植物次生代谢与化感作用原理 43页PPT文档
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植物次级代谢产物ppt课件
• 对动物有毒性，有防御敌害的意义。 • 是重要药物的有效成分。
麻黄
.
含氰苷
• 含氰苷广泛分布于植物界，其中以豆类，禾谷类 和玫瑰一些种类最多。
• 在完整植物中，存在于叶表皮液泡中，本身无毒， 分解含氰苷的酶——糖苷酶，存在于叶肉中，互 不接触。当叶肉被咬碎后，两者混合分解成酮和 HCN
.
芥子油苷
植物次级代谢产物
.
初级代谢与次级代谢
初级代谢：是许多生物都具有的生物化学反应，例如能量代 谢及氨基酸、蛋白质、核酸的合成等，均称为初级代谢（ primary metabolism） 称为初级代谢产物是维持生物生 命活动和营养的必需物质。
次级代谢：次级代谢是在一定的生长时期（一般是稳定生长 期），生物以初级代谢产物为前体合成的对生物本身的生 命活动没有明确功能的物质的过程。
.
.
酚类的生物合成
• 植物的酚类化合物是通过多条途径合成的，其中 以莽草酸途径（酚类合成的中心）为主。
• E4P与PEP结合形成中间产物莽草酸，莽草酸再 与PEP作用，脱去Pi,形成分支酸（莽草酸途径重 要枢纽物质）去向有两个。
.
简单酚类
简单苯丙酸类、苯丙酸内酯和苯甲酸衍生物属于简 单分类。它们广泛分布于维管植物。其中许多在 植物防御食草昆虫和真菌侵袭中起重要功能。
.
鞣质
• 在植物酚类多聚体中具有防御功能的，除了木质 素外，就是鞣质（俗名单宁）。鞣质可分两类： 缩合鞣质和可水解鞣质。
• 鞣质有毒，草食动物吃后明显抑制生长。 • 鞣质在口腔中与蛋白质结合，有涩味。 • 树干心材的鞣质丰富，能防止真菌和细菌引起的
心材腐败。
.
次级含氮化合物
• 植物次级代谢产物中有许多是含氮的，大多数含 氮次级产物是从普通的氨基酸合成的。
麻黄
.
含氰苷
• 含氰苷广泛分布于植物界，其中以豆类，禾谷类 和玫瑰一些种类最多。
• 在完整植物中，存在于叶表皮液泡中，本身无毒， 分解含氰苷的酶——糖苷酶，存在于叶肉中，互 不接触。当叶肉被咬碎后，两者混合分解成酮和 HCN
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芥子油苷
植物次级代谢产物
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初级代谢与次级代谢
初级代谢：是许多生物都具有的生物化学反应，例如能量代 谢及氨基酸、蛋白质、核酸的合成等，均称为初级代谢（ primary metabolism） 称为初级代谢产物是维持生物生 命活动和营养的必需物质。
次级代谢：次级代谢是在一定的生长时期（一般是稳定生长 期），生物以初级代谢产物为前体合成的对生物本身的生 命活动没有明确功能的物质的过程。
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酚类的生物合成
• 植物的酚类化合物是通过多条途径合成的，其中 以莽草酸途径（酚类合成的中心）为主。
• E4P与PEP结合形成中间产物莽草酸，莽草酸再 与PEP作用，脱去Pi,形成分支酸（莽草酸途径重 要枢纽物质）去向有两个。
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简单酚类
简单苯丙酸类、苯丙酸内酯和苯甲酸衍生物属于简 单分类。它们广泛分布于维管植物。其中许多在 植物防御食草昆虫和真菌侵袭中起重要功能。
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鞣质
• 在植物酚类多聚体中具有防御功能的，除了木质 素外，就是鞣质（俗名单宁）。鞣质可分两类： 缩合鞣质和可水解鞣质。
• 鞣质有毒，草食动物吃后明显抑制生长。 • 鞣质在口腔中与蛋白质结合，有涩味。 • 树干心材的鞣质丰富，能防止真菌和细菌引起的
心材腐败。
