药用植物次生代谢工程研究进展
药用植物次生代谢产物生产途径的研究概述
中药研究进展药用植物次生代谢产物生产途径的研究概述 王丹,王振月3,王宗权,陈金铭(黑龙江中医药大学,黑龙江哈尔滨150040)摘 要:对药用植物次生代谢产物的生产途径研究进行了综述,分别阐述了直接从植物中选取次生代谢产物、化学合成模拟、利用微生物发酵、利用植物组织和细胞培养以及利用基因工程生产次生代谢产物等五个方面。
通过对各方法优缺点比较,有利于其在实践的应用。
关键词:植物次生代谢产物;生产途径;微生物发酵;植物组织和细胞培养;基因工程中图分类号:R28216 文献标识码:A 文章编号:1002-2406(2008)01-0029-04基金项目:国家自然科学基金资助项目(3027156)作者简介:王丹(1982-),女,现为黑龙江中医药大学硕士研究生,主要从事生化教学研究。
通讯作者:3王振月(1956-),男,现为黑龙江中医药大学教授,硕士生导师,主要从事中药资源开发与生物技术研究。
收稿日期6修回日期 植物次生代谢的概念是在1891年由K ossei 首先明确提出的,是指有些生物体利用某些初生代谢产物为“原料”,在一系列酶的催化下,形成一些特殊的化学物质的过程,这些特殊的化学物质即为次生代谢产物(secondary metab olites ),如生物碱、黄酮类、萜类、有机酸、木质素等,它们是植物中一大类并非生长所必需的小分子有机化合物[1],但对于植物自身在复杂环境中的生存和发展却起着不可替代的作用[2,3]。
植物次生代谢产物具有一定的生理活性及药理作用,如生物碱具有抗炎、抗菌、扩张血管、强心、平喘、抗癌等作用[4];黄酮类化合物具有抗氧化、抗癌、抗艾滋病、抗菌、抗过敏、抗炎等多种生理活性及药理作用,且无毒副作用,对人类的肿瘤、衰老、心血管疾病的防治具有重要意义[5]。
几个世纪以来,人类一直从植物中获得大量的次生代谢产物用于医药卫生。
目前,世界75%的人口依赖从植物中获取药物,除化学合成之外,人类大量依赖植物次生代谢产物作为药物[6]。
植物次生代谢物的研究进展及应用前景
植物次生代谢物的研究进展及应用前景植物次生代谢物指的是植物不参与生长发育、呼吸、光合作用等基本生理代谢过程的化合物。
这些化合物不仅存在于植物体内，也在人类和动物的生理中发挥重要作用。
对于人类来说，植物次生代谢物不仅是药物来源，还可以应用于化妆品、香料、食品添加剂和颜料等领域，因此在科学研究和产业界应用方面引起了广泛关注。
一、植物次生代谢物的种类和合成途径植物次生代谢物种类繁多，包括表观遗传物质、多酚类化合物、萜类化合物、生物碱、酮类化合物等。
这些化合物的合成途径主要通过植物特定的酶系统进行，受到内部和外部环境的调控（如光照、营养元素含量、环境压力等）。
以多酚类化合物为例，多酚类化合物包括茶多酚、花青素等，这些化合物的合成主要受到苯丙氨酸途径和山梨醇磷酸途径的影响。
茶多酚的合成主要由苯丙氨酸途径中的芳香族氨基酸加氧酶（PAL）起始，经过多次酰基转移和加氧，形成儿茶素酸和黄酮类物质，最后通过加合反应形成茶多酚。
而山梨醇磷酸途径主要受到水杨酸途径和异源反应的影响，从而合成花青素。
二、植物次生代谢物的研究进展不同于植物基础生理代谢的研究，植物次生代谢物的合成和功能机制研究相对较少，但近年来在这个领域取得了重要突破。
1. 基因工程和代谢工程随着人类对植物基因组的了解和基因工程技术的发展，利用生物技术手段调控植物次生代谢物生合成已经成为热门研究方向。
代谢工程是通过转基因和突变，利用生物学手段刺激或者阻遏植物次生代谢物的生合成途径。
这些研究可以帮助我们更好地了解植物次生代谢物的合成途径和机理，指导其应用和开发。
2. 逆向生物学和大数据研究逆向生物学借助现代科技手段，利用人类对基因组和生物大数据的了解，从而解决科学难题。
逆向生物学也被应用到了植物次生代谢物的研究中，借助大数据技术和人工智能算法分析植物次生代谢物的生成机制，优化其生合成途径和产量。
三、植物次生代谢物的应用前景植物次生代谢物具有广泛的应用前景，主要涵盖医药、化妆品、食品等领域。
植物次生代谢物途径及其研究进展_王莉
武汉植物学研究2007,25(5):500～508Jou r na l of W uhan B ot an ical R esearch植物次生代谢物途径及其研究进展王莉1,2,史玲玲1,张艳霞1,刘玉军1*(1.北京林业大学生物科学与技术学院,北京 100083;2.西藏民族学院医学系,西藏咸阳 712082)摘 要:植物次生代谢是植物在长期进化过程中与环境相互作用的结果,由初生代谢派生。
萜类、生物碱类、苯丙烷类为植物次生代谢物的主要类型,其代谢途径多以代谢频道形式存在,具有种属、生长发育期等特异性。
从植物次生代谢物的分类、代谢途径及代谢调控基因工程等方面展开论述,重点介绍了次生代谢物的生物合成途径,以及利用基因工程等技术对植物次生代谢途径进行遗传改良等方面的研究进展,为全面认识植物代谢网络、合理定位次生代谢及其关键酶、促进野生植物资源可持续利用等提供理论依据。
关键词:次生代谢;代谢频道;调控机制;限速酶中图分类号:Q946.8 文献标识码:A 文章编号:1000-470X(2007)05-0500-09B i osynthesis and R egulati on of the SecondaryM etabolites i n P l antsWANG Li1,2,S H I Ling-Ling1,ZHANG Yan-X ia1,LI U Yu-Jun1*(1.Co ll ege o fB iol og ical S cie nce and B i otec hno l ogy,B eiji ng Forest ry Un i versit y,Beijing 100083,Ch i na;2.D e part m en t ofMed i ci ne,Ti bet In s tit u t e for Nati ona lities,X i anyang,T i bet 712082,Ch ina)Abst ract:P l a nt secondar y m