全 文 ：园 艺 学 报 2010，37（10）：1690–1694
Acta Horticulturae Sinica
收稿日期：2010–03–01；修回日期：2010–06–30
基金项目：国家自然科学基金项目（30671442，30971979）
* 通信作者 Author for correspondence（E-mail：yma@cau.edu.cn）
植物中 2–苯乙醇的合成研究进展
杨 晓，陈 芳，李景明*
（中国农业大学食品科学与营养工程学院，北京 100083）
摘 要：2–苯乙醇具有愉悦的果香和蜂蜜香味，不仅是植物果实和许多鲜花中重要的香气化合物，
并且还具有抗菌和昆虫引诱作用。目前关于 2–苯乙醇的代谢途径仅在番茄、玫瑰花、矮牵牛花中有研究
和报道，并已从番茄、玫瑰花等植物中克隆到编码其生物合成关键酶的全长基因。综述了植物中 2–苯乙
醇代谢合成途径的最新研究进展，并对其研究前景进行了展望。
关键词：2–苯乙醇；生物合成途径；研究进展
中图分类号：S 601；Q 946 文献标识码：A 文章编号：0513-353X（2010）10-1690-05

Research Progress on 2-phenylethanol Biosynthesis in Plants
YANG Xiao，CHEN Fang，and LI Jing-ming*
（College of Food Science and Nutritional Engineering，China Agricultural University，Beijing 100083，China）
Abstract：2-Phenylethanol，with a pleasant fruit incense and honey incense，is not only an important
aromatic compound in the fruits and flowers of many plants，but also possesses antimicrobial and
insect-attractive properties. The present studies on 2-phenylethanol biosynthetic metabolism only focus on
tomatoes，roses，petunia flowers，and the full-length genes encoding key enzymes of biosynthetic pathway
have been cloned from tomatoes，roses and some other plants. In this paper，the latest progress in
2-phenylethanol biosynthesis is summarized and the research prospect in this field is analyzed.
Key words：2-phenylethanol；biosynthetic pathway；research prospect

2–苯乙醇最早是作为植物鲜花中特征性的香气化合物被发现的。2–苯乙醇，又称 p–苯乙醇
（p-phenelhylalcohol），是一种简单的芳香族伯醇，常温下为无色液体，具有淡雅、细腻而持久的
玫瑰花香气，如在玫瑰花中具有产生令人愉悦的特有的花香。同时 2–苯乙醇也是很多水果的典型
性特征性香气成分，天然存在于苹果、香蕉、番茄、葡萄等果实中，并对葡萄及葡萄酒（李艳霞 等，
2006）、番茄（Tieman et al.，2006，2007）、橄榄油、奶酪、面包等的整体香气形成具有重要作用
（Tieman et al.，2007），因此 2–苯乙醇作为主香或底香在食用香精的生产中被广泛应用。
近年来发现，2–苯乙醇在植物的生长发育过程中还具有促进繁殖、抗菌、保护植物等生物学功
能。因此，有关 2–苯乙醇在植物中的生理作用和代谢机制逐渐被关注和研究，先后在矮牵牛（Negre
et al.，2003；Verdonk et al.，2003）、番茄（Tieman et al.，2006，2007）、玫瑰花（Watanabe et al.，
2002；Sakai et al.，2007）中有了相关研究报道。
现针对近年来发现的植物中 2–苯乙醇的生理功能及其合成机制与调控研究进展作一介绍。