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次级含氮化合物
• 植物次级代谢产物中有许多是含氮的，大多数含 氮次级产物是从普通的氨基酸合成的。
《植物次生代谢》PPT课件
整理课件
5
整理课件
6
初生代谢和次生代谢的关系
•
植物的次生代谢是相对于初生代谢而言的，
是释放能量的代谢，是以初生代谢的中间产物作
为起始物(底物)的代谢。通常认为，植物的次生
代谢与其生长、发育、繁殖无直接关系，所产生
的次生代谢物被认为是释放能量过程产生的物质。
整理课件
7
次生代谢物的意义
• 长期以来，次生代谢物被认为是代谢中不再起 作用的末端产物，为废物储藏在植物的各种组织中， 虽对其生存有重要的生态作用，但在生物体内所执 行的功能并不重要。
9
主要的生物合成途径
•
虽然从自然界得到的化合物总数非常多，其结构
也千变万化，非常复杂，但它们均由一定的基本结
构单位按不同方式组合而成。常见的基本结构单位
大概有以下几种类型
• C２单位：如脂肪酸、酚类、苯醌等聚酮类化合物。 • C５单位(异戊烯单位)：如萜类、甾类等。 • C６单位：如香豆素、木脂体等苯丙素类化合物。 • 氨基酸单位：如生物碱类化合物。
为莽草酸途径将无法限定为仅由桂皮酸而来的苯
丙素类化合物，故而将这一支路称之为桂皮酸途 径。
整理课件
14
(三)氨基酸途径
• 天然产物中的生物碱类成分均由此途径生成。 有些氨基酸脱按成为胺类，再经过一系列化学反 应(甲基化、氧化、还原、重排等)后即转变成为 生物碱。
•
并非所有的氨基酸都能转变成为生物碱。作
• 脂肪酸类、酚类、蒽醌类等均由这一途径 生成。这一过程的出发单位(起始物)是乙酰辅 酶A。
整理课件
12
2．乙酰—甲戊二羟酸(MVA)途径
• 生物体内真正的异戊烯基单位为焦磷酸二甲 烯丙酯（DMP)及其异构体焦磷酸异戊烯酯 (IPP)，它们均由MVA变化而来，在相互衔接时 一般为头—尾相接，但自三萜起，则呈尾—尾 相接方式。各种萜类分别由对应的焦磷酸酯得 来，三萜及甾体类则由反式角鳖烯转变而成， 它们再经氧化、还原、脱胺、环合或重排，即 生成种类繁多的萜类及甾体化合物。出于MVA 也是由乙酰辅酶A出发外成，故其生物合成基 源也是乙酰辅酶A。
次生代谢产物 PPT
植物细胞培养 之次生代谢产物生产
大家好
1
植物次生代谢产物的概述 研究现状 植物细胞大规模培养生产次生代谢
产物的基本程序 提高次生代谢物生产效率的途径与
方法 应用实例 前景展望
大家好
2
植物次生代谢产物是指植物中一大类并 非植物生长发育所必需的小分子有机化 合物，其产生和分布通常有种属、器官 组织和生长发育期的特异性。
大家好
22
pH：培养基的pH值与细胞生长繁殖以及次生 代谢产物的生产关系密切，与培养温度相似， 细胞的生长繁殖与次生代谢产物合成时所需 的pH值通常并不一致，需要在不同的阶段控 制不同的pH值。
电场：膜周电泳学说认为对细胞施加稳定的 电场能够导致膜中带电物质的重新分配，最 终导致原生质体生长和分化效应。
大家好
21
合适的培养条件
物理因素：
温度：植物细胞培养的最适温度一般为 25℃，但不同的植物种类略有差异，而 且植物细胞生长和次生代谢产物的合成 所需的温度并不一致，因此选择合理的 培养温度并进行相应的调控对于细胞生 长以及产物合成十分关键。
光照：光强、光质和光照时间对细胞的 生长和次生代谢产物的合成都具有一定 的影响。不同的光照情况要根据不同的 植物细胞来设定。
大家好
16
因此充分利用基因工程的手段，筛选高 产细胞系，深入研究特定代谢产物的生 物合成途径，对培养条件进行优化，研 究和开发适合植物细胞培养的生物反应 器是解决这些问题的根本途径。
大家好
17
提高次生代谢产物生产效 率的途径和方法：
选择合适的外植体 筛选得到高产细胞系（株） 寻求合适的培养条件和培养技术
大家好
10
植物次生代谢产品的市场潜能
大家好
大家好
1
植物次生代谢产物的概述 研究现状 植物细胞大规模培养生产次生代谢
产物的基本程序 提高次生代谢物生产效率的途径与
方法 应用实例 前景展望
