次生代谢产物作用

安徽农业科学，Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆＡｎｈｕｉ　Ａｇｒｉ．Ｓｃｉ．２００７，３５（３５）：１１３７６—１１３７７．１１４０５　责任编辑张杨林责任校对王淼　

影响植物次生代谢产物形成的因素　

王红星，乔传英，古红梅（周口师范学院生命科学系，河南周口４６６００Ｈ０）　

摘要从物理因素和化学因素两方面综述了其对植物次生代谢产物形成的影响，并展望了植物次生代谢产物的研究方向。　

关键词次生代谢产物；环境因素　

中图分类号Ｑ９４５．１　文献标识码Ａ　文章编号０５１７—６６１１（２００７）３５—１１３７６—０２　

Ｆａｃｔｏｒｓ　ｏｆ　Ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇ　Ｐｌａｎｔ　Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ　Ｍｅｔａｂｏｌｉｔｅｓ　

ＷＡＮＧ　Ｈｏｎｇ－ｘｉｎｇ　ｅｔ　ａｌ（Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｌｉｆｅ　Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｚｈｏｕｋｏｕ　Ｎｏｒｍａｌ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｚｈｏｕｋｏｕ，Ｈｅｎａｎ，４６６０００）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ　Ｔｈｅ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇ　ｆａｃｔｏｒｓ　ｏｆ　ｐｌａｎｔ　ｓｅｃｏｎｄａｒｙ　ｍｅｔａｂｏｌｉｔｅｓ　ｗｅｒｅ　ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ　ｆｒｏｍ　ｐｈｙｓｉｃｓ　ｆａｃｔｏｒ　ａｎｄ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ　ｆａｃｔｏｒ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　

ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｐｌａｎｔ　ｓｅｃｏｎｄａｒｙ　ｍｅｔａｂｏｌｉｔｅｓ　ｗａｓ　ｖｉｅｗｅｄ．　

Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ　Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ　ｍｅｔａｂｏｌｉｔｅｓ；Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ　ｆａｃｔｏｒ　

植物体中次生代谢物（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ　ｔｉｌｅｔａｂｏｉｔｅｓ）的产生和　

分布通常有种属、器官、组织和生长发育期的特异性，同时，　

受到环境中各种因素的影响。人们利用次生代谢物作为药材、　

香料、化工及食品的历史十分悠久，在人类防病治病历史　

上，次生代谢物也一直发挥着重要作用。随着对次生代谢产　

物了解的不断深入，其功能越来越多地被人们所了解，应用　

越来越广泛，人类对其需求量也越来越大。而野生植物中次　

植物次生代谢产物的功能及应用概述

植物次生代谢产物是植物在生长过程中产生的一类具有特定功能和应用价值的化合物。它们不是植物生长和发育的必需物质，而是植物为了适应环境，抵御外界压力和捕食者而产生的。这些化合物在植物体内起着调节生长发育、抵抗病害和捕食者、吸引传粉媒介等多种功能，对于植物的生存和繁衍具有重要作用。同时，植物次生代谢产物在医药、农业、食品、化妆品等领域也有重要的应用价值。

植物次生代谢产物具有调节植物生长发育的功能。植物在生长过程中会受到各种内外环境的影响，例如温度、光照、土壤条件等。为了适应这些环境变化，植物会产生一系列的次生代谢产物来调节自身的生长发育。比如，一些植物会在干旱条件下产生脯氨酸，以增加细胞膜的稳定性，抵御干旱胁迫。另外，一些植物在受到损伤或外界压力刺激时会产生一类称为植物激素的次生代谢产物，如赤霉素、生长素等，它们能够调节植物的生长发育和生理反应。

植物次生代谢产物具有抗病害和抗捕食者的功能。植物在自然界中面临着各种病原菌、病毒、昆虫等的侵害。为了抵御这些病害和捕食者，植物会产生一些具有抗菌、抗病毒、抗虫性等功能的次生代谢产物。例如，一些植物会产生一类称为次生代谢产物的挥发性有机化合物，如挥发性香气物质，它们能够吸引天敌来捕食害虫，起到抑制害虫的作用。同时，植物还会产生一些抗菌、抗病毒的次生代谢产物，如黄酮类化合物、生物碱等，它们能够抑制病原菌和病毒的生长，保护植物免受病害的侵害。

植物次生代谢产物还具有在医药、农业、食品、化妆品等领域的广泛应用价值。在医药领域，许多植物次生代谢产物被用于制造药物，如阿司匹林、紫杉醇等，它们具有抗炎、抗癌、抗凝血等药理活性。在农业领域，一些植物次生代谢产物被用作农药，用于防治病虫害，提高作物产量和质量。在食品领域，一些植物次生代谢产物被用作食品添加剂，如调味剂、色素等，以增加食品的口感和色彩。在化妆品领域，植物次生代谢产物被用于制造护肤品、化妆品等，如芦荟、薰衣草等，具有保湿、抗氧化等功效。

次生代谢产物作用

生物体通过各种生化反应产生的代谢产物分为两类：一类是直接参与生命活动的物质，如ATP、代葡萄糖及氨基酸；另一类是次生代谢产物。次生代谢产物指的是生物在结束自身生长发育之后或受到一定的环境刺激后形成的化合物。这些化合物不是生命维持所必需的，但具有一定的生理活性和生物学功能。下面就让我们来了解一下几种常见的次生代谢产物的作用。

一、生理活性

1. 药用

许多药物来自于植物和微生物合成的次生代谢产物。这些化合物能够治疗各种疾病，如激素、抗生素、镇痛剂、抗癌药等。例如，阿司匹林是从柳树皮提取的产物，用于缓解疼痛和减轻发热。另外，传统中药提取物中的有效成分也大多是次生代谢产物，如黄芩中的黄芩素具有抗炎、抗氧化、抗癌等功效。

2. 植物啮食

植物通过合成一些防御类次生代谢产物，如生物碱和鞣质来抵御害虫的啮食和病原菌的感染。例如，有些植物合成有毒的生物碱，如茄科植物合成的生物碱阿托品，毒死蝇草中的罗汉果碱。这些生物碱不仅对昆虫具有致死作用，对人类也有毒性。

二、生物学功能

抗氧化剂是能够清除自由基的化合物，能够预防或减轻氧化应激造成的损伤。许多次生代谢产物都具有抗氧化作用，如多酚类化合物、苯丙素、黄酮类等。例如，红酒中的白藜芦醇和儿茶素等都具有明显的抗氧化作用。

2. 辅酶和酶前体

有些次生代谢产物能够作为生物体内活性酶和辅酶的前体，参与生命活动。例如，维生素B族就是诸如硫胺素、核黄素等化合物的总称。这些化合物可在体内进一步转化成辅酶，作为许多重要酶的辅助物质。

3. 色素

色素是许多植物和动物体内的次生代谢产物，主要起着生理色素的作用。植物中的叶绿素能够吸收太阳光，驱动其光合作用。蓝藻中的蓝藻素也可吸收太阳光。动物中的血红蛋白和细胞色素等，都是色素类次生代谢产物。

4. 芳香化合物 芳香化合物是一类具有香味或芳香的次生代谢产物，如香料和精油。精油主要由挥发性化合物组成，如薄荷脑、蒎烯等。在食品和日用品等领域有广泛的应用，如香料、化妆品等。

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。首先，次生代谢产物的生物合成路径由多个基因编码的酶步骤构成。另外，次生代谢产物的生物合成也经常涉及三级代谢途径，这些途径包括原芳香族物、异亮氨酸和三萜物类。