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1 生物学功能
1.1 抗菌性
2–苯乙醇被认为具有抗菌性能，它在植物生殖结构中的存在表明其对植物果实和鲜花均有保
护作用（Tieman et al.，2007）。近年来研究发现，2–苯乙醇及其衍生物对多种微生物具有抑制作
用。苯乙醇类化合物是很多具有消炎、抗菌功效的中药材，如连翘等抗菌活性的重要因子（靖会 等，
2006）。有研究发现，某些酵母菌（酵母异常菌株 SKM-T）处理后延长了草莓的保质期，而苯乙醇
恰恰是该酵母菌株发酵的主要代谢产物（Mo et al.，2003；Mo & Sung，2005），随后更有深入研究
确定了这种酵母菌株代谢产物 2–苯乙醇在草莓保藏中的抗菌保鲜作用（Mo & Sung，2007），验证
了 2–苯乙醇的抗菌活性。
1.2 引诱昆虫
植物花中的 2–苯乙醇不仅能够吸引不同种类的授粉和捕食性昆虫帮助其完成授粉（Tieman et
al.，2007），成熟果实中的2–苯乙醇还吸引哺乳动物和鸟类帮助其传播种子，显现生殖优势（Dudareva
et al.，2006），在植物繁殖过程中发挥重要作用。
不论是防御作用还是赋予植物的繁殖优势，正是这些多重的角色和生理作用，使得 2–苯乙醇
的合成及调控，对植物的生存发挥着重要作用（Tieman et al.，2006）。
2 合成途径的研究
2.1 在酵母中的代谢研究
长期以来对 2–苯乙醇的合成代谢途径研究多集中在微生物中，特别是针对酵母菌并取得了极
大成果，目前工业化 2–苯乙醇多采用酵母菌发酵工程生产。合成 2–苯乙醇最有效的生物技术方法
是酵母通过 Ehrlich 途径将 L–苯丙氨酸转化为 2–苯乙醇，这是当前工业生产中最先进的技术
（Etschmann & Schrader，2006）。早在 1907 年艾利希就在酵母培养物中添加 L–苯丙氨酸而使 2–
苯乙醇的产量大幅提高。研究表明，酵母细胞可以从头合成 2–苯乙醇，也可通过氨基酸分解代谢途径
将 L–苯丙氨酸转化为 2–苯乙醇。在艾利希（Ehrlich）途径中，氨基酸通过转氨作用生成苯丙酮酸，
苯丙酮酸脱羧生成苯乙醛，然后进一步还原为 2–苯乙醇（Etschmann & Schrader，2006）。此代谢途径
中的代谢机制最先是由 Enrlich 发现的，因此以他的名字命名此代谢途径（Etschmann et al.，2002）。
由于在这一途径中氨基酸是唯一的氮源，因此这一途径支配了整个从头合成过程，从头合成在
较低的氨基酸浓度下占优势（Etschmann et al.，2003）。
2.2 在植物中的代谢合成研究进展
2.2.1 在番茄中的代谢研究
Tieman 等（2006）认为，由于 2–苯乙醇含有一个具有两碳侧链的苯环，因此在番茄中它可能
由苯丙氨酸通过脱羧和脱氨而形成。若先脱羧基，推测第一步反应的产物是苯乙胺，而如果先脱氨
基则产物是苯基丙酮酸。通过检测可知大量 2–苯乙醛和 2–苯乙醇的存在，除此之外，还检测出了
2–苯乙腈和 1–N–2–苯乙烷的存在。由于 2–苯乙腈和 1–N–2–苯乙烷的苯环侧链有氮原子，
因此 2–苯乙醇合成的最可能途径是通过苯乙胺。
为了验证假设的途径是否正确，Tieman 等（2006）通过用 13C 标记苯丙氨酸的同位素示踪法确
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定了番茄中 2–苯乙醇的合成途径为：苯丙氨酸在芳香族氨基酸脱羧酶（AADC）的作用下转化为
苯乙胺，苯乙胺在单胺氧化酶（MAO）的作用下生成苯乙醛，继而在苯乙醛还原酶（PAR）的作用
下转化为 2–苯乙醇。在这个合成过程中，关键性的酶有芳香族氨基酸脱羧酶（AADC）、单胺氧
化酶（MAO）和苯乙醛还原酶（PAR）。
Tieman 等（2006）还对该代谢途径中的第一步关键酶 AADC 的编码基因进行了研究，其结果
表明在植物中通过调控关键酶基因的表达来调控苯丙氨酸代谢香气物质的合成是可行的。
2.2.2 在玫瑰花中的代谢研究
Watanabe 等（2002）对玫瑰花中香气化合物 2–苯乙醇的合成途径进行了初步研究，认为可能
存在两条竞争性的途径生成苯乙醛，一种是苯丙氨酸脱羧产生 2–苯乙胺，然后胺氧化产生苯乙醛，
另一途径是苯丙氨酸脱氨基生成苯丙酮酸，然后脱羧生成苯乙醛，这一途径与酵母中的一致。
随后 Sakai 等（2007）对其进行了更深入的研究，认为在玫瑰花中苯乙醇的合成有 3 种可能的