大家好
2
植物次生代谢产物是指植物中一大类并 非植物生长发育所必需的小分子有机化 合物，其产生和分布通常有种属、器官 组织和生长发育期的特异性。
大家好
22
pH：培养基的pH值与细胞生长繁殖以及次生 代谢产物的生产关系密切，与培养温度相似， 细胞的生长繁殖与次生代谢产物合成时所需 的pH值通常并不一致，需要在不同的阶段控 制不同的pH值。
电场：膜周电泳学说认为对细胞施加稳定的 电场能够导致膜中带电物质的重新分配，最 终导致原生质体生长和分化效应。
大家好
21
合适的培养条件
物理因素：
温度：植物细胞培养的最适温度一般为 25℃，但不同的植物种类略有差异，而 且植物细胞生长和次生代谢产物的合成 所需的温度并不一致，因此选择合理的 培养温度并进行相应的调控对于细胞生 长以及产物合成十分关键。
光照：光强、光质和光照时间对细胞的 生长和次生代谢产物的合成都具有一定 的影响。不同的光照情况要根据不同的 植物细胞来设定。
大家好
16
因此充分利用基因工程的手段，筛选高 产细胞系，深入研究特定代谢产物的生 物合成途径，对培养条件进行优化，研 究和开发适合植物细胞培养的生物反应 器是解决这些问题的根本途径。
大家好
17
提高次生代谢产物生产效 率的途径和方法：
选择合适的外植体 筛选得到高产细胞系（株） 寻求合适的培养条件和培养技术
大家好
10
植物次生代谢产品的市场潜能
大家好
第六章 植物的次级代谢产物ppt课件
精选
10
一、酚类化合物的种类
精选
11
二、简单酚类
伞形酮
肉桂酸
苯丙酸内酯类化合物
简单苯丙酸类化合物 （具苯环-C3的基本骨
（具苯环-C3的基本 架，但C3与苯环通过
骨架 ）
氧环化 ）精选
没食子酸 苯甲酸衍生物类 （具苯环-C1的基本
骨架 ）
12
简单苯丙酸类、苯丙酸内酯和苯甲 酸衍生物属于简单酚类。它们广泛分布 于维管植物。其中许多在植物防御食草 昆虫和真菌侵袭中起重要功能。
生物合成途径。类黄酮类可分为四种：花色素苷、黄酮、
黄酮醇和异黄酮。不同的类黄酮具有不同功能。主要为呈
现颜色、防御伤害。
精选
20
花色素苷在C环部位3有糖，是葡糖苷；如果没有糖，则 称为花色素
花葵素 橙红
天竺葵
花青素 紫红 玫精选瑰
花翠素 蓝紫 飞燕草 21
黄酮醇
（植物中抗UV-B的保护剂）
精选
22
精选
25
精选
26
二、含氰苷
含氰苷广泛分布于植物界，无毒性。含氰苷 存在于植物表皮细胞的液泡中，分解含氰 苷的酶存在于叶肉细胞中。当叶片破碎后， 含氰苷与酶接触，在酶的作用下释放出有 毒的氰化氢。
精选
27
第五节 次级代谢物的生物技术应用
一、花色改良育种(1997年）
二、改良农作物品质及提高抗逆性
精选
18
木质素是构成植物细胞壁的成分之一，具有使细胞 相连的作用。在植物组织中具有增强细胞壁及黏 合纤维的作用。其组成与性质比较复杂，并具有 极强的活性。不能被动物所消化，在土壤中能转 化成腐殖质。
精选
19
四、类黄酮类
植物的化感作用ppt课件
小麦和豌豆、马铃薯和菜豆、洋葱和甜菜彼此有 相互促进的作用。
ppt精选版
37
有些杂草也能促进作物的生长：
如苜蓿切碎后施入土壤能刺激番茄、黄瓜、莴 苣等植物生长，苜蓿中对作物生长起刺激作用的化 感物质被鉴定为三十烷醇；
小麦和麦仙翁（分泌麦仙翁素）混作使小麦增 产；
藜和反枝苋的分泌物能刺激白羽扇豆的生长；
如果打破这种稳定，会改变植物的生态分布， 可对人类的生产与生活产生巨大的影响。
ppt精选版
22
如原产于墨西哥的菊科泽兰属植物紫茎泽
兰（Eupatorium adenophorum）在当地是一种
普通植物，但从华南地区传入我国后，失去了 原产地其它植物的克制，在我国疯狂繁殖生长， 而紫茎泽兰产生的9-酮-泽兰酮等几十种化感 化合物严重克制了我国本地植物的生长，对农 业生产产生了极大的危害。
ppt精选版
44
（二）主要化感物质的特点
高等植物体内糖甙分子是各类有机物质包括化感物质的 普遍存在形式，尤其在果实、树皮、根中糖甙含量很高。
糖甙和水解酶共存于植物细胞的不同部位，一旦细胞损 伤破坏，糖甙与酶接触将发生水解作用。
