芥子油苷与植物激素在生物合成中的相互作用
植物的化学防御与物种间互动
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化学防御物质可以影响植物与昆虫 的相互作用，改变生态系统的食物 链和食物网结构
化学防御物质可以影响植物与环境 的相互作用，改变生态系统的稳定 性和生物多样性
XX
6
未来研究方向与 展望
需要进一步研究的问题
植物化学防御的进 化机制
植物化学防御与物 种间相互作用的关 系
植物的化学防御 与物种间互动
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目录
CONTENTS
01 植物的化学防御机制 02 植物与动物之间的互动关系 03 植物与微生物之间的互动关系 04 植物与植物之间的互动关系
05 化学防御物质对生态系统的影响
06 未来研究方向与展望
XX
1
植物的化学防御 机制
植物产生化学防御物质的种类
植物间的化学信号传递，如信息素、 激素等
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植物通过吸收或转化其他植物的化 学物质进行反防御
植物间的竞争与合作，如共生、寄 生、捕食等关系
XX
5
化学防御物质对 生态系统的影响
化学防御物质对其他生物的影响
影响其他生物 的生存和繁殖
改变生态系统 中的食物链和
食物网
影响其他生物 的生理功能和
植物释放挥发性有机化合物 （VOCs）进行信息交流
VOCs可以调节植物自身的生长和 防御反应
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VOCs可以吸引或驱赶其他植物、 昆虫和动物
VOCs可以影响周围环境的微生物 群落和土壤养分状况
植物间的化学防御与反防御机制
植物释放化学物质进行防御，如挥 发性化合物、生物碱等
植物可催化芥子油苷水解的酶通常具...
西兰花再生体系的建立及遗传转化体系初探的研究: ::/.:●’’、璐:::: 目录目录英文摘要?Ⅲ●.弓瞎??...硼究的目的与意义?。
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..基因型对不定芽分化的影响...苗龄又寸不定芽分化的影响.’灏滦》寸不定芽分化的影响.驴。
对不定芽分化的影响?。
..激素对外植体生根的影响?..全长基因的克隆.用亿删植物表达载体的构建:..植物表达载体转化根癌农杆菌?.西兰花遗传转化体系的初步探索..卡那霉素筛选压力的确定??...农杆菌侵染时间的确定?..羧苄青霉素的浓度的确定??.东北农业大学硕士学位论文.’时沦?..西兰花再生体系的建立..基因型对不定芽分化的影响..菌龄对不定芽分化的影响?。
..激素对不定芽分化的影响?...姗对不定芽分化的影响??。
..激素对夕哺靳蝴的影响?。
.西兰花遗传转化体系的初步探索..卡那霉素筛选压力对不定芽分化的影响?...菌液浓度及侵染时间对不定芽分化的影响?。
..抑菌剂对不定芽分化的影响..下?步工作展望。
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植物生理学试题(含答案)
植物生理学试题（含答案）《植物生理学》试卷（Ａ卷）一、名词解释２０％１、种子后熟２、生理钟３、临界暗期４、渗透调节５、呼吸骤变二、填空题３０％（每空格１分）１、光合作用中心至少包括一个＿＿＿＿＿＿＿，＿＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿＿，才能导致电荷分离，将光能转为电能。
２、为了解决以下各题，应选用哪些植物激素或生长调节剂⑴插枝生根＿＿＿＿＿＿，⑵促使胡萝卜在当年开花＿＿＿＿＿＿，⑶除去双子叶杂草＿＿＿＿＿＿＿。
３、矿质元素对光合作用有直接和间接的影响，因为Ｎ和Ｍｇ是＿＿＿＿＿＿的组成成分；Ｃｌ和Ｍｎ是＿＿＿＿＿＿＿＿所必需的，而电子传递体中的＿＿＿＿＿＿＿含有Ｆｅ，＿＿＿＿含有Ｃｕ。
４、将ＧＡ施于正在萌发的去胚大麦粒上，会诱导＿＿＿＿＿＿，如果此时加入环已酰亚胺，则会抑制＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
５、根据外界因素如何作用于植物，生长运动可分为＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿，前者又可分为＿＿＿＿＿＿，＿＿＿＿＿＿，＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿等。
６、环境污染按污染物存在的场所可分为＿＿＿＿＿＿，＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿，其中以＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿危害面积较广，同时也易于转变为＿＿＿＿＿＿＿＿。
７、植物激素的三个基本特征是＿＿＿＿＿＿＿＿，＿＿＿＿＿＿＿＿，＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
８、植物在环境保护的作用有＿＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿＿。
９、对海藻来说，平衡溶液是＿＿＿＿＿＿。
三、选择题１０％１、在维管植物的较幼嫩部分，哪一种无机盐亏缺时，缺乏症首先表现出来。
（）Ａ、缺ＮＢ、缺ＣａＣ、缺ＰＤ、缺Ｋ２、在维管植物中，哪一种物质的传导限于一个方向。
（）Ａ、筛管里的蔗糖Ｂ、生长组织里的ＩＡＡＣ、萌发幼苗中贮备的氨基酸Ｄ、生长组织里的ＧＡ３、根的最大吸收区域是在（）Ａ、根冠Ｂ、根尖分生组织Ｃ、根毛区Ｄ、伸长区４、光合作用中淀粉形成的部位（）Ａ、叶绿体中的间质Ｂ、叶绿体中的基粒片层Ｃ、叶绿体中的基质片层Ｄ、细胞质５、光呼吸被氧化的底物是（）Ａ、乙醇酸Ｂ、乙醛酸Ｃ、丙酮酸Ｄ、甘油酸四、是非题１０％（是用“＋”，非用“－”，答错倒扣１分，但不欠分）。
