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天然产物研究与开发Nat Prod Res Dev 2006,18:102721032文章编号:100126880(2006)0621027206 收稿日期:2005212212 接受日期:20062022233通讯作者T el :86210262732775;E 2mail :lsping @s 药用植物次生代谢的生物学作用及生态环境因子的影响鲁守平13,隋新霞2,孙 群1,孙宝启1(1.中国农业大学农学与生物技术学院,北京100094;2.山东省农业科学院作物研究所,济南250100)摘 要:药用植物的很多有效成分为植物的次生代谢产物,包括生物碱、萜类、酚类、甙类等。
这些次生代谢产物在植物的生理调节、自身保护、生存竞争、协调与环境关系等生命活动的许多方面均起着重要作用。
各种生态环境因素包括光、温度、土壤、空气以及生物因素均影响到药用植物的次生代谢过程。
对药用植物次生代谢成分与生态环境因素的关系进行研究有利于揭示药用植物药用有效成分地域性差异的原因,可为药用植物的育种、栽培提供理论依据。
关键词:药用植物;次生代谢;生态因素中图分类号:Q946.8;R914.4文献标识码:AFunctions of Secondary Metabolism of MedicinalPlants and I nfluences of Ecological E nvironmentLU Shou 2ping 13,S UI X in 2xia 2,S UN Qun 1,S UN Bao 2qi 1(1.College o f Agronomy and Biotechnology ,China Agricultural Univer sity ,Beijing 100094,China ;2.Crop Research Institute ,Shandong Academy o f Agriculture Sciences ,Jinan 250100,China )Abstract :M ost of active ingredients of medicinal plants are secondary metabolites including alkaloids ,terpenoids ,phenols ,gly 2cosides ,and s o on.These secondary metabolites participate in many im portant life activities of plant ,such as growth and devel 2opment ,physiological regulation and protection in adverse environments ,survival com petition.The anabolism of secondary metabolites is in fluenced by many ecological environment factors including sunlight ,tem perature ,s oil ,air and biological factors.The study on relationship between secondary metabolism and ecological environment could elucidate com ponent difference of secondary metabolites of medicinal plants in different regions and offer theoretical foundations for the breeding and planting of medicinal plants.K ey w ords :medicinal plant ;secondary metabolism ;biological function ;ecological environment factor 人类利用药用植物来防病治病已有几千年历史。
药用植物次生代谢与调控实验报告一、实验目的：本实验旨在通过对药用植物的次生代谢及其调控因素的研究，探讨药用植物成分的变化规律及其调控机制，为药用植物的开发和利用提供科学依据。
二、实验材料与方法：实验材料：1.药用植物：选择其中一种药用植物作为实验材料，如金银花、人参等。
2.实验设备：显微镜、植物培养箱、高效液相色谱仪等。
实验方法：1.取药用植物的根、茎、叶等部位，进行分离和干燥。
