全 文 ：1998, 8(4): 29523021
[ 20] Xu W, Hou W, Yao G, et al1 Inhibition of Th1 and enhancement of
Th22init iat ing cytokines and chemokines in trichosanthin2t reated
macrophages [J]1 Biochem Biophys Res Commun, 2001, 284( 1):
16821721
[ 21] Mak N K, LungH L, Wong R N, et al1 Expression of protein kinase
C isoforms in euxanthone2 induced differentiation of neuroblastoma cells
[ J]1 Planta Med , 2001, 67( 5) : 40024051
[ 22] Jia Y J, Yang Y J, ZhouY, et al1 Differentiation of rat bone marrow
stromal cells into neuron induced by baicalin [J]1 Natl Med J China
(中华医学杂志) , 2002, 82( 19): 1337213411
[ 23] Zuo X J, Okada Y, Toyoda M, et al1 Hydrophobic ext racts of a Chi2
nese herb ( CMX213) exhibit potent immunosuppressive propert ies and
prevent acute reject ion in a highly histoincompatible model of rat lung
transplantation [ J]1 Transplantation , 2000, 70( 7): 1094210981
[ 24] Jung GD, Yang J Y, Song E S, et al1 St imulation of melanogenesis
by glycyrrhizin in B16 melanoma cells [ J]1 Exp Mol Med , 2001, 33
( 3) : 13121351
[ 25] Hennessy M, Kelleher D, Spiers J P, et al1 St Johns wort increases
expression of P2glycoprotein: implications for drug interactions [J]1 Br
J Clin Pharmacol , 2002, 53( 1) : 752821
[ 26] Gao C, Wang R T, Liu D W1 The effect of Shenmai Inject ion on the
expression of TNF2AmRNA of the macrophages in scaled mice [ J]1
Chin J Burns (中华烧伤杂志) , 2000, 16(5) : 28922911
[ 27] Hakamatsuka T, Tanaka N1 Screening for bioactive compounds target2
ing the cellular signal transduction pathway using a RT2PCR2based
bioassay system [ J]1 Biol Pharm Bul l , 1997, 20(4): 46424661
诱导子在药用植物细胞培养中的应用
王和勇1,罗 恒2,孙 敏3X
( 11 中山大学生命科学学院 基因工程教育部重点实验室,广东 广州 510275; 21 徐州医学院药理学教研室,
江苏 徐州 221002; 31 西南师范大学生命科学学院,重庆 400715)
摘 要:详细地介绍了在药用植物细胞培养中诱导子的概念,常用的诱导子种类及其生物学特征。诱导子根据防卫反应
可分为内源性诱导子和外源性诱导子;根据特异性可分为特异性诱导子和非特异性诱导子;根据其来源可分为生物诱导
子和非生物诱导子。生物诱导子主要包括真菌类诱导子、细菌类诱导子、病毒类诱导子、酵母提取物等;而常用的非生物
诱导子包括水杨酸、茉莉酸、茉莉酸甲酯、稀土元素以及重金属盐类等。同时诱导子具有专一性、快速性、浓度效应、时间
效应以及协同效应。因此在实际应用中需综合考虑与灵活运用,使诱导子在药用植物细胞培养发挥最佳促进作用。
关键词:诱导子;药用植物;细胞培养;次生代谢产物
中图分类号: R282113 文献标识码: A 文章编号: 0253 2670(2004)08 附 3 05
Application of elicitor to cell culture of medicinal plants
WANG He2yong1, LUO Heng2, SUN Min3
( 11The Key Laboratory of Gene Engineering of Ministry of Education, School of Life Science, Sun Yat2sen University,
Guangzhou 510275, China; 21Department of Pharmacology, Xuzhou Medical College, Xuzhou 221002,
China; 31School of Life Science, Southwest Normal University, Chongqing 400715, China)
Keywords: elicitor; medicinal plant ; cell culture; secondary metabolite production
生长在自然环境中的植物经常遭受不良因素如微生物入侵
与伤害等胁迫,为了抵御不良环境,植物细胞往往产生次生代谢
物质。而植物次生代谢物质的合成具有全能性和多条代谢途
径[ 1]。因此,通过改变培养条件, 可定向诱导目的产物的合成。
根据这个原理,可利用诱导子诱导药用植物细胞合成目的产物
及其胞外分泌。这也为研究植物次生代谢调控提供了新思路与