食物中的生物活性成分
作用机制：
降低血脂含量 抑制LDL的氧化 抑制血小板聚集 促进血管内皮细胞一氧化氮生成 降低毛细血管的通透性和脆性 抑制炎症反应
【食物来源】
主要有绿茶、各种有色水果及蔬菜、大豆、 巧克力、药食两用植物等。
【摄入量】
不同人群每日摄入量20～70 mg。
【生物学作用】
抗氧化作用 抗肿瘤作用 保护心血管作用 抑制炎症反应 抗微生物作用 其他作用：抗突变、抗衰老、增强免疫、抗辐射、
雌激素样作用
抗氧化作用
黄酮和黄酮醇类：槲皮素、芦丁、黄芩素 二氢黄酮和二氢黄酮醇类：甘草素和小水飞蓟素 黄烷醇类： 儿茶素、表没食子儿茶素没食子酸酯 异黄酮和二氢异黄酮类：大豆苷、染料木素和葛根素 双黄酮类：银杏黄酮、异银杏素 花色素类：葡萄皮红、天竺葵素、矢车菊素、飞燕草素 查尔酮类：异甘草素、红花苷 其他：黄烷类、山黄酮类、二氢查耳酮等
类胡萝卜素多酚黄酮类植物雌激素蛋白酶抑制剂有机硫化物等多酚在含量和自由基清除能力上最高茶多酚明显降低抽烟者的dna氧化性损伤类胡萝卜素对免疫功能有调节作用部分黄酮类化合物具有免疫抑制作用皂甙有机硫化物植酸具有增强免疫功能作蒜素具有抗微生物作用芥子油甙的代谢产物有抗微生物活性水芹金莲花辣根混合食用治疗尿路感染浆果如树莓蓝莓可预防和治疗感染性疾病皂甙在肠内与初级胆酸结合形成微团减少胆酸吸收多酚促进内源性胆固醇合成胆酸减低血中胆固醇浓度植物固醇去的小肠内胆固醇减少吸收生育三烯酚白藜芦醇可抑制hmgcoa还原酶降低胆固醇合成调节血压血糖和血凝以及抑制炎症等作用叶黄素在维持视网膜黄斑功能发挥重要作用植酸具有较强的金属离子的螯合能力在类胡萝卜素中番茄红素的抗氧化活性最强
02 食物中的生物活性成分.
GS的降解
酶解：生成ITCs、硫氰酸盐和腈类
硫葡糖苷酶——黑芥子酶(MYR) 完整植物中，MYR与GS呈分离状态；植 物细胞破碎时，黑芥子酶释放出来，促使 GS酶解。
非酶解：主要生成异硫氰酸盐和腈类。 肠道内微生物：类似MYR活性,使GS水解成ITCs。
ITCs
• GS只有在水解成ITCs后才能体现出活性。 • ITCs具有共同的—N = C = S 结构
第九节 植物雌激素
一、结构与分类
• 源于植物，具有类似雌激素的结构和功能
• 可与雌激素受体(ER)结合发挥类雌激素或抗雌激素 效应——双向调节作用 • 雌激素活性明显低于17-β 雌二醇
第九节 植物雌激素
定义 指植物中存在的可结合到哺乳动物体内雌激 素受体上并能发挥类似于内源性雌激素作用 的成分。主要包括某些异黄酮类、香豆雌酚、
二、生物学作用
• • • • • • • 预防骨质疏松 改善围绝经期症状 抗氧化作用 保护心血管系统的作用 抗肿瘤作用 对神经损伤的保护作用 植物雌激素的安全性
预防骨质疏松
• 能提高骨密度，预防雌激素缺乏引起的骨质疏松。 • 对绝经后女性骨骼的影响较为显著。 • 作用机制：与骨组织中的雌激素受体结合，抑制破骨 细胞的骨吸收作用。
三、吸收、代谢与排泄
吸收
一般吸收率比较低 主动吸收或被动吸收 肠道代谢物的吸收
代谢
Ⅰ相代谢（如细胞色素P450单加氧酶系催化的羟基化和去甲基化） Ⅱ相代谢（如与葡萄糖醛酸、硫酸结合及甲基化反应等）
排泄
尿道和胆道排泄，主要是以代谢物的形式
【分类】
• • • • • • 类胡萝卜素 植物固醇 皂苷类化合物 芥子油苷 多酚类化合物 蛋白酶抑制剂 • • • • • 单萜类 植物雌激素 有机硫化物 植酸 其他动物性来源的食 物活性成分(自学)
_高中生物第五章生态系统及其稳定性第4节生态系统的信息传递一作业含解析新人教版必修
生态系统的信息传递一、选择题(每小题5分，共60分)1．有关生态系统信息传递的叙述中，错误的是( )A．信息传递把生态系统各组分联系起来成为一个整体B．生态系统的反馈调节必须依赖于生态系统的信息传递C．生态系统中用于传递的信息都是由生物产生的D．生物之间的捕食关系可通过信息传递实现【解析】信息传递把生态系统各组分联系起来成为一个整体，A正确；生态系统的反馈调节必须依赖于生态系统的信息传递，B正确；生态系统中用于传递的信息有物理信息、化学信息和生物信息，C错误；生物之间的捕食关系可通过信息传递实现，D正确。
【答案】 C2．为了控制甘蔗害虫，有人将蔗蟾带入澳大利亚。
由于蔗蟾的皮肤会产生毒素，起初袋鼬等蔗蟾的捕食者出现大量死亡的现象，但现在，袋鼬学会了只吃蔗蟾的幼仔而不吃毒性更强的成体。
蔗蟾和袋鼬之间肯定不存在( )A．物质循环 B．能量流动C．信息传递 D．共同进化【解析】从题干中可以看出蔗蟾与袋鼬之间为捕食关系，都是消费者，消费者和消费者之间不可能实现物质循环，故A错误；袋鼬捕食蔗蟾的过程中，蔗蟾同化的能量中有一部分流向了袋鼬，故B正确；袋鼬捕食蔗蟾的过程中一定会发生信息传递，并且信息传递是双向的，故C正确；具有捕食关系的两种生物共同进化，以适应环境，故D正确。
【答案】 A3．下列有关生态系统信息传递的说法，不正确的是( )A．任何生命形式，如果没接收信息、处理信息和利用信息的能力，就无法适应环境B．信息传递在农业生产中，不仅可以提高农产品的产量，也可对有害动物进行杀灭C．延长短日照植物黄麻的光照时间可提高麻皮产量，这属于物理信息的合理使用D．在任何生态系统中，能量、物质和信息三者之间的关系都是密不可分的【解析】任何生命形式，如果没接收信息、处理信息和利用信息的能力，就无法适应环境，A正确；信息传递在农业生产中，不仅可以提高农产品的产量，也可对有害动物进行控制而不是杀灭，B错误；延长短日照植物黄麻的光照时间可提高麻皮产量，这属于物理信息的合理使用，C正确；在任何生态系统中，能量、物质和信息三者之间的关系都是密不可分的，D正确。
植物生理学：第五章 植物体内有机物质的代谢和运输
一、植物体内有机物质的运输系统
短距离运输系统
一、植物体内有机物质的运输系统
短距离运输系统
一、植物体内有机物质的运输系统
（二）长距离运输系统：指器官之间、源与库之间运输， 长距离运输系统：指器官之间、源与库之间运输， 距离从几厘米到上百米