etabolis m is r esu lt e d fro m interacti o ns bet w een plan ts and envir on m ents dur-i n g the long-ter m evo l u tion pr oce ss,and is de rived fro m t h e so-called pri m ar y m e tabo lis m.Terpenoids,al-kalo i d s and pheny lpr opanoids are the m ai n t h r ee types of p lant secondar y m etabolites,t h eir m etabo lic pathw ays m ostly exist in a w ay ofm etabo lic channels,and t h e pa t h w ay s po ssess characte ristics o f the spe-cies,the genus and t h e phase o f gro w t h and developm en.t The p r esent pape r carried out discussions on the classification of p lant seconda r y m e tabo lites,the m e tabo lic pathw ays and t h e gene eng i n ee ring ofm etabo lic r egu l a ti o ns.In order t o pr ovide t h eo r e tica l bases fo r co m pr ehensi v e l y understanding t h e plantm e tabo lis m net w or k,the ir r easonab l e positioning o f secondary m e tabo lis m and its key enzym es,and for sti m ulating the sustainab le exploration o fw il d p lant r esources,the d iscussions we r e e mphasized on biosynthe tic pathw ays of t h e secondar y m e tabo lites and so m e o ther aspects including gene tic i m pr ove m ent stra t e gies on plan t secondar y m e tabo lic pa t h w ays by using gene-engineeri n g techno logy.K ey w ords:Secondary m etabolis m;M e tabo lic channe l;Regu lation m echanis m;Rate li m iti n g enzym e 植物次生代谢(secondary m e tabo lis m)是由初生代谢(pri m a r y m e tabo lit e)派生的一类特殊代谢过程[1](见图1),是植物在长期进化中与环境相互作用的结果。
药用植物次生代谢产物积累规律的研究概况
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。
植物次生代谢产物的生产技术及工艺进展
植物次生代谢产物的生产技术及工艺进展植物次生代谢产物是植物生命活动中的重要组成部分，在生态系统中发挥着重要的作用。
它们除了在自己的生长中起到重要的作用外，还有很多药用价值。
其中有一些物质已经被广泛地用于医药、香料、染料、高级材料等领域。
然而，由于各种因素的制约，植物次生代谢产物的生产一直是相对困难的。
接下来，我会就植物次生代谢产物的生产技术及工艺进展这一话题进行探讨。
一、植物次生代谢产物的生产技术大体分类生产一直是植物次生代谢产物生产的难点。
在过去，传统的化学合成方法被认为是主要的生产途径。
然而，这种方法的成本较高，且仅适用于某些化学物质的生产。
现在，人们发现通过细胞培养建立起的次生代谢产物生产系统是一种新的方法。
这种方法借助植物本身的代谢机制，可以建立高效、连续、大规模的生产系统，从而大大提高了生产效率。
接下来，我们将对这两种方法进行简单的介绍。
1.1 传统的化学合成方法传统的化学合成方法是指通过人工合成的方式，在实验室中根据物质结构和反应机理对物质进行合成。
和传统的制药行业一样，这种方法也存在许多缺陷。
首先，植物次生代谢产物的化学结构较为复杂，需要很多繁琐的反应步骤，耗时耗力，且合成的产物纯度较低。
其次，这种方法长期以来忽视了环境和生态等方面问题，不利于现代可持续发展的趋势。
1.2 细胞培养方法细胞培养技术是指在体外培养细胞，利用细胞本身的基因信息和代谢途径来合成目标产品。
细胞培养技术具有高效、连续、规模化生产、高纯度、低成本等优点。
尤其在植物次生代谢产物生产领域已经得到广泛应用，成为一种主要的生产方式。
现有的细胞培养方式大致分为固定化细胞培养、悬浮细胞培养、和器官培养三类。
二、植物次生代谢产物的生产工艺进展近年来，随着生物技术的不断发展，植物次生代谢产物的生产效率有了很大的提高。
这里，我们将分别从遗传工程、代谢工程、转化工程、预处理工程和精制工程等方面来介绍植物次生代谢产物生产的几项技术进展。
植物内生菌及其次生代谢活性物质多样性的研究进展
抑 制作 用 。何 红 等［ ３ 妇从辣 椒 中 分离 到 １株 内生枯 草
芽孢 杆 菌（ ａ ｉ ｕ ｕ ｔ ｉ） 该 菌株 产 生 的抗 菌蛋 白 Ｂ ｃｌ ｓ ｂｉ ｓ ， ｌ ｓ ｌ 为环脂抗 菌多 肽 ， 对植 物 炭疽 病 菌 和番 茄青 枯 病菌 它 等多种植 物病 原真菌 和细菌有 强烈 的抑制作用 。
