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植物次生代谢产物的生物合成及其生物活性随着现代化学技术的发展和生物学领域的深入研究，人们对于植物次生代谢产物的生物合成及其生物活性的认识越来越深入。
植物次生代谢产物是指对植物生长和发展没有直接影响，但对植物在适应环境和响应外界刺激方面起到重要作用的化合物。
在植物种类众多的世界中，植物次生代谢产物的种类也是极其丰富的。
从化合物性质上来看，植物次生代谢产物大多数为异杂环化合物，是由极为复杂的生物合成体系合成而成的。
植物次生代谢产物的生物合成机制是目前生物学研究的热点之一。
与动物来说，植物对外界环境变化的响应速度和方式比较慢，而目前的研究表明，植物采取的主要策略之一就是通过次生代谢产物的合成来适应和抵抗外界环境中存在的逆境因素。
植物次生代谢产物的生物合成过程相对复杂，其主要是在光合作用后，通过多种多样的代谢途径，形成各种次生代谢产物。
其中，参与植物次生代谢产物生物合成的关键基因和酶在近年来的研究中得到了广泛的关注。
利用遗传工程和基因编辑的技术手段，人们可以更好地理解植物中次生代谢产物的生物合成机制，并通过调控关键酶的表达，来提取、生产和利用这些生物活性物质。
植物次生代谢产物生物活性方面主要表现为抗氧化、抗炎、抗肿瘤、抗菌、抗真菌等特殊药理学效应。
以茶多酚为例，它是茶叶中的一种重要的次生代谢产物，具有抗氧化、抗炎、抗肿瘤等多种生物活性。
这种活性的产生是由于茶多酚特殊的结构中含有多种酚类结构，可以通过捕捉自由基和其他小分子离子的方法来发挥抗氧化作用。
此外，茶多酚甚至还可以通过抑制肿瘤细胞的增殖和诱导细胞凋亡来发挥抗肿瘤作用，进而应用于药物研究和开发。
在植物次生代谢产物生物活性方面，人体对这些生物活性物质的代谢和吸收机制也是研究的热点之一。
在人体内，很多植物次生代谢产物之所以能够发挥药理学效应，往往是因为它们能够经由口腔、胃肠道和肝脏等器官的特定代谢途径被充分地吸收并在体内转化，然后才能发挥生物活性。
因此，对于这些物质在人体内代谢和转化的机制的深入了解，可以更好地指导植物次生代谢产物在临床应用中的开发和利用。
植物次生代谢产物的代谢途径及调控机制植物次生代谢产物是指不属于植物基础代谢路径产物的生物化学物质，它们扮演着植物的保护、防御、交互等生理功能的角色，也是药物和食品添加剂等生产工业的重要资源。
植物次生代谢产物代谢途径及调控机制的研究是科学家们长期关注的话题，他们通过对次生代谢产物的化学成分、分子基础及表达调控进行研究，揭示了这些化合物的生成、分布和合成调控规律，为植物生理学和应用化学领域提供了重要的理论依据。
植物次生代谢产物获得途径植物次生代谢产物主要是由植物合成生成，它们通常在植物器官或组织中以极低的含量存在，如金丝桃叶中的芸香苷只有0.1-0.5%的含量。
此外，它们还存在于植物细胞外部的分泌物中，如橡胶和树脂等。
植物次生代谢产物的合成与代谢调节植物次生代谢产物的合成路径比较复杂，通常涉及数个蛋白质催化反应，从而将简单的小分子化合物转变为复杂的结构化合物。
因此，植物次生代谢产物合成过程的调节非常重要，能够有效地保障植物在行使其生理功能的同时不影响其基础代谢正常进行。
植物次生代谢产物的生物合成过程主要是由多种转录因子、认定辅酶和酶类调控完成的。
其中，转录因子是调节次生代谢产物合成的核心分子机制之一，这些因子可以直接影响目标基因的表达，从而控制这些基因参与次生代谢反应的强度和频率。
如MYB、MYC家族的转录因子是花青素和黄酮苷的合成过程中的重要参与因子，它们能够调控PAL、CHS、CHI等关键酶基因的活性；JAZ家族的转录因子是调节植物间互相识别和防卫反应的重要分子，它们可以通过与植物激素类似物jasmonic acid (JA)保持结合状态，从而抑制其他基因的表达，增强植物防御能力。
此外，植物次生代谢产物合成还需要伴随着其他生物化学反应，如氧化还原、脱羧、脱水等。
这些反应通常需要使用辅酶和酶类催化。
不过，这些催化作用与比较普通的辅酶和酶催化反应有所不同，它们能够进行特定化合物的化学结构修饰，从而提高植物次生代谢产物的多样性和效率。
植物次生代谢产物的生物合成及其应用植物次生代谢产物是指在植物的生长与发育过程中，不参与生命活动必须的代谢物质，而是为了适应环境而产生的具有特殊生理功能的化合物。
这些次生代谢产物广泛存在于植物中，并可用于药物、香料、色素、化妆品等行业中。
植物次生代谢产物的分类植物次生代谢产物能够发挥重要的生物学和医学作用。
目前已知的植物次生代谢产物种类多达数万种，按照化学结构分类，可分为多种类型，如酚酸类、黄酮类、生物碱类、色素、挥发性油脂等。
其中，黄酮类是一类天然化合物，具有广泛应用的潜力，被广泛应用于医疗、化妆品和食品行业，其代表物是类黄酮。
类黄酮具有抗氧化、抗炎、抗菌、杀虫等生物活性，其在餐后糖尿病和心血管疾病方面的应用广泛受到关注。
生物碱类是由含有核苷酸、氨基酸和其他生物聚合物的植物组成的，具有较强的生理活性。
特别是环状生物碱，是药物开发领域中的主流来源之一，可以提供药物发现的新途径，并成为抗肿瘤、抗病毒药物的重要组成部分。
植物次生代谢产物的生物合成方式植物次生代谢产物的生物合成是一种非常复杂的生物学过程。
它涉及到多种代谢途径和酶促反应，这些酶的催化作用，可以在甲基化、脱羧化、氧化还原、酰基转移等反应中，改变偶联物的化学结构。
而这些反应的过程也受到光照、温度、养分等身份的影响。
植物次生代谢产物的生物合成过程也有不同的起点。
在一些生物合成过程中，原料是由内部合成的；而在另一些情况下，植物需要获取外源物质，如一些生物碱需要植物摄取氮和生长元素，而丙氨酸和芳香族氨基酸则是合成一类代表性物质的原料。
