【正文】 別合成包括激動素、赤霉素、類蘿卜素、甾醇、葉綠素等在內(nèi)的單萜、倍半萜、二萜和多萜等生代謝物。 （ 1）萜類合成途徑 ? 植物異戊二烯代謝途徑中也存在代謝頻道。單萜合成途徑并非倍半萜和二萜等高級萜類合成途徑的分支，而是具有獨特的酶促反應(yīng)機制的單獨合成途徑。各種萜類次生代謝物的合成在細胞內(nèi)具有明顯的分隔，其中倍半萜主要在細胞質(zhì)內(nèi)合成，而二萜和單萜則在質(zhì)體內(nèi)合成。 （ 2）萜類的代謝調(diào)節(jié) ? 次生代謝物生物合成“代謝頻道 ”的存在，有效地隔絕了次生代謝物合成過程的中間產(chǎn)物在細胞內(nèi)擴散，有利于底物與酶的有效結(jié)合和酶促反應(yīng)的順利進行，減少次生代謝途徑中不同支路之間爭奪底物的現(xiàn)象及有毒中間產(chǎn)物對細胞的傷害，并使細胞內(nèi)多種類型次生代謝物的合成途徑得以同時存在。其中 3羥甲基戊二酰 CoA還原酶（ HMGR）、單萜還原酶（ MC）、二萜環(huán)化酶（ DC）、倍半萜環(huán)化酶（ SC）、鯊烯合成酶是異戊二烯代謝途徑中的限速酶。 3．含氮化合物 ? 大多數(shù)含氮化合物是從普通氨基酸合成的，主要有 生物堿、胺類、生氰苷、芥子油苷和非蛋白氨基酸 等。 胺類 通常由氨基酸脫羧或醛轉(zhuǎn)氨而產(chǎn)生。 生氰苷 是一類由脫羧氨基酸形成的 O糖甙，氰基來自于 α 碳和氨基。生氰苷是植物生氰過程中產(chǎn)生 HCN的前體。 生物堿 是一類含氮的天然產(chǎn)物，現(xiàn)已深入研究的有煙草的煙堿、吡咯啶生物堿、毒藜堿，毛茛科的小蘗堿，曼陀羅的茛菪堿、東茛菪堿等。 （ 1）生物堿合成途徑 （ 2）生物堿合成代謝調(diào)節(jié) ? 植物生物堿主要有萜類吲哚生物堿、芐基異喹啉生物堿、茛菪堿和煙堿、嘌呤生物堿等，它們均有其特定的生物合成途徑。 （ 1）生物堿合成途徑 萜類吲哚生物堿 芐基異喹啉生物堿 茛菪堿和煙堿 嘌呤生物堿 ? 在植物細胞中，生物堿長春多靈生物合成過程分別在細胞質(zhì)、液泡、液泡膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜、類囊體膜等 5個以上細胞分隔區(qū)內(nèi)完成；苯基異喹啉生物堿的合成途徑中除了小檗堿橋酶（ BBE）外，其它主要酶均依賴于細胞色素 P450、位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜或內(nèi)質(zhì)網(wǎng)延伸膜分隔內(nèi)。生物堿合成過程中的吲哚 3甘油磷酸酶（ BX1）、 STR、酪氨酸 /多巴脫羧酶（ TYDC）、 BBE等可能是限速酶。 （ 2）生物堿合成代謝調(diào)節(jié) 八、基因工程技術(shù)提高藥用植物次生物質(zhì)產(chǎn)量研究進展 1. 用發(fā)根農(nóng)桿菌誘導(dǎo)、培養(yǎng)毛狀根 2. 冠癭組織的誘導(dǎo)與培養(yǎng) 3. 轉(zhuǎn)基因再生植物 4. 反義 RNA(micRNA)技術(shù) 1. 用發(fā)根農(nóng)桿菌誘導(dǎo)、培養(yǎng)毛狀根 ? 發(fā)根農(nóng)桿菌 (Agrobactirium rhizogeones)屬革蘭氏陰性細菌，能侵染大多數(shù)雙子葉植物和少數(shù)單子葉植物及個別裸子植物。發(fā)根農(nóng)桿菌中的 Ri質(zhì)粒 (root一 inducing plasmid)能誘導(dǎo)毛狀根的產(chǎn)生，并提高植物次生物質(zhì)的產(chǎn)量。