虫害诱导植物合成防御性次生代谢产物的研究进展

昆虫对植物的取食活动可以激活植物的防御反应,诱导植物通过调控自身的代谢网络合成防御性次生代谢产物,抵御外界不良刺激。虫害诱导植物合成防御性次生代谢产物及其机制研究已成为近年来的研究热点之一。现对虫害诱导的植物防御性次生代谢产物、昆虫危害产生的各类激发子、植物对激发子的识别、虫害应答相关的信号转导通路及其对次生代谢物质积累的调控进行了综述,可为虫害诱导植物合成防御性次生代谢产物的机制研究提供参考,为植物虫害防治研究、植物次生代谢物质的生产和利用提供理论依据。     

首届植物次生代谢国际学术研讨会

植物次生代谢物在许多生命活动过程中起着重要作用,如细胞解毒、物质交流、信号转导、防御机制等。对我们人类而言,很多植物次生代谢物具有治疗疾病的重要功能,也是医药品和化学品的重要来源。关于植物次生代谢物的利用,我国有着悠久的历史和传统,是我国传统文化和中医学的重要组成部分。植物虽能合成成千上万种次生代谢物,但是其含量往往极低,利用受到限制。另外,现在人们很难在体外合成这些次生代谢物。因此,阐明植物次生化合物的生物合成途径已成为众多科学家的重要研究目标,而生物合成的相关知识也将有助于人类从植物次生代谢产物中获益更多。     

转录因子调控植物萜类化合物生物合成研究进展

萜类化合物是植物次生代谢物中结构和数量最多的一类化合物, 它们在植物体内以及植物与环境和其它生命体的相互作用中发挥重要作用。转录因子通过调控代谢通路中基因的转录起始来调节次生代谢物质的产量。目前, 研究发现参与萜类合成的转录因子家族主要有6个, 包括AP2/ERF、bHLH、MYB、NAC、WRKY和bZIP。该文主要对其家族的结构特点、调控模式以及研究进展进行综述, 以期进一步丰富萜烯合成的网络调控, 为植物萜类相关的分子育种、优质栽培和病虫害生物防治等提供新的思路与方法。     

丹参代谢途径关键酶和次生代谢产物的研究进展

丹参次生代谢物是丹参入药的主要成分，文章从丹参次生代谢物的主要类型、合成途径、关键酶及培养环境的变化对丹参次生代谢物的影响等方面，综述了近年来国内外对丹参次生代谢产物积累的研究进展，论述了植物次生代谢主要合成途径中关键酶与代谢物积累的相关作用，列举了环境变化、诱导作用对丹参次生代谢物含量变化的影响，旨在为丹参的规范化种植和质量控制提供理论依据。     

几种重要植物次生代谢防御反应物质的生物合成途径及分子调控机制研究进展

参与植物防御反应相关的次生代谢产物主要有酚类、萜类和生物碱类.近几年,随着转录组学、蛋白组学及新的分子生物学技术的广泛应用,极大地推进了植物次生代谢防御反应物质调控机制的研究进展.我们从这几类次生代谢物质的合成途径及其参与植物防御反应的分子调控机制两大方面进行概述,重点介绍这三类具有防御作用的次生代谢产物的生物合成途径、参与介导植物防御反应的相关信号分子及其转录调控机制,为正确认识植物次生代谢防御反应提供理论据.     

转录因子调控植物萜类化合物生物合成研究进展

萜类化合物是植物次生代谢物中结构和数量最多的一类化合物,它们在植物体内以及植物与环境和其它生命体的相互作用中发挥重要作用。转录因子通过调控代谢通路中基因的转录起始来调节次生代谢物质的产量。目前,研究发现参与萜类合成的转录因子家族主要有6个,包括AP2/ERF、b HLH、MYB、NAC、WRKY和bZIP。该文主要对其家族的结构特点、调控模式以及研究进展进行综述,以期进一步丰富萜烯合成的网络调控,为植物萜类相关的分子育种、优质栽培和病虫害生物防治等提供新的思路与方法。     

芥子油苷在植物-生物环境关系中的作用

芥子油苷是一类含氮、含硫的植物次生代谢物质,主要分布于白花菜目的十字花科植物。芥子油苷及其降解产物具有多种生化活性,近年来人们更多地关注芥子油苷代谢与其它物质代谢途径的相互联系以及与植物生存环境的相互作用。介绍了芥子油苷及其分布、芥子油苷-黑芥子酶系统以及由芥子油苷介导的植物对昆虫、病原体的防御作用和植物与植物之间的化感作用的研究概况。     

次生代谢产物与植物抗病防御反应

次生代谢产物是由植物次生代谢产生的许多结构不同的小分子有机化合物,它们广泛参与植物的生长、发育、防御等生理过程。次生代谢产物在植物的抗病防御反应中发挥着重要作用,可以作为生化壁垒防御病原物侵染,还可以作为信号物质参与植物的抗病反应;在植物与病原物互作中,植物合成新的抗菌物质植保素,原有的抗菌物质也会增加。植物次生代谢产物的积累受到病原物、发育,环境等多种因素的调节。本文重点介绍次生代谢产物在植物抗病防御中的相关作用以及影响其合成的各种因素。     