植物次生代谢产物的应用植物次生代谢产物在药物、香料、色素、化妆品以及食品等多个行业中有着广泛应用。
其中，药物是植物次生代谢产物应用最广泛的领域之一。
植物药物是目前世界上最为广泛使用的药物之一，将植物药物转化为现代医学的药物，可以大大增强药物的稳定性和生物活性，从而增强药物的疗效。
植物药物的代表性作用是抗肿瘤、抗病毒、抗菌、抗发炎等。
植物次生代谢产物的生物合成机制和应用价值植物是生命的重要组成部分，不仅可以为人类提供食物、药材、木材等物质财富，而且还可以为我们提供许多未知的宝藏，即植物次生代谢产物。
植物次生代谢产物是植物在生长发育过程中在自身生理代谢过程中产生的化合物，不是生长和维持生理机能必须的物质。
它们的结构多样，功能各异，用途广泛，不仅为植物提供了抗菌、抗虫、抗氧化等保护机制，而且也被广泛应用于生命科学中的许多领域。
植物次生代谢产物生物合成机制植物次生代谢产物的生物合成机制包括三个阶段：基础代谢基础、中间代谢路径和次生代谢产物形成。
在基础代谢基础阶段，植物进行原始代谢以维持生存所需的物质。
中间代谢途径阶段是指植物进行有机物分子的合成，包括多种复杂物质，如多酚、碱类、酚酸等。
在次生代谢产物形成阶段，植物在基础和中间代谢途径的物质基础上，对外部刺激做出反应，形成次生代谢产物。
植物次生代谢产物的生物合成机制和在不同时期的调控有着密切的关系。
植物次生代谢产物的应用价值植物次生代谢产物广泛应用于医学、农业、食品、化妆品等领域。
其中，医学是最为重要的一个领域，它们具有抗菌、抗病毒、抗癌等重要作用。
如一些植物次生代谢产物可以用作药物，如阿司匹林、吗啡、甘露醇等，它们的应用有助于缓解疼痛、刺激免疫系统、杀死癌细胞等。
在农业领域，植物次生代谢产物可以用来杀虫、防病，缓解土壤的盐碱化等问题。
在食品及化妆品领域，许多植物次生代谢产物都有天然抗氧化性和抗老化作用。
总之，植物次生代谢产物是一种十分重要的资源，其广泛的应用价值为人类的健康、生产、生活等方面做出了重要的贡献。
对植物次生代谢产物的研究和应用将进一步推动生物技术的发展，为人类创造更加美好的生活。
中国野生植物资源Chinese Wild Plant Resources Vol.39No.12 Nov.2020第39卷第12期2020年12月doi：10.3969/j.issn.1006-9690.2020.12.008杜仲胶生物合成机制研究进展徐饪涵，任园园，吕玉红，李澳，岳昌武*，屈汉林，王伊躊■，马瑞晨(延安市微生物药物创新及转化重点实验室，延安大学医学院，陕西延安716000)摘要杜仲是我国特有野生药用和经济植物资源，在工业和临床上有着广泛应用，具有重要的经济和科学价值。
通过总结和阐述杜仲胶的基本结构、主要性能、国内外有关杜仲胶生物体内合成途径和调控的分子机制的研究进展，以期为杜仲胶产业化发展提供借鉴。
关键词杜仲胶;生物合成机制；MVA途径;MEP途径中图分类号:S718文献标识码:A文章编号：1006-9690(2020)12-0042-04Research Progress in Biosynthetic Mechanism ofEucommia ulmoides Oliver.GumXu Yuhan,Ren Yuanyuan,Lii Yuhong,Li Ao,Yue Changwu*,Qu Hanlin,Wang Yifan,Ma Ruichen (Yan'an Key Laboratory of Microbial Drug Innovation and Transformation,College of Medicine,Yan'an University,Yan'an716000,China)Abstract Eucommia ulmoides Oliver,is a unique wild medicinal and economic plant resources in China.It is widely used in industry and clinic,and has important economic and scientific value.In this paper,the basic structure and main properties of E.ulmoides gum,the research progress of the synthesis pathway and molecular mechanism of E.ulmoides gum in vwo at home and abroad were summarized in order to provide reference for the industrial development of E.ulmoides gum.Key words Eucommia ulmoides Oliver,gum；Biosynthetic mechanism；MVA pathway;MEP pathway中国每年消费的天然橡胶量高达500万吨，位列全球首位。
植物次生代谢产物的生物合成与作用近年来，生物科技的发展日新月异，人类对生物的研究已经迈入了一个新的阶段。
生命是自然的奥秘，而植物则是自然界中最为丰富的生物之一。
植物不仅是天然的食物来源，也是制药和化妆品等工业生产的主要原材料之一。
然而，除了我们日常所见的众所周知的营养价值外，植物还有更多令人惊叹的神奇之处。
其中之一就是植物次生代谢产物，也就是植物所产生的化学成分，是植物繁衍生息和适应环境的关键。
一、次生代谢产物的概念一般来说，植物的生物合成过程会产生两种类型的代谢产物，一种是必须的基本代谢产物，如蛋白质、脂肪和碳水化合物等；另一种是非必需的次生代谢产物，例如植物色素、生物碱、黄酮类、鞣质等等。
