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1、http:/更多相关文档免费下载请登录: http:/-中文 word 文档库烟草萜类物质及分析方法研究进展本文档由【 中文 word 文档库】 提供，转载分发敬请保留本信息；中文 word 文档库免费提供海量范文、教育、学习、政策、报告和经济类 word 文档。word 文档摘要：萜类物质广泛存在于植物中，在植物防御过程中发挥着重要作用。烟草是最早运用于植物萜类物质研究的模式植物之一，到目前为止，发现的烟草萜类物质种类较多，主要是倍半萜、双萜、三萜和四萜。另外，本文也简述了烟草中萜类物质的五种提取方法：溶剂提取法、水蒸气蒸馏法、同步蒸馏萃取法、顶空动态吸附法、固相微萃取法。其中溶剂提取法作为
2、最传统的提取方法，操作比较简单，回收率较高，但是溶剂消耗量大，其所用的有机溶剂对人体往往有害，而且只能对离体的烟草进行提取，无法实现挥发性和非挥发性组分的分离。水蒸气蒸馏法和同步蒸馏萃取法都属于气态萃取技术，能更好地穿过预处理材料。相对于水蒸气蒸馏法，同步蒸馏萃取法集提取、蒸馏、萃取为一体，极大地简化了整个样品预处理的操作过程，缩短了预处理的时间。水蒸气蒸馏法和同步蒸馏萃取法主要的缺点是高温蒸馏过程中一些热敏性萜类物质易被分解，与水相溶的物质无法提取出来，而且跟溶剂提取法一样只能对离体的植物材料萜类物质进行提取。顶空动态分析法提取所得组分能够较为真实反应植株在自然状态下释放挥发物的情况，而且适
3、合于痕量分析。但是它所用时间较多，吹扫中有可能引入杂质从而影响结果的有效性和可靠性。顶空固相微萃取简单、迅速、可自动取样分析，而且样品用量较少，所测植株可以是活体植物材料。但是该方法的装置成本高，提取物质只能用于化学分析，不适合于生物分析，提取的样品也必须立即分析，不能长时间保存。最后提出目前萜类物质及分析方法研究存在的问题。植物在受到昆虫或者病原物侵袭的时候，可以产生许多防御性的次生代谢物质。其中，萜类化合物是迄今为止发现在功能和结构上种类最多、分布最广泛的一类物质，已鉴定出的就有几万种（McGarvey and Croteau, 1995; Sacchettini and Poulter,
4、 1997） 。萜类化合物是以异戊二烯为单位的烃类及其含氧衍生物，根据其在植物内的生理功能可分为初生代谢物和次生代谢物。初生代谢物的萜类物质比较少，主要有甾体、胡萝卜素、植物激素、多聚萜醇、醌类等。而次生代谢物的萜类种类繁多，根据碳原子数目可分为单萜（monoterpenoid C 10） 、倍半萜（ sesquiterpenoid C15） 、二萜（diterpenoid C 20） 、三萜（triterpenoid C 30） 、四萜(tetraterpenoid C 40)和多萜等。单萜和倍半萜一般多具有挥发性，常以挥发油的形式存在于高等植物中；而双萜及其以上的化合物一般不具有发挥性，常
5、以树脂等形式存在于植物中（Langenheim, 1990） 。属于次生代谢物的萜类化合物一般是植物的植保素，虽然不是植物生长发育所必需的化合物，但是在植物种群竞争、吸引昆虫传粉、防御植食性昆虫和控制病虫害等方面具有重要的作用。萜类物质可以作为化感物质抑制其他植物的生长，有时甚至抑制直自身幼苗的生长发育，比如菊科植物中的挥发性萜类物质柠檬烯、蒎烯、樟脑等可以保护其自身不受侵害，同时对其他植物生长产生抑制作用（谷文祥等, 1998） ；热带低海拔森林的兰花能够散发特定的挥发性成分，吸引其专一的雄性长舌花蜂前来采集香味物质，而这些香味物质正是雄蜂用来合成其信息素的前体（Dobsom et al,
6、1990） ；楝科植物中的呋喃三萜化合物-川楝素，对菜粉蝶和粘虫等昆虫有很强的趋避和毒杀作用（赵善欢等, 1984; 赵善欢等, 1985; 张兴和赵善欢 , 1992） 。烟草是茄科一年生草本植物，是用于研究萜类化合物的最早模式植物之一。自 1975 年http:/更多相关文档免费下载请登录: http:/-中文 word 文档库从感染烟草花叶病毒（TMV ）的 Nicotiana glutinosa 烟草叶片中分离出第一种倍半萜烯后，研究者已经从烟草中发现了很多萜类化合物（Burden et al., 1975） 。随着研究的深入，萜类化合物在植物防御体系中的作用及作用机制已引起研究者的浓
7、厚兴趣。本文从萜类化合物合成途径、种类和提取方法这三个方面对烟草中的萜类化合物研究进展进行总结。1. 烟草萜类物质合成途径萜类化合物代谢途径起始于异戊烯焦磷酸（IPP）与其同分异构体二甲丙烯基焦磷酸（DMAPP） 。IPP 和 DMAPP 在异戊二烯转移酶的作用下，缩合形成牻牛儿基焦磷酸（GPP） ，再衍生为单萜类化合物。GPP 和 IPP 在法呢基焦磷酸（FPP ）合成酶的催化下，缩合形成 FPP，再通过倍半萜环化酶的作用形成倍半萜及其衍生物。以此类推，可以形成三萜、四萜、多萜及其衍生物等。到目前为止，萜类物质合成前体 IPP 和 DMAPP 主要是通过甲羟戊酸（MVA）途径（Newman
8、and Chappell1, 1999）和丙酮酸/磷酸甘油醛（MEP）途径合成（Eisenreich et al., 1998; Lichtenthaler, 1999） 。MVA 途径是以糖酵解产物乙酸辅酶 A 为原料，经 MVA 这一前体，形成 IPP 和DMAPP，然后通过缩合形成倍半萜、三萜和甾体类化合物。这个反应途径主要在细胞质中完成，涉及的主要酶有乙酰辅酶 A 乙酰基转移酶(AACT)、3- 羟基-3- 甲基戊二酰辅酶A(HMGS)，羟甲基戊二酰 CoA 还原酶（HMRG ）及甲羟戊酸激酶(MK) 等（罗永明等, 2003） 。其中，HMRG 被认为是该途径中的最主要的限速酶，是细