属、 肠杆菌 属 、 壤 杆 菌 属 、 贺 氏菌 属 、 檬 酸 细 菌 土 志 柠 属、 黄色单 胞菌属 等［ １ 引。绝大 多数 内生放 线 菌为 链霉
菌 属 、 双孢菌属 、 卡氏菌 属 、 小 诺 小单孢 菌属 、 孢囊菌 链 属 等［ １ 引。总体 而言 ， 内生 菌分布 情况 取决 于 宿 主植物
微 生 物 发 酵 途 径 生 产 紫 杉 醇 的 主要 限 制 因 素 。
Ｃ ｓｉｏ等［ 从 药用 植 物 蛇 藤 （ ｎ ｋｖｎ ） 分 ａｔ ｌ ｌ ２ 妇 Ｓ ａ ｅｉｅ 中
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瘟病 菌 （ ｙ ｉ ｌｒａｏｙ ａ ） 其 它多 种植 物 病 原 真 Ｐ ｒｃ ａ ｉ ｒ ｚ ｅ 及 ｕ 菌有 强 抑 杀 作 用 的 新 酰 胺 生 物 碱 Ｃ ｙ ｔｃｎ ｒｐｏ ｉ。王 巍 等０］ 金雀 根植物 内生菌 ＨＢ 代 谢 物 中分离 到 了具 ２ 从 １
（ ｐ ｙ ｌｉ ｉｅ ｓ ） 川 八 角 莲 （ ｓｓ ｅｔｈｉ Ｄｉ ｈ ｌ ａｓ ｎｉ 、Ｉ ｅ ｎ ｓ Ｄｙｏｍａｖ ｉ ｉ） ｃ 中分 离 到 了 产 鬼 臼 毒 素 的 内生 真 菌 ［ｑ引， 小 细 胞 肺 ２ 。 对
光对药用植物次生代谢产物的形成与积累的研究进展
姓名：王刚班级：中草药121 学号：1209010468光对药用植物次生代谢产物的形成与积累的研究进展光作为一个重要的环境因子,对植物生长发育有广泛的调节作用。
它不仅能够通过影响植物的光合作用,把光能转变为化学能贮存起来,为植物的生长提供能量。
同时,光还以环境信号的形式作用于植物,通过光敏色素等作用途径调节植物生长、发育和形态建成,使植物更好地适应外界环境。
一、光照强度药用植物对次生代谢产物积累的影响。
光是植物生命活动中重要的环境因子之一，它不仅是植物生长发育的能量来源，而且作为信号因子调控植物的生长发育。
光对植物次生代谢产物的合成和积累产生重要的影响。
适宜的光照强度能促进植物同化产物的积累，进而有利于次生代谢产物的合成。
研究表明，减弱光照强度可诱导积累生物碱，从而增加植物组织中生物碱的含量[31-32]；适度遮荫条件下，红豆杉中的紫杉醇[33]、雷公藤（Tripterygium wilfordii）愈伤组织中的二萜内酯[34]、银杏（Ginkgo biloba）叶中的黄酮[35]、参根中人参皂甙[36]、绞股蓝（Gynostemma pentaphyllum）中的总皂甙[37]等次生代谢产物的含量都有不同程度的提高。
叶和春[38]通过研究发现，光照对新疆紫草（Arnebia euchroma）愈伤组织紫草宁衍生物的形成有强烈抑制作用。
然而，有些研究发现，增加光照强度有利于生物碱等一些次生代谢物的合成[32]，如充足的光照能提高金银花（Loniceraferdinandii）中氯原酸[39]、麻黄（Ephedra sinica）生物碱[40]等有效成分的含量。
目前，关于光强对萜类物质影响的研究结果也并不一致。
有研究表明，强光照促进单萜类物质的积累，低光照条件下其含量降低。
萜烯类物质也会受到光强的影响。
遮荫处理后的幼苗也表现出较低水平的丹宁酸。
因此，在生产实践中，可以通过调整植株的种植密度、进行适当的遮荫处理等措施来改变光强，从而达到最佳的种植效果，获得最大收益。
药用植物商陆组织培养及其次生代谢产物的研究
药用植物商陆组织培养及其次生代谢产物的研究【摘要】：植物是天然药物的重要来源。
天然药物具有诸多的优越性，使得人类对其的需求不断增加。
然而，由于自然环境的破坏、无计划的采挖和栽培技术等原因，使得—些天然野生药用植物供应困难。
化学合成植物药又因其成本、技术、抗药性等因素所限而难以推广。
因此，应用生物技术生产天然药物具有重要的经济意义和社会意义。
为了开发中药商陆的新药源，本实验以栽培商陆的根、茎、叶等不同的器官为外植体，诱导愈伤组织形成，并经悬浮培养和平板培养获得了单细胞无性系与高产细胞株。
同时研究了培养条件(光照、培养温度、外源激素等)对愈伤组织诱导和生长、细胞悬浮培养以及单细胞平板培养的影响，筛选出适宜的培养条件。
薄层层析鉴定表明：商陆组织培养物中含有原植株中所含的所有重要药用成分(皂苷、甾醇、生物碱、组胺等)，并且根愈伤组织中皂苷的含量高于原植株，毒性成分组胺的含量比原植株低。
商陆茎和果实中含有一种红色天然色素。
本实验建立了商陆色素生物合成的培养系统，并通过直接观察单细胞无性系的颜色，筛选出了该色素的高产细胞株；测定了色素的性质及各种因素对色素稳定性的影响。
生物碱是商陆利尿活性的主要成分。
通过高产细胞株的筛选，使愈伤组织中生物碱的含量提高了2倍。
系统分离和薄层层析鉴定结果显示，商陆总生物碱中至少含有5种生物碱，其中弱碱性生物碱1种，中性、强碱性生物碱3种，水溶性生物碱1种。
【关键词】：商陆组织培养次生代谢产物生物碱色素薄层层析【学位授予单位】：山西大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2003【分类号】：S567.2【目录】：摘要6-7Abstract7-91综述9-161.1药用植物组织培养的优势及研究进展9-121.2药用植物组织培养存在的问题121.3药用植物组织培养研究的方向及应用潜力12-161.3.1提高次生代谢产物的产量12-141.3.2植物细胞大规模培养14-162商陆组织培养及其影响因素16-242.1材料和方法16-182.1.1材料162.1.2方法16-182.2结果与分析18-222.2.1外源激素对愈伤组织诱导的影响182.2.2培养条件对愈伤组织生长的影响18-202.2.3培养条件对细胞悬浮培养的影响20-222.2.4培养条件对植板率的影响222.3结论22-243栽培商陆及其愈伤组织药用成分的分析鉴定24-283.1材料和方法24-253.1.1材料243.1.2方法24-253.2实验结果25-263.2.1皂苷的定量分析253.2.2皂苷的定性分析25-263.2.3甾组化合物定性分析263.2.4生物碱定性分析263.2.5组胺的定性分析263.3讨论26-284商陆色素高产细胞株的筛选及其性质研究28-344.1材料和方法28-294.1.1材料284.1.2方法28-294.2结果和分析29-334.2.1色素的提取29-304.2.2色素吸收光谱的测定304.2.3色素稳定性实验30-334.3结论33-345商陆有效药用成分生物碱高产细胞株的筛选及其薄层层析鉴定34-405.1材料和方法35-375.1.1材料355.1.2方法35-375.2结果和分析37-385.2.1原植株、愈伤组织(根、茎、叶)和悬浮细胞中生物碱含量比较375.2.2不同单细胞无性系生物碱含量比较375.2.3生物碱薄层层析鉴定结果37-385.3讨论38-40图版说明40-45参考文献45-48致谢48 本论文购买请联系页眉网站。
