的第1个限速酶。互作用的结果,次生代谢产物在植物体内的产生和变化与环2大量营养元素对药用植物中黄酮类成分合成的影响[4]211氮(N)氮被称为生命元素,对植物的生长发育和各境有着很强的相关性和对应性。环境因子对植物体黄酮[5]类成分的合成与分布有着重要的影响。其中,矿质元素作种代谢过程有着重要影响。关于氮营养对药用植物中黄酮为植物生命活动必需元素,是植物生长发育和各项生理代谢类成分代谢的影响,现存在着2种对立的观点。的重要环境因子。近年来,矿质营养对植物中黄酮类成分合一种观点认为氮营养促进了药用植物中黄酮类成分的[
7、14]合成。乔玉山等在进行银杏沙培时研究发现,当营养液中N质量浓度在0114~0128g#L-1,施氮提高了银杏叶中[稿件编号]20100222002总黄酮的含量,以0121g#L-1时银杏叶总黄酮含量最高。[基金项目]国家科技支撑计划项目(2006BAI09B03);云南省自然施用氮肥也可显著提高甘草中总黄酮的含量,在沙壤灰钙土科学基金项目(2008ZC101M)上栽培甘草时,以施纯N11916~13818kg#hm-2时的甘草[通信作者]*郭兰萍,Te:l(010)64011944,E2mai:lglp01@1
8、261com[15]总黄酮含量最高。在进行雪莲毛状根培养时,随着培养#2367#第35卷第18期Vol135,Issue182010年9月September,2010[11]表1黄酮类化合物生物合成途径中相关酶No.缩写英文名称中文名称1phenylalanineammonia2lyasePAL苯丙氨酸解氨酶2cinnamatehydroxylaseC4H肉