植物细胞培养生产次生代谢物的途径

利用植物细胞培养生产次生代谢产物是一种快速、高效获取天然产物的重要方法。本文从培养方法、培养技术、生物转化及基因工程应用三个方面,综述了近年来国内外应用于植物细胞培养生产次生代谢产物的途径及研究进展,论述了次生代谢产物的主要类型及合成途径,列举了应用实例和次生代谢物种类以及相应的培养条件,以期对快速选择提高目的次生代谢物的培养条件起到了一定指导作用。     

植物腺毛中防御物质的合成与调控及转运研究进展

植物毛状体来源于表皮细胞的延伸,是表皮细胞的特有结构。植物毛状体可分为腺毛和非腺毛,腺毛是具有分泌作用的毛状体,也是大量次生代谢产物的合成、储存以及释放的场所。植物腺毛常分泌不同类型的防御物质如萜类、氨基酸及苯丙烷类、酰基糖、脂肪类衍生物等,这些次生代谢物质能够保护植物免受生物和非生物胁迫,具有重要的防御作用。该文对近年来国内外有关植物腺毛的类型、防御物质的合成与调控等方面的研究进展进行综述,并重点对其合成途径、调控机理与转运机制的研究进展进行梳理,以期为防御物质的生物合成和遗传改良研究提供参考。     

八角属萜类成分及其化学分类意义

以八角属植物中所含的萜类成分为基础,把各种萜类成分按照其所属的基本骨架类型进行整理,将各种骨架类型萜类的总含量作为数量性状,采用SPSS系统进行聚类分析研究,作出八角属的树形分支图。结合八角属的形态特征和地理分布探讨八角属的化学分类意义。     

龙葵腺毛发育的细胞学研究

利用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜技术,观察了龙葵“四叶一心”期时叶片及茎表皮的腺毛的种类、分布,探究了不同类型腺毛的起源、生长、成熟、分泌、衰老等发育过程的细胞学特征;通过组织化学染色和荧光显微技术,观察了龙葵腺毛成分、分布,为龙葵的进一步开发利用提供参考。结果表明：（1）龙葵腺毛分为单细胞头腺毛和多细胞头腺毛两类,前者主要分布于茎表面和叶上下表皮,后者主要分布于茎表面的单细胞头腺毛之间、叶脉及叶边缘;（2）龙葵腺毛发育起始于表皮细胞突起,单细胞头腺毛行顶端生长,具1-4个柄细胞,四种类型;多细胞头腺毛可再分为一层、两层与三层多细胞头腺毛,另具三种特殊类型;（3）龙葵成熟腺毛具分泌能力,通过皮下空间的物质积累导致腺毛头细胞表面形成突起、包块、破口,最终释放分泌物;而头细胞与柄细胞随即皱缩、衰老。（4）超微结构显示,腺毛头细胞中内质网与高尔基体极为丰富,合成代谢及分泌活动活跃,产生大量包裹嗜锇物质的囊泡,囊泡与细胞壁融合,进而将嗜锇物质转移至细胞壁并积累,随后储存在角质层下的皮下空间直至分泌释放;（5）组织化学染色结果表明,腺毛含有萜类、生物碱、脂类、蛋白质、酚类和多糖。头细胞中主要含有萜类、生物碱、脂类、蛋白质、酚类和中性多糖;柄细胞中主要含有萜类、生物碱、脂类。     

植物源杀虫成分研究新进展

本研究评述了近年来源于植物中的具有昆虫拒食和杀虫作用的化学成分。其结构类型主要涉及及萜类、生物碱类、黄酮类、脂类以及木脂素类化合物等。     

Metabolomics Analysis of Metabolites in <i>Forsythia suspense</i> Fruit Using UPLC/ESI-Q TRAP-MS/MS

Forsythiae Fructus, the fruit of Forsythia suspense is a traditional Chinese hebal medicine that has the antiviral and antioxidant effects in China. Modern analytical chemistry studies showed that the extracts of Forsythiae Fructus contain many bioactive components, such as flavonoids, lignans, phenolic acids, and terpenoids, which can be used to anti-inflammatory and treat toxicity, tonsillitis, ulcers, pharyngitis and acute nephritis. In order to study the types and quantities of metabolites in Forsythiae Fructus, we isolated, identified and analysed metabolites between two varieties of Forsythiae Fructus using UPLC/ESI-Q TRAP-MS/MS. The results showed that a total of 407 metabolites were identified in Forsythiae Fructus using UPLC/ESI-Q TRAP-MS/MS, including 21 terpenoids, 68 phenolic acids, 63 flavonoids, 43 amino acids and derivatives, 22 alkaloids, 55 lipids, 24 lignans and coumarins, 31 nucleotides and derivatives, 29 organic acids, and 51 other metabolites. Among, lignans and coumarins, terpenoids, organic acids, lipids, and phenolic acids were rich in Forsythiae Fructus, which accounted for more than 60% of the total metabolite content. Differential metabolite analysis revealed that 80 metabolites differed significantly between the two types of Forsythiae Fructus. Our results greatly enrich the Forsythiae Fructus phytochemical composition database and provide valuable information for further study of the metabolites of Forsythiae Fructus.     