次生代谢产物多数情况下不会参与植物生长发育，但是它们能够影响植物的生态学和环境适应能力。
二、次生代谢产物的分类次生代谢产物的种类繁多，通常按照其母体代词、化学结构和生物活性等不同方式进行分类。
以下是一些常见的代表性次生代谢产物：（一）生物碱类生物碱类包括各种各样的芳香族和非芳香族化合物，这些化合物在植物中的生物制造和积累的过程中明显与生物生长和发育的特定阶段相关。
这些生物碱类物质的化学结构非常复杂，包括吡啶、喹啉、吖啶、萘、生姜等，常见的包括可卡因和吗啡等。
（二）鞣质类鞣质是一类具有威胁性和回避性质的类黄酮化合物，它们被广泛地应用在广告、传媒和商业宣传中。
鞣质的形成通常是在植物的细胞母细胞中，包括羟肉桂酸、化编号鞣酸、栲酸、山査酚等。
他们通常可被具有还原性的酚类化合物和相应的酸成分通过氧化的过程反应形成。
（三）黄酮类天然黄酮类在植物中的生物合成是通过条理性化合物和硫化物的参与达到的。
而黄酮类的代表性物质基于鲜亮的颜色得到广泛应用。
黄酮类物质不仅具有维生素性功能，还具有抗氧化性质、保健功能、防癌功能等。
常见的有黄酮、异黄酮、酮和酸等。
三、次生代谢产物的生物合成次生代谢产物的生物合成过程远比基本代谢途径复杂得多。
天然产物的生物学合成途径天然产物是指存在于自然界中，由生物合成的有机化合物，具有丰富的结构多样性，作为药物、农药、香料、颜料等有着广泛的应用价值。
天然产物的生物合成途径是由一系列的酶催化反应所组成的，通过这些反应，生物体内可以将简单的原始物质合成成为多样化的有机化合物。
本文将就几种常见的天然产物进行介绍，包括生物合成途径、酶催化反应以及代表性代谢产物。
1. 生物合成途径1.1. 植物次生代谢途径植物次生代谢途径是植物体内通过各种有特定功能的酶催化作用所形成的天然产物。
植物次生代谢途径主要涉及三个环节：多酚类代谢途径、异戊二烯/甲基丙烯/单萜类代谢途径、生物碱代谢途径。
其中，多酚类代谢途径以苯丙素为前体，可以合成单宁、类黄酮、花青素等多种具有抗氧化及免疫调节作用的化合物。
异戊二烯/甲基丙烯/单萜类代谢途径以异戊二烯/甲基丙烯或isopentenyl pyrophosphate (IPP)为前体，可以合成萜类化合物，例如萜烯、三萜、类胡萝卜素等。
生物碱代谢途径以芳香族酸或氨基酸为前体，可以合成喜树碱、曲尼玛、吗啉类生物碱等多种化合物。
1.2. 微生物代谢途径微生物代谢途径是微生物体内酶催化反应的集合体，可以分为原核生物和真核生物两种类型。
原核生物代谢途径以未经修饰的碳源（如乙酸、丙酸、糖等）为前体，可以合成丰富的化合物，包括多糖、脂类、氨基酸代谢产物、核苷酸等。
真核生物代谢途径则以简单物质为起始反应物，如乙酰辅酶A、甲基酰辅酶A、甲硫氨酸以及糖等，可以合成次生代谢产物，如生物碱、酮酸、单萜类等。
2. 酶催化反应2.1. 羟化反应羟化反应是指向有机化合物中引入羟基的反应，是一类重要的氧化反应。
羟化反应常见的酶催化反应包括单加氧酶、双加氧酶、脱氢酶、己须氧酶等。
2.2. 改变骨架结构反应改变骨架结构反应是指通过不同类型的酶催化反应将底物分子修饰成为具有不同骨架结构的产物。
常见的改变骨架结构反应包括环化、酰化、氧化、脱羧等反应类型。
名词解释：生药：来源于天然的、未经加工或只经简单加工的植物类、动物类和矿物类药材。
从广义上说，生药包括一切来源于天然的中药材、草药、民族药材和提制化学药物的原料药材，兼有生货原药之意。
道地药材：来源于特定产区的货真质优的生药，是中药材质量控制的一项独具特色的综合判别标准的体现。
基源（来源，origin,source ）：包括原植（动）物的科名、植（动）物名称、学名和药用部分。
初生代谢产物：是合成的对生命必需的物质，包括糖类、氨基酸、和蛋白质类、普通的脂肪酸类及其脂类、核酸类等成分次生代谢产物：利用初生代谢产物会产生对生物体本身常常无明显作用的化合物。
生药的性状鉴定：通过感官，对生药进行包括形状、大小、色泽、表面、质地、气、味等特征进行鉴定的方法。
芦头：人参的根茎主根顶端短小的根茎芦碗：根茎上的凹窝状茎痕晶鞘纤维：纤维束外倒包围着许多含有晶体的薄壁细胞所组成的复合体的总称。
嵌晶纤维：纤维次生壁外层密嵌细小的草酸钙方晶和砂晶，如麻黄过桥杆: 黄连根茎中段有不规则结节状隆起及须根或须根痕，部分节间细瘦平滑如茎杆菊花心：甘草断面纤维束与较窄的射线相间排列，形似菊花。
黄芪也有菊花心狮子盘头：党参的根头部有多数疣状突起的茎痕及芽，习称“狮子盘头” 鹦哥嘴：天麻呈长椭圆形, 扁而稍弯曲; 一端有红棕色的干枯芽苞（冬麻）, 习称“鹦哥嘴” 皮类生药：裸子植物或被子植物（主要是双子叶植物）的茎干，枝和根的形成层以外的部分。
包括周皮、皮层、中柱鞘（或无）、韧皮部。
星点：掌叶大黄髓部宽广，散有多数异常维管束，即为星点。
菌核：由许多菌丝组成一种坚固能抵挡不良环境的休眠体，当外界环境对他有利时，萌发产生子实体。
菌丝：组成真菌的每一根细丝或一个分枝，形状一般圆管状（有隔菌丝、无隔菌丝、有色菌丝、无色菌丝）菌丝体：组成一个真菌菌体所有菌丝的总称。
子座：一种紧密的营养结构。
菌索：许多菌丝平行结合在一起成绳索状，一般有鞘。
子实体：高等真菌在繁殖的时候产生的一种有一定形态结构，能产生孢子的菌丝体。
植物次生代谢产物的生物合成途径及其调控Introduction植物次生代谢产物（Secondary metabolites），又称次生代谢产物，是植物体内不参与生命活动或基础代谢的物质。
与生命活动有关的物质被称为初级代谢产物，如糖类、脂肪类、蛋白质等，而次生代谢产物则是一些植物体内的化学物质，通常不参与基础代谢和生命活动，但在植物体内具有多种重要的生物学功能，如抗氧化、抗逆境、防治病虫害等。