ppt精选版
45
细胞内的次生物质作为甙元与糖结合形成糖甙就 不具有或显著降低其生物活性，使含有大量化感次生 物质的植物组织不至于受害。
植物适应环境的多样性，决定了其化感物质种 类、产生、释放和作用途径的多样性，如酚类的水 溶物质在较潮湿的气候中显得更为重要；萜类的挥 发物质在某些干燥的气候下显得更为重要。
ppt精选版
17
在一株或一群植物周围出现“白地”是常见的化感 现象——争夺生存空间。
人们早就观察到生态环境中存在一种植物抑制另一 种或多种植物生长的现象，如洋槐树抑制多种杂草的生 长，榆树可使栎树发育不良，栎树、白桦可排挤松树， 许多植物都不能生长在胡桃树荫下，薄荷属和艾属植物 分泌的挥发油阻碍豆科等植物幼苗的生长；
ppt精选版
37
有些杂草也能促进作物的生长：
如苜蓿切碎后施入土壤能刺激番茄、黄瓜、莴 苣等植物生长，苜蓿中对作物生长起刺激作用的化 感物质被鉴定为三十烷醇；
小麦和麦仙翁（分泌麦仙翁素）混作使小麦增 产；
藜和反枝苋的分泌物能刺激白羽扇豆的生长；
如果打破这种稳定，会改变植物的生态分布， 可对人类的生产与生活产生巨大的影响。
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22
如原产于墨西哥的菊科泽兰属植物紫茎泽
兰（Eupatorium adenophorum）在当地是一种
普通植物，但从华南地区传入我国后，失去了 原产地其它植物的克制，在我国疯狂繁殖生长， 而紫茎泽兰产生的9-酮-泽兰酮等几十种化感 化合物严重克制了我国本地植物的生长，对农 业生产产生了极大的危害。
ppt精选版
44
（二）主要化感物质的特点
高等植物体内糖甙分子是各类有机物质包括化感物质的 普遍存在形式，尤其在果实、树皮、根中糖甙含量很高。
糖甙和水解酶共存于植物细胞的不同部位，一旦细胞损 伤破坏，糖甙与酶接触将发生水解作用。
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45
细胞内的次生物质作为甙元与糖结合形成糖甙就 不具有或显著降低其生物活性，使含有大量化感次生 物质的植物组织不至于受害。
植物适应环境的多样性，决定了其化感物质种 类、产生、释放和作用途径的多样性，如酚类的水 溶物质在较潮湿的气候中显得更为重要；萜类的挥 发物质在某些干燥的气候下显得更为重要。
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17
在一株或一群植物周围出现“白地”是常见的化感 现象——争夺生存空间。
人们早就观察到生态环境中存在一种植物抑制另一 种或多种植物生长的现象，如洋槐树抑制多种杂草的生 长，榆树可使栎树发育不良，栎树、白桦可排挤松树， 许多植物都不能生长在胡桃树荫下，薄荷属和艾属植物 分泌的挥发油阻碍豆科等植物幼苗的生长；
植物化感作用ppt课件
15
六、化感物质对植物生长的影响
• 3.1 化感物质对植物根系活性的影响 • 根系活力指的是植物根系代谢和吸收能力的强弱，因此根系活力
的大小对于植物的生长发育有着十分重要的影响。研究发现，桉 树叶水浸提液使绿豆、水稻、芥菜、油菜4种植物的根系活力明 显下降。
16
• 利用LC-MS检测结果表明葡萄根系分泌物中含有水杨酸、对轻基 苯甲酸2种酚类物质，根茬腐解物中含有苯甲酸、水杨酸和苯丙 酸3种酚类物质，且4种酚酸对葡萄幼苗均存在化感作用。
13
四、化感物质的收集方法
• 由于化感物质的释放途径不用，因此化感物质的收集方法也不尽 相同。
• 水蒸气蒸馏法：挥发性物质的提取 • 溶剂浸提取：降水淋溶物质的收集 • 培养吸附法：根系分泌物质的提取 • 厌氧腐解：植物残体分解释放化感物质的收集
14
五、化感物质的影响因素
• 影响化感物质释放主要取决于植物自身的遗传因素和环境因素， 其中环境因素是多方面的，既有非生物因子，又有生物因子。非 生物因子主要包括光照、温度、水分以及营养等。生物因子包括 植物、动物和微生物。
4