植物代谢工程的研究进展
植物代谢工程的研究进展植物代谢工程是指利用生物技术手段，对植物进行基因工程改造，以调节植物的代谢过程，使植物产生目标化合物或提高某些性状。
目前，植物代谢工程已经在医药、食品、化工等领域得到了广泛应用。
本文将从代谢调控、代谢通路开发和代谢网络构建三个方面来探讨植物代谢工程的研究进展。
代谢调控植物代谢调控是指通过催化酶活性、基因表达、蛋白质合成等方式，影响植物代谢活性和代谢产物的合成。
一些研究表明，利用生物途径的逆向代谢策略，可能成为获得新代谢产物的有效方法之一。
以植物次生代谢为例，可以通过调节关键酶的活性来增加目标产物的合成。
在最近的一些研究中，发现一些物质可以作为酶促活化剂，以促进次生代谢途径的最终合成产物。
在肉桂醇途径中，发现JAZ类蛋白质参与了肉桂醇的合成过程。
这些蛋白质在ABA途径中具有重要的调控作用，而且会反应在失调的激活转录因子上。
代谢通路开发代谢通路是由多个酶催化的反应组成的生物化学反应序列。
代谢通路的研究和发展，是植物代谢工程的关键。
在代谢通路的基础上，可以通过基因工程手段，创造新的代谢路线，实现生物合成目标化合物的目的。
以生物碱的合成为例，能够通过植物细胞提供的酶合成代谢途径。
通过将降解途径，不同类群物种之间的合成途径和一些的转化途径，组合到一起，就能够很好地创造新的代谢路线。
例如，将一些特定生物碱的合成途径移植到其他植物物种中，就能够达到特定的生物碱的生产。
同时，还可以对代谢通路中的某些酶进行改进和优化，以提高产品质量和产量。
代谢网络构建代谢网络是由环状的代谢通路、交错的代谢通路和其他关联途径组成的复杂网络。
在代谢网络中，代谢通路之间存在复杂的相互作用与协同作用，通过对代谢通路进行调控，还能够有效地提高目标产物的产量和纯度。
代谢网络构建的核心是对代谢通路进行建模和优化，以获取最佳的反应条件。
通过代谢网络模型，可以提供有关代谢途径的详细信息，并提供有关不同酶与代谢通路之间的相互作用的信息。
植物次生代谢物途径及其研究进展
, 以异戊烷五碳类异戊二烯
为基本单位, 又称类异戊二烯 ( isopreno id), 以侧链 重复连接方式递增 , 分开链类和环萜类两种。开链 型类萜的分子组成通式为 ( C5H 8 ) n, 包括半萜 ( C5, 即含一个异戊二烯单位 , n = 1)、 单萜 ( C10, n = 2) 、 倍半萜 ( C15, n = 3) 、 双萜 ( C20, n = 4) 、 三萜 ( C 30, n = 6) 、 四萜 ( C40, n = 8) 、 多萜 ( > C 40, n > 8) 及杂萜 (含 异戊二烯侧链 ) 等。环萜型类萜因分子内碳环数的 不同, 可分为单环萜、 双环萜、 三环萜等。半萜、 单萜 及其简单含氧衍生物是挥发油的主要成分 ; 双萜是 形成树脂的主要成分 ; 倍半萜是萜类的最大一族, 约 有 7000 多种 , 作用广泛 ; 二萜、 三萜多以皂甙形式存 在。双萜类以上也称 高萜类化合物 , 一般不具挥 发性。植物萜类广泛分布于植物、 微生物的初级代 谢物和次级代谢物中 。 1 . 1 萜类化合物的生物合成 萜类化合物的生物合成过程从属于异戊二烯代 谢途径 , 总体可分为四步: ( 1 ) 前 体 物 质 异 戊 烯 焦 磷 酸 ( isopentenyl diphosphate , IPP ) 的合 成: IPP 或 二 甲丙 烯 焦 磷酸
成一个第 3 位 C 的阳离子化合物 , 最后脱去一个质 子完成反应。现阶段研究最为广泛的异戊烯基转移 酶为法呢 基 焦磷 酸 合酶 ( farnesy l d iphosphate syn [ 10] thase ; ) 。 ( 3) 萜类基本骨架的构建 : 各类烯丙基焦磷酸 酯经特异性萜类合酶作用可产生各 种萜类的碳骨 架 , 如植烯、 鲨烯的形成等。 ( 4) 骨架的次级酶修饰: 萜类碳骨架合成后, 需 经过附加不同含氧官能团、 共振结构和环化作用等 次级修饰过程, 才可赋予萜类物质结构多样性、 化学 [ 11 ] 性质复杂性 , 以及功能特异性等特征 。如 ( - ) 柠檬烯在不同烯丙位上特异性引入一个氧原子 , 就 会在辣薄荷中转化为 ( - ) 薄荷醇 , 在留 兰香 中转 变为 ( - ) 香芹酮, 二者分别为不 同种植物精油的 特征性成分。向萜类骨架引入氧原子的 羟基化或 环氧化反应 , 多由细胞色素 P450多功能氧化酶催物 ( perpeno id ) 是所有异戊 二烯聚合 物及其衍生物的总称
药用植物生物工程研究进展
祛瘀药水蛭素基因在毕赤酵母中高效表达以获得具有较强抗凝血酶活性、抗血栓作用的水蛭素变异体蛋白 Ｊ ． “ 含多糖合成双基因载体 的构建及其在黄芪毛状根中的表达” 目旨在体外将多糖代谢途径 中的两个关键酶尿苷 项 二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶 ＰＬ） ￡ｅ ｓ 和淀粉粒结合淀粉合成酶（Ｂ Ｓ基因经改造后， Ｃ Ｓ） 构建表达载体， 以发根农杆 菌为介导， 诱导转基因毛状根以提高黄芪多糖含量， 良中药品质．灯盏花无糖组培 决繁技术 的研究” 目利用 改 “ 项
中图分类号 ： １Ｑ９ ９ ５ Ｑ８ ， ４ ． ９
文献标识 码： Ａ
