专利名称：利用β-罗勒烯改变植物次生代谢产物成分的方法
技术领域：
本发明涉及一种改变植物次生代谢产物成分的方法，具体涉及一种利用β -罗勒烯改变植物次生代谢产物成分的方法。
背景技术：
植物次生代谢的概念最早于1891年由Kossel明确提出。植物通过次级代谢途径产生的物质可称为次生代谢产物。次生代谢产物可分为苯丙素类、醌类、黄酮类、单宁类、萜类、甾体及其甙及生物碱七大类。还有人根据次生产物的生源途径分为酚类化合物、类萜类化合物、含氮化合物(如生物碱)等三大类。次生代谢是植物重要的生命活动，与植物的生长发育及其对环境的适应密切相关。同时，次生代谢产物也是重要的药物、功能成分和化工原料来源如生物碱具有抗炎、抗菌、扩张血管、强心、平喘、抗癌等作用；黄酮类化合物具有抗氧化、抗癌、抗艾滋病、抗菌、抗过敏、抗炎等多种生理活性及药理作用，且无毒副作用，对人类的肿瘤、衰老、心血管疾病的防治具有重要意义。几个世纪以来，人类一直从植物中获得大量的次生代谢产物用于医药卫生。目前，除化学合成之外，世界75%的人口依赖从植物中获取药物。次生代谢产物在植物体内的含量一般很低，为获取足够量的某种植物次生代谢产物,往往需要采集大量的植物体,这样的采集方式往往造成植物资源的枯竭和对环境的破坏。为能在获取足够量的植物次生代谢产物的同时，又能保护植物资源和环境，当前迫切需要开发出一种能改变植物体内次生代谢产物组分或提高植物体内次生代谢产物含量的有效方法。β -罗勒烯(β -Ocimene)为单萜类化合物，是很多植物精油中的成分之一。有很多植物，如罗勒、屏东木姜子、薰衣草、柑橘等体内就含有罗勒烯这种物质成分，所以罗勒烯最早被人类当作香料香水使用。受到取食昆虫的取食后，植物叶片释放出的挥发物中都含油罗勒烯成分。后来发现罗勒烯具有一定驱虫作用，而用于研制驱虫合剂之中。但至今还没有关于罗勒烯用于改变植物次生代谢产物成分的文献或专利报道。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种利用β -罗勒烯改变植物次生代谢产物成分的方法，通过β -罗勒烯来改变植物次生代谢产物的组分与含量，为获得植物有效功能成分或提高植物功能成分的含量提供一种新的手段。为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是一种利用β_罗勒烯改变植物次生代谢产物成分的方法，该方法是在一个温度、湿度和光照适合植物(包括植株或植物组培物)生长的相对封闭的空间(这种空间可为干燥器、温室大棚、及人工气候室等)中， 种植或移入植株或植物组培物，往该空间中加入β_罗勒烯，使该空间中β_罗勒烯的终浓度为3 μ mo I/L 40 μ mol/L,连续处理该植株或植物组培物I 10天，处理时的其他条件，如温度、湿度、光照等为该植株或植物组培物的合适生长条件，具体条件因植物类型不同而有所不同。如此，本发明只需将植株或植物培养物放入一个相对封闭的空间内，并加入β -罗勒烯使终浓度在3 μ mo I/L 40 μ mol/L范围内，在较短时间内(1-10天)使处理的植株或植物培养物体内的次生代谢发生改变。并通过对经β_罗勒烯处理的植物的次生代谢产物进行提取和测定，发现β -罗勒烯可用来改变植物次生代谢产物的组分与含量，为获得植物有效功能成分或提高植物功能成分的含量提供一种新的手段。可改变现有技术中植物中次生代谢产物的物积累缓慢，耗时长(需要几个月到几年时间)，且含量很低的缺失。
图I是未经β -罗勒烯处理的紫锥菊提取液的谱图。图2是经β -罗勒烯处理过的紫锥菊提取液的谱图。
图3是未经β_罗勒烯处理的番茄苗所释放出的挥发物的GC测定结果图。图4是经β_罗勒烯处理的番茄苗所释放出的挥发物的GC测定结果图。
具体实施例方式实施例I :用β -罗勒烯改变紫锥菊的次生代谢产物组分一、植株材料的处理I、将两株生长了 30天的紫锥菊分别放入两个洗净风干的干燥器中；2、其中一个干燥器中加入β_罗勒烯，使干燥器中β_罗勒烯的终浓度为10 μ mol/L，并迅速盖上盖子，作为处理组；另一个干燥器中什么都不加，作空白对照；3、将两干燥器密封，然后放入温度为20_25°C、光照为8000-10000Lux、相对湿度为60-75%的植物生长室中，处理3天。二、紫锥菊中次生代谢产物的提取(采用常规的溶剂萃取技术)I、将培养好的两株紫锥菊(包括根部)洗净，分别置于研钵中，加两倍重量的液氮后研碎，将得到的紫锥菊粉末用真空干燥箱70°C烘干。2、采用乙醇回流的方法来萃取紫锥菊中的次生代谢产物。用电子天平分别称取经β -罗勒烯处理和未经β -罗勒烯处理的烘干的紫锥菊粉末各O. 6g，置于蒸馏瓶中，加入80% (V/V)的乙醇50mL，70°C加热回流I小时，用分析纯滤纸过滤获得滤液。