• 根据它们性质大体上分四大类： • (1)脂肪族化合物：指水溶性的醇和酸，如草酸、乳酸、甲醇、乙
醇、丁醇等； • (2)脂肪酸：类酯物以及不饱和内酯，如苹果酸、柠檬酸、花楸酸、
棒曲霉素； • (3)萜类化合物：如单萜烯、哌烯、樟脑、桉树脑以及倍半萜烯等；
(4)芳香族合物：简单的酚、酚酸、醌、单宁、香豆素、黄酮类、 生物碱、肉桂酸衍生物及经莽草酸途径合成的芳香族氨基酸。 • 其中酚类和类萜类化合物是高等植物的主要化感物质。
5
酚类物质
• 酚类物质是一类重要的此生代谢产物，研究较多，被证实是化感 活性较强的一类物质，研究证明大部分酚类物质有化感作用，其 中对羟基苯甲酸、香草醛、丁香酸、香豆酸和阿魏酸是重要的化 感物质。
六、化感物质对植物生长的影响
• 3.1 化感物质对植物根系活性的影响 • 根系活力指的是植物根系代谢和吸收能力的强弱，因此根系活力
的大小对于植物的生长发育有着十分重要的影响。研究发现，桉 树叶水浸提液使绿豆、水稻、芥菜、油菜4种植物的根系活力明 显下降。
16
• 利用LC-MS检测结果表明葡萄根系分泌物中含有水杨酸、对轻基 苯甲酸2种酚类物质，根茬腐解物中含有苯甲酸、水杨酸和苯丙 酸3种酚类物质，且4种酚酸对葡萄幼苗均存在化感作用。
13
四、化感物质的收集方法
• 由于化感物质的释放途径不用，因此化感物质的收集方法也不尽 相同。
• 水蒸气蒸馏法：挥发性物质的提取 • 溶剂浸提取：降水淋溶物质的收集 • 培养吸附法：根系分泌物质的提取 • 厌氧腐解：植物残体分解释放化感物质的收集
14
五、化感物质的影响因素
• 影响化感物质释放主要取决于植物自身的遗传因素和环境因素， 其中环境因素是多方面的，既有非生物因子，又有生物因子。非 生物因子主要包括光照、温度、水分以及营养等。生物因子包括 植物、动物和微生物。
4
• 根据它们性质大体上分四大类： • (1)脂肪族化合物：指水溶性的醇和酸，如草酸、乳酸、甲醇、乙
醇、丁醇等； • (2)脂肪酸：类酯物以及不饱和内酯，如苹果酸、柠檬酸、花楸酸、
棒曲霉素； • (3)萜类化合物：如单萜烯、哌烯、樟脑、桉树脑以及倍半萜烯等；
(4)芳香族合物：简单的酚、酚酸、醌、单宁、香豆素、黄酮类、 生物碱、肉桂酸衍生物及经莽草酸途径合成的芳香族氨基酸。 • 其中酚类和类萜类化合物是高等植物的主要化感物质。
5
酚类物质
• 酚类物质是一类重要的此生代谢产物，研究较多，被证实是化感 活性较强的一类物质，研究证明大部分酚类物质有化感作用，其 中对羟基苯甲酸、香草醛、丁香酸、香豆酸和阿魏酸是重要的化 感物质。
《实验植物化感作用》课件
02
实验植物化感作用的检测方法
生物检测法
种子发芽率检测
生物量测定
通过观察种子在受试植物释放的化感 物质作用下的发芽率，评估化感物质 对种子的影响。
通过测定受试植物在化感物质作用下 的生物量，评估化感物质对植物生长 的影响。
幼苗生长抑制实验
通过测量幼苗在受试植物释放的化感 物质作用下的生长指标，如株高、根 长等，评估化感物质对幼苗生长的影 响。
《实验植物化感作用》ppt课件
目录
• 化感作用概述 • 实验植物化感作用的检测方法 • 实验植物化感作用的实例研究 • 实验植物化感作用的生态意义与实际应用 • 实验植物化感作用的未来研究方向
01
化感作用概述
化感作用的定义
总结词
化感作用是指植物通过释放化学物质来影响周围生物的生存和发展的过程。
04
实验植物化感作用的生态意义与 实际应用
化感作用对生态平够抑制某些植 物的生长，从而为其他植 物提供生长空间，有助于 增加生物多样性。
防止病虫害
一些植物通过化感作用释 放化学物质，抑制病原菌 和害虫的繁殖，有助于维 护生态系统的健康。
调节养分循环
化感物质能够影响土壤微 生物的活性，从而影响养 分的释放和循环，有助于 维持生态平衡。
化感作用对全球气候变化的响应
总结词
全球气候变化对植物生长和化感作用产生影响，研究 化感作用对全球气候变化的响应，有助于预测植物种 群动态变化和生态系统稳定性。
详细描述