2.利用高效液相色谱仪等技术，对药用植物进行成分分析，并跟踪不同发育阶段或不同生长环境下的成分变化。
3.对药用植物的次生代谢进行调控实验，如改变光照强度、添加适量的激素等，观察其对次生代谢的影响。
4.对实验结果进行统计学分析，并结合相关文献，讨论药用植物次生代谢及其调控机制。
三、实验结果：1.成分分析结果表明，药用植物在不同部位含有不同种类的次生代谢产物，如根部富含活性成分A，茎部富含活性成分B，叶部富含活性成分C等。
2.药用植物的次生代谢产物在不同发育阶段或不同生长环境下会发生变化，如在植物的开花期，药用植物的活性成分A的含量明显增加。
3.药用植物的次生代谢受到光照强度的影响，阳光照射下，药用植物的活性成分B的合成速度加快。
4.添加适量的激素能够促进药用植物次生代谢产物的合成，如加入激素X后，药用植物的活性成分C的含量明显增加。
四、实验讨论：通过本实验的分析结果，可以得出以下结论：1.药用植物的次生代谢产物具有组织特异性，即不同部位富含不同种类的次生代谢产物。
2.药用植物的次生代谢产物在不同的发育阶段或不同的生长环境下会发生变化，这可能与植物的生理状态有关。
3.光照强度对药用植物的次生代谢产物具有影响，这可能与光合作用和色素合成相关。
4.激素对药用植物的次生代谢产物具有调节作用，这可能与激素参与植物的生长和发育有关。
五、实验总结：本实验通过对药用植物的次生代谢和调控进行研究，探究了药用植物成分的变化规律及其调控机制。
实验结果表明，次生代谢产物具有组织特异性，且受到环境因素和激素的调节。
次生代谢在中药生态农业中的作用及利用一、农业生产方式对药用植物次生代谢的影响植物的次生代谢是植物长期的进化过程中产生的，与植物对环境的适应密切相关，植物产生具有生态功能的次生代谢物帮助他在不同的环境条件下生存下来。
同时其代谢过程也极易受植物生存环境的影响，次生代谢产物的合成也可以被一些物理或化学的环境因子刺激或者改变，植物次生代谢产物的生物合成严格受到土壤、气候、农业措施、营养条件改变等影响。
在农业生产中可以根据现代植物生理学的理论，通过合理施肥、灌溉排水、控制栽培密度、改变栽培方式等实现对植物次生代谢的调节，达到少施化肥和农药、减少环境污染、生产出优质安全农产品的目标。
（一）施肥与次生代谢植物中不同种类次生代谢产物的合成和积累对各种营养元素的需求不同，合理施肥才是保证药用植物生长发育状况良好和次生代谢物含量符合要求的前提条件。
中药材生产的过程中，应当根据不同药用植物的营养特点和土壤供肥能力，确定施肥的种类、时间和数量，以基肥、有机肥、生物菌肥为主，土壤施肥和叶面施肥相结合。
对于药用植物而言，品质形成的养分需求规律比提高产量的养分需求规律更加重要，因为，药用植物的生产更加注重的是品质，且施肥对于药用植物产量和品质的影响经常是相矛盾的。
例如，通过比较道地和非道地野生苍术土壤的供肥能力发现，道地茅苍术土壤处于低钾水平，并通过苍术植株不同程度低钾胁迫受控实验分析显示，低钾胁迫组的株高、根茎粗、叶片数、分枝数、须根数、地上及地下鲜重与干重等指标均较正常组显著降低（P＜0.05）。
但是，低钾胁迫组挥发油组分显示出质量分数较大的组分数目显著增多、各组分的量趋于均衡、茅术醇与β-桉油醇2个主要成分的量显著下降（P＜0.05），表明适度低钾胁迫导致的苍术挥发油组分变化与道地药材苍术的挥发油特征相符。
还有不少学者关于苍术的施肥研究表明，适量增加氮、磷、钾肥施用量可以提高茅苍术根茎的产量，以钾肥为例，每亩12～15 kg为宜，随着施肥处理的不同，其组分的变化规律也不相同，不同施肥处理对茅苍术根茎中活性物质含量的影响较大。
1药用植物资源：是指自然资源中对人类有直接或间接医疗作用和保健护理功能的植物总称。
药用植物资源开发利用的产品主要是用以人类防病治病的中药（包括民族药和民间草药等）、植物药、保健品等，此外还包括兽药、农药、功能性饲料添加剂等相关产品。
2药用植物资源学：是研究药用植物资源的种类、分布、蕴藏量、活性成分及其时（间）空（间）变化规律和评价方法、生物多样性保护、可持续利用以及相关信息管理的学科。
3药用植物资源的特点：1地域性2分散性3有限性和可解体性4可再生性5多用性6国际性4药用植物资源学的研究内容1药用植物资源调查2药用植物资源区划与产地适宜性分析3药用植物资源的野生抚育和可持续利用（植物野生抚育研究方面:1生理生态学研究2资源学研究 3生物学研究）4药用植物资源的动态规律和合理开发利用研究5积极寻找和扩大药用植物新资源6 濒危药用植物资源评价与监测5亚洲药用植物种类及其传统医药体系：该区以中医学传统理论为指导，理论系统完整，实践经验丰富。
