專利名稱：利用β-羅勒烯改變植物次生代謝產物成分的方法
技術領域：
本發明涉及一種改變植物次生代謝產物成分的方法，具體涉及一種利用β -羅勒烯改變植物次生代謝產物成分的方法。
背景技術：
植物次生代謝的概念最早于1891年由Kossel明確提出。植物通過次級代謝途徑產生的物質可稱為次生代謝產物。次生代謝產物可分為苯丙素類、醌類、黃酮類、單寧類、萜類、甾體及其甙及生物堿七大類。還有人根據次生產物的生源途徑分為酚類化合物、類萜類化合物、含氮化合物(如生物堿)等三大類。次生代謝是植物重要的生命活動，與植物的生長發育及其對環境的適應密切相關。同時，次生代謝產物也是重要的藥物、功能成分和化工原料來源如生物堿具有抗炎、抗菌、擴張血管、強心、平喘、抗癌等作用；黃酮類化合物具有抗氧化、抗癌、抗艾滋病、抗菌、抗過敏、抗炎等多種生理活性及藥理作用，且無毒副作用，對人類的腫瘤、衰老、心血管疾病的防治具有重要意義。幾個世紀以來，人類一直從植物中獲得大量的次生代謝產物用于醫藥衛生。目前，除化學合成之外，世界75%的人口依賴從植物中獲取藥物。次生代謝產物在植物體內的含量一般很低，為獲取足夠量的某種植物次生代謝產物,往往需要采集大量的植物體,這樣的采集方式往往造成植物資源的枯竭和對環境的破壞。為能在獲取足夠量的植物次生代謝產物的同時，又能保護植物資源和環境，當前迫切需要開發出一種能改變植物體內次生代謝產物組分或提高植物體內次生代謝產物含量的有效方法。β -羅勒烯(β -Ocimene)為單萜類化合物，是很多植物精油中的成分之一。有很多植物，如羅勒、屏東木姜子、薰衣草、柑橘等體內就含有羅勒烯這種物質成分，所以羅勒烯最早被人類當作香料香水使用。受到取食昆蟲的取食后，植物葉片釋放出的揮發物中都含油羅勒烯成分。后來發現羅勒烯具有一定驅蟲作用，而用于研制驅蟲合劑之中。但至今還沒有關于羅勒烯用于改變植物次生代謝產物成分的文獻或專利報道。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種利用β -羅勒烯改變植物次生代謝產物成分的方法，通過β -羅勒烯來改變植物次生代謝產物的組分與含量，為獲得植物有效功能成分或提高植物功能成分的含量提供一種新的手段。為了解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是一種利用β_羅勒烯改變植物次生代謝產物成分的方法，該方法是在一個溫度、濕度和光照適合植物(包括植株或植物組培物)生長的相對封閉的空間(這種空間可為干燥器、溫室大棚、及人工氣候室等)中， 種植或移入植株或植物組培物，往該空間中加入β_羅勒烯，使該空間中β_羅勒烯的終濃度為3 μ mo I/L 40 μ mol/L,連續處理該植株或植物組培物I 10天，處理時的其他條件，如溫度、濕度、光照等為該植株或植物組培物的合適生長條件，具體條件因植物類型不同而有所不同。如此，本發明只需將植株或植物培養物放入一個相對封閉的空間內，并加入β -羅勒烯使終濃度在3 μ mo I/L 40 μ mol/L范圍內，在較短時間內(1-10天)使處理的植株或植物培養物體內的次生代謝發生改變。并通過對經β_羅勒烯處理的植物的次生代謝產物進行提取和測定，發現β -羅勒烯可用來改變植物次生代謝產物的組分與含量，為獲得植物有效功能成分或提高植物功能成分的含量提供一種新的手段。可改變現有技術中植物中次生代謝產物的物積累緩慢，耗時長(需要幾個月到幾年時間)，且含量很低的缺失。


圖I是未經β -羅勒烯處理的紫錐菊提取液的譜圖。圖2是經β -羅勒烯處理過的紫錐菊提取液的譜圖。
圖3是未經β_羅勒烯處理的番茄苗所釋放出的揮發物的GC測定結果圖。圖4是經β_羅勒烯處理的番茄苗所釋放出的揮發物的GC測定結果圖。
具體實施例方式實施例I :用β -羅勒烯改變紫錐菊的次生代謝產物組分一、植株材料的處理I、將兩株生長了 30天的紫錐菊分別放入兩個洗凈風干的干燥器中；2、其中一個干燥器中加入β_羅勒烯，使干燥器中β_羅勒烯的終濃度為10 μ mol/L，并迅速蓋上蓋子，作為處理組；另一個干燥器中什么都不加，作空白對照；3、將兩干燥器密封，然后放入溫度為20_25°C、光照為8000-10000Lux、相對濕度為60-75%的植物生長室中，處理3天。二、紫錐菊中次生代謝產物的提取(采用常規的溶劑萃取技術)I、將培養好的兩株紫錐菊(包括根部)洗凈，分別置于研缽中，加兩倍重量的液氮后研碎，將得到的紫錐菊粉末用真空干燥箱70°C烘干。2、采用乙醇回流的方法來萃取紫錐菊中的次生代謝產物。用電子天平分別稱取經β -羅勒烯處理和未經β -羅勒烯處理的烘干的紫錐菊粉末各O. 6g，置于蒸餾瓶中，加入80% (V/V)的乙醇50mL，70°C加熱回流I小時，用分析純濾紙過濾獲得濾液。