植物萜类代谢工程

植物萜类化合物不仅在植物生命活动中起重要作用,而且具有重要商业价值。随着近年来萜类代谢途径和调控机理研究的深入,代谢工程已成为提高萜类产量最有潜力的途径之一。对萜类代谢工程领域具代表性的研究结果进行了全面回顾,然后讨论了萜类代谢工程的研究方法和策略,其中重点探讨了功能基因组学方法在萜类代谢途径及调控机理研究方面的应用。     

Terpenoids are transported in the xylem sap of Norway spruce

Norway spruce is a conifer storing large amounts of terpenoids in resin ducts of various tissues. Parts of the terpenoids stored in needles can be emitted together with de novo synthesized terpenoids. Since previous studies provided hints on xylem transported terpenoids as a third emission source, we tested if terpenoids are transported in xylem sap of Norway spruce. We further aimed at understanding if they might contribute to terpenoid emission from needles. We determined terpenoid content and composition in xylem sap, needles, bark, wood and roots of field grown trees, as well as terpenoid emissions from needles. We found considerable amounts of terpenoids—mainly oxygenated compounds—in xylem sap. The terpenoid concentration in xylem sap was relatively low compared with the content in other tissues, where terpenoids are stored in resin ducts. Importantly, the terpenoid composition in the xylem sap greatly differed from the composition in wood, bark or roots, suggesting that an internal transport of terpenoids takes place at the sites of xylem loading. Four terpenoids were identified in xylem sap and emissions, but not within needle tissue, suggesting that these compounds are likely derived from xylem sap. Our work gives hints that plant internal transport of terpenoids exists within conifers; studies on their functions should be a focus of future research.     

Chemical Constituents of Essential Oil of Two Varieties of Artemisia dubia Wall. ex Bess.

The essential oil of Artemisia dubia var. dubia and dubia var. subdigitata were analysed by GCMS and a tatal of 82 compounds including 50 terpenoids, 12 aromatics and 20 aliphatics were identified, among which variety dubia and var. subdigitata contained 54 and 67 compounds respectivey. Comparative studies indicate that 39 compounds (27 terpenoids, 5 aromatics and 7 aliphatics) were shared by the two varieties. The difference in constituents of essential oil between the two varieties is that more types of biocyclic and tricyclic sesquiterpenes, aromatics and aliphatics were shown inA. Dubia var. subdigitata than A. dubia var. dubia. Compositionally, the terpenoids in essential oil of the two varieties were endowed with a higher degree of cyclization than those of the species from Subgen. Artemisia, but similar to those of the species from Subgen. Dracunculus. Thus the assignment of the two varieties in Subgen. Dracunculus was consistent with the phylogeny of the genus Artemisia.     

海绵生理活性物质研究新进展

本文综述了近三年来从海绵中得到的萜类、生物碱、甾醇、肽类等具有抗菌、抗病毒、抗肿瘤、抗爱滋病及心血管活性等生理活性的物质。     

代谢改造酿酒酵母合成萜类化合物的研究进展

萜类化合物是一类种类繁多、功能多样的化合物,部分具有抗癌、增强免疫力等作用,具有良好的生物活性,在食品、保健品以及医疗等领域应用广泛。近年来,随着对萜类化合物生物合成途径研究的深入,研究人员采用代谢工程手段构建了多种萜类产物的高产酿酒酵母工程菌株,部分已经达到或者接近工业化生产水平。因此,采用合成生物学相关技术手段合成萜类化合物,有望取代化学合成或者传统的提取模式,成为天然萜类产物的新型生产方法。文中以常见的几种萜类产物为例,介绍并探讨萜类产物的生物合成策略以及合成生物学方面的研究进展。     

青霉属真菌次级代谢产物的结构类型及其药用活性的研究进展

青霉属(Penicillium)真菌属于腐生类真菌,是自然界中一类重要的分解者。其可以产生多种多样的次级代谢产物。这些结构新颖、功能特殊的次级代谢产物在抗菌、抗氧化、抗肿瘤等药物开发中发挥重要作用,主要由聚酮类、生物碱、萜类、大环内酯等化学结构类型组成。本文综述了青霉属真菌次级代谢产物的结构类型以及丰富的生物药用活性,该内容可为后续青霉属真菌新型天然药物的开发提供研究思路。