1、微管束的组成：以导管为中心的富含纤维组织的木质部；以 微管束的组成：以导管为中心的富含纤维组织的木质部； 木质部 韧皮部； 筛管为中心的周围有薄壁组织伴连的韧皮部 筛管为中心的周围有薄壁组织伴连的韧皮部；穿插与包围木 质部和韧皮部的多种细胞，微管束鞘。 质部和韧皮部的多种细胞，微管束鞘。 微管束的功能： 2、微管束的功能： • 通常情况下，水分与无机盐通过木质部输送，有机物通过韧 通常情况下，水分与无机盐通过木质部输送， 皮部输送。 皮部输送。 • 信息（信使）物质传递的通道：如根部合成的细胞分裂素、 信息（信使）物质传递的通道：如根部合成的细胞分裂素、 脱落酸等通过木质部输送至地上部分； 脱落酸等通过木质部输送至地上部分；茎尖合成的生长素则 通过韧皮部向下运输；植物受环境刺激后产生的电波（ 通过韧皮部向下运输；植物受环境刺激后产生的电波（膜电 也主要在微管束中传播。 位）也主要在微管束中传播。 • 两通道之间的物质运输：木质部与韧皮部之间侧向（横向） 两通道之间的物质运输：木质部与韧皮部之间侧向（横向） 运输可相互间运送水分和养分， 运输可相互间运送水分和养分，如筛管内的膨压变化就是由 于导管与筛管间发生水分交换产生的。 于导管与筛管间发生水分交换产生的。源自一、植物体内有机物质的运输系统
（二）长距离运输系统
2、微管束的功能 • 对同化物的吸收与分泌：韧皮部对同化物的吸收与分泌不 对同化物的吸收与分泌： 仅发生在库源端，而且在同化物的运输途中， 仅发生在库源端，而且在同化物的运输途中，微管束能与 周围组织发生物质交换。 周围组织发生物质交换。 • 对同化物的加工与贮存：同化物的运输过程中可卸至微管 对同化物的加工与贮存： 束中的某些薄壁细胞内合成淀粉，并贮存起来。 束中的某些薄壁细胞内合成淀粉，并贮存起来。是个中间 需要时再转运出去。 库，需要时再转运出去。 • 外源化学物质以及病毒等的传播通道：杀虫剂、灭菌剂、 外源化学物质以及病毒等的传播通道：杀虫剂、灭菌剂、 肥料、以及病毒分子经两通道的传输，能产生周身效应。 肥料、以及病毒分子经两通道的传输，能产生周身效应。 另外筛管汁液的蛋白抑制剂能抑制动物消化道内的消化酶， 另外筛管汁液的蛋白抑制剂能抑制动物消化道内的消化酶， 说明筛管本身存在一定的防卫机制。 说明筛管本身存在一定的防卫机制。 • 植物体的机械支撑：木质部导管、管胞。 植物体的机械支撑：木质部导管、管胞。
植物生理学：植物体内有机物的代谢
C、生物碱是重要药物的有效成分。许多中药的有效成分往往是
生物碱，比如有平喘作用的麻黄，其有效成分是麻黄碱；有抗菌效果的 黄连，其有效成分是小檗碱；有止痛作用的元胡，其有效成分是延胡索 乙素等多种生物碱。现在西药常用的重要药品，最初还是从植物分离出 来证实有效后化学合成的，例如从萝芙木分离出来的利血平，从金鸡纳 树皮分离出来的奎宁等。在抗癌药物中有从长春花中分离出来的长春新 碱，从粗榧分离的三尖杉酯碱，从美登木分离的美登木碱等。
喹嗪 （Quinolizidine）
鸟氨酸 赖氨酸
倒千里光碱
无
羽扇豆碱
恢复心律
异喹啉 （Isoquinoline）
吲哚 （Indole）
酪氨酸 色氨酸
可待因吗啡
止痛药、止咳止痛药
利血平 马钱子碱
治疗高血压、精神病 毒鼠药、治疗眼疾
（二）作用
A、生物碱是核酸的基本成分，又是维生素B1、叶酸和生物 素的基本成分，所以具有重要的生理意义；
糖、脂肪和蛋白质之间可以互相转变，丙酮酸、乙酰辅 酶A、α-酮戊二酸和草酰乙酸等中间产物在它们之间的转 变过程中起着枢纽作用。
核苷酸的核糖来源于戊糖磷酸代谢，碱基则是由氨基酸 及其代谢产物组成的。
植物体内各种主要有机物之间的联系
二、植物的初生代谢和次生代谢
1891年，Kossel明确提出了植物次生代谢的概念。
甲基赤藓醇途径由糖酵解或C4途径的中间产物丙酮酸和3－磷酸甘油醛， 形成甲基赤藓醇磷酸，继而形成二甲丙烯二磷酸（DMAPP）。
IPP和DMAPP是异构体。
第三节 酚 类
一、Concept：
芳香族环上的氢原子被羟基或功能衍生物取代后生成的化合物。
COI1参与茉莉酸调控拟南芥吲哚族芥子油苷生物合成过程
COI1参与茉莉酸调控拟南芥吲哚族芥子油苷生物合成过程石璐;李梦莎;王丽华;于萍;李楠;国静;阎秀峰【摘要】芥子油苷是一类具有防御作用的植物次生代谢产物,外源激素茉莉酸对吲哚族芥子油苷的合成具有强烈的诱导作用,但茉莉酸调控吲哚族芥子油苷生物合成的分子机制并不清楚.以模式植物拟南芥(Arabidopsis thaliana)的野生型和coi1-22、coi123两种突变体为研究材料,通过茉莉酸甲酯(MeJA)处理,比较了拟南芥野生型和coi1突变体植株吲哚族芥子油苷含量、吲哚族芥子油苷合成前体色氨酸的生物合成基因(ASA1、TSA1和TSB1)、吲哚族芥子油苷生物合成基因(CYP79 B2、CYP79B3和CYP83B1)及调控基因(MYB34和MYB51)的表达对MeJA的响应差异,由此确定茉莉酸信号通过COI1蛋白调控吲哚族芥子油苷生物合成,即茉莉酸信号通过信号开关COI1蛋白作用于转录因子MYB34和MYB51,进而调控吲哚族芥子油苷合成基因C YP79 B2、C YP79 B3、CYP83B1和前体色氨酸的合成基因ASA1、TSA1、TSB1.并且推断,COI1功能缺失后,茉莉酸信号可能通过其他未知调控因子或调控途径激活MYB34转录因子从而调控下游基因表达.【期刊名称】《生态学报》【年(卷),期】2012(032)017【总页数】7页(P5438-5444)【关键词】茉莉酸;COI1;吲哚族芥子油苷;拟南芥【作者】石璐;李梦莎;王丽华;于萍;李楠;国静;阎秀峰【作者单位】温州大学生命与环境科学学院,温州325035;温州大学生命与环境科学学院,温州325035;温州大学生命与环境科学学院,温州325035;温州大学生命与环境科学学院,温州325035;温州大学生命与环境科学学院,温州325035;温州大学生命与环境科学学院,温州325035;温州大学生命与环境科学学院,温州325035【正文语种】中文芥子油苷(glucosinolate)是一类含氮、含硫的植物次生代谢产物，主要分布于十字花科植物。
植物细胞色素P450的研究进展