植物次生代谢产物的生物合成途径及其调控一直是植物化学生态学和植物生理学等领域的研究热点。
Part 1：植物次生代谢产物的生物合成途径植物次生代谢产物的生物合成途径具有多样性和特异性。
在不同的植物物种、组织和发育阶段，次生代谢产物的生物合成途径都存在差异。
一般来说，植物次生代谢产物的生物合成途径主要包括两个方面：前体物质提供途径和代谢路径。
前体物质提供途径是指植物体内生物原料的来源，代谢路径则是指从前体物质向次生代谢物的转化过程。
以下是植物次生代谢产物的生物合成途径分析：前体物质提供途径植物次生代谢产物的生物合成需要大量的前体物质提供，如糖类、氨基酸、脂肪酸、色氨酸、异戊烯基二磷酸（IPP）等。
这些前体物质可以从植物体内基础代谢产物中获取，也可以通过土壤、大气等环境中吸收到外源性物质。
除此之外，同一物种不同器官也可以通过分泌和交换方式相互补充。
代谢路径植物次生代谢产物的代谢路径因植物物种和代谢物质而异。
较为典型的植物代谢途径包括：香豆素途径、类黄酮途径、异戊烯基二磷酸代谢途径、三萜化合物合成途径等。
其中，类黄酮途径和香豆素途径是植物次生代谢物质的生物合成途径比较经典和重要的两种途径。
类黄酮途径类黄酮途径是植物次生代谢产物的生物合成途径之一。
类黄酮途径通常是从苯丙氨酸出发，通过香兰素酸的分解，经过苯丙素与苯基丙酮的连接，其后可生成双加氧的黄酮酸，并转化为黄酮。
黄酮酸的不同环数和不同羟基修饰会产生不同的黄酮类物质，包括黄酮、异黄酮、花色苷、花青素等。
植物次生代谢产物合成研究植物是大自然的美丽之源，也是人类生命的重要保障。
除了植物的基本结构和生理功能外，尤其是其次生代谢产物一直备受关注。
次生代谢产物是植物生命活动的产物，主要功能并不是必须的，但它们能够对植物环境适应性和其他适应性方面产生显著的影响。
因此，研究植物次生代谢产物合成便显得十分重要。
植物次生代谢产物是多种多样的，含有活性成分，如香料、染料、药物、生物杀虫剂、食品添加剂和调味料等。
它们的功能和用途各不相同，但它们合成产生的分子机制有些共同，一个生物合成的复杂过程需要许多中间物和参与物，包括酶、基因、产物预初化物等。
植物次生代谢产物合成的本质研究一般步骤包括生物硬件基因组学、蛋白质组学、总代谢组学和结构生物学。
因此，研究植物次生代谢产物的基础工作，从产生产物的源头，即基因开始，如转录、拼接、译码和调控等方面系统地探索产物最终合成的机制。
植物次生代谢产物的合成涉及许多酶的参与。
因此，借助生物信息学、基因组、转录组和代谢组等表观分析技术，可实现植物基因功能的预测和分析，进而发掘新的次生代谢物合成途径，并探究其调控机制。
不同的植物次生代谢产物由不同的酶协同合成。
因此，要研究植物次生代谢产物合成的关键酶，从基因到蛋白质的表达、酶的精细结构和化学信息，都需要从多角度进行分析和刻画。
通过利用多样的技术手段，如基因工程、分子生物学、蛋白质质谱学、核磁共振、有机合成等，可对次生代谢产物酶及其催化机制进行深入研究，揭示其本质规律。
植物次生代谢产物合成的表征，需要大量的代谢组学数据提供支持。
通过分析代谢产物的多样性和含量，探究植物次生代谢产物合成的机制和调控。
研究代谢组学可以为植物改良和创新揭示新方向，为发掘新的植物次生代谢产物提供理论基础。
近年来，植物次生代谢产物的生物合成研究在理论和实践方面都取得了重要进展。
不仅深化了对植物次生代谢产物合成的认识，也为发掘植物次生代谢产物的新途径和新机制提供了有力支撑。
中药杜仲的药理效应及其综合利用摘要：本文介绍了我国珍稀树种杜仲的药理效应及其综合利用的研究情况，通过介绍它在医疗、保健、环境、农副产品、日常品等方面的应用，指出杜仲所具有的开发潜力，以期找到科学合理的开发途径，充分发挥杜仲的药用价值。
关键词：杜仲；化学成分；生物活性；综合利用杜仲（Eucommia ulmoides Oliv）是我国独有的植物“活化石”，只有一科一属一种，为杜仲科杜仲属的多年生落叶乔木植物，在地球上已经生活了将近5000万年的时间。
杜仲树种的经济价值很高，资源稀少，属国家级珍稀濒危植物，我国政府有关部门为了保护杜仲资源，特将杜仲列为国家二级珍贵保护树种[1]。
至少在两千年前,杜仲本人就试用这种植物使自己身体强壮并延年益寿[2].杜仲全身是宝，杜仲籽、皮、叶、花、枝条在多方面都得到了开发与利用。
由于杜仲是药用植物，自身次生代谢产物对于人类有很大的利用价值，杜仲次生代谢产物主要有木脂素类、环烯醚萜类、黄酮类、酚类、三萜类、甾类、多糖、有机酸、氨基酸、微量元素[3]，这些代谢活性比较高。
目前杜仲在医疗、保健、环境、农副产品、日常用品等方面都得到了应用,另外对于合理开发杜仲资源和提高杜仲中的活性物质，国内外也作了不少的研究。
1 杜仲在医疗方面的应用1.1 杜仲具有降低血压作用杜仲被认为是现在世界上最高质量的无副作用的天然降压药物，其降低血压的有效成分是松脂醇二葡萄糖甙[4]。
黄武光等从杜仲中提取降压的有效成分松脂醇二葡萄糖甙，杜仲皮中松脂醇二葡萄糖甙含量比叶高3倍左右，杜仲叶浸膏对实验动物有非常明显且持久的降压作用，降压强度随剂量增加而增加，降压维持时间也随之延长[5]。
此外，杜仲中的微量元素锌和钙含量较高，可以通过纠正阴虚证型高血压病人的锌含量而起到降压作用。
近年来的研究还表明，杜仲对血压具有化学降压药无法比拟的“双向调节”功能，即高血压患者服用后可降低，低血压患者服用后可升压[6]。
植物中次生代谢产物的生物合成途径植物是生命界中最为丰富和多样化的生物类群之一，与其复杂的体型和生物特性密切相关的是植物所产生的次生代谢产物。
这些次生代谢产物在植物生长发育以及与外界环境的互动中起到了重要的作用。
本文将探讨植物中次生代谢产物的生物合成途径。
植物的次生代谢产物包括了多种多样的化学物质，如生物碱、鞣质、芳香族化合物等。
