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科研進(jìn)展
昆明植物所在植物腺毛次生代謝產(chǎn)物及生物功能研究方面取得新進(jìn)展 文章來源:植物化學(xué)與西部植物資源持續(xù)利用國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 | 發(fā)布時(shí)間:2014-09-26 | 作者:黎勝紅 | 瀏覽次數(shù): | 【打印】 【關(guān)閉】 腺毛是植物在長期進(jìn)化過程中為了應(yīng)對生物和非生物環(huán)境脅迫而演化出來的特殊結(jié)構(gòu),其廣泛分布于陸地植物地上部分的表面。植物腺毛是合成和貯存各種類型次生代謝產(chǎn)物的重要場所(被譽(yù)為“細(xì)胞工廠”),這些特殊的化學(xué)物質(zhì)往往具有獨(dú)特的化學(xué)結(jié)構(gòu)和廣泛的生物功能,在植物防御生物和非生物脅迫中起著重要作用。然而由于腺毛結(jié)構(gòu)微小,難以準(zhǔn)確收集。迄今為止,絕大多數(shù)植物腺毛中的次生代謝產(chǎn)物及其生物功能都還屬于未知。 中國科學(xué)院昆明植物研究所黎勝紅研究組多年來致力于植物腺毛的次生代謝產(chǎn)物及其生物功能研究,建立了激光顯微切割-超低溫核磁共振-超高壓液相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用(LMD-cryoNMR-UPLC/MS/MS)的超微量和高精確度單細(xì)胞水平植物化學(xué)研究新技術(shù)和方法。此前,該課題組已從唇形科(Lamiaceae)植物米團(tuán)花(Leucosceptrum canum)和火把花(Colquhounia coccinea var. mollis)的腺毛中發(fā)現(xiàn)了兩類具有防御功能的新奇骨架(分別命名為米團(tuán)花烷和火把花烷)二倍半萜(Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49: 4471-4475;Org. Lett. 2013, 15: 1694-1697)。 最近,該課題組采用LMD-UPLC/MS/MS方法從另一唇形科植物藤狀火把花(Colquhounia seguinii)的盾狀腺毛中發(fā)現(xiàn)了3個(gè)新的克羅烷二萜Seguiniilactones A-C。生物活性測試發(fā)現(xiàn)所有化合物對甜菜夜蛾(Spodoptera exigua)均表現(xiàn)出很強(qiáng)的拒食活性,其中Seguiniilactone A比商業(yè)化的印楝油的拒食活性高17倍。構(gòu)效關(guān)系分析表明,α-取代α,β-不飽和γ-內(nèi)酯為該類化合物具有強(qiáng)拒食活性的重要官能團(tuán)。定量分析發(fā)現(xiàn),該類化合物在盾狀腺毛和葉片中的含量與它們的拒食中濃度相當(dāng)或更高,足以阻止昆蟲對該植物葉片的取食。此外,Seguiniilactone C還對該植物病葉中分離得到的6株優(yōu)勢真菌顯示中等的抗真菌活性,表明克羅烷二萜化合物在該植物中具有重要的防御病蟲害功能。 該研究結(jié)果以“Peltate glandular trichomes of Colquhounia seguinii harbor new defensive clerodane diterpenoids”為題發(fā)表于Journal of Integrative Plant Biology(2014, 56(9): 928-940)上,李春環(huán)博士和劉燕博士為該論文并列第一作者。 論文鏈接:http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/jipb.12242/pdf。 圖1:藤狀火把花及其盾狀腺毛的激光顯微切割收集分析 圖2:藤狀火把花盾狀腺毛中的新穎防御功能克羅烷二萜Seguiniilactones A-C (1-3)
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