植物细胞色素P450的研究进展作者：汪思远蒋世翠王康宇王义张美萍来源：《吉林蔬菜》 2014年第4期汪思远蒋世翠王康宇王义张美萍（吉林农业大学吉林·长春 130118）摘要：细胞色素P450(CYP450)是动植物及微生物体内一类超基因家族编码的单加氧酶，参与多种催化反应，在生物防御方面具有重要作用。
近年来，利用现代生物技术和新一代测序手段及生物信息学分析方法，对参与相关生物代谢合成途径中的CYP450进行了分离、筛选及功能鉴定，进一步阐明了CYP450在植物体内相关代谢途径中的催化机制。
本文对植物细胞色素P450（CYP450）基因的分离，在皂苷生物合成、苯丙烷类物质代谢和芥子油苷及IAA生物合成中的功能和表达，以及在人工合成物质的解毒功能及应用等方面的研究做了简要综述。
关键词：细胞色素P450 植物次生代谢表达调控Research Process of Cytochrome P450 in PlantWANG Si-yuan，JIANG Shi-cui，WANG Kang-yu，WANG Yi，ZHANG Mei-ping（Jilin Agricultural University,Changchun 130118,China）Abstract：Cytochrome P450s are a diverse array of mixed-function oxidas in animal，plant and bacteria which consist of a gene superfamily.Theyplay an important role in preventing the plants from injury bycatalyzing many kinds of reactions.Several candidate CYP450s that might be involved in ginsenoside biosynthesis have been discovered，screening and functional identification by the modern biotechnology and next generation sequencing technology and bioinformatic analysis in previous studies，further elucidate in the relevant CYP450 catalytic mechanism of metanolic pathways in plants.This article summarized gene isolation，function and expression of ginsenoside biosynthesis pathway briefly，phenylpropanoid metabolic pathway and glucosinolates and IAA biosynthesis pathway,and research in the detoxification function and application of synthetic substances.Key words:Cytochrome P450，Plant secondary metabolism，Expressionregulation细胞色素P450(cytochrome P450,简称P450）是一类以血红素为辅基的B族细胞色素超家族蛋白酶，是血红素蛋白大家族中极其重要的一员，通常与内质网、线粒体、质体、高尔基体等细胞器膜结合，分布在生命进化过程中的所有分支。
新教材高中生物第3章生态系统及其稳定性第4节生态系统的信息传递课后训练新人教版选择性必修2
第4节生态系统的信息传递课后·训练提升基础巩固1.下列不属于生态系统信息传递的是( )A.心猿意马B.飞蛾扑火C.蜜蜂跳舞D.老马识途信息,光属于物理信息;蜜蜂跳舞是通过特殊行为传递信息,属于行为信息;老马识途是通过气味等传递信息,气味属于化学信息。
2.下列关于生态系统中信息传递的说法,错误的是( )A.生态系统的信息传递与能量流动都是单向的B.孔雀开屏属于动物的行为信息C.“人间四月芳菲尽,山寺桃花始盛开”体现了物理信息的作用D.草原返青,羊群采食青草,体现了物理信息的作用;孔雀开屏属于动物的行为信息;“人间四月芳菲尽,山寺桃花始盛开”说明植物开花受温度的影响,体现了物理信息的作用;草原返青,羊群采食青草,体现了物理信息的作用。
3.信息传递是生态系统的重要功能之一。
下列现象与物理信息传递相关的是( )A.花香引蝶B.刺猬遇到敌害竖起体刺C.候鸟南飞D.警犬嗅寻毒品,光属于物理信息;A、D两项属于化学信息,B项属于行为信息。
4.某海岛森林中,灰蛾常在桦树的嫩枝上产卵,桦树周围的杜鹃树会释放一种挥发性的杀虫物质,桦树会吸收并重新释放出更多的这种杀虫物质,以驱逐灰蛾的幼虫。
下列相关叙述错误的是( )A.杜鹃树和桦树之间存在种间竞争和互利共生的关系B.题干中的杀虫物质属于化学信息C.该现象说明信息传递能调节生物的种间关系D.该现象为桦树虫害的生物防治提供了依据,相互依存,彼此有利。
题干信息无法体现杜鹃树和桦树之间存在互利共生关系。
5.下列关于生态系统中信息传递的叙述,正确的是( )A.动物的特殊行为可以向同种或异种生物传递某种信息B.植物生长素对植物生长的调节属于信息传递中的化学信息C.生态系统中的信息只能来源于同种或异种的生物D.牧草生长旺盛时,为草原动物提供采食信息,这对草原动物有利,对牧草不利,能够向同种或异种生物传递某种信息,即动物的行为特征可以体现为行为信息,A项正确。
生态系统中的信息传递,可发生在同一物种的不同个体之间或不同物种之间或非生物环境与生物之间,而植物激素的作用只是在同一个体的内部发挥作用,所以生长素的作用不属于生态系统中的信息传递,B项错误。
细胞色素P450研究进展