这些化合物在植物生理活动中扮演了重要的角色，例如植物的抗逆性、防御机制、花色呈现等。
它们多数并非植物生长所必需，而是在特定的生物环境下产生，以适应植物所处的生态位。
第一类次生代谢产物是植物生物碱。
生物碱在植物体内具有显著的生物活性和药用价值。
典型的生物碱包括阿托品和吗啡等。
它们在植物中的合成主要是由多种酶催化下的化学反应所完成。
以喜马拉雅乌头为例，其产生的生物碱包括乌头碱、哌嗪和缬草乌头碱等。
这些生物碱的合成过程主要通过酶催化的各个步骤完成，其中主要涉及到的酶包括酮酸还原酶、羟基乙酰基辅酶A合成酶等。
第二类次生代谢产物是植物的鞣质。
鞣质在植物中广泛存在，其主要功能是增强植物细胞壁的强度和稳定性。
鞣质的生物合成途径主要是通过鞣质酸的生物合成途径完成。
以栲树为例，其合成鞣质的途径包括多个酶催化的反应步骤。
首先，苹果酸经过酶催化转化为苹果酸内酯，然后苹果酸内酯通过酶催化被转化为鞣质酸，最后鞣质酸与葡萄糖发生缩合反应形成鞣质。
第三类次生代谢产物是植物的芳香族化合物。
这类化合物在植物中具有明显的香气，并且广泛应用于香料、药物等领域。
典型的芳香族化合物包括香豆素和黄酮类物质等。
以百里香为例，其芳香族化合物主要是由苯丙素代谢途径合成的。
从苯丙氨酸出发，经过苯丙氨酸解氨酶催化生成肉桂酸，再通过肉桂酸合成酶的催化形成香豆素酸，最后通过酶催化生成香豆素。
综上所述，植物中次生代谢产物的生物合成途径是多样而复杂的。
不同的次生代谢产物具有不同的合成途径，这些途径受到多种酶的催化作用，通过一系列的化学反应来完成。
植物次生代谢产物的生物合成及其代谢途径的研究植物次生代谢产物是植物为适应外界环境而产生的化学物质，这些化合物不参与植物的生存过程，但却对植物具有重要的生理和生态功能。
植物次生代谢产物包括生物碱、黄酮类化合物、鞣质、挥发性油等，这些化合物具有丰富的化学结构和多样的生物活性。
近年来，对植物次生代谢产物的生物合成及其代谢途径的研究越来越受到关注。
一、植物次生代谢产物的生物合成植物次生代谢产物的生物合成与一次代谢产物有所不同，其生物合成途径相对复杂，涉及多个基因和酶的参与。
例如，生物碱的生物合成通常包括羟化、甲基化、脱氧、酰化等多个步骤，涉及多个基因编码的酶的参与。
黄酮类化合物的生物合成则涉及苯丙氨酸途径、乙酰辅酶A途径、色氨酸途径等，在具体的生物合成途径中也经常涉及多种基因编码的酶。
二、植物次生代谢产物的代谢途径植物次生代谢产物的代谢途径包括分泌、激素信号、转运、降解等。
这些代谢途径也与多个基因编码的酶有关。
分泌代谢途径通常通过胞内运输和胞外分泌的方式，将部分次生代谢物质转移至植物体外，与周围环境进行互动。
激素信号代谢途径涉及多种植物激素的互相作用，可调节一系列植物生理和发育过程。
转运代谢途径包括植物中的离子通道和载体蛋白，可使植物维持细胞内离子平衡，达到对环境的适应。
最后的降解代谢途径包括多种酶的作用，可将次生代谢产物分解为较简单的代谢产物，进一步转化为一次代谢产物，或在细胞中被回收利用。
三、植物次生代谢产物的生态与应用植物次生代谢产物对植物在自然界的适应和生态功能具有重要作用，如植物次生代谢产物可作为植物的抗虫、抗病、抗逆性等性状的来源，使植物能够适应复杂的环境。
此外，植物次生代谢产物在医学、农业和化工等领域中也有广泛的应用价值。
如植物次生代谢产物可用于合成药物、食品添加剂、染料和香料等，具有很高的经济价值。
四、未来展望与挑战植物次生代谢产物的生物合成和代谢途径的研究为揭示植物生长发育和环境互动的分子机制提供了新途径，同时也有望为前沿生物科技的发展带来广泛应用前景。
濒危药用植物杜仲产活性成分内生真菌的研究的开题报告一、选题背景及意义杜仲是中国传统医学中广泛使用的一种中草药材，具有补肝肾、祛风湿、强筋骨等功效。
但由于环境污染和过度采收等原因，杜仲已经成为濒危药用植物。
虽然已有许多研究关注杜仲的药理活性成分，但其内生真菌对于杜仲的生长、次生代谢及药理作用等方面的研究尚不足。
因此，本次研究将通过对杜仲内生真菌的分离、鉴定和代谢产物分析等技术手段，探究其与杜仲生长环境的关系、杜仲次生代谢过程中的作用以及杜仲药理活性成分的变化规律，进一步揭示杜仲中药物的来源和作用机制，为其保护和开发利用提供科学依据。
二、研究内容及方法1.杜仲内生真菌的分离与鉴定通过样品采集、消毒、分离培养等步骤，获得杜仲内生真菌菌株，采用PCR技术等对其进行鉴定。
2.杜仲内生真菌次生代谢产物的分离与鉴定通过色谱、质谱等技术手段，对杜仲内生真菌次生代谢产物进行分离和检测，若发现具有药理活性的产物则进行纯化和结构鉴定。
3.杜仲药材样品及其内生真菌代谢产物的分析采用荧光定量PCR技术等，对野生杜仲样品及其内生真菌的量进行分析，同时对样品的次生代谢产物进行分析、定量和比较。
4.数据分析及结论通过对野生杜仲药材样品及其内生真菌代谢产物的分析，对杜仲中药药理活性成分的来源、分布规律及其作用机制进行分析，揭示其潜在的治疗作用机制。
三、研究预期成果及意义通过本项目的研究，预期获得以下成果和意义：1.建立杜仲内生真菌库，为其进一步研究提供基础和资源。
2.分离和鉴定出杜仲内生真菌的次生代谢产物，为杜仲中药药理活性成分的来源提供依据。
3.揭示杜仲内生真菌与杜仲生长环境的关系及其在杜仲生长、次生代谢过程中的作用机制，拓宽了杜仲生态学和药理学领域的研究思路。
4.为杜仲的保护和可持续利用提供科学依据，同时为其他濒危药用植物的保护与发展提供参考。
杜仲中的次生代谢物及其生物合成途径摘要：本文介绍了杜仲的生物学特征及产地，对杜仲中所含的次生代谢产物及其生物合成途径进行了综述。
关键词：杜仲；次生代谢产物；生物合成途径1 杜仲概述杜仲（Eucommia ulmoides Oliver）为杜仲科杜仲属植物，是我国特有名贵药用树种[1]，落叶乔木，其高达20m、树皮灰褐色，粗糙，连同枝、叶、根均含胶，折断有银白色细丝。