3、将上述滤液抽真空，真空度45°过夜，再调至真空度为55°继续抽真空直至滤液浓缩至糖浆状；再用甲醇洗出(加入500 μ I的甲醇混匀，吸出至I. 5ml的离心管中定容至Iml, 10000转/分离心2分钟，吸出上清);得到的甲醇提取液在4°C的冰箱中保存了约3个星期，期间每周离心I次，每次10000转/分离心2分钟，即得到紫锥菊次生代谢产物提取液。三、紫锥菊次生代谢产物的测定将上述得到的紫锥菊次生代谢产物提取液过O. 45微米的滤膜过滤后，分别取经β -罗勒烯处理的和未经β -罗勒烯处理的紫锥菊提取液各10 μ I，采用HPLC的方法，进样上机测定。结果见图I及图2，两者之间的次生代谢产物发生了改变未作β -罗勒烯处理的对照组(见图I)三种物质的出峰时间分别为O. 60分、O. 89分和I. 18分；经β -罗勒烯的处理组(见图2)三种物质的出峰时间分别为O. 60分、O. 97分和I. 68分。两组都有出峰时间都为O. 60的物质，但处理组的含量明显低于对照组。另外，在对照组中有两种物质的出峰时间与处理组中两种物质的出峰时间不同。这些结果说明β_罗勒烯能有效改变紫锥菊次生代谢产物组分与含量。实例2 : β -罗勒烯改变番茄植株挥发物的组分I)植株材料的处理I、将两株生长了 25天的番茄苗分别放入两个洗净风干的干燥器中；2、其中一个干燥器中加入β_罗勒烯，并迅速盖上盖子，使干燥器中的β_罗勒烯终浓度为5ymol/L，作为处理组；另一个干燥器中什么都不加，作空白对照； 3、将两干燥器密封，然后放入温度为20_25°C、光照为8000-10000Lux、相对湿度为60-75%的植物生长室中，处理24小时。2)将对照组与处理组的番茄苗从干燥器中取出，分别转入挥发物收集器中，收集两种不同处理番茄苗的挥发产物。3)利用气相色谱(GC)测定挥发物利用气相色谱仪测定对照组与处理组有机挥发物的组分。从图3及图4中可看出，对照组大约有3个峰；而β-罗勒烯处理组后的番茄苗所释放出的挥发物的组分远远多于3个峰，这说明β -罗勒烯改变了番茄植株挥发物的组分。实例3 : β -罗勒烯处理油菜籽中硫苷的含量I)油菜处理在两个各为5平方米的人工气候室内，各种植10株甘蓝型油菜GX-27，其中一个室内加β-罗勒烯至终浓度为5μπι01/1，作为处理组；另一室内不加β-罗勒烯，作为对照组。人工气候室条件为温度为20-25°C、光照为10000-20000Lux、相对湿度为50-65%。2)总硫苷含量测定分单株收获油菜种子后，采用近红外光谱技术测定油菜籽中的硫苷含量，测定结果显示对照组种子硫苷为62. 343ymol/g，处理组总硫苷含量为103. 24μ mol/g，两者之间的差异达到极显著水平，见下表I。说明β _罗勒烯处理能增加油菜种子中次生代谢产物硫苷的含量。表I
权利要求
1.ー种利用3 -罗勒烯改变植物次生代谢产物成分的方法，其特征在干该方法是在ー个温度、湿度和光照适合植株或植物组培物生长的相对封闭的空间中，种植或移入植株 或植物组培物，再加入P -罗勒烯使该空间中P -罗勒烯的终浓度为3 u mo I/L 40 ii mol/L，连续处理该植株或植物组培物I 10天，处理时的温度、湿度和光照以适合该植物的生长为宜。
2.如权利要求I所述的利用￠-罗勒烯改变植物次生代谢产物成分的方法，其特征在于所述植株或植物组培物为紫锥菊，该封闭空间为洗净风干的干燥器，该干燥器中加入的￠-罗勒烯的终浓度为lOiimol/L，处理该紫锥菊时的温度为20-25°C、光照为8000-10000Lux、相対湿度为60-75%，处理时间为3天。
3.如权利要求I所述的利用￠-罗勒烯改变植物次生代谢产物成分的方法，其特征在于所述植株或植物组培物为番茄苗，该封闭空间为洗净风干的干燥器，该干燥器中加入的￠-罗勒烯的终浓度为5iimol/L，处理该番茄苗时的温度为20-25°C、光照为8000-10000Lux、相対湿度为60-75%，处理时间为I天。
4.如权利要求I所述的利用￠-罗勒烯改变植物次生代谢产物成分的方法，其特征在于所述植株或植物组培物为甘蓝型油菜，该封闭空间为人工气候室，该人工气候室中加入的￠-罗勒烯的终浓度为5iimol/L，该人工气候室内的温度为20-25°C、光照为10000-20000Lux、相対湿度为50-65%，处理时间为10天。
全文摘要
一种利用β-罗勒烯改变植物次生代谢产物成分的方法，是在一个温度、湿度和光照适合植株或植物组培物生长的相对封闭的空间中，种植或移入植株或植物组培物，往该空间中加入β-罗勒烯，使该空间中β-罗勒烯的终浓度为3μmol/L～40μmol/L，连续处理该植株或植物组培物1～10天，处理时的其他条件，如温度、湿度、光照等为该植株或植物组培物的合适生长条件，具体条件因植物类型不同而有所不同。如此，可通过β-罗勒烯来改变植物次生代谢产物的组分与含量，为获得植物有效功能成分或提高植物功能成分的含量提供一种新的手段。
文档编号A01G7/06GK102657042SQ20121018755
公开日2012年9月12日 申请日期2012年6月8日 优先权日2012年6月8日
发明者刘春林, 肖牧, 阮颖 申请人:刘春林