1.1细胞色素P450研究进展1.1.1细胞色素P450细胞色素P450(cytochrome P450或CYP, 简称P450）是一个古老的以血红素为辅基的B族细胞色素蛋白酶基因超家族，广泛存在于细菌、真菌、植物以及动物等各种生物体内[1]，通常与质体、线粒体、内质网、高尔基体等细胞器膜结合。
还原态P450与CO结合后在450nm处能检测到最大吸收峰，故命名为P450。
因其能使疏水性分子插入一个氧原子而变得更具有亲水性或者活性，因此又称之为单加氧酶(mixed-function oxidase, 简称MFO)[2]。
P450酶系作为自然界中生物催化剂，它所催化的反应类型多样，最典型的反应是把分子氧还原为水的同时，将其中一个氧原子转移至底物形成产物，催化反应为[3]:RH+O2+NADPH+H+ ROH+H2O+NADP+1958年，在大鼠肝微粒体中第一次发现P450。
D.S Frear于1969年首次在棉花(Gossypium hirsutum L.)中发现了它的存在[4]。
此后，大量的研究表明在拟南芥(Arabidopsis thaliana L.)[5]、小麦(Triticum aestivum L.)[6]、苜蓿(Medicago sativa L.)[7]、蓖麻(Ricinus communis L.)[8]等许多植物中也均有P450存在。
P450酶系在植物中参与多种代谢反应，发挥重要的催化作用。
[1] Omura T (1999). Forty years of cytochrome P450. Biochem BiophysRes Commun, 266 (3): 690~698.[2] Nelson D R, Kaymans L, Kamataki T, et al. P450 superfamily:updateon new sequence, gene mapping, accession numbers andnomenclature [J]. Pharmacogenetics, 1996, 6:1-42.[3] Ortiz de Montellano PR. Cytochrome P450: structure, mechanism,and biochemistry [M], 3rd ed. Kluwer Academic/Plenum Press, New York, 2005, 183-245.[4]Frear DS, Swanson HR, Tanaka FS. N-Demethylation of substituted3-(phenyl)-1-methylureas: isolation and characterization of a microsomal mixed function oxidase from cotton. Phytochemistry, 1969, 8(11): 2157–2169.[5] Paquette SM, Bak S, Feyereisen R. Intron-exon organization andphylogeny in a large superfamily, the paralogous cytochrome P450 genes of Arabidopsis thaliana. DNA Cell Biol, 2000, 19(5): 307–317.[6] Murphy PJ, West CA. The role of mixed function oxidases in kaurenemetabolism in Echinocystis macrocarpa Greene endosperm. Arch Biochem Biophys, 1969, 133(2): 395–407.[7] Li LY, Cheng H, Gai JY, Yu DY. Genome-wide identifycation andcharacterization of putative cytochrome P450 genes in the model legume Medicago truncatula. Planta, 2007, 226(1): 109–123.[8] Lew FL, West CA. (-)-kaur-16-en-7β-ol-19-oic acid, an intermediatein gibberellin biosynthesis. Phytochemistry, 1971, 10(9): 2065–2076.1.1.2细胞色素P450结构特征在细胞色素P450超基因家族中，不同成员之间在氨基酸序列上具有高度的变异性，但其空间结构上却保持较高的相似性，P450蛋白三级结构主要由C端的α-螺旋结构和N端的β-折叠结构组成[1,2]。
烟草次生代谢产物的生物学研究
烟草次生代谢产物的生物学研究烟草是一种广泛种植的经济作物，也是一种重要的生物工厂。
除了烟草本身作为卷烟原料，在其发酵、香味、颜色等方面会添加其他物质，而烟草本身也含有许多次生代谢产物。
这些化合物能够影响烟草植株的生长，对烟草植株的抗病性、逆境适应力等方面产生影响。
本文将探讨烟草次生代谢产物的生物学研究。
一、烟草次生代谢产物的种类烟草次生代谢产物是指由细胞在正常生长和发育过程中合成的化合物，它们没有直接参与细胞的基本生存活动，是一种代谢“副产品”，却具有重要的生物学功能。
烟草次生代谢产物种类繁多，包括单萜类、香豆素、生物碱等多种类型，其中主要有尼古丁、茄碱、芥子油苷、黄酮类、苯丙素类等。
二、烟草次生代谢产物的合成与调控烟草次生代谢产物的合成和调控是一个复杂的过程，涉及多个途径和多个基因的作用。
研究发现，茄碱的合成主要是通过途径Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ三种途径，途径Ⅰ涉及到多个基因的编码，包括得弗林酮羧化酶基因、肽类甘氨酸水解酶基因、脱氧酶乙酰基转移酶基因等；途径Ⅱ涉及到合醛雌酚基转移酶、上位素转移酶、异戊二烯基杂环辅酶A 连接酶等基因的编码；途径Ⅲ涉及到苯丙基安息香酸双羧酸合成酶、醛还原酶等基因的编码。
有研究表明，在烟草中茄碱的合成受到多种环境因素、光周期和内源激素的调控。