叶椭圆或椭圆伏卵型，长6～18cm，边缘有锯齿，下边脉上有毛，叶柄长1～2cm，果为翅果扁平而薄，内含一种子［2－3］。
杜仲为地质史上第三纪冰川运动残留下来的古生物树种，为国家二级保护植物［4］，原产于我国西南诸省山区，喜温暖而凉爽的气候，属喜光树种，在强光、全光条件下才能良好生长。
杜仲适生范围较广，我国有丰富的资源，主要分布于甘、陕、晋、豫、湘、鄂、川、滇、黔、桂、苏、皖、浙、赣等省、自治区，垂直分布一般在200～1500m之间，个别地区海拔高度可达2500m，其野生的分布中心是在中国中部地区［5］。
在日本、俄罗斯、朝鲜、北欧、北美等国家和地区也有引种［6］。
其皮和叶是我国传统的中药材，具有补肝肾、强筋骨和安胎的作用，用于治疗肾虚腰痛、筋骨无力、胎动不安、高血压、头晕目眩等症。
杜仲皮中主要药用成分为松脂醇二葡萄糖苷，杜仲叶中主要药用成分为绿原酸[7]。
2 杜仲的化学成分,近年来，各国学者对杜仲的化学成分进行了大量研究，目前经过分离和鉴定的有机化合物约有70种以上，无机矿物元素不少于15 种。
研究还发现，杜仲皮、花、叶和枝条等各部分中含有相似的化学成分，主要包括: 苯丙素类、木脂素类、环烯醚萜类、黄酮类、多糖、氨基酸和杜仲胶等有机化合物，及钙、铁等无机元素。
2.1苯丙素类苯丙素是一类含有一个或几个C6–C3单位的化合物，在苯环上有酚羟基或烷氧基取代，是形成木脂素的前体，在杜仲中广泛存在。
目前已从杜仲中发现10多种苯丙素类化合物[8-13]见表1。
表1 杜仲中的苯丙素类化合物序号No. 化合物名称Name)1绿原酸chlorogenic acid2 绿原酸甲酯methyl chlorogenate3 咖啡酸caffeic acid4 二氢咖啡酸dihydrocaffeic acid·5愈创木丙三醇guaiacyl-glycerol6 松柏苷Coniferin7 间羟基苯丙酸3-(3-hydroxyphenyl)propionic acid8 丁香苷Syringin/9寇布拉苷kaobraside10 松柏醇Coniferol11 香草酸vanillic acid2.2木质素类木脂素是由苯丙素双分子聚合而成的天然产物，具有抗肿瘤、抗病毒等生理活性。
迄今为止，从杜仲中共分离鉴定出20多种木脂素及其苷类[14-16]。
按其结构特点可分为单环氧木脂素、双环氧木脂素、环木脂素、倍半木脂素和新木脂素等类型，见表2。
《表2 杜仲中的部分木脂素类化合物序号No. 化合物名称Name1 松脂素(+)-pinoresinol2 "表松脂素(+)-epi-pinoresinol3 1-羟基松脂素(+) 1-hydroxypinoresinol4 松脂素单糖苷(+)-pinoresinolO-β-D-glucopyranoside5 松脂素双糖苷(+)-pinoresinoldi-O-β-D-glucopyranoside6 …1-羟基松脂素-4?-单糖苷(+)1-hydroxypinoresinol-4?-O-β-D-glucopyranoside7 1-羟基松脂素- 4?-单糖苷(+)1-hydroxypinoresinol -4?-O-β-D-glucopyranoside8 1-羟基松脂素双糖苷(+)1-hydroxypinoresinol4?,4?-di-O-β-D-glucopyranoside序号No. 化合物名称Name）9丁香脂素(+)syringaresinol2.3环烯醚萜类化合物环烯醚萜类及其苷类化合物在植物界中分布较广，是由臭蚁二醛转变而来的单萜类化合物，分子中含有环烯醚键，杜仲醇类无环烯醚键，可看成环烯醚萜开环后的产物。
另外，环烯醚萜还可形成多聚体。
现己从杜仲叶、皮中分离出10 多种环烯醚萜类成分[17]。
如表3表3 杜仲中的环烯醚萜类序号No. 化合物名称~Name1 桃叶珊瑚苷aucubin2 京尼平genipin3 京尼平苷geniposide（又称栀子苷）4 )京尼平苷酸geniposidic acid5 车叶草苷asperuloside6 车叶草苷酸asperulosidic acid7 鸡屎藤苷10-O-乙酸酯scandoside10-O-acetate10 &筋骨草苷ajugoside11 雷朴妥苷reptoside12 杜仲苷D ulmoidoside D13 杜仲苷ulmoside序 号 No. 化合物名称~Name14.杜仲苷A ulmoidoside A15 杜仲苷B ulmoidoside B 16杜仲苷C ulmoidoside C2.4杜仲中的黄酮类化合物黄酮类化合物在植物界中分布最广，常以游离态或与糖结合成苷的形式存在。
目前已发现有6000多种不同的黄酮类化合物。
黄酮类化合物也是杜仲的主要有效成分之一。
杜仲不同部位中总黄酮的含量也有很大的差别，以杜仲叶中的总黄酮含量最高，尤其以老叶中的含量最高；主根和主根皮中黄酮含量最低，而除叶外的各部位的含量相差不大，且含量都较低［18］。
其含量的高低是判断杜仲生药及其产品质量的重要指标。
杜仲皮和叶中分离鉴定的黄酮类化合物见表4[19-21]。
