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类西柏烷二萜代谢机理及调控研究进展

2014-11-24王冬张小全杨铁钊薛刚李丽华

中国烟草学报 2014年3期
关键词:烟草植物研究

王冬,张小全,杨铁钊,薛刚,李丽华

河南农业大学烟草学院,郑州市文化路95号,450002

综述

类西柏烷二萜代谢机理及调控研究进展

王冬,张小全,杨铁钊,薛刚,李丽华

河南农业大学烟草学院,郑州市文化路95号,450002

综述了类西柏烷二萜合成的生化途径及其调控因素,并阐述了其在改善作物香味和植物抗虫方面的作用及研究利用前景。类西柏烷二萜主要存在于烟草属植物的腺毛分泌物中,在西柏三烯醇合酶(CBTS)和细胞色素P450加氧酶(CYP450)的催化下经脱氧木酮糖磷酸代谢途径(DXP)合成,这一过程受到基因和多种外界因素的调控。

类西柏烷二萜;西柏三烯醇合酶;细胞色素P450加氧酶;香味风格;抗虫性

类西柏烷二萜(Cembranoid diterpenes)较多地存在于烟草属植物叶片和花的表面分泌物中,主要包括西柏三烯醇(Cembratrien-ol, CBT-ol)和西柏三烯二醇(Cembratrien-diol, CBT-diol)[1],由香叶基香叶基焦磷酸(Geranylgeranyl diphosphate,GGPP)在植物质体代谢途径中的西柏三烯醇合酶(Cembratrienol synthase,CBTS)[2]和 细 胞 色 素 P450加 氧 酶(Cytochrome P450 hydroxylase, CYP450)[3]的催化作用下合成。这两种醇分别具有2种同分异构体:(1S,2E,4R,7E,11E)-和(1S,2E,4S,7E,11E)-西柏-2,7,11-三烯-4(,6)-(二)醇,即α-和β-西柏三烯(二)醇[4]。通常CBT-diol比CBT-ol含量更多而且分布更加广泛,在栽培利用的烟草品种中,前者的含量至少比后者高出100倍,是西柏烷二萜最主要的成分[5]。CBT-diol的2种的同分异构体含量比例接近3:1,在烟叶的生长和调制过程中,可降解成多种物质,包括茄酮、氧化茄酮、酮酸和分支的脂肪族酸[6]。类西柏烷二萜及其降解衍生物不仅与人体感官关系密切(如烟草香味和吸食质量以及一些植物表面清香气味等)[1,7],而且与昆虫和微生物具有互动性能,具有很好的杀虫和杀菌活性[3,8-10]。……

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