9、胞质萜类代谢中的重要调控位点（Liao Zhihua et al., 2006）。MEP 途径是以丙酮酸和磷酸甘油醛途径为原料，在转酮酶的催化作用下聚合成反应前体 1-脱氧木糖-5- 磷酸()，经异构化和还原等反应，形成 2-甲基-D-赤藓糖-4- 磷酸(MEP)中间体，再经过磷酸化、环化等步骤生成 IPP，最终形成胡萝卜素、单萜、二萜等物质。该途径在质体中进行，涉及的主要酶有 5-磷酸脱氧木酮糖合成酶(S) 、脱氧木酮糖磷酸盐还原异构酶(DXR)和 4-磷酸胞苷-2-甲基赤藓糖转移酶(MCT)等。其中，DXR 是该途径的最主要的限速酶，也是质体内类异戊二烯代谢中的重要调控位点（Takahas
10、hi et al., 1998）。2. 烟草萜类的主要种类2.1 倍半萜倍半萜是含有三个异戊二烯单位的萜类，多为含氧衍生物。在烟草中，最早发现的倍半萜是 glutinosone，由 Burden 等（1975）从感染烟草花叶病毒 (TMV)的 N. glutinosa 烟草叶片中分离出来，也是最早在烟草中发现的萜类物质。Glutinosone 只能在病毒的叶片中监测到，而在健康叶片中无法检测到。另外，Bailey 等（1975）在感染烟草坏死病毒(TNV)的 N. tabacum 和 N. clevelandiiy 烟草叶片中发现了 capsidiol。Ueagaki 和 Fujimari 等
11、人先后从病害的烟叶中发现了 solavetivone、phytuberin、phytuberol 和 solanascone 等倍半萜类物质。其中，phytuberin 也可以从受到 Pseudomonas lachrymans 侵染的烟叶中可以分离到（Hammerschmidt and Kuc, 1979），而与之结构相近的 phytuberol 可以从受到 TMV 侵染的烟叶中可以分离得到。另外，这两种倍半萜都能在感染了 P. solanacearum 和 P. syringae pv. Tabaci 烟叶的愈伤组织中检测到（Fujimori, 1983; Takahashi and Fu
12、jimori, 1985）。除此之外，从经过纤维素酶处理的烟草愈伤中也能提取 capsidiol、phytuberin 和phytuberol（Watson et al., 1985）。Uegaki 等（1981）和 Fuchs 等（1983）在感染了 TMV的 N. tabacum cv. Samsun NN 烟草叶片中，他们检测出了 capsidiol、solavetivone、3-hydroxysolavetivone、3-hydroxylubimin、epirishitin 、 glutinose、oxyglutinose、solanascone、phytuberin 和http:/更
13、多相关文档免费下载请登录: http:/-中文 word 文档库phytuberol。Uegaki 等（1988）从感染了 TMV 的 N. undulata 烟叶中提取到了至少 19 种倍半萜类物质，主要是 dehydrocarissone、capsidiol 3-acetate、aubergenone、4-epi- aubergenone、trans-dihydrocarissone、1,2-dehydro-cyperone、3-epi-3-hydroxysolavetivone、capsidiol、3-hydroxy-solavetivone、2-keto-cyperone、phytub
14、erin、phytuberol、solavetivone、occidenol、occidentalol、occidol、occidol acetate、occidol isomer-1 和 occidol isomer-2。Guides 等人从受到 P. lachryman 感染的烟草叶片中提取到了六种倍半萜，发现了 rishitin 和 lubimin 这两种新的倍半萜。 Nishikawaji 等人从烤烟烟叶中分离出了四种新的倍半萜，即 2,3-Dehydrosolanascone、-cardinene 、-cardinene、2-keto-cyperone。另外，Nishikawaji
15、等（1983 ）感染了 TNV 的 N. debneyi 的烟草叶片中发现了 debenyol 和 cyclodebneyol 这两种结构相似的倍半萜。接着，Whitehead等（1988）人从细胞培养基经过纤维素酶处理所培养出的 N. tabacum 烟草叶片中发现了与debneyol 相关的倍半萜，它们是 7-epi-debneyol、1-hydroxydebneyol 和 8-hydroxydebneyol。后来 Whitehead 等（1989）又发现了 5-epi-aristolochene 是 capisidiol 和 debneyol 的前体。 2.2 双萜Cembranoids
16、 和 labdanoids 主要合成于烟草叶片表面或者烟草花上表皮毛的腺体中，是烟草中最主要的两类双萜。到目前为止，烟草中已发现 50 多种 cembranoids，其中最主要是的是（1S,2E,4S,6R,7E,11E ）-2,7,11-cembratiene-4,6diols 和（1S,2E,4R,6R,7E,11E ）-2,7,11-cembratiene-4,6diols。另外，从烟草叶片腺状毛顶部发现了 -4,8,13-Duvatriene-1,3-diol 和 -4,8,13-Duvatriene-1,3-diol，并且发现叶片腺状毛是 duvatrienediol 合成的唯一部位（Roberts and Rowland ,
