第四章影响药讲义用植物次生代谢的因素

一、地理环境
• （1） 海拔 • （2） 地理位置
（1） 海拔
不同海拔影响药用植物次生代谢产物的形成。如：
•
生长在低海拔的假薄荷（如乌鲁木齐、乌苏、吐
鲁番），主含氧化胡椒酮（4.1%～63.0%）、氧化椒
烯酮30.0%～53.9%，不含或仅含少量胡薄荷酮与薄荷
酮；
•
生长在高海拔地区（如阿勒泰、塔城等）既有氧
的不同，造成了植物次生代谢物含量的差异。研
究表明，某种微量元素的短缺，可能影响某种次
生代谢物的合成量(吴炳辅等，1986)。药用植物
微量元素含量与其生长的土壤中该元素水平密切
相关。
微量元素的吸收
•
植物吸收土壤中的微量元素，存在着主动吸收和
被动吸收的问题。选择性地吸收和富集与植物的基因
有关，同时它又与外界的生长条件有关。也就是说，
• 一、植物多样性对次生代谢的影响 • 二、植物染色体与染色体组多态性对次
生代谢的影响
一、植物多样性对次生代谢的影响
•
长期野生或栽培的植物品种，由于自然选择和入
工培育，产生了适应于不同纬度、不同海拔、不同土
壤和不同耕作制度的植株生态型，形成了植物的多样
性和生理代谢上的复杂性。
• 不同生态型的同一种植物，即使现在处于同一年 龄、同一生长时期，是生长在同一立地条件下，其不 同生态型个体的次生代谢物含量仍有较大差异，而是
三、温度对次生代谢的影响
• 高温高湿的土壤有利于无氮化合物的合成，不 利于生物碱的合成，而高温低湿环境有利于生物碱 的积累，不利于碳水化合物和脂肪的合成。
• 对于某种药用植物来说，在不同的海拔高度生 长状况有一定差异。海拔高度对药用植物生长的影 响实质上是温度和湿度的影响，从而导致了同一种 植物次生代谢吻含量上的差异。
一种叫甘菊色素的成分，而六倍体植株在同样的生长
季节中却不含有这种成分。这种差异在医学上是非常
重要的，因为甘菊色素对人和动物来说是一种细胞色
素，能促进细胞溶解，因而选用不同倍性的核株入药，
可导致两种完全不同的结果。
THANK YOU
化胡椒酮（23.5%～48.8%）、氧化胡椒烯酮
（10.8%～21.5%），也含一定量的胡薄荷酮（8.1%～
35.0%）和薄荷酮（9.0%～15.6%）。
黄花烟草
•
黄花烟草在海拔
800 m含烟碱3.58%，
在2 000 m含5.44%；
•
麻黄
• 生长在赤峰的麻 黄生物碱含量（1.4%） 低于大同的（1.8%～ 1.9%）。
是复杂多样的。
杜仲
• 例如杜仲，在同一立地条件下生长的同一年龄、 同一生长时期的不同无性系，次生代谢物含量 存在显著差异。
二、植物染色体与染色体组多态性对 次生代谢的影响
• 1．对次生代谢物含量的影响 • 2对次生代谢物成分种类的影响
1．对次生代谢物含量的影响
• 染色体是遗传信息的载体，染色体数目与结 构的变化往往会对表型特征及次生代谢物含量产 生很大影响。现有资料表明，染色体数目的变异 对植物次生代谢物具有很重要的影响。例如， Rowson(1944)发现曼佗罗四倍体植株叶中生物碱 的含量比二倍体要高许多，同样的颠茄同源四倍 体植株生物碱含量比二倍体高出1536％；多倍体 植株中生物碱的含量高于二倍体植株是个普遍的 趋势
节信号调节植物各种生理代谢过程。光对于黄酮、
黄酮醇、花色素苷、蒽醌、多酚、挥发油、萜烯及
其他次生代谢Leabharlann Baidu的合成和积累具有重要影响。
金银花
•
光照对秦岭金
银花绿原酸积累动态
的影响，主要表现为
生长在阳坡的植物叶、
花蕾、茎中的绿原酸
含量均高于生长在阴
坡的同类样品。
穿心莲
• 北京植物所药用研 究组发现，穿心莲总 内脂含量在全光照条 件下，较遮荫条件的 高10％~)％，光对次生 代谢的影响可能通过 光合磷酸化而发生。
它既受自身遗传因素的影响(主动吸收)，也受产地等
生态因素的影响(被动吸收)，二者所占比例各是多少，
通常是很难确定的。因此，在分析微量元素对次生代
谢物合成积累的影响时，要综合分析，更应注重植物
自身吸收朗微量元素，因为植物吸收的微量元素与其
自身的次生代谢物的合成积累直接发生关系。
第三节 遗传因素对次生代谢的影响
•
厚叶岩白菜
• 厚叶岩白菜生长 在海拔400 m处，根 茎中鞣质含量为15%， 生长在海拔2 300~2 400 m处的含量达 2.5%，中海拔地区的 鞣质含量则介于两者 之间。
（2） 地理位置
•
同一种植物生长在不同的地区，形成了不同的
次生代谢产物。如分布于不同地区的薄荷所含有的主
要成分不同。
山莨菪
•
• 产于青藏高原的山 莨菪碱含量随海拔的 升高而增。三白叶草 的环境湿度能决定基 因型，进而影响药材 品质产生差异。
• 因此、遗传因素 的多态性和生物因素 的多样性，都能对植 物次生代谢物的含量 产生影响。
四、土壤因素对次生代谢的影响
•
土壤是植物生长的基础，由于土壤类型、质
地、含水量、pH值、肥力状况以及所含微量元素
2、对次生代谢物成分种类的影响
•
除了在次生代谢物含量上有明显差异以外，不同
倍性植株有时在次生代谢物成分种类上也存在明显的
差异。
•
对印度洋葱不同细胞型中有关的次生代谢物进行
比较研究、发现不同细胞型在成分种类上有明显差异。
•
对欧蓍草(锯齿单)的研究也说明了同样的问题。
发现欧蓍草三倍体植株在整个生长季节中，体内含有
精品
第四章影响药用植物次生代 谢的因素
主要内容
• 第一节 初生代谢与酶对次生代谢的影响 • 第二节 环境因素对次生代谢的影响 • 第三节 遗传因素对次生代谢的影响
第一节 初生代谢与酶对次生代谢的影响
• 一、初生代谢对次生代谢的影响 • 二、酶对次生代谢的影响
第二节 环境因素对次生代谢的影响
• 一、地理环境 • 二、光对次生代谢的影响 • 三、温度对次生代谢的影响 • 四、土壤因素对次生代谢的影响
•
分布于南方各省区的主要含有薄荷酮和胡薄荷酮；
•
分布在北方新疆、辽宁等地的主要含有氧化胡椒
酮和氧化胡椒烯酮；
•
分布在西南各省区的主要含有香芹酮和柠檬烯；
•
分布在苏皖地区的主要含有薄荷酮和薄荷醇乙酯。
因此不同的地理环境不仅影响药用植物次生代谢
二、光对次生代谢的影响
•
光是植物发育的重要生态因素，它作为一种调