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徐伟忠6月前
次生代谢形成机制 早上好,欢迎大家来到直播间。昨天我们讲了植物次生代谢的可调控性,即把环境的一些刺激因子控制在一定阈值内,可实现次生代谢物的相对可调控代谢。通过人为调节与控制触发因子、诱导子,最终达成次生代谢物的可调控化生产,这对未来生物制药,以及获取次生代谢物、开辟新途径意义重大。 昨天还提到,亲缘关系近的植物,其次生代谢物具有相似性。在进化进程中,亲缘关系相近的植物,自身代谢物含量也相对相似。次生代谢物的分布具有广布性,所有高等植物都含有次生代谢物。以黄酮类化合物为例,其广泛分布于植物界,在双子叶植物中,近50多个科都有这类物质 。不过,次生代谢物也存在分布的狭窄性,如橡胶仅产自橡胶树,杜仲胶只存在于杜仲树,芳香油松脂由松树产生。 同一植物因年龄、品种、个体、时间、地域、立地条件不同,不同部位和器官的次生代谢物种类与含量也有差异。像温州蜜柑,不同年龄、生长环境下,口感风味不同,通常树龄越大品质越好;保肥性差的砂质土壤种出的柑橘品质更佳。 植物细胞储藏次生代谢物的方式有体内储存和体外储存两种。以人参、金银花为例,相同品种但生长年限不同,其次生代谢物含量差异显著。5年生和6年生人参的总皂苷含量相差近半,随着年份增加,总皂苷含量上升,4年生人参的总皂苷含量较6年生减少近半。其他药用植物也是如此,次生代谢物与时间、空间、年龄等因素紧密相关。同种植物个体间自身代谢物存在差异,植物通过种子繁殖的后代因基因不同,次生代谢物也有差异。因此,对于药用植物或工业原料植物,常采用无性繁殖统一基因型。早年云南思茅地区发展思茅松获取芳香油,学生筛选出的优良单株,其芳香油含量远超普通品种,后通过快繁技术大量繁殖无性苗,保证了次生代谢物含量稳定。目前多数药草为异交群体,不同个体基因型有别,即便同一片树林中的植株也存在差异,且不同季节,次生代谢物合成高峰期和数量不同,地域、气候也会产生影响。这使得中药材具有地道性,且与时空、年龄相关,树龄越大,次生代谢物含量越高。 次生代谢物难以精准把握,同一植物不同植株因基因差异,其次生代谢物含量和分布部位不同,且成分复杂。当前检测次生代谢物需针对性进行,无法全面检测,且检测难度远超基础营养成分检测。但次生代谢物关乎药用成分有效性,如人参在气雾栽培下,数月的皂苷含量就可达土壤栽培一年半的药效,超过药典标准。#徐伟忠
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