我国拥有世界上最丰富的药用植物资源， 但是在对这些药用植物 的研究与开发利用中， 存在着许多用经典 生物学研究方法和技术难 以解决的问题， 如对不同种类药用植物分子水平 的真伪鉴别 、利用植物基 因指纹 图谱 鉴定药用植物 品种 、药用植物 中次生代谢物 的大量生产 、珍稀濒危药用植物大规模无性繁殖 、抗逆抗病虫害品 种 的选育等问题． 生物工程技术包括细胞工程 、 发酵工程 、 酶和蛋白质工程、 因工程． 基 医药理论与分子生物学 虽属ＮＮ 不同体系， ， 但二者研究的生命活动的物质基础是一致的， 因此从分子水平研究药用植物， 推动 中西医 结合， 促进医药学的发展和防治疾病具有重大意义． 药用植物生物工程作为—个独立的学科分支， 在国家 自然 科学基金委员会￣ Ｓ Ｃ 资助的中药基础研究 中占有重要地位． Ｆ） 由于医药事业的快速发展， 野生药材资源已远远不能满足需要， 尤其是许多原料性药用植物资源已面临资 源枯竭 的威胁， 加之人工驯化和栽培的药用植物物种退化和濒危的问题极为突出． 根据这些中药资源的活性成 分、 生长规律 、 生产特性， 运用生物工程技术对其进行保存性研究， 从而保护濒危紧缺的药用植物资源． 关于药 用植物生物工程的研究思路和研究内容非常丰富， 主要涉及化学与现代生物学 、 生物技术的结合， 如药用植物优 良品种的培育， 大规模组织细胞培养生产药用植物有效成分， 濒危、珍稀 、 奇缺中药植物资源的保护， 可持续利 用和活性成分的生物调控等研 究， 对实现中医药现代化作 出了巨大贡献．
植物次生代谢产物应用研究进展
植物次生代谢产物应用研究进展植物是地球上最古老的生命形式之一，植物次生代谢产物是植物在生长发育过程中通过代谢合成的各种物质，包括香料、色素、酚类化合物、萜类化合物、碱等等，这些化合物的结构和功能多样，具有丰富的药用价值、化工价值和食品价值。
因此，对植物次生代谢产物的研究已经成为现代生命科学和生产工艺学的热点之一。
一、次生代谢物在药物研究中的应用许多天然的植物次生代谢产物已经表现出广泛的医学用途，比如对于炎症和癌症治疗的治疗药物的使用已被广泛研究。
另外，植物次生代谢产物也有着美容养颜的作用，许多精华油和面霜中都添加了一定量的植物精华，用于促进皮肤的修护和保养。
此外，一些中药中的有效成分也来自于植物次生代谢产物，比如金丝楠中的金丝楠碱，具有降血糖、抗病毒等功效。
二、次生代谢物在食品中的应用植物次生代谢产物也可以被应用于食品中，例如一些糕点、糖果、饮料、酒类等中往往会加入一些植物提取物或剂。
某些植物次生代谢物还认为会吸收光线，其他植物则可以通过化学反应提取色素，这样的一些食品可以让人们在品尝美食的同时享受色彩的视觉愉悦。
三、次生代谢物在农业生产中的应用除了医学和食品领域，植物次生代谢产物还可以在农业生产中发挥作用。
在保护农作物病虫害、促进植物生长、提高植物抗逆性等方面都可以发挥作用。
例如，一些植物次生代谢物可以用于制作有机农药，比如松脂、红树林等，这些天然药剂可以有效地控制害虫的侵害。
四、次生代谢物的开发和创新尽管植物次生代谢产物具有丰富的应用前景，但目前仍有许多难题需要解决。
首先，植物次生代谢物的生物合成途径并不清楚，因此，要想在工业化生产中大规模合成植物次生代谢物，需要利用先进的生物技术手段。
其次，一些植物次生代谢物的提取过程较为复杂，需要消耗大量的人力物力，因此，需要开发新的快捷有效的提取技术。
综上，植物次生代谢产物具有广阔的应用前景，在医学、食品、农业等领域都有着广泛的应用。
随着时代的变化和技术的进步，植物次生代谢产物的开发和创新也必将迎来更美好的未来。
植物内生菌及其次级代谢产物的研究进展
植物内生菌及其次级代谢产物对于植物的生长具有重要的促进作用，结合当前国内外对该项目的研究，植物内生菌及其次级代谢产物的研究具有重要的实际应用价值，因此要进一步加强相关研究。
植物内生菌作为生态学中的概念，植物内生菌在其植物寄主内部经过漫长的协同发育与进化，会逐渐发展成为寄主植物的一部分，植物内生菌及其次级代谢产物会对植物产生一定的促生作用，同时植物也为植物内生菌提供了相应的生长环境以及所需生长物质，共同组成了植物内部的生态系统。
1.植物内生菌及其次级代谢产物的生理功能研究进展1.1植物内生菌及其次级代谢产物能够促进植物生长结合当前国内外的研究成果表明，植物内生菌所产生的吲哚乙酸、赤霉素等刺激代谢产物，对于植物自身的生长具有重要的促进作用，例如固氮菌属等植物内生菌的次级代谢产物对植物寄主的生长和发育具有重要的调节作用。
比如国内H市农业科学技术研究院在研究过程中发现，黄花蒿内生菌中包含一种可以产生炭疽菌类的植物内生菌，在经过技术人员的培养后，将其应用在黄瓜、小麦等农作物中，能够有效促进小麦、黄瓜等植物生长过程中的表现。
根据植物内生菌促进植物生长的原理分析，植物内生菌促进植物生长主要表现在其固氮作用、和促进植物吸收营养元素的作用两个方面。
首先在植物内生菌的固氮作用方面，植物内生菌在非豆科植物中发现了固氮内生菌的存在，固氮内生菌通过自身的代谢作用，能够将空气中的氮气转化为NH4+，从而为植物寄主所应用，促进植物寄主更好的吸收养分。
能够产生固氮作用的植物内生菌一般生活在植物寄主体内的应用器官微环境中，从而能够防止氧气等因素对其造成影响，比如国内一些科研人员发现在甘蔗的根茎中就存在着许多具有固氮作用的植物内生菌，具有较为高效的固氮活性，对于甘蔗的生长和发育具有重要的作用。
其次，在植物内生菌促进植物营养元素吸收方面。
经过科研人员的研究表明，一些在植物内部的细菌和真菌能够提高植物对于营养物质的吸收能力，还能够促进寄主植物的氮积累和氮代谢，比如科研人员发现当高羊茅叶片感染了植物内生菌之后，其被感染叶片的氮元素含量明显高于未发生感染的叶片。
中药材中的有效次生代谢产物研究
中药材中的有效次生代谢产物研究中药材是中华民族优秀的传统医学遗产之一，其药效在人类曆史长河中闪烁着光芒。
药材中的有效成分受到了研究者的广泛关注，其中次生代谢产物是一个热点。
次生代谢产物是植物自身生长发育所产生的代谢产物，其代谢途径与植物生长发育无关，因此也被称为“生长后代谢产物”。
在中药中，有很多药材的功效与其次生代谢产物息息相关，如山楂中的花青素、黄芩中的黄酮类物质、黄连中的生物碱等等。