如纈草的毛狀根培養(yǎng)物中纈草三醋的含量顯著高于未轉(zhuǎn)化的根培養(yǎng)物，最高可達干重的 %。黃芪毛狀根 16天內(nèi)可增殖 404倍。從銀杏原葉體及懸浮細胞獲得的轉(zhuǎn)化根其藥物成分分別達干重的 %和 %。 毛狀根培養(yǎng)技術(shù)的特點 （ 1）毛狀根培養(yǎng)不需加外源激素和暗培養(yǎng)的情況下生長迅速、分枝多 。 （ 2）毛狀根培次生代謝物質(zhì)含量一般遠高于細胞懸浮培養(yǎng)且含量穩(wěn)定 。 （ 3）利用毛狀根進行生物轉(zhuǎn)化研究，可以產(chǎn)生某些新奇的化合物，為制藥提供新的試材 。 （ 4）毛狀根易于分離且容易獲得再生植株，對于獲得轉(zhuǎn)基因藥用植物或把外源基因轉(zhuǎn)到可由根再生的植株具有重要的意義 。 （ 5）毛狀根培養(yǎng)生產(chǎn)藥物類次生代謝產(chǎn)物同樣也受營養(yǎng)成分、誘導(dǎo)子、前體和基因操作等因素的影響。 ? 由于毛狀根培養(yǎng)的技術(shù)優(yōu)勢，目前被認(rèn)為是極好的獲得植物次生代謝產(chǎn)物的原材料。同時許多過去被認(rèn)為應(yīng)用細胞培養(yǎng)技術(shù)難以合成的次生代謝物質(zhì)通過毛狀根技術(shù)實現(xiàn)了生產(chǎn)。近年來通過培養(yǎng)珍貴藥用植物毛狀根來獲取次生代謝產(chǎn)物成為國內(nèi)外研究的重點。 ? 迄今為止，高等植物誘導(dǎo)毛狀根生產(chǎn)次生代謝物質(zhì)已涉及到31科 100余種植物，其中包括 23科 50余種藥用植物，如黃花煙草、曼陀羅、顛茄、莨菪、長春花、紫草、紅豆杉、人參、黃連等。我國的科研工作者相繼成功建立了大黃、菘藍、野葛、決明子、龍葵、何首烏、商陸等毛狀根培養(yǎng)系統(tǒng)。 ? 毛狀根培養(yǎng)目前的轉(zhuǎn)化方法有直接注射法、接種感染法和共培養(yǎng)法，其中接觸感染法因操作簡便易行最為常用。 ? 隨著第 3代工程技術(shù) —— 代謝工程的興起，人們開始注意通過 DNA重組技術(shù)，合理設(shè)計細胞代謝途徑及進行遺傳修飾，進而完成對細胞特性的改造，用以提高已有化學(xué)物質(zhì)的產(chǎn)量，產(chǎn)生細胞本身不能合成的物質(zhì)等。人們已克隆出一批相關(guān)的基因在此領(lǐng)域進行應(yīng)用。 ? Ri質(zhì)粒誘導(dǎo)的發(fā)根技術(shù)還可通過編碼控制特定次生代謝過程的酶的基因?qū)胫参?，使其毛狀根次生代謝物積累進人一個新水平。陳大華用已克隆的棉花杜松烯合成酶 cDNA插入到發(fā)根農(nóng)桿菌中，誘導(dǎo)出青篙毛狀根，此基因已在轉(zhuǎn)錄水平上表達。 2. 冠癭組織的誘導(dǎo)與培養(yǎng) ? 根癌農(nóng)桿菌 (Agrobacterium tumefaciens)的 Ti質(zhì)粒結(jié)構(gòu)與 Ri質(zhì)粒結(jié)構(gòu)相似，其 T一 DNA上具編碼生長素合成酶基因 iaaM(tms 1)， iaaH(tms 2)及編碼細胞分裂素合成酶的基因 ipt(tmr)。當(dāng)農(nóng)桿菌侵染植物并將 T一 DNA整合至植物基因中，在植物細胞內(nèi)的 iaaM和iaaH基因分別表達色氨酸單加氧酶及吲哚乙酸酰胺水解酶，這 2個酶共同作用合成 IAA。