油菜素内酯概况油菜素内酯(Brassinolide, BL)是20世纪70年代从自然界分离鉴定的 一系列超微量内源性植物生长调节剂中的活性最强者，其广谱、高效、安全， 生物活性和生理功能与其它已发现的五类植物生长调节剂完全不同油菜素内 酯是植物生长发育所必需的基本调节物质,普遍存在于植物体中,调控着各种 植物的生长发育过程1油菜素内酯的发现历程I. 1油菜素内酯的发现早在1968年，日本名古屋大学的Marumo (丸茂晋吾)等从400kg蚊母树Distylium racemosum Sieb et Zucc)叶片中分离提取到751ug蚊母素A1和236ug蚊母素B，经稻叶倾斜法测试，其生物活性明显高于生长素但在《农业 生物化学》(Agri. Biol. Chem)上发表后，并未引起注意，后来查明这种物 质是油菜素内酯类物质一般认为油菜素内酯的研究始于197O年美国马利兰州 贝尔茨维尔(Bel tsv il le)美国农业部(USDA)农业研究中心农学家J. W.Mitchell和他的助手发现的Mitchell领导下的四人小组，自1970年开始花粉激素的研究他们筛选 了约60种花粉，发现其中半数可促进菜豆幼苗的生长。
其中以油菜和赤杨的花 粉的作用为最强这两种花粉的提取物有一个共同的特点：用高浓度处理豆苗 时，由于生长过快，使第二节间茎裂，然后又重新长在一起因此，可用菜豆 幼苗的第二节间的伸长试验来进行活性测定1.2油菜素内酯的分离纯化Mitchell 等用乙醚萃取油菜花粉的活性物质萃取物经薄板层析，以苯 - 甲醇-乙酸(45 : 8 : 4)为展开剂，发现在Rf0.35〜0.45处有活性，取下此活性 部分，用无水乙醇萃取数次，再用乙醚提取，风干后的物质，在当时(1970 年) 被命名为油菜素(Brassins)经核磁共振谱(NMR)分析，显示有脂肪酸酯的特征 信号，表明它们具有甘油酯型的结构从1970〜1972年他们连续发表了四篇论 文在此期间，他们把研究重点放在生理活性上，较少注意化学结构的研究美国学者Grove、Mandava等在《Nature》上发表了从油菜素提纯得到单一 的物质及其结构测定的论文他们将油菜素复合物经活性硅酸镁(Florisil)柱 层析，其乙醚甲醇(1:1)的洗脱液为主要活性组分，它在硅胶薄板上为单一 点经仪器分析，得知该物质是由脂肪酸和葡萄糖所组成的酯类化合物这些 酯类经菜豆的第二节间伸长试验，结果活性很低。
他们估计，真正的活性物 质，其含量大概是极微量的，必须从大量的花粉中才能获得高活性的物质经 过大量的工作，终于从227kg油菜(Brassica napus )花粉中得到4mg的高活性 结晶物，于 1979 年通过 X 光衍射和超微量分析，测定其结构为甾醇内酯化合 物，并把油菜素改名为油菜素内酯(Brassinolide，BL)此后，油菜素内酯及 与其结构相似的化合物在多种植物中得到分离鉴定这些以甾醇为基本结构的 具有生物活性的天然产物统称为油菜素甾醇类物质(Brassinosteroids，BRs)， 而BL是油菜素甾醇类成员中活性最强的一种分子BRs在植物中广泛存在，迄 今发现了大约70种油菜素内酯类化合物1998 年，在日本千叶举行的第十六届国际植物生长物质协会会议 ( Conference of the International Plant Growth Substances Association，IPGSA) 上, BRs被正式确认为是继生长素(IAA)、赤霉素 (GA)、细胞分裂素(CTK)、脱落酸(ABA)、乙烯(ETH)之后的第六类植物激素 1.3黄志桂教授与油菜素内酯自1970年J.W.Mitchell发现油菜素内酯及其高生理活性后，其深受世界 各国关注，都希望应用于农业生产。