三、烟草次生代谢产物与生理活动的关系从烟草植株抗病、逆境适应、生长和发育等角度，研究发现，多种次生代谢产物对烟草植株的生理活动有重要影响。
尼古丁、茄碱等生物碱可以提高烟草植株的抗病性，茄碱还可以促进植株伸长和树形分类。
芥子油苷是一种丙烯酰胺类似物，在植物逆境适应方面具有重要作用。
最近的研究还表明，黄酮类物质对于调控烟草根系发育起到了重要作用。
结语：烟草次生代谢产物在烟草植株生理活动中发挥着重要的作用，其合成和调控是一个复杂的过程，当前的研究进展表明烟草次生代谢产物与植物生长发育、抗病性和逆境适应等方面密切相关。
在未来的研究中，还需进一步深入了解其生物学功能，以及相关基因的调控机制，并进一步利用烟草植物作为研究模型，研究植物次生代谢作用的生物学基础，推动植物次生代谢产物的工业化生产和利用。
植物吲哚族芥子油苷的代谢调控网络
Ｔ ＡＡ
和氮／ 代 谢 的 影 响 ， 受 到 植 物 激 素 茉 莉 酸 硫 又
（ａｍ ｎｃａｉ ，Ｊ 、 杨 酸 （ａ ｃｌ ｃｄ Ｓ ｊｓ ｏ ｉ ｃ ｄ Ａ） 水 ｓｌ ｙｉ ａｉ ， Ａ） ｉ ｃ
和 乙烯 （ｔｙ ｎ ，Ｅ 等 的调 节 。最 近 ， 哚 ｅｈｌ ｅ Ｔ） ｅ 吲 族芥 子油 苷 的生 物合 成 、 饰 和代 谢 相关 途 径研 修
Ｃ Ｏｍ ． Ｃ ｎ
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芥子油苷在植物_生物环境关系中的作用_陈亚州
第27卷第6期2007年6月生态学报ACTA ECOLOG I C A SI N I C A V o.l 27,N o .6Jun .,2007基金项目:国家自然科学基金海外青年学者合作研究基金资助项目(30528013);国家自然科学基金资助项目(30670325);新世纪优秀人才支持计划资助项目(NCET -05-0328)收稿日期:2006-05-21;修订日期:2007-01-19作者简介:陈亚州(1982~),男,海南琼海人,硕士生,主要从事植物次生代谢研究.E-m ai:l c h i nxunfong @126.co m*通讯作者Correspond i ng au t hor .E -m a i :l xf yan @m ai.l h.l cnFoundati on ite m:Th e proj ect was fi nanci ally s upported by Nati onalNatural Science Foundati on ofC h i na (N o .30528013,30670325)and Progra m f or N e w Cen t u ry Excellent Talents i n Un ivers i ty (No .NCET-05-0328)Recei ved date :2006-05-21;Accepted date :2007-01-19Biography :CHEN Y a -Zhou ,M aster candidat e ,m ai n l y engaged i n p l an t s econdary m et abolis m.E-m ai:l ch i nxun fong @芥子油苷在植物-生物环境关系中的作用陈亚州,阎秀峰*(东北林业大学生命科学学院,哈尔滨 150040)摘要: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。
芥子油苷的生物合成——相关基因的发现及后续研究
芥子油苷的生物合成——相关基因的发现及后续研究Ida E. Sønderby, Fernando Geu-Flores and Barbara A. HalkierPlant Biochemistry Laboratory, VKR Research Centre Pro-Active Plants, Department of Plant Biology and Biotechnology, Faculty of Life Sciences, University of Copenhagen, Thorvaldsensvej 40, 1871 Frederiksberg C, Denmark芥子油苷是十字花目植物中的一种富含硫的次生代谢物质，它在植物抗性和人体营养方面都具有重要的生物学意义和经济意义。
利用系统生物学方法研究者鉴定出了芥子油苷生物合成的相关基因。
最近的研究包含了参与合成途径三个阶段（即前体氨基酸的侧链延长、核心结构的合成和侧链的次级修饰）的所有基因。
主要的突破性成果包括发现烟草中可以产生芥子油苷，芥子油苷在拟南芥先天性免疫反应中发挥重要作用，以及更深入地理解了芥子油苷合成与初生硫代谢之间的联系。
扩大芥子油苷基因目录芥子油苷是一种次生代谢产物，因在植物对昆虫和病原物的抗性方面的作用以及对癌症的预防功效而被人们所熟知。
它主要存在于十字花目植物中，包括重要的芸薹属经济和粮食作物，例如油菜（Brassica napus）、结球甘蓝（Brassica oleracea）以及模式植物拟南芥（Ar abidopsis thaliana）[1]。
芥子油苷已经获得了“模式”次生代谢物质的地位，该领域的科学家利用系统生物学方法，从拟南芥中突变体的收集和自然突变成功鉴定出了芥子油苷的生物合成基因。
事实上，根据已知的数量可观的酶，芥子油苷代谢途径中的未知基因的功能可由其与已知基因的共表达来推断，即所谓的“guilt-by-association”原理[2–12]。
简述植物化学物对人体免疫力的影响
简述植物化学物对人体免疫力的影响摘要:对于大多数人而言，植物化学物是一个较为陌生的词语。
植物化学物实际是植物的次级代谢物。
它对植物本身具有多种功能，而对于人体而言它也具有不少的积极作用，本文将简述植物化学物对人体免疫力的影响。
虽然目前对于植物化学物与人体免疫的研究较少，但可以肯定有一些植物化学物，例如类胡萝卜素，类黄酮，皂苷等对人体免疫有积极影响。
关键词：植物化学物；免疫力；类胡萝卜素；皂苷正文：植物化学物是在植物性食品中存在的，除传统营养素（不含维生素）以外的生物活性物质。