]表4 杜仲中的黄酮类化合物-续 号No. 化合物名称 Name1 山柰酚 kaempferol成2 山柰酚3-O -芸香糖甙 kaempferol-3-O -rutinoside成3 山柰酚3-O -（6?-乙酰基）-葡萄糖苷 kaempferol -3-O - acetylglucoside Ki 4 紫云英苷 kaempferol-3-O -glucoside, astragalin Ta5 槲皮素 quercetin成6 槲皮素3-O -葡萄糖甙 quercetin 3-O -β- D -glucopyranoside, isoquercitrin Ki 7 槲皮素-3-O -桑布双糖苷 quercetin 3-O-sambubiosideTa 8 槲皮素3-O -木糖基-（1-2）-葡萄糖甙quercetin-3-O -xylopyranoside Ta 9槲皮素3-O -α-L-阿拉伯酸-(1?2)-β-D-葡糖苷quercetin 3-O -α-L-arabinopyranosyl-β-D-glucopyranoside Ki10 陆地锦苷 hirsutin 成11 芦丁 rutin Ta12 儿茶素 catechin 孙13表儿茶素 epcatechin孙·2.5其他成分杜仲多糖是近年来研究发现的又一活性成分。
组成明确的有: Gonda 等［22］从杜仲皮中分离出的酸性聚糖杜仲糖A( Eucomman A) 和Tomoda 等［23］分离出的杜仲糖B( Eucomman B) 。
杜仲糖A 是由L－阿拉伯糖、D－半乳糖、D－葡萄糖、L－鼠李糖、D－半乳糖醛酸按摩尔比8∶6∶4∶5∶8 组成; 杜仲糖B 的结构主要为α－1，2－L－鼠李糖，1，4－D－半乳糖。
这两种多糖对网状内皮系统均有活化作用，可增强机体非特异性免疫功能。
杜仲胶因其在工业上的良好用途已成为现在研究的又一热点，它是普通天然橡胶的同分异构体，属反式聚戊二烯，杜仲胶具有金属光泽，耐酸碱、不易腐蚀，其硫化制品质量比天然橡胶品质优良，是现代工业开发高性能绿色橡胶的极好材料［24］。
杜仲中除上述成分外，还包含酚、醇类化合物、抗真菌蛋白［25］、生物碱及挥发油［26］等。
另外杜仲营养成分含量丰富，含有丝氨酸、谷氨酸、甘氨酸、精氨酸等17种游离氨基酸，其中必需氨基酸齐全；还有Zn、Cu、Fe、Mn、Ge、Xe 等15 种微量元素［27］。
3主要次生代谢物的生物合成途径3.1苯丙素类的生物合成途径杜仲叶片中的主要苯丙素类物质是绿原酸（Chlorogenic acid）[28、29]。
植物中绿原酸的生物合成包括了一系列的酶促反应。
在酶的催化下, 葡萄糖转化成莽草酸(shikimicacid)，后者再转化成丙氨酸，最后经过合成酶作用得到绿原酸[30]。
见图1。
图1绿原酸生物合成途径2.2 木质素类化合物的生物合成途径木脂素是由苯丙素双分子聚合而成的天然产物，合成途径如图2图2木质素类化合物合成途径2.3环烯醚萜类化合物生物合成途径杜仲中的环烯醚萜苷类化合物主要包括桃叶珊瑚苷（aucubin）和京尼平苷酸（geniposidic acid）。
桃叶珊瑚苷和京尼平苷酸均易溶于水、甲醇，溶于乙醇，不溶于乙醚、氯仿、苯及石油醚。
分子结构中存在半缩醛结构，极不稳定。
桃叶珊瑚苷和京尼平苷酸的生物合成途径中的酶和基因目前还没有完全研究清楚。
这两种物质属于环戊烯型的环烯醚萜苷类，环烯醚萜类化合物在植物体中生物合成途径起源于类异戊二烯途径产生的焦磷酸牻牛儿酯（IPP），其化合物基本结构骨架的合成途径如图3。
(图3环烯醚萜类化合物合成途径2.4黄酮类化合物生物合成途径黄酮类化合物是一类含有C6-C3-C6基本结构骨架的化合物，根据碳链的氧化程度、B环连接的位置以及三碳链是否与B环构成环状等特点，可将黄酮类化合物分为黄酮（flavones）、二氢黄酮（flavonone）、异黄酮（isoflavones）、黄酮醇（flavonol）、黄烷醇（flavanol）、橙酮（aurone）、查耳酮（chalcone）及花青素（anthocyanin）等几大类[31]。
杜仲中的黄酮类化合物主要有槲皮素和山奈酚，其生物合成途径如图4。
COOH NH 2HCCOOHCOSCoA+3L-苯丙氨酸肉桂酸P -香豆酸P -乙酸乙酰-CoA-羧化酯-CoAH 3C COOH PALOHOH OOHOOH H HOHOH 双氢槲皮素OH O O HOOH HH黄 酮FLSOH OOHOHOHH 黄酮醇（山萘酚）黄酮醇（槲皮素）异黄酮OH OOHOOH HOHOH图4 槲皮素和山奈酚的生物合成途径CHS ：查耳酮合成酶chalcone synthase ；CHR ：查耳酮还原酶chalcone reductase ；STS ：芪合成酶stilbene synthase ；AS ：金鱼草素合成酶aureusidin synthase ；CHI ；查耳酮异构酶chalcone isomerase ；F3H ：黄烷酮羟化酶flavanone hydroxylase ；FNS ：黄酮合成酶flavonesynthase ；IFS ：异黄酮合成酶isoflavone synthase ；FLS ：黄酮醇合成酶flavonol synthase ，F3'H ；黄酮-3'-羟化酶flavonoid-3'-hydroxylase-：参考文献[1]李时珍. 本草纲目[M]. 北京: 北京出版社,1995:1590 －1596.[2]王俊丽.杜仲研究［M］.河北: 河北大学出版社，2001.[3]周正贤.中国杜仲［M］.贵阳: 贵州科技出版社，1992.[4]郭双举.杜仲科的演化史［M］.西安: 陕西科学技术出版社，1992.[5]张康健.中国杜仲研究［M］.第一版.西安: 陕西科学技术出版社，1992: 19－23.[6][[7]杜红岩, 赵戈, 卢绪奎.论我国杜仲产业化与培育技术的发展［J］.林业科学研究，2000，13( 5) : 554－561[8]中华人民共和国药典编辑委员会, 中华人民共和国药典. 北京: 化学工业出版社, 2005.[9]李家实, 阎玉凝. 杜仲皮与杜仲叶化学成分初步研究. 中药通报, 1986, 11 (8):41.