但由于它在植物体内含量太低，萃取工艺 复杂，成本太高；从植物体里分离油菜素内酯，再用于农田，曾被认为是行不 通的各国纷纷研究化学合成芸苔素，为便于区别，将J.W.Mitchell发现的化 合物称为天然芸苔素上世纪70年代初的中国，要想接触国外的科研资料还很难一个偶然的机 会，原西南师范大学黄志桂教授了解到这一信息，那已经是1989年，距离美国 人首次发现油菜素已相隔19年1989年，黄志桂教授向天然提取芸苔素的世 界难题挑战，耗费两年时间，从几百种植物中选择材料，终于摸索出“高效萃 取法”，成功研究出油菜素内酯批量生产的工艺技术，并研制出“天然芸苔素 合剂”皇嘉天然芸苔素不仅在国内独一无二，在世界上也是独一无二，这项 成果达到国际领先水平1993年技术定型后，重庆市土壤肥料站连续两年用它 对玉米和再生稻进行大田小区规范性试验，并同其它18种生长素作了对比，结 果是皇嘉天然芸苔素合剂的增产幅度最高中国科学院成都有机化学研究所通过红外分析，确认皇嘉天然芸苔素合剂具有油菜素内酯的基本结构1994年，“皇嘉天然芸苔素”正式向全国推广1994年，在联合国开发计划署和中国科 学技术部、中国对外经济贸易部于杭州联合召开的“中国星火计划国际研讨会 暨星火技术和产品展示会”上，天然芸苔素合剂荣获金奖。
当时，这一成果引 起了世界轰动，《新华社》、《人民日报•海外版》、《农民日报》等全国80 余家新闻媒体均争先报道，并给予高度评价1995年，黄志桂教授创办了义乌 市皇嘉生化有限公司，实现了天然芸苔素内酯的工业化生产，使我国成为世界 上唯一能工业化生产天然芸苔素内酯并应用于农业生产的国家 1996年11月，在浙江省科委的主持下召开了天然芸苔素内酯科学技术成果鉴定会，浙江 省委书记铁瑛同志、中国科学院院士陈耀祖、沈之荃、农业部农药质量检测中 心领导以及浙江省植保站、重庆市土肥站、杭州大学、浙江大学等单位的农 学、植保、化学、化工专家参加了鉴定会，肯定了天然芸苔素的生产技术达到 世界领先水平1・4皇嘉天然芸苔素与人工合成芸苔素的区别⑴原料与工艺不同皇嘉天然芸苔素是采用黄志桂、赵明婕教授发明的“高效萃取法”专有技 术，直接从植物原料中提取的天然芸苔素作为主要活性成分而人工合成芸苔 素是用有机化合物作原料，经过7〜12步复杂的有机化学反应制成⑵分子结构与活性不同皇嘉天然芸苔素与人工合成芸苔素的根本区别在于二者的分子立体化学结 构不同，使得其生物活性远高于人工合成芸苔素至今没有一种人工合成芸苔 素的化学结构与天然芸苔素完全相同，合成的类似于天然芸苔素的物质有多 种，但活性都较低⑶产品成分和效果不同皇嘉天然芸苔素在萃取时，植物原料中的很多营养物质与内源激素同时被 保留了下来，另外加上一些高生物活性的天然有机物质作辅助成分，经科学配 方精制而成，能够非常好地均衡调节作物营养生长和生殖生长。
人工合成芸苔 素则保留了不少化学原料物质，如果制剂选用的原药纯度再低一点的话，品质 更难保障皇嘉天然芸苔素制剂为0.15%乳油，浓度远高于市场上人工合成芸 苔素制剂（浓度为0.0002%〜0.1%）⑷安全性与残留物不同皇嘉天然芸苔素属于植物内源激素，与各种作物亲和性好，各个生长时期 均可施用，对作物安全性好，药效稳定；能被作物自身代谢分解，无有毒残留 物，可用于有机农业生产人工合成芸苔素属于外源激素，与作物亲和性较 差，用量难以控制，用少了无效，用多了则抑制作物生长；产品成分复杂，有 