而 ipt基因表達編碼異戊烯基轉(zhuǎn)移酶，該酶催化合成細胞分裂素。 T一DNA指導(dǎo)的生長素和細胞分裂素的合成導(dǎo)致轉(zhuǎn)化植物冠癭瘤的形態(tài)發(fā)生。 ? Payane(1987)最早利用冠癭組織培養(yǎng)生產(chǎn)次生代謝物，并獲得了金雞納的 2個無菌冠癭組織株系，從中分離出了喹啉生物堿。宋經(jīng)元 (1997)等誘導(dǎo)了丹參冠癭組織，培養(yǎng)產(chǎn)生丹參酮并對培養(yǎng)條件及誘導(dǎo)子對冠癭組織生長的影響進行了研究，發(fā)現(xiàn)冠癭組織的丹參酮含量已超過生藥的含量。 Moldenhauer誘導(dǎo)的毛花洋地黃的冠癭組織中，卡烯內(nèi)醋積累量高于未轉(zhuǎn)化的常規(guī)細胞培養(yǎng)物的 26倍，個別株系高于原植物葉片中的含量。 ? 由于許多酶的表達具有組織器官特異性，許多原地上和地下共同參與合成的植物次生代謝物質(zhì)，無論單獨在毛狀根還是單獨在冠癭組織中均不能合成。利用毛狀根和冠癭組織具有激素自主性的特點，在同一培養(yǎng)基中進行二者共培養(yǎng)，為某些重要次生物質(zhì)的生產(chǎn)提供了一條新思路。 Mahagaekera研究發(fā)現(xiàn)顛茄 Duboisia hybrid的冠癭組織共培養(yǎng)時，能使二者單獨培養(yǎng)不能產(chǎn)生的莨菪胺合成，其含量顯著增加。 3. 轉(zhuǎn)基因再生植物 ? 大多數(shù)生產(chǎn)植物次生代謝物的轉(zhuǎn)基因植物是通過根癌農(nóng)桿菌感染受體材料而獲得的。張蔭麟報道了利用毛狀根和冠癭瘤在無激素培養(yǎng)基上，光照條件下分化出了轉(zhuǎn)化的再生植株，并選出了 1個高產(chǎn)株系。劉偉華誘導(dǎo)出了龍膽的發(fā)根農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化的再生植株，其再生苗根部龍膽苦甙的含量比對照高，且再生植株根系發(fā)達，可在不含激素的培養(yǎng)基上快速增殖。 4. 反義 RNA(micRNA)技術(shù) ? 反義技術(shù)以前主要應(yīng)用于微生物中，應(yīng)用于植物以提高植物次生代謝物產(chǎn)量的研究是近年才發(fā)展起來的。其根據(jù)堿基互補的原理合成生物體內(nèi)某些特定酶基因序列互補的 DNA或 RNA。與該酶的 mRNA結(jié)合，抑制該酶 mRNA的翻譯，從而抑制或封閉某些基因表達。通過此技術(shù)，可將micRNA或 micDNA片段導(dǎo)人植物使催化某一分支代謝的關(guān)鍵酶受到抑制或加強，從而使目的代謝產(chǎn)物的產(chǎn)量得以提高。 ? 反義技術(shù)用于調(diào)節(jié)亞麻屬的一種植物 (linuns favum)發(fā)根中內(nèi)植醇脫氧酶活性抑制了分支代謝中木質(zhì)素分子的合成，而使抗癌物 5一甲氧基鬼臼毒素的含量提高。 1. 植物次生物質(zhì)對植物的保護作用 體現(xiàn)在哪些方面？ 2. 植物細胞培養(yǎng)技術(shù)生產(chǎn)次生代謝物的增產(chǎn)策略 3. 如何應(yīng)用基因工程技術(shù)提高藥用植物次生物質(zhì)產(chǎn)量？ 謝謝觀看 /歡迎下載 BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES. BY FAITH I BY FAITH