传统营养素主要是指蛋白质、脂肪和碳水化合物。
人们在一般的饮食中都能获得传统的营养素，而植物化学物的获取则需要我们广泛地摄取不同种类的植物性食品。
另外，植物化学物实际是植物的次级代谢物。
这些次级代谢物是生物进化过程中植物维持其与周围环境（包括紫外线）相互作用的生物活性分子，它对植物本身而言具有多种功能，例如保护功能和形成植物色素。
【1】过去，人们一般认为植物化学物对人体健康有害，例如西红柿中存在的配糖碱。
而现在，随着人们对健康的重视，在一些研究中，人们逐渐发现植物化学物对健康具有有益和有害的双重作用。
植物化学物的种类繁多，按照它们的化学结构或者功能特点进行分类，可分为类胡萝卜素、植物固醇、皂苷、芥子油苷、多酚、蛋白酶抑制剂、单萜类、植物雌激素、硫化物、和植酸。
人体的免疫系统有三道防线：第一道防线:皮肤,黏膜及其分泌物；第二道防线:体液中的杀菌物质(如溶菌酶)和吞噬细胞；第三道防线:主要由免疫器官和免疫细胞借助血液循环和淋巴循环而组成。
而且第一道防线和第二道防线并称非特异性免疫(人人生来就有,对多种病原有防御作用).第三道防线叫做特异性免疫(出生后产生,通常对特定的病原体或异物起作用)。
以下，分别介绍每一种植物及其对人体免疫的影响。
1：类胡萝卜素：类胡萝卜素是水果和蔬菜中广泛存在的植物次级代谢产物, 它们的主要功能之一是使植物显示出红色或黄色。
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芥子油苷与植物激素在生物合成中的相互作用摘要：芥子油苷是一类重要的次生代谢物质，植物激素在植物的生长发育中也起着关键性作用，植物激素与芥子油苷之间存在复杂的相互作用。
生长素与吲哚类芥子油苷在生物合成上存在着相互作用。
植物防卫信号分子与芥子油苷之间也存在相互作用，茉莉酸强烈诱导吲哚类芥子油苷生物合成相关基因CYP79B2 和CYP79B3 的表达，水杨酸和乙烯则能轻度诱导4-甲氧吲哚-3-甲基芥子油苷的生成。
植物防卫信号转导途径相互作用以调节不同种类吲哚类芥子油苷的生成。
关键词：芥子油苷，生长素，茉莉酸，水杨酸，相互作用Abstract: Glucosinolate is a group of important secondary metabolite,and phytohormones play essential role in plant development, the complex interactions exist between phytohormones and glucosinolates at the level of biosynthesis. Aunxin and indole glucosinolates interact at the level of biosynthesis and metabolism. Plant defense signaling molecules can induce the biosynthesis of specific glucosinolates. Jasmonic acid highly induces the expression of indole glucosinolates biosynthetic genes CYP79B2 and CYP79B3, and thus leads to an increase in total indole glucosinolate contents,whereas 4-methoxyindole-3-ylmethyl glucosinolate was slightly induced by salicylic acid and ethylene. The cross talks exist between different plant defense signal transduction pathways to regulate the biosynthesis of indole glucosinolates.Key words: glucosinolates,IAA,JA,SA,interaction芥子油苷(glucosinolate，GS)是一种含氮和硫的植物次生代谢物质，根据侧链的氨基酸来源可以将芥子油苷分为脂肪族芥子油苷(侧链来源于甲硫氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸)、芳香族芥子油苷(侧链来源于苯丙氨酸和酪氨酸)和吲哚族芥子油苷(侧链来源于色氨酸)3个类群，主要存在于十字花科植物中[1]。
芥子油苷及其降解产物有着广泛而深入的生物学效应，特别是在参与植物的防卫反应和抗癌作用等方面近年来引起了极为广泛的关注。
植物激素对植物的生长发育有重要的调节作用，随着植物激素与芥子油苷的生理功能与作用机制研究的不断深入，人们发现植物激素与芥子油苷存在不同层次的相互作用，以共同调节植物的生长发育、对逆境的适应以及植物的防卫反应等。
植物激素与次生代谢物质芥子油苷的相互作用研究近年来引起人们广泛的关注，植物中这两类重要的生物活性物质在生物合成上的相互作用研究已取得较大进展，本文综述这方面的研究进展，并对这一领域的前景进行展望。
1 吲哚族芥子油苷代谢与生长素的合成途径吲哚族芥子油苷来源于色氨酸[2]。
色氨酸由细胞色素P450酶CYP79B2或CYP79B3催化转变为相应的吲哚-3-乙醛肟(indole-3-acetaldoxime)。
吲哚-3-乙醛肟形成之后,再经一系列反应形成吲哚族芥子油苷核心结构[3]。
核心结构再经羟基化、甲基化等各种次级修饰形成不同的吲哚族芥子油苷[2，3]。
同时,吲哚族芥子油苷在黑芥子酶(myrosinase)的作用下,依据反应环境可生成吲哚-3-乙腈(indole-3-acetonitrile)等不同的降解产物。
另一方面,生长素的合成途径则比较复杂。