近年来，中药材中的有效成分的研究逐渐深入，其中对次生代谢产物的研究受到了越来越多的关注。
对于中药材次生代谢产物的研究，既可以从分子水平，也可以从细胞和组织水平上进行。
同时，可以采用化学、生物学、分子生物学等多种方法进行研究和分析。
从化学角度看，次生代谢产物一般是一些具有明显化学结构特征的代谢产物。
因此，化学方法是研究药物分子结构、药效及生物活性的重要途径。
其中一类重要的方法是气相色谱-质谱法 (GC-MS)、高效液相色谱-质谱法 (HPLC-MS) 等分离和鉴定次生代谢产物的技术。
通过这些化学技术，可以对中药材中的次生代谢产物进行准确的检测和鉴定。
除了化学方法，生物学方法也是研究中药材中的有效成分的重要手段，其中尤以酶学方法和基因工程方法为代表。
酶学方法是指利用酶解反应来分离、纯化和确定次生代谢产物的生化方法。
通过这种方法，可以对中药材中的次生代谢产物的生物合成途径进行深入研究。
而基因工程方法是针对中药材次生代谢产物生物合成的基因组学和转基因技术的研究。
通过转移和表达中药材中相关基因，可以实现次生代谢产物的增加，从而提高中药材的药效和药用价值。
从生命科学的角度来讲，中药材中的有效成分是很多生命科学领域的研究热点。
对于次生代谢产物的研究可以从多个方面进行拓展。
比如，为了挖掘药用植物中的其他有效成分，可以在次生代谢产物上进一步研究。
从分子水平上来讲，可以研究其与其他分子的作用及调控机制，以进一步深化对次生代谢产物的了解。
药用植物内生真菌代谢产物的活性研究进展
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药用植物内生真菌产次生代谢产物的研究进展
徐范范Ａ（综述），金波，丁志山※（审校）
（浙江中医药大学，杭州３１００５３） 中图分类号：Ｒ７３－３５４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００６－２０８４（２０１０）１７－２６６７－０３
浅谈药用植物学的发展现状与发展趋势
浅谈药用植物学的发展现状与发展趋势引言概述：药用植物学是研究植物中所含有的药用成分及其应用的学科。
随着人们对健康的关注度不断增加，药用植物学在医药领域的重要性也日益凸显。
本文将从药用植物学的发展现状和未来发展趋势两个方面进行探讨。
一、药用植物学的发展现状1.1 植物资源的广泛应用药用植物学研究的对象主要是植物中的活性成分，这些成分可以用于制药、保健品等领域。
目前，已经发现了大量具有药用价值的植物，如银杏、葛根等。
这些植物不仅具有药用价值，还有很高的经济价值。
1.2 技术手段的不断提升随着科技的不断进步，药用植物学的研究手段也在不断提升。
现代生物技术的应用，使得人们能够更加深入地了解植物中的活性成分，并且能够通过基因工程等手段改良植物的性状，提高其药用价值。
1.3 药用植物学的学科交叉药用植物学的研究不仅仅局限于植物学领域，还涉及到化学、药学、生物学等多个学科的交叉。
这种学科交叉的发展为药用植物学的研究提供了更多的思路和方法，也为植物中活性成分的发现和应用提供了更多的可能性。
二、药用植物学的发展趋势2.1 提高药用植物的利用效率随着资源的有限性和环境的恶化，提高药用植物的利用效率成为了发展的重要方向。
通过研究植物中的活性成分，并且利用现代技术手段提取和纯化这些成分，可以提高药用植物的利用效率，减少资源的浪费。
2.2 深入研究植物中的次生代谢产物植物中的次生代谢产物是植物中具有药用价值的活性成分，研究这些次生代谢产物的合成途径和调控机制，可以为药用植物的开发和利用提供更多的思路。
此外，还可以通过基因工程等手段调控植物中次生代谢产物的合成，提高其产量和质量。
2.3 加强国际合作与交流药用植物学的发展需要各国之间的合作与交流。
不同国家和地区的植物资源具有独特性，通过加强国际合作，可以共享资源和经验，推动药用植物学的发展。
同时，还可以通过国际合作共同应对植物资源的保护和可持续利用等问题。
三、药用植物学的发展挑战3.1 植物资源的过度开发由于药用植物具有很高的经济价值，导致一些植物资源遭到过度开发，甚至濒临灭绝。
铁皮石斛次生代谢物和多糖研究进展
铁皮石斛多糖是铁皮石斛中主要的药用成分[4]。铁皮 石斛中多糖含量的高低决定石斛生物活性的强弱[4-5]。铁 皮石斛多糖具有较好的抗氧化能力和抗肿瘤作用[5-6]。铁 皮石斛多糖还具有抗衰老[7]、增强机体免疫力[8]、有效减 轻肝损伤等作用[9]，对眼科疾病也有明显的治疗作用[10]。 为了探清铁皮石斛中多糖的含量以及不同环境对铁皮石 斛中多糖含量及产量的影响，对比了贵州茂兰喀斯特自 然保护区中的野生（石生、树生）铁皮石斛与人工栽培 的铁皮石斛多糖含量，研究发现野生石斛和人工栽培石 斛多糖含量均十分丰富[6,10]。许多外界因素对铁皮石斛多 糖含量及产量有影响。人工栽培铁皮石斛与野生铁皮石 斛多糖、氨基酸、微量元素等活性成分含量基本一致， 且人工栽培铁皮石斛的化学品质与野生种相近，进而可 以代替野生铁皮石斛资源加以利用，保护野生铁皮石斛 资源[11-12]。不同的蔗糖浓度对铁皮石斛原球茎生长和多糖 含量有显著影响，蔗糖浓度为30～60 g·L-1时，多糖含量 增加越快，多糖积累越多；当浓度大于60 g·L-1时，蔗糖
第１２卷第２０期 Ｖｏｌ．１２ Ｎｏ．２０
南方农业 Ｓｏｕｔｈ Ｃｈｉｎａ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ
２进展
邹启先
（麻阳河国家级自然保护区管理局，贵州铜仁 ５６５３００）
摘 要 铁皮石斛是我国传统的名贵中药材之一，有着较高的药用价值，其中铁皮石斛中所含有的次生代谢物 以及多糖是其重要的活性成分。为了更好地利用铁皮石斛，有必要对其加强研究。基于此，从铁皮石斛次生代 谢产物和多糖含量和产量等方面的研究进行分类综述，为合理开发应用铁皮石斛资源提供理论参考。 关键词 铁皮石斛；次生代谢物；多糖 中图分类号：S567.23+9 文献标志码：B DOI：10.19415/ki.1673-890x.2018.20.071
药用植物代谢工程