途径。第 1 种可能的途径是 L–苯丙氨酸在 CYP79 家族酶中的一种酶的催化作用下产生一种不稳定
的中间产物，然后再水解生成苯乙醛（PAld），继而苯乙醛在醇脱氢酶（ADH）或苯乙醛还原酶（PAR）
的作用下转化成 2–苯乙醇。第 2 种可能的途径与番茄中的途径一致，即 L–苯丙氨酸在芳香族氨
基酸脱羧酶（AADC）作用下生成 2–苯乙胺，2–苯乙胺在单胺氧化酶（MAO）催化下生成 2–苯
乙醛，然后在苯乙醛还原酶（PAR）作用下形成 2–苯乙醇。第 3 种途径是 L–苯丙氨酸在 AADC
作用下直接转化为苯乙醛，苯乙醛在 PAR 作用下生成 2–苯乙醇。通过构建反应体系进行反应提取
并进行 GC–MS 检测证明玫瑰花中 2–苯乙醇的合成遵循第 3 种途径。
2.2.3 在葡萄中的代谢研究
目前关于 2–苯乙醇在葡萄中的代谢途径的研究还未见报道。作者所在实验室前期研究发现，
2–苯乙醇是冰葡萄酒中的典型性香气成分，是冰葡萄酒蜂蜜香气的主要贡献者（李艳霞 等，2006）。
在上述基础上，根据番茄中报道的 3 条芳香族氨基酸脱羧酶（AADC）的基因序列信息，采用电子
拼接，RT-PCR 等技术，在‘威代尔’葡萄材料中，成功克隆出控制合成 2–苯乙醇合成中的第 1
个关键酶 AADC 的基因片段，并比较分析了威代尔品种葡萄（冰葡萄酒品种）成熟过程中 AADC
酶的基因表达情况（图 1）。结果表明威代尔葡萄成熟及后熟期间 AADC 表达量增高，尤其在后期
图 1 ‘威代尔’葡萄果实成熟和后熟过程中 AADC 基因转录水平的表达变化
以亮度最大的谱带为 100，测得其它谱带的相对强度。
Fig. 1 Changes of AADC gene expression at the transcriptional levels during growth and development of Vidal
The greatest band intensity was 100 and the relative intensities of other bands were measured.
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阶段，从而启动苯丙氨酸代谢合成 2–苯乙醇（有关结果待发表）。上述结果为进一步研究葡萄中 2–
苯乙醇的合成途径提供了基础和依据。
3 研究前景与展望
近年来，对植物中 2–苯乙醇合成机制的研究主要集中在美国、日本等国家，而在国内鲜有报
道。综合来看，国外对植物中 2–苯乙醇合成机制的研究主要是采用同位素示踪的方法，对合成途
径中的关键酶进行分子水平的研究并对其进行酶学和分子学水平上的功能性验证。由于到目前为止，
对植物中 2–苯乙醇合成机制的研究仅仅集中在番茄、玫瑰花和矮牵牛等植物中，而在其他植物中
还未有报道，并且合成途径中的关键酶有许多同工酶，因此这也为研究者提供了广阔的研究空间。
尽管近年来关于植物挥发性成分（香气化合物）的研究较多并取得了很大的成就，但是针对具
有重要生理活性的香气化合物 2–苯乙醇的研究报道还很少，尤其是对于植物中合成 2–苯乙醇的代
谢途径和调控方面的研究，多属空白。对 2–苯乙醇的调控将会极大地改善植物生长和繁殖，也会
极大地提高某些园艺产品的香气品质。因此，2–苯乙醇的合成调控越来越引起关注，极可能成为今
后研究的热点。
到目前为止，国内外对 2–苯乙醇的调控方面的报道还很少。对植物生长的调控既可能受内源
性因素，如基因、酶、激素等的影响（Dudareva et al.，1996；McConkey et al.，2000；Negre et al.，
2003；Underwood et al.，2005；孙明 等，2007），也可能受环境因素（包括逆境因子）的影响（Staudt
& Bertin，1998；Gouinguené & Turlings，2002），2–苯乙醇的合成与释放也不例外。随着分子生物
学的快速发展和广泛应用，不同植物中 2–苯乙醇合成过程中的某些关键酶（如 AADCs，PAR 等）
的相关基因将陆续被发现、报道，这为明晰 2–苯乙醇在植物体内的合成机制、寻求提高植物利用
部分（如花、果实）中的 2–苯乙醇含量的调控措施，奠定了基础。从分子水平对 2–苯乙醇的合成
进行调控已经成为可能并将成为今后的研究重点之一。

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