残留风险，不可用于有机农业生产⑸使用成本不同皇嘉天然芸苔素由于活性高、用量少、药效持续时间长，一般一季作物喷 施1〜2次即可人工合成芸苔素则活性低、药效期短，要连续多次使用尽管 市场上人工合成芸苔素价格相对较低，但因使用次数较多，实际生产的综合成 本反而更高2 油菜素内酯及其类似物的结构 2.1常见油菜素内酯类的结构比较油菜素甾醇类物质目前已发现近70种，其中生理活性较高、有实用价值的约有5种，并已实现了人工合成，使低成本、大规模、工业化生产油菜素内酯类物质成为现实通用名称及化学结构式化学名称与登录号化学结构主要特征 （区别）与天然芸苔素 比较的生物活性央文名：brassinolide1、22R, 23R邻羟基在菜豆第一节及CAS 号：72962-43-72、24S-甲基取代稻叶倾角生物试分子式：C H O是天然油菜素内酯法中，活性为生唧Mr化学名：2a,3a,22R,23R-长素的100〜天然油菜素内酯（天然芸苔素）四羟基-24S-甲基-B-高-7- 氧杂-5 a-胆甾-6-酮10000 倍0H =英文名：24-1、22R, 23R邻羟基约为油菜素内酯epibrassinolide2、24R-甲基取代的1/4HC I f1；CAS 号：78821-43-9第24碳的立体构型分子式：C H O与天然油菜素内酯24-表油菜素内酯化学名：2a,3a,22R,23R- 四羟基-24R-甲基-B-高-7- 氧杂-5 a-胆甾-6-酮的立体构型不同QH -英文名：22,23,24-1、22S, 23S邻羟基22、23、24 碳原trisepibrassinolide2、24R-甲基取代子的构型与天然CAS 号：78821-42-8分子结构里22、芸苔素的不同。
T分子式：C H O23、24碳原子的构其活性自然有差化学名：2a,3a,22S,23S-型都与天然油菜素异22,23,24-表油菜素内酯四羟基-24R-甲基-B-高-7- 氧杂-5 a-胆甾-6-酮内酯不同英文名：28-1、22R, 23R邻羟基约为油菜素内酯homobrassinolide2、24S-乙基取代第的4/5CAS 号：82373-95-324碳，天然油菜素分子式：C H O内酯的取代基是甲HcrSry^化学名：2a,3a,22R,23R-基，二者的生理活028-高油菜素内酯四羟基-24S-乙基-B -咼-7- 氧杂-5 a-胆甾-6-酮性相差较大茜f英文名：28-1、22S、23S邻羟基22、23、24 碳原epihomobrassinolide2、24S-乙基取代子的构型与天然CAS 号：80483-89-2第22、23碳原子构芸苔素的不同分子式：C H O型与天然油菜素内且24碳上是乙基HD ^wV化学名：2a,3a,22S,23S-酯不同，24碳上的而非甲基，活性28-表咼油菜素内酯四羟基-24S-乙基-B -咼-7- 氧杂-5 a-胆甾-6-酮取代基是乙基，亦 不同。
自然差异较大扌1央文名：14-hydroxyla ted化学分子式、结构非天然油菜素内brassinolide式、构型都与天然酯类化合物，当CAS 号：457603-63-3油菜素内酯不同然生理活性差异Q14-羟基芸苔素甾醇分子式：C H O27 46 7化学名：2B,3B,14,20R,22R,25-六羟基-5B-胆甾-6-酮较大丙酰芸苔素内酯2,3位羟基丙酰化,22,23位羟基氧化1991年日本合 成，又称迟效芸 苔素内酯在植 物体内先转化为 油菜素内酯，药 效相对缓慢，施 后5天才起效， 持效期最长可达 21天英文名：PropionylbrassinolideCAS 号：162922-31-8 分子式：C H O35 。