药用植物代谢工程是一种利用现代生物技术手段，对药用植物进行基因改造，以提高其药用价值的技术。
该技术利用生物学、化学、计算机等多学科知识，对药用植物的代谢途径进行调控，从而提高其有效成分的产量和质量，使其更适合用于药物制备。
一、药用植物代谢工程的意义药用植物是人类利用的一种重要的药物资源，其中许多植物含有丰富的生物活性成分，如黄酮类、生物碱类、酚酸类等。
这些成分具有广泛的药理活性，可用于治疗多种疾病。
但是，由于种植环境、气候等因素的影响，药用植物中有效成分的含量和质量存在很大的差异，这限制了药用植物的应用。
药用植物代谢工程通过对植物基因的改造，可以提高植物中有效成分的含量和质量，从而使得药用植物更适合用于药物制备。
二、药用植物代谢工程的研究进展目前，药用植物代谢工程的研究主要集中在以下几个方面：1. 基因克隆和表达药用植物代谢工程的第一步是对植物基因进行克隆和表达。
研究人员可以通过基因工程技术，将药用植物中与有效成分合成相关的基因克隆到适当的载体中，并将其转化到目标植物中。
通过这种方法，可以增加植物中有效成分的产量和质量。
例如，研究人员利用基因工程技术将紫锥菊中的紫锥菊苷合成酶基因克隆到大肠杆菌中进行表达，成功合成了紫锥菊苷。
这项研究为利用基因工程技术提高紫锥菊中有效成分含量提供了新思路。
2. 代谢通路调控药用植物中有效成分的合成通常是通过一系列代谢途径进行的。
因此，调控代谢途径是药用植物代谢工程的重要研究方向之一。
研究人员可以通过调控代谢途径中的关键酶的表达水平，来提高植物中有效成分的产量和质量。
例如，研究人员利用基因工程技术调控了大麻中的四氢大麻酚（THC）的合成途径。
通过调节关键酶的表达水平，成功地提高了THC的产量。
这项研究为利用基因工程技术提高大麻中THC含量提供了新思路。
3. 代谢工程的组合应用药用植物代谢工程通常需要对多个代谢途径进行调控，才能达到预期的效果。
因此，将多个代谢工程技术进行组合应用，可以更有效地提高药用植物中有效成分的产量和质量。
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药用植物次生代谢工程研究概况摘要高等植物的次生代谢产物是许多天然药物的重要来源，随着对药用植物次生代谢合成途径日渐全面的认识，采取有效的代谢工程策略对植物次生代谢途径进行遗传改良，已经取得了诸多研究成果。
本文介绍了黄酮类化合物 ( flavonoids )、萜类化合物( terpenoids )及生物碱( alkaloid )这三种重要药用植物次生代谢产物的结构及生物合成途径，说明了次生代谢工程在提取高质量药用植物活性物质中的研究现状，为今后药用植物次生代谢产物的大规模研究和利用提供借鉴。
关键词植物药；次生代谢产物；代谢工程高等植物的次生代谢产物是许多天然药物的重要来源，植物药在国际医药市场中占有重要的地位。
由于许多植物的天然活性物质的结构特殊，很难用化学方法完全合成，因此这类物质的生产必须依赖于天然植物资源。
针对植物天然药物可持续发展问题，药用植物次生代谢产物的应用吸引了国内外众多研究者的关注。
植物次生代谢的概念最早于1891年由Kossel 明确提出。
次生代谢产物(Secondary metabolites) 是由次生代谢(Secondary metablism) 产生的一类细胞生命活动或植物生长发育正常运行的非必需的小分子有机化合物，其产生和分布通常有种属、器官、组织以及生长发育时期的特异性。
次生代谢产物可分为苯丙素类、醌类、黄酮类、单宁类、萜类、甾体及其甙、生物碱七大类。
还有人根据次生产物的生源途径分为酚类化合物、萜类化合物、含氮化合物( 如生物碱) 等三大类。
代谢工程( Metabolic engineering )是生物工程的一个新的分支，通过基因工程的方法改变细胞的代谢途径，主要是针对提高某种重要的次生代谢物或其前体的含量，以期在较广范围内改善细胞性能，满足人类对生物体的特定需求。
随着现代生物工程技术的发展，充分利用基因组学的研究成果，解析和调控植物次生代谢的生物合成途径，进而利用代谢工程的方法大幅度提高药用植物中目标产物的含量，不仅具有理论上的可行性，而且已经成为改造物种的有力工具1. 植物次生代谢产物合成途径了解植物次生代谢合成途径是实施次生代谢工程的基础。
尽管在一些动物和微生物中也能分离到一些次生化合物，但目前所发现的次生代谢产物大约有80% 来自植物组织。
植物合成次生代谢产物的途径主要有苯丙烷代谢途径、异戊二烯 代谢途径和生物碱合成途径等，如下图1。
:甲羟戊酸 炉~*倍半詰(椁酚、赤為索),鲨烯PAS图1植物主要次生代谢途径⑴以下介绍几种次生代谢产物合成途径。
1.1黄酮类化合物(flavonoids )1.1.1黄酮类化合物结构与分类黄酮类化合物(flavonoids )是一类重要的天然有机化合物，是植物在长期 自然选择过程中产生的一类次生代谢产物。
黄酮类化合物具有 2-苯基色原酮(flavone )结构，它们分子中有一个酮式羰基，第一位上的氧原子具碱性，能◎燃*—引嗥捕 •a T DIMBOA(^arTldirxnn •1S)-阿状番荔枕W 莽車碗途華團--T1V 亠 i 邑氧討专岂St 表丙氨酸! ' I 丨 | PAL身股严…心朕j CHS ；一 _[CHR _ 绎企越 _____________""I CHl inMT淒烷酮 戊二烯基黄【疑】聲IFS 丄畀丿烷弄;紫植素¥芥子油M 爾 Si HMGRI ------------ 金爺紫雀緘恋-弄也奥生泌苯并菲屛认与强酸成盐，其羟基衍生物多具黄色，故又称黄碱素或黄酮。
黄酮类化合物在植物体中通常与糖结合成苷类，小部分以游离态(苷元)的形式存在。
依据中央三碳链的氧化程度、B环连接位置(2-位或3-位)以及三碳链是否成环等特点,可将主要的黄酮类化合物分为黄酮类、异黄酮类、查耳酮类、花色素类以及黄烷酮类[2]绝大多数植物体内都含有黄酮类化合物，它在植物的生长、发育、开花、结果以及抗菌防病等方起着重要的作用。
图2黄酮类化合物母核结构[2]1.1.2黄酮类化合物生物合成途径[3]大量实验证实，植物黄酮类生物合成的前期途径是相同的，都是以丙二酸单酰CoA( malonyl CoA)与香豆酰CoA( coumaro yl-CoA)为直接前体,如图3。