全球气候变化对植物生长和化感作用产生重要影响。例 如，温度和降水变化会影响植物的生长和化合物的合成 与释放，从而影响化感作用的强度和范围。此外，气候 变化还会导致植物种群动态变化和生态系统稳定性下降 。因此，研究化感作用对全球气候变化的响应，有助于 预测植物种群动态变化和生态系统稳定性，为全球气候 变化背景下的生态恢复和保护提供理论依据。
植物次生代谢的生理功能课件
生长调节剂 激素 膨压 电信号 多肽
未知发育信号
温度
病原体(真菌、 细菌、病毒) 壁断片 壁的机械压力 矿质 伤害
糖、氨基酸
转播 放大
光
发散到多个目标 改变离 子流 调节代 谢途径 基因表 达调节 细胞骨 架改变
改变细胞生长和代谢
4.1 在植物生命活动中的作用
• 茉莉酸(Jasmonic acid，JA)和茉莉酸甲酯 (Methyl-Jasmonate，MeJA)、水杨酸 (Salicylic，SA)、乙烯(Ethylene，ET)等植物激 素及活性物质通常也可诱导次生物质的合成。 • 外源因子的刺激通过胞内小分子信号物质的传 递，刺激植物内源激素水平变化，诱导次生物质 的合成、积累，从而使植物获得系统抗性。
4.1 在植物生命活动中的作用
• pH值反应：花青素所显示的色泽与pH值有关，酸性时 呈红色、碱性时呈蓝色、中性时呈紫色，有色体显色 与pH值无关。
紫甘薯花青素在不同PH值下的颜色变化 如何正确区分两者所显示的色泽呢？
4.1 在植物生命活动中的作用 花黄素
• 花黄素也是苯并吡喃的衍生物，其配糖体为黄 酮或黄酮醇，糖基为葡萄糖或鼠李糖。 • 花黄素的种类也很多，大部分存在于花和果实 中，使植物器官呈黄色，例如大理菊、金鱼草 的花瓣，某些柑桔类的果实。 Antirrhinum majus
4.1 在植物生命活动中的作用
4.花色素苷--提高抗氧化能力
• 抗氧化酶如SOD含量的轻微上升与下降都与光诱导花 色素苷的产生有联系。 • 臭氧也能诱导花色素苷产生，在强氧化剂存在时花色 素苷才有抗氧化的功能。 • 离体存在的花色素苷比α-生育酚的抗氧化能力大得多。 • 所有膜系统中经诱导产生的花色素苷均能清除自由基， 抑制脂质过氧化。
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1973 年初，北京中药研究所拿到 青蒿素的结晶 周维善院士
植物化感作用已经被发现有二千多年， 但真正进行系统、深入的研究是近40年的 事情。由于植物化感作用的理论和实践能 实现农林业的持续发展和达到对自然资源 的保护，近年来植物化感作用成为科学研 究的前沿之一。
1 基本概念
1937年奥地利科学家Molish首次提出：指出化感作用是 指植物之间（包括微生物）作用的相互生物化学关系， 这种生物化学关系包括有益和有害的两个方面。
随着研究的深入，人们更清楚地认识到次生代谢及 其调控是植物进化过程中出现的一系列复杂的对外 界环境改变的适应。
次生代谢产物
植物次生代谢产物种类繁多，人们至今 已发现有黄酮类、酚类、香豆素、木质素、 生物碱、糖苷、萜类、甾类、皂苷、多炔类、 有机酸等。一般分为酚性化合物、萜类化合 物、含氮有机物三大类。
药。从菊科植物青蒿又称黄花蒿(Artemisia annua Linn.中分离出的倍半萜类化合物青蒿素是一种高
效、速效、低毒抗疟药。从பைடு நூலகம்竹桃科植物长春花 (Catharantbus roseus) 中分离出的生物碱长春碱和长 春新碱则是治疗白血病的最好药物之一。
青蒿素是中国学者在20世纪70年代初 从青蒿（Artemisia annua L）中分离 得到的抗疟有效单体，是含有过氧桥 结构的新型倍半萜内酯化合物，是目 前世界上最有效的治疗脑型疟疾和抗 恶性疟疾的药物，被世界卫生组织称 为“治疗疟疾的最大希望”，具有快 速、高效、无抗药性、低毒副作用的 特征。
Ten years later in year of 1984 this book was republished and he added the beneficial effects in his definition.