根据前体是否为色氨酸,植物体内生长素的合成途径可分为依赖色氨酸途径(Trp-dependentpathway)和非依赖色氨酸途径(Trp-independentpathway)[4]；在色氨酸途径中,根据吲哚-3-乙醛肟的合成过程是否有色胺参与,又可分为色胺途径(tryptaminepathway)和吲哚-3-乙腈途径(indole-3-acetonitrilepathway)[5]。
吲哚族芥子油苷的侧链部分源自色氨酸,同时生长素在依赖色氨酸途径的合成过程中也以色氨酸作为前体,因而认为吲哚族芥子油苷代谢与生长素的代谢途径存在着关联,主要体现在色胺途径和吲哚-3-乙腈途径的相互关系。
在拟南芥中，IAA合成的色氨酸途径会产生一系列重要的次生代谢物质，其中就包括吲哚类芥子油苷[6]。
色氨酸是由分支酸(chorismate)合成的，催化这一过程的酶及其编码的基因在原核生物与真核生物之间有着惊人的保守性[5]。
色氨酸合成后，可以分别通过在细胞色素P450家族的CYP79B2/CYP79B3和YUCCA两条不同途径生成吲哚乙醛肟(indole-3-acetaldoxime,IAOx)[7]。
其中CYP79B2/CYP79B3途径可以直接以色氨酸为底物生成IAOx，而YUCCA途径需先生成色胺，然后YUCCA以色胺为底物生成IAOx[8]。
从色氨酸到IAOx这一转变是IAA和吲哚类芥子油苷合成过程共有的第一步，IAOx又是两物质合成路径的分支点[9]。
与IAOx合成有多种途径类似，IAOx的代谢也有多种途径，一方面IAOx在CYP83B1的催化下朝着吲哚类芥子油苷生成的方向发展[10]。
在拟南芥中，编码CYP83B1的sur2基因过量表达，植物体内吲哚类芥子油苷的含量就增加，其形态表现和IAA 缺乏时一致；sur2发生突变后其形态表现却和IAA过量时一致，表现为极性增强、不定根数量增加[9]。
这表明CYP83B1在IAA和吲哚类芥子油苷的生物合成过程中有重要作用——催化IAOx生成吲哚类芥子油苷。
另外，在IAOx向吲哚类芥子油苷转变的过程中，C-S裂解酶也起了关键的催化作用。
拟南芥sur1突变体表现为IAA水平较高，而几乎检测不到吲哚类芥子油苷，原因就在于缺失了sur1编码的C-S裂解酶，从而导致了该酶底物IAOx的积累，使IAA 的合成被促进[11]。
另一方面，IAOx也可以向生成IAA的方向发展，首先生成吲哚-3-乙腈，然后在腈水解酶(nitrilase)的作用下生成IAA。
IAA和吲哚类芥子油苷的生物合成中的CYP79B2/CYP79B3和YUCCA途径也存在相互作用，YUCCA途径中的中间产物色胺对CYP83B1有抑制作用。
YUCCA活性是该途径生成IAA过程中的限速步骤，当其活性受到抑制，就会使色胺的水平升高，从而抑制CYP83B1的活性，并最终使来源于CYP79B2/CYP79B3途径生成的IAA增多[12]。
2 茉莉酸、水杨酸和乙烯对芥子油苷生物合成的调节茉莉酸(JA)、水杨酸(SA)等植物激素是植物防卫反应过程中重要的信号物质。
许多研究表明，芥子油苷的生物合成受到JA和SA的调节。
在欧白芥(Sinapisalba)中，茉莉酸甲酯(methyljasmonate,MeJA)处理使酪氨酸合成羟苯芥子油苷的能力大大增强[13]。
在欧白芥和油菜中，MeJA处理能使吲哚-3-甲基芥子油苷(indole-3-ylmethylglucosinolate,i-3ylm)的含量增加[14]。
在拟南芥和油菜中，MeJA处理使i-3ylm与N-甲氧吲哚-3-甲基芥子油苷(N-methoxyindole-3-ylmethylglucosinolate,Nmi-3ym)的含量均升高[15]。
此外，SA处理能使油菜叶片中芥子油苷总体水平提高，其中以苯乙基芥子油苷含量增加最显著[16]。
植物激素中的JA、SA和乙烯与植物的防卫反应关系密切，它们通过使植物产生病程相关蛋白(pathogenesis-relatedprotein,PR蛋白)或植物防御素(plantdefensin,PDF)等方式诱导植物产生系统获得性抗性(systemicacquairedresistance,SAR)和系统诱导性抗性(inducedsystemicresistance,ISR)，抵御病源微生物的侵害。
这些激素在植物的防卫反应中存在相互协同或拮抗的作用，依照一定的顺序在防卫反应中发挥功能。
已经发现，芥子油苷及其降解产物在植物对昆虫和病原微生物的抗性中发挥作用[17]。
近年来的研究表明，在植物的防卫反应中，植物激素和芥子油苷之间有着密切的关系，植物激素可以通过诱导某些特殊种类的芥子油苷的生成来抵御病原微生物的入侵。
在拟南芥中,细菌性病原菌胡萝卜软腐欧文氏菌制备的激发子能诱导与色氨酸生物合成和氧化相关的基因的协同表达。
在激发子诱导过程中，吲哚类芥子油苷i-3ylm的含量特异性地增加，而吲哚衍生的植物抗毒素camalexin则几乎检测不到。
由于在茉莉酸不敏感突变体coi1-1中不能诱导吲哚类芥子油苷的产生，因此，这一反应是由JA介导的；与此相一致，Me-JA能引起吲哚类芥子油苷的积累[15]。
这与Me-JA 能引起吲哚类芥子油苷积累的其他报道是一致的[14]。
相反，乙烯和SA在该效应中的作用微乎其微[15]。
它们不能引起吲哚类芥子油苷水平的改变，而Me-JA或激发子则能诱导乙烯不敏感突变体ein2-1中吲哚类芥子油苷的积累，且效应与野生型一致。
另外，吲哚类芥子油苷的降解产物能抑制胡萝卜软腐欧文氏菌的生长，这也说明吲哚类芥子油苷在植物防御细菌病原物中起着重要作用[15]。
Mikkelsen等[18]对植物激素JA、SA和乙烯在拟南芥防卫反应中的相互作用，特别是它们对芥子油苷生物合成中的关键酶的表达以及芥子油苷种类的调节中的相互作用进行了系统的研究，同时也研究了这些激素在调节病程相关蛋白(PR1)和植物防御素(PDF1.2)中的相互作用[18]。
从3种植物激素对芥子油苷生物合成酶的影响来看，只有JA能增强芥子油苷生物合成酶CYP79家族的表达，尤其是JA能大大增强与吲哚类芥子油苷生物合成相关的CYP79B2和CYP79B3基因的表达，Me-JA处理能使吲哚类芥子油苷的总含量增加3~4倍，特别是使吲哚类芥子油苷i-3ym和Nmi-3ym的含量明显升高。