这两种前体分别与糖代谢、脂质代谢以及氨基酸代谢有关。
除了这3种初级代谢外，黄酮类的生物合成还与某些次级代谢有关。
如番茄红素(ly copene )的生物合成以乙酰CoA为前体,而乙酰CoA恰好也是类黄酮生物合成的直接前体丙二酸单酰CoA 的来源。
经过长期进化，植物黄酮类合成代谢的后期途径往往产生物种特异性。
如异黄酮类(isoflav o no id) 合成代谢途径通常只存在于豆科植物与个别裸子植物中。
PAL-^丙氨襲解氨酗匚舶罰杜襲削渥4灶斗曲臣嘏：1：皿连按斷4帶豆戲口川连攪餉L2-乙盛1：川拔优酵CHS-^耳刑合应酶CHI-gJ^异构脚F3H--氢黄SR供化凿JFS^黄酣合成酶FLS黄剖醉合成餉片弘黄陶类孑虽化怕F姑-黄鬧舍成的Hit-二氯黄醐醇月-述恳酣背盍合腔秸3GT-黄鬧李W羊葡鞋施垄巒"阳'~昴黄酣书宰5基臨虚线刑头表示淫羊牯特有黄酮类生物合成的椎^途甩PA L-ph™ yl4il<i i«iii«, am 川们口1111丫血$ C 4H -r in n J HI U Ir -44tydr« xy I us f 斗CL -4-oHmao『dlr: coe nzy mar A li 呂炉F ( 4 -<^>uniijiniyl- (:d “尉汕» A.A(：-awty] Cn A rarlwKylafip CllS^r ha Im ne synth e (u 131 fdi fil ron^ isn-mfirias s II H* h v JDU i -^Hliy- d rexylase I FS-i沁f]邮°nr： sy m hast- FL§-f hivoia(4 synlha^e F3’ H, flavothiitl-3" -h ydroKyltt^e FNS-flavmnr sy nt h□DFH-ililiydrcpfLiw d J-rtdu rtust- ANS-u rit hoi-yanidhi 苦乍ii Lh山沁3GT-fhv-un«hlT韦lucd綽It riinsft-rabt- IM OT一bic>£La v<n e-f J =mK h y 1 trJinsfr ra JM*; D ml Irdl urrawn r^pr^iznt mff!r£!nlial binsy n1 pat h.ways <11 s pr cia I fLii r4mnicl^ in plants of Epimerlium I..图3黄酮类化合物生物合成途径[3]1.2萜类化合物(terpenoids )1.2.1萜类化合物结构及分类萜类化合物的分子结构是以异戊二烯为基本单位的，因此其分类依据主要是以异戊二烯单位数目的不同为标准来进行。
开链萜烯的分子组成符合通式(C5H8) n ( n > 2),含有两个异戊二烯单位的称为单萜,含有三个异戊二烯单位的称为倍半萜,含有四个异戊二烯单位的则称为二萜,以此类推⑷。
倍半萜约有7 000多种，是萜类化合物中最大的一类。
二萜类以上的也称“高萜类化合物” ,一般不具挥发性。
此外,有的萜类化合物分子中具有不同的碳环数，因此又进一步区分为 链萜、单环萜、双环萜、三环萜等。
其中,单萜和倍半萜及其简单含氧衍生物是挥发油的主要成分，而二萜是形成树脂的主要成分，三萜则以皂甙的形式广泛存 在。
萜类化合物是挥发油（又称香精油）的主要成分，从植物的花、果、叶、 茎、根中得到有挥发性和香味的油状物，其作用有一定的生理活性，如痰、止咳、驱风、发汗、驱虫、镇痛。
图4几种萜类化合物的结构⑸1.2.2萜类化合物生物合成途径⑹萜类生物合成的前体均为异戊二烯焦磷酸（IPP ） , IPP 乙酰CoA^始的甲羟戊酸途径（MVA pathway ）合成；在植物质体、细菌、蓝细菌中 经由丙酮酸起始的非甲羟戊酸途径（non 2MVApathway ）,亦称5-磷酸脱氧木酮糖途径（DXP pathway ）合成（图5） , IPP 再经过重复叠加形成一系列异戊二烯二磷 酸同系物，在特异的萜类合酶的作用下产生各种萜类的骨架 （图6）。
高等植物中 的单萜和二萜合成的IPP 来源于DX 途径,而倍半萜生物合成的IPP 既可来源于 MV 途径,也可来源于DX 途径。
植物萜类化合物的生物合成受关键酶与限速酶的调控,如转移酶、合酶、环化酶等。
其中,关键酶的表达决定代谢途径的启动及相 关特定物质的合成，而限速酶的表达则与物质的合成量相关。
萜类合酶是萜类生 物合成的关键酶，是研究萜类代谢途径的重点。
在植物细胞质中通过 r 堀嗨 （VCM 灯了沛戲II 输 f*心饶 H 评命 冲U J 胄5内・ftM 斛斟网 O 2?J1tSIWIiDAMPP)那■图5 IPP 生物合成的甲羟戊酸途径（a ）和非甲羟戊酸途径（b ）颖滌豔护«OPMi胜|屈轉欷cmISWB «（FPP ：I卜联亠甲瓠：!裁MH 嵐讪）抽GW 瞬H期加（MVA ）«VA-^#«S \冊 ； 职榻4 “UM*K«*R|3-MM 超网艸解舲籍 T 卜甲漏MBM 晋3M I t 2-W2^W»M4-]i^tuwunmim】•甲1W 氈霸！!好1«锹絢图6由IPP 生成萜类化合物MR 黒T 瞬 藏z«M關啣口W（翔團 T FWJUMSrn1.3 生物碱（alkaloid ）1.3.1 生物碱定义及分类生物碱（alkaloid ）是存在于自然界（主要为植物，但有的也存在于动物）中的一类含氮的碱性有机化合物，有似碱的性质，所以过去又称为赝碱。
大多数有复杂的环状结构，氮素多包含在环内，有显著的生物活性，是中草药中重要的有效成分之一。
具有光学活性。
有些不含碱性而来源于植物的含氮有机化合物，有明显的生物活性，故仍包括在生物碱的范围内。
而有些来源于天然的含氮有机化合物，如某些维生素、氨基酸、肽类，习惯上又不属于“生物碱" 。
生物碱的发现始于19世纪初，是人们研究得最早而且最多的一类天然有机化台物。
据统计，已知生物碱种类很多，约在2000种以上，有一些结构式还没有完全确定。
它们结构比较复杂，可分为59种类型。
生物碱的分类方法较多。