次生代谢途径具有多样性，呈明显代谢网络状， 比基础代谢复杂。
植物次生代谢产物的应用
自古以来我们的祖先就利用这些次生代谢产物 作染科、香料、兴奋剂、麻醉剂等，即使在科学技 术高度发展的今天，我们的日常生活也离不开这些 次生代谢产物。如从萝美术(Rauwoliia verticillata) 中分离出的生物碱利血平，在临床上广泛用作降压
1 Termnology
The word “Allelopathy” come from two Greece word “Allelon (means each other）” and “ Pathos（means suffering）
The first definition was written by Professor Molish in 1937： Allelopathy refer to biochemical interactions between all types of plants including microorganisms.
植物次生代谢
人们利用植物产生的化学物质作为药物或其他用途 如橡胶等已有几千年历史．并且我们已经知道这些 药用成分或对人们有益的成分绝大部分来源于植物 次生代谢，通常由初生代谢派生而来。
自1891年Kossel明确提出植物次生代谢的概念，人们 已经在这个领域取得了巨大的进步，对次生代谢的 研究已经深入到分子生物学、基因工程等方面。
植物次生代谢与化感作用原理
一种古老的现象 一个新兴的话题 ——植物与生物之间的相克相生 利用了化学物质的释放与传递
内容
1 植物次生代谢概念 2 植物的化感作用 3 化感物质 4 植物化感物质的释放途径、迁移转化
和作用机制
5 植物化感作用和环境的关系 6 植物化感作用的应用潜力
植物次生代谢的概念
在生物体内，化合物通过一系列化学反 应被降解或合成的过程叫代谢作用，其中合 成生物体生存所必需的化合物如糖类、脂肪 酸类、核酸类的代谢叫初生代谢(primary metabolism)，生物体利用某些初生代谢产物 为原料，在一系列酶的催化作用下，形成一 些特殊的化学物质的代谢叫次生代谢 （ secondary metabolism ，这些物质叫次生 代谢物(secondary metabolites)。
竞争、化感
防卫 微生物
植物信息
植物-植物 组织-组织
草食动物 昆虫 脊椎动物
抑制种子 发芽和生长
生长抑制 毒素
抵抗、 妨碍 毒素 （中华鼢鼠？）
次生代谢途径
植物次生代谢途径主要有：(1)醋酸丙二酸途径， 产生脂肪酸类、酚类、蒽醌类等；(2)甲羟戊酸 途径及丙酮酸／磷酸甘油醛途径，产生萜类化 合物；(3)桂皮酸途径，产生苯丙素类、香豆素 类、木质素类、木脂质体类和黄酮类；(4)氨基 酸途径，产生生物碱类成分；(5)由以上途径组 合而成的复合途径，生成结构复杂的天然化合 物。
植物次生代谢
植物
化学
昆虫
微生物
截止目前人类已经分离、鉴定出 200000种次生代谢天然产物
次生代谢产物功能
次生代谢物具有许多复杂功能，在植物 的生长发育、抗病、抗逆境等方面起着重要 作用。
植物次生代谢物质在自然界中的功能
诱导
植物次生代谢物质
防治紫外线
传粉昆虫 植物驱逐动物 （拒食、 中华鼢鼠？） 根瘤菌
英文Allelopathy, 来源与两个希腊词根Allelon(相互） 和 Pathos（忍受痛苦）
1974年Rice 出版了植物化感的经典著作《Allelopthy》定义 为一种植物通过向环境释放化学物质而对另一种植物 （包括微生物）所产生的直接或间接的伤害作用。 1984年该书再版，将有益作用补充的化感作用的定义中。
Professor Rice written his book in 1974 on Allelopthy. In this book he described allelopathy should include any direct or indirect harmful effect by one plant (including microorganisms) on another through the production of chemical compounds that escape into environment.
植物化感作用已经被发现有二千多年， 但真正进行系统、深入的研究是近40年的 事情。由于植物化感作用的理论和实践能 实现农林业的持续发展和达到对自然资源 的保护，近年来植物化感作用成为科学研 究的前沿之一。
1 基本概念
1937年奥地利科学家Molish首次提出：指出化感作用是 指植物之间（包括微生物）作用的相互生物化学关系， 这种生物化学关系包括有益和有害的两个方面。
随着研究的深入，人们更清楚地认识到次生代谢及 其调控是植物进化过程中出现的一系列复杂的对外 界环境改变的适应。
次生代谢产物
植物次生代谢产物种类繁多，人们至今 已发现有黄酮类、酚类、香豆素、木质素、 生物碱、糖苷、萜类、甾类、皂苷、多炔类、 有机酸等。一般分为酚性化合物、萜类化合 物、含氮有机物三大类。
药。从菊科植物青蒿又称黄花蒿(Artemisia annua Linn.中分离出的倍半萜类化合物青蒿素是一种高
效、速效、低毒抗疟药。从பைடு நூலகம்竹桃科植物长春花 (Catharantbus roseus) 中分离出的生物碱长春碱和长 春新碱则是治疗白血病的最好药物之一。
青蒿素是中国学者在20世纪70年代初 从青蒿（Artemisia annua L）中分离 得到的抗疟有效单体，是含有过氧桥 结构的新型倍半萜内酯化合物，是目 前世界上最有效的治疗脑型疟疾和抗 恶性疟疾的药物，被世界卫生组织称 为“治疗疟疾的最大希望”，具有快 速、高效、无抗药性、低毒副作用的 特征。
Ten years later in year of 1984 this book was republished and he added the beneficial effects in his definition.