3、將上述濾液抽真空，真空度45°過夜，再調至真空度為55°繼續抽真空直至濾液濃縮至糖漿狀；再用甲醇洗出(加入500 μ I的甲醇混勻，吸出至I. 5ml的離心管中定容至Iml, 10000轉/分離心2分鐘，吸出上清);得到的甲醇提取液在4°C的冰箱中保存了約3個星期，期間每周離心I次，每次10000轉/分離心2分鐘，即得到紫錐菊次生代謝產物提取液。三、紫錐菊次生代謝產物的測定將上述得到的紫錐菊次生代謝產物提取液過O. 45微米的濾膜過濾后，分別取經β -羅勒烯處理的和未經β -羅勒烯處理的紫錐菊提取液各10 μ I，采用HPLC的方法，進樣上機測定。結果見圖I及圖2，兩者之間的次生代謝產物發生了改變未作β -羅勒烯處理的對照組(見圖I)三種物質的出峰時間分別為O. 60分、O. 89分和I. 18分；經β -羅勒烯的處理組(見圖2)三種物質的出峰時間分別為O. 60分、O. 97分和I. 68分。兩組都有出峰時間都為O. 60的物質，但處理組的含量明顯低于對照組。另外，在對照組中有兩種物質的出峰時間與處理組中兩種物質的出峰時間不同。這些結果說明β_羅勒烯能有效改變紫錐菊次生代謝產物組分與含量。實例2 : β -羅勒烯改變番茄植株揮發物的組分I)植株材料的處理I、將兩株生長了 25天的番茄苗分別放入兩個洗凈風干的干燥器中；2、其中一個干燥器中加入β_羅勒烯，并迅速蓋上蓋子，使干燥器中的β_羅勒烯終濃度為5ymol/L，作為處理組；另一個干燥器中什么都不加，作空白對照； 3、將兩干燥器密封，然后放入溫度為20_25°C、光照為8000-10000Lux、相對濕度為60-75%的植物生長室中，處理24小時。2)將對照組與處理組的番茄苗從干燥器中取出，分別轉入揮發物收集器中，收集兩種不同處理番茄苗的揮發產物。3)利用氣相色譜(GC)測定揮發物利用氣相色譜儀測定對照組與處理組有機揮發物的組分。從圖3及圖4中可看出，對照組大約有3個峰；而β-羅勒烯處理組后的番茄苗所釋放出的揮發物的組分遠遠多于3個峰，這說明β -羅勒烯改變了番茄植株揮發物的組分。實例3 : β -羅勒烯處理油菜籽中硫苷的含量I)油菜處理在兩個各為5平方米的人工氣候室內，各種植10株甘藍型油菜GX-27，其中一個室內加β-羅勒烯至終濃度為5μπι01/1，作為處理組；另一室內不加β-羅勒烯，作為對照組。人工氣候室條件為溫度為20-25°C、光照為10000-20000Lux、相對濕度為50-65%。2)總硫苷含量測定分單株收獲油菜種子后，采用近紅外光譜技術測定油菜籽中的硫苷含量，測定結果顯示對照組種子硫苷為62. 343ymol/g，處理組總硫苷含量為103. 24μ mol/g，兩者之間的差異達到極顯著水平，見下表I。說明β _羅勒烯處理能增加油菜種子中次生代謝產物硫苷的含量。表I
權利要求
1.ー種利用3 -羅勒烯改變植物次生代謝產物成分的方法，其特征在干該方法是在ー個溫度、濕度和光照適合植株或植物組培物生長的相對封閉的空間中，種植或移入植株 或植物組培物，再加入P -羅勒烯使該空間中P -羅勒烯的終濃度為3 u mo I/L 40 ii mol/L，連續處理該植株或植物組培物I 10天，處理時的溫度、濕度和光照以適合該植物的生長為宜。
2.如權利要求I所述的利用￠-羅勒烯改變植物次生代謝產物成分的方法，其特征在于所述植株或植物組培物為紫錐菊，該封閉空間為洗凈風干的干燥器，該干燥器中加入的￠-羅勒烯的終濃度為lOiimol/L，處理該紫錐菊時的溫度為20-25°C、光照為8000-10000Lux、相対濕度為60-75%，處理時間為3天。
3.如權利要求I所述的利用￠-羅勒烯改變植物次生代謝產物成分的方法，其特征在于所述植株或植物組培物為番茄苗，該封閉空間為洗凈風干的干燥器，該干燥器中加入的￠-羅勒烯的終濃度為5iimol/L，處理該番茄苗時的溫度為20-25°C、光照為8000-10000Lux、相対濕度為60-75%，處理時間為I天。
4.如權利要求I所述的利用￠-羅勒烯改變植物次生代謝產物成分的方法，其特征在于所述植株或植物組培物為甘藍型油菜，該封閉空間為人工氣候室，該人工氣候室中加入的￠-羅勒烯的終濃度為5iimol/L，該人工氣候室內的溫度為20-25°C、光照為10000-20000Lux、相対濕度為50-65%，處理時間為10天。
全文摘要
一種利用β-羅勒烯改變植物次生代謝產物成分的方法，是在一個溫度、濕度和光照適合植株或植物組培物生長的相對封閉的空間中，種植或移入植株或植物組培物，往該空間中加入β-羅勒烯，使該空間中β-羅勒烯的終濃度為3μmol/L～40μmol/L，連續處理該植株或植物組培物1～10天，處理時的其他條件，如溫度、濕度、光照等為該植株或植物組培物的合適生長條件，具體條件因植物類型不同而有所不同。如此，可通過β-羅勒烯來改變植物次生代謝產物的組分與含量，為獲得植物有效功能成分或提高植物功能成分的含量提供一種新的手段。
文檔編號A01G7/06GK102657042SQ20121018755
公開日2012年9月12日 申請日期2012年6月8日 優先權日2012年6月8日
發明者劉春林, 肖牧, 阮穎 申請人:劉春林