[10]Deyama T. The constituents of Eucommiae cortex. Proceedings of the firstInternational Symposium on Eucommia ulmoides. 1997, Xi’an, China, pp. 30–39.[11]Hattori M, Che QM , Gewali MB. Constituents of the leaves of Eucommiaulmoides. Shoyakugaku Zasshi, 1988, 42: 76–80.[12]Gewali M B, Hattori M, Namba T. Constituents of the stems of Eucommiaulmoides. Shoyakugaku Zasshi, 1988, 42: 247–248.[13]Deyama T, Ikawa T. Kitagawa S. Part Ⅵ. Isolation of a new sesquilignan andneolignan glucoside. Chem Parm Bull, 1987, 35(5): 1803–1807 b.[14]李东, 王翰龙, 陈家明, 等. 杜仲的化学成分. 植物学报, 1986, 28(5):528–532.[15]尉芹，马希汉，张康健.杜仲化学成分研究［J］.西北林学院学报，1995，10( 4) :88－93.[16]Deyama T，kawa T，Nishibe S.The constituenta of Eucommiaulmoides Oliv. II－isolation and structure of three new lignanglycosides［J］.Chem Pharm Bull，1985，33( 9) : 3651－3657.[17]Deyama T，kawa T，tagawa S，et al. The constituents ofEucommia ulmoides Olive.III－isolation and structure of a newlignan glycoside［J］.Chem Pharm Bull，1986，4( 2) : 523－527.[18]胡佳玲. 杜仲研究进展［J］. 中草药，1999，30 ( 5 ) :394－396.[19]孙兰萍，马龙，张斌，等.杜仲黄酮类化合物的研究进展［J］.食品工业科技，2009，30( 3) : 359－363.[20]成军, 赵玉英, 崔育新, 等．杜仲叶黄酮类化合物的研究．中国中药杂志,2000, 25(5): 284–285.[21]Kim HY, Moonb BH, Lee HJ, Choi DH. Flavonol glycosides from the leaves ofEucommia ulmoides Oliv. With glycation inhibitory activity. J Ethnopharmacology, 2004, 93: 227–230.[22]Takamura C, Hirata T, Yamaguchi Y, Ono M, Miyashita H, Ikeda T, Nohara T.Studies on the chemical constituents of green leaves of Eucommia ulmoides Oliv.J Nat Med, 2007, 61: 220–221.[23]Gonda R，Tomoda M，Shimizu N，eta1. An acidicpolysaccharide having activityon the reticufoen dothelial systemfrom the bark of Eucommia ulmoides［J］.Chem Pharm Bull，1990，38( 7) : 1966－1969.[24]Tomodo M，Gonda R，Shimizu N，et al.A reticuloen－dothelialsystem—activating glycan from the barks of Eucommia ulmoides［J］.Phytochemistry，1990，29( 10) : 3091－3093.[25]陈士朝.杜仲橡胶的开发和应用［J］.橡胶工业，1993，40( 11) : 690－692.[26]刘小烛，胡忠，李英，等.杜仲皮中抗真菌蛋白的分离和特性研究［J］.云南植物研究，1994，16( 4) : 385－391.[27]郭志峰，刘鹏岩，安秋荣，等.杜仲叶挥发油的GC－MS 分析［J］.河北大学学报: 自然科学版，1995，15( 3) : 35－39.[28]张军民，高振川，张琪，等.杜仲叶及提取物营养价值和药用成分研究［J］.氨基酸和生物资源，2002，24( 1) : 1－2.[29]吴龙奇, 朱文学, 张玉先, 等. 杜仲中绿原酸含量及提取检测方法的分析[J].食品科学,2005,(S1):187－192.[30]陈乃炽, 汪洪武, 刘艳清, 等. 杜仲叶中绿原酸的提取与含量测定[J]. 经济林研究,2001,19(2):59－61[31]RJA Villegas, M Kojima;Biosynthesis of the chlorogenic acid.Agric.Biol.Chem.,1985, 49: 263 -265.[32]Elio GWM, Schijlen CH, Ricde V os, eta. Modification of flavonoid biosynthesisin crop plants. Phytochemistry, 2004, 65: 2631–2648.。