代表性国家有中国、日本、朝鲜、韩国、越南、新加坡、菲律宾等，约有草药10 000种，人参、五味子、甘草、党参、当归、贝母、大黄、何首乌、6 阿拉伯—伊斯兰药用植物种类及其传统医药体系：北非和中东地区（埃及、南欧、希腊）以阿拉伯传统医学为主，气候干燥，土壤贫瘠，约有草药1 000种，荒漠草原或旱生药用植物，伊朗、土耳其、沙特等中东地区以伊斯兰医学体系影响为主，有草药1 000种。
7 西非—南非药用植物种类及其传统医药体系：以非洲传统医学为主，，包括东非和西非、南非地区，代表性国家有扎伊尔、坦桑尼亚、南非等。
地处热带沙漠、草原，赤道雨林，温带草原地区，植物种类丰富，面积广阔，四周环海，气候多样，植被丰富，有草药约1 000 8 拉丁美洲药用植物种类及其传统医药体系以拉美传统医学为主，有5 000种,代表性国家有巴西、墨西哥、秘鲁、智利等，种族众多，为热带地区，自然条件优越，气候潮湿，雨量充足，是植物资源最丰富的地区。
药用植物次生代谢产物积累规律的研究概况一、本文概述随着现代医药学的发展，药用植物作为天然药物的重要来源，其研究价值日益凸显。
药用植物的次生代谢产物，作为其主要活性成分，具有广泛的生物活性和药理作用，对于人类疾病的防治具有重要意义。
本文旨在探讨药用植物次生代谢产物的积累规律，以期为药用植物资源的合理开发和利用提供理论支撑。
本文首先介绍了药用植物次生代谢产物的概念和种类，阐述了次生代谢产物在药用植物中的重要性和作用。
接着，从生物合成途径、环境因素和遗传调控等方面，分析了次生代谢产物积累的影响因素，探讨了次生代谢产物积累的一般规律。
在此基础上，本文综述了近年来国内外在药用植物次生代谢产物积累规律研究方面的主要成果和进展，包括次生代谢产物积累与植物生长发育的关系、次生代谢产物积累与环境因子的关系、次生代谢产物积累的遗传调控机制等方面的研究。
通过对药用植物次生代谢产物积累规律的研究概况进行梳理和总结，本文旨在为药用植物资源的合理开发和利用提供理论支持和实践指导，推动药用植物次生代谢产物的研究向更深层次、更广领域发展，为人类的健康事业作出更大的贡献。
二、药用植物次生代谢产物的合成途径与调控机制次生代谢产物是药用植物在生长发育过程中，为适应环境压力或完成特定生理功能而合成的一类非必需小分子化合物。
这些化合物通常具有显著的生物活性，如抗菌、抗病毒、抗氧化、抗肿瘤等，是许多中药材的主要药效成分。
因此，研究药用植物次生代谢产物的合成途径与调控机制，对于深入理解其药用价值和提高药材质量具有重要意义。
次生代谢产物的合成途径通常包括初生代谢产物的转化和专门的次生代谢途径。
初生代谢产物，如糖、氨基酸和脂肪酸等，通过一系列酶促反应转化为次生代谢产物。
这些反应可能涉及多个生物合成途径，如苯丙烷途径、黄酮途径、萜类途径等。
这些途径中的关键酶和调控因子在次生代谢产物的合成中发挥着重要作用。
调控机制方面，药用植物次生代谢产物的合成受到多种内外因素的调控。
现在世界各国都重视植物的生长发育，这对保护生态环境，农业的可持续发展都起到重要作用。
植物组织培养是植物生长发育的重要环境，通常在人工环境条件下，利用现代科技水平完成人工的植物组织培养，现在已经发展100多年，植物组织培养的技术趋于成熟，并在植物学等领域有一定的应用。
植物组织培养的过程中植物需要代谢，在代谢的过程中产生多种次生代谢产物，其在食品、医药领域中发挥重要的作用。
大规模地培养植物细胞和器官，利用现代科技水平提炼营养食品，其成本低，具有一定的推广和应用价值。
1 植物组织培养的基本概念在现代植物发展的过程中，植物组织培养是利用人工的方式进行植物组织培养，可以进行大规模生产。
通常植物组织培养又称植物克隆，是指在无菌条件下，将植物细胞(如体细胞、生殖细胞等)、组织(如形成层、花药组织、胚乳、皮层等)和器官(如根尖、茎尖、叶、花、未成熟的果实、种子等)离体培养，在人工控制条件下(如光照、温度、湿度等)能够诱导产生愈伤组织或整个植株的技术。
植物组织培养是现代农学等领域研究的重要内容，对植物的生长发育都起到重要作用，符合现代植物培养的需要。
由于组织培养是脱离植物母体的人工培养，所以能够大规模生产无病毒、性状相同的克隆体。
植物组织培养可以大规模生产，为现代植物的大规模繁殖提供可能，同时在一定程度上促进了植物的发展，加快了现代农业发展的需要。
2 植物组织培养的发展历程植物组织培养经历一个多世纪的发展，现在其技术比较成熟，也适合大规模进行植物组织培养，满足现代植物发展的需要。
1902年，德国著名植物学家Haberlandt提出细胞具有全能性，即，植物体的每个细胞都具有个体发育的全部遗传信息，在适宜的外界条件下，能够发育成为新个体。
这是最早研究植物组织培养的雏形，这也拉开植物组织培养研究的序幕，为现代植物组织培养奠定了基础。
1937年，White认为植物细胞的全能性通常处于被抑制的状态，只有打破这样的环境，才能激发细胞脱分化和再分化，重新表现出细胞全能性。
