植物类总黄酮的种类与功能文献综述

 2022-12-28 10:02:52

开题报告内容:(包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述,不少于2000字)

此篇论文主要调研了有关于植物重要的次生代谢产物类黄酮的种类及功能的文献,综述植物类黄酮的产生与功能及其在现代科研与生活中的应用。

类黄酮是重要的植物次代谢产物,具有植物花瓣着色,防止紫外线对植物的损伤,抑制害虫和病原体感染等多种生理功能。近年来,随着越来越多的报告显示类黄酮影响植物的生长和发展,这种类黄酮和生长素的关系已成为研究的热点之一。植物中黄酮类化合物的合成方法比较复杂,从香邻苯二甲酸CoA到花色素、天竺葵色素之间的形成,整个过程中都涉及到不同的反应阶段和酶。同时,类黄酮有多种存在形式,其功能因物种而异,但本文着重讨论植物中黄酮类化合物的种类和功能。

类黄酮化合物是一种存在于自然界中,具有2-苯基色原酮的化合物。这些化合物分子中有烷酮式羰基,第一个氧原子是碱性的,形成强酸和盐份,其羟基衍生物中有很多为显黄色的化合物,因此也被称为硫碱或类黄酮。黄酮类化合物在植物中通常与糖结合,形成糖原,其中一小部分以游离状态(阿辛酮)存在。大部分植物都含有类黄酮,这种成分在植物的生长、发育、开花、结果、抗菌和疾病预防方面起着重要作用。黄酮类化合物广泛存在于自然界生长的各种植物中,是多种植物的次生代谢产物。类黄酮是以类黄酮(2-苯基酮)为母核衍生的黄色色素种类,包括黄酮类的同分性质体及其加氢和还原产物,即使用C6-C3-C6作为基本碳框架的一系列化合物。类黄酮广泛分布在多种植物系统中,在植物体内大部分与糖结合,以糖原或糖构成的形式存在,还有一些以自由形式存在。类黄酮中有很多有药用价值的化合物,这些化合物可以减少血管的脆性,提高血管的通透性,降低血脂和胆固醇,预防老年高血压、中风,扩展冠心病、心绞痛、冠状动脉血流,增加冠状动脉流量。黄酮类化合物可以治疗咳嗽,有祛痰、平喘的功效;大部分黄酮类化合物还具有抗菌活性,有保护肝脏、缓解肝脏毒性、抗真菌、治疗急性及慢性肝炎、治疗肝硬化和清除自由基抗氧化作用。除此之外,在植物领域应用上,黄酮类化合物还具有植物雌激素等作用。在畜产动物生产中,应用黄酮类化合物可以显着提高动物生产生育能力,增加动物身体抗病性,提高动物自身免疫功能。

黄酮类化合物广泛分布在植物各个组织器官上,具有多种功能。类黄酮是花的着色中最重要的植物色素,在花瓣上制造黄色或红色/蓝色色素,吸引传粉动物。高等植物中黄酮类化合物会参与到紫外线过滤、共生固氮和花色苷沉积等生理过程。还起到化学信使、生理调节器、细胞周期抑制剂的作用。宿主植物的根部分泌的黄酮有助于根瘤菌感染豌豆、豆类、三叶草和豆类等豆科植物。生活在土壤中的根瘤菌可以检测类黄酮,诱导Nod因子分泌,Nod因子被宿主植物重新识别,并引起某些细胞反应,如根毛的变形,离子通量和结节的形成。此外,某些黄酮对引起植物疾病的有机体(如镰刀菌)有抑制作用。

本文重点讨论植物黄酮类化合物的种类和功能,但类黄酮属于分类化合物,因此本章主要以酚类化合物为例。

酚类化合物大类下包括简单的酚、黄酮和醌。

简单的酚:包含羟基取代的苯环的化合物。酚广泛分布在植物叶和其他组织中。它们对4-羟基苯磺酸、水杨酸、对-酮酸、gallnut酸、香豆素和7- hydroxy6-methoxycoumarin等植物的生长有调节作用。酚在高浓度下,作为植物生长抑制剂,其抑制机制主要干扰植物生长激素,尤其是吲哚乙酸的作用。另外,绿原酸和香豆素都被确认为植物重要的抗病物质。植物在其被病原体侵害时所产生的抗生物质皮素中也含有很多的酚类物质。高等植物之间的异种相克现象也与苯酚分泌有关。简单苯酚的生物合成主要有两种方法:莽草酸途径和乙酸-丙二酸途径,绿色植物的前途径,从属营养微生物。

类黄酮:是基于苯氧酮环系统的大规模植物天然产物。类黄酮可根据其吡喃环氧化程度,分为花色素、黄酮、异黄酮、黄烷酮四类。类黄酮是水溶性的,在植物中通常是戊烷、己烷(有时是双糖或三糖)和糖苷。黄酮类化合物种类繁多,在植物花、叶、水果和其他部分,多种色素(例如黄色、橙色、红色和蓝色)主要是类黄酮。一些黄酮与植物生长素(如吲哚乙酸)活性的调节有关,例如米酮抑制吲哚乙酸氧化酶活性,4,5,7-三甲醇(价非醇)促进这种酶的活性。一些异黄酮是豌豆组织感染细菌而积累的杀虫酊等植酸。一些异黄酮具有类似植物雌激素的活性。有些黄酮对某些动物(如鱼藤酮)有毒性。大部分类黄酮和异黄酮对哺乳动物没有毒性,也用于维生素等药物。一些黄酮类化合物是特定产出于特定植物群的,可以用作植物分类的依据。

醌:是由苯或多环碳氢化合物(如萘、蒽等)衍生出来的芳香二氧化硅化合物。根据碳环系统,可分为苯并醌、萘醌和蒽醌等。醌在主要各种生物群中广泛存在。其中,异戊二烯侧链长的醌,如质体醌、泛醌、质量醌,参与光合作用和呼吸等基本生命活动。醌显现为黄色、橙色或红色,这也是植物呈现颜色的原因。

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