次生代谢途径具有多样性，呈明显代谢网络状， 比基础代谢复杂。
植物次生代谢产物的应用
自古以来我们的祖先就利用这些次生代谢产物 作染科、香料、兴奋剂、麻醉剂等，即使在科学技 术高度发展的今天，我们的日常生活也离不开这些 次生代谢产物。如从萝美术(Rauwoliia verticillata) 中分离出的生物碱利血平，在临床上广泛用作降压
1 Termnology
The word “Allelopathy” come from two Greece word “Allelon (means each other）” and “ Pathos（means suffering）
The first definition was written by Professor Molish in 1937： Allelopathy refer to biochemical interactions between all types of plants including microorganisms.
植物次生代谢
人们利用植物产生的化学物质作为药物或其他用途 如橡胶等已有几千年历史．并且我们已经知道这些 药用成分或对人们有益的成分绝大部分来源于植物 次生代谢，通常由初生代谢派生而来。
自1891年Kossel明确提出植物次生代谢的概念，人们 已经在这个领域取得了巨大的进步，对次生代谢的 研究已经深入到分子生物学、基因工程等方面。
植物次生代谢与化感作用原理
一种古老的现象 一个新兴的话题 ——植物与生物之间的相克相生 利用了化学物质的释放与传递
内容
1 植物次生代谢概念 2 植物的化感作用 3 化感物质 4 植物化感物质的释放途径、迁移转化
和作用机制
5 植物化感作用和环境的关系 6 植物化感作用的应用潜力
植物次生代谢的概念
在生物体内，化合物通过一系列化学反 应被降解或合成的过程叫代谢作用，其中合 成生物体生存所必需的化合物如糖类、脂肪 酸类、核酸类的代谢叫初生代谢(primary metabolism)，生物体利用某些初生代谢产物 为原料，在一系列酶的催化作用下，形成一 些特殊的化学物质的代谢叫次生代谢 （ secondary metabolism ，这些物质叫次生 代谢物(secondary metabolites)。
竞争、化感
防卫 微生物
植物信息
植物-植物 组织-组织
草食动物 昆虫 脊椎动物
抑制种子 发芽和生长
生长抑制 毒素
抵抗、 妨碍 毒素 （中华鼢鼠？）
次生代谢途径
植物次生代谢途径主要有：(1)醋酸丙二酸途径， 产生脂肪酸类、酚类、蒽醌类等；(2)甲羟戊酸 途径及丙酮酸／磷酸甘油醛途径，产生萜类化 合物；(3)桂皮酸途径，产生苯丙素类、香豆素 类、木质素类、木脂质体类和黄酮类；(4)氨基 酸途径，产生生物碱类成分；(5)由以上途径组 合而成的复合途径，生成结构复杂的天然化合 物。
植物次生代谢
植物
化学
昆虫
微生物
截止目前人类已经分离、鉴定出 200000种次生代谢天然产物
次生代谢产物功能
次生代谢物具有许多复杂功能，在植物 的生长发育、抗病、抗逆境等方面起着重要 作用。
植物次生代谢物质在自然界中的功能
诱导
植物次生代谢物质
防治紫外线
传粉昆虫 植物驱逐动物 （拒食、 中华鼢鼠？） 根瘤菌
英文Allelopathy, 来源与两个希腊词根Allelon(相互） 和 Pathos（忍受痛苦）
1974年Rice 出版了植物化感的经典著作《Allelopthy》定义 为一种植物通过向环境释放化学物质而对另一种植物 （包括微生物）所产生的直接或间接的伤害作用。 1984年该书再版，将有益作用补充的化感作用的定义中。
Professor Rice written his book in 1974 on Allelopthy. In this book he described allelopathy should include any direct or indirect harmful effect by one plant (including microorganisms) on another through the production of chemical compounds that escape into environment.