手段。近 10余年来,这方面的研究一直是国内外研究的热点。
本文着重以红豆杉等为例介绍药用植物细胞培养中所用的诱导
子种类及其生物学特点,为从事该研究的工作者提供参考。
1 诱导子的定义与种类
诱导子( elicitor) ,从植物病理学的角度来讲,是指在抗病生
理过程中诱发植物产生植保素( phytoalexin)和引起植物过敏反
应( hypersensive reaction, HR)的因子。从细胞培养的角度来讲,
是指能促进植物细胞产生目的产物的因子。这表明细胞诱导培
养与植物防卫反应的机制是一致的。
根据防卫反应可分为内源性诱导子( endogenous elicitor )和
外源性诱导子( exogenous elicitor) , 前者指来自植物细胞的诱导
子,后者指来自植物细胞以外的其他可诱导防卫反应的因子[ 2] ;
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 35卷第8 期2004年 8月 #附 3#
X 收稿日期: 2003210205作者简介:王和勇( 1973) ) ,男,四川达县人,在读博士研究生,主要从事药用植物分子生物学与代谢基因工程研究。
E2mail: Heyongwang@hotmail. com
* 通讯作者 Tel : ( 023) 68254061
根据特异性可分为特异性诱导子( specific elicitor )和非特异性诱
导子( non2specific elicitor) [3] ;根据其来源可分为生物诱导子( biot2
ic elicitor)和非生物诱导子( abiotic elicitor) ,生物诱导子主要包括
病原菌(真菌、细菌、病毒与酵母)与植物细胞成分,其中主要是
细胞壁水解产物,而非生物诱导子主要是起诱导作用的理化因
子[ 4]。
利用诱导子来提高次生代谢产物,是目前在药用植物细胞
培养中常用的方法,其中最常用的是生物诱导子和非生物诱导
子。
111 生物诱导子
11111 真菌类诱导子: Cruickshank(1968 年)在菜豆细胞培养时
将从丛梗孢科链核盘属链合盘菌 Monilinia f ructicola (Winter)
Honey菌丝体中分离出的一种多肽链核盘素 A(monilicolin A)加
入培养基,其后发现 monilicolin A能够诱导菜豆内果皮的发生与
菜豆素( phaseollin)的积累。这是最早有关诱导子促进植物次生
代谢和防卫反应的报道[ 5]。
真菌诱导子主要是真菌的细胞表面结构或分泌物,在化学
结构上它主要包括:多糖、多肽、糖蛋白与不饱和脂肪酸。目前
已有对多种不同来源的真菌诱导子的研究,用真菌桔青霉 Peni2
cillium citrinum Thom的菌丝体和花生四烯酸诱导子均能提高
红豆杉悬浮细胞中紫杉醇的含量[ 6] ;利用刺盘孢菌 Col2
letotr ichum nicotianae Av12Sacca、尖孢镰刀菌 Fusar ium oxysporum
Schlechtendahl、黑曲霉 Aspergillus niger Van Tieghem 与米曲霉
Aspergllus oryzae (Ahlburg) Cohn 的菌丝体诱导紫草细胞时发
现, 4种菌丝体均能提高它的紫草素含量,其中黑曲霉的菌丝体
效果最好[7] ;用刺盘孢菌、尖孢镰刀菌与黑曲霉的菌丝体诱导西
洋参细胞可促进皂碱与多糖的合成;黄花蒿 Ar temisia annua L1
内生炭疽菌 Colletotrichum sp1B501细胞壁寡糖提取物可促进青
蒿素的合成, 经 20 mg/ L 寡糖诱导处理 4 d 后, 青蒿素含量达
1115 mg/ g[ 8] ;用密环菌 Armillaria mellea (Vahl: Fr. Kummer)诱
导子处理延胡索 Corydalis yanhusuo W1T1Wang 培养物,可促进
其生物碱的积累。
11112 细菌类诱导子与病毒类诱导子:Wei从梨火疫病菌 Er2
winia amylovora (Burrill) Winslow et al1 中分离出一种对酸与热
都比较稳定的胞外蛋白质( harpin) ,能诱导烟草叶片产生过敏性
坏死,这是最早从细菌中找到的诱导子[ 9]。几年后, Mukherjee
从胡萝卜软腐欧氏杆菌 Erwinia carotovora ( Jones) Bergey et al1
中发现一种与 harpin 生物活性相似的蛋白质[ 10]。
11113 酵母提取物:研究表明,把酵母提取物加入鹰嘴豆 Cicer
arietinum L1 的细胞培养基中可诱导异黄酮的积累,进而引起紫
檀烷、美迪紫檀烷和高丽槐素含量的增加[ 11] ;在培养丹参
Salvia miltiorrhiza Bunge细胞时,加入1 g/ L酵母提取物和 100
mg/ L蜜环菌发酵液,有非常明显促进丹参酮积累的效果,其含
量可达到生药样品的3 倍以上[ 12] ;同样,在野葛 Pueraria lobata
(Willd1)Ohwi悬浮细胞中加入酵母提取物可促进异黄酮的合
成[ 13]。
11114 其他:除以上讨论的真菌、细菌诱导子与酵母提取物外,
病毒外壳蛋白和复制酶也起诱导子的作用,如 TMV 外壳蛋白
和复制酶、PVX外壳蛋白能诱导带N 基因的烟草、带 Rx基因的
马铃薯产生抗病反应。同时,植物细胞壁水解产物,如低聚糖、
多糖[ 14]和低聚半乳糖[15]也具有诱导子功能。
112 非生物诱导子:研究发现,一些理化因子也能诱导药用植
物细胞产生次生产物,目前已证实可诱导植物产生防卫反应且
能提高次生代谢产物的化学物质约有 100 多种,主要有水杨酸
( salicylic acid, SA)、茉莉酸( jasmonate, JA)与茉莉酸甲酯(methyl
jasmonate, MJ) ;其次是稀土元素以及重金属盐类。SA、JA与MJ
将在阐述诱导子的生物学特性时介绍, 在此主要介绍稀土元素
与重金属盐类。
在诱导培养中, 稀土元素一方面改变细胞膜通透性,从而
使次生代谢产物迅速分泌到培养基中;另一方面还可能促进次
生代谢中特有基因的转录,从而提高次生产物的合成。
梅兴国在研究东北红豆杉细胞培养时发现,在细胞生长的
指数晚期加入稀土化合物能显著提高紫杉醇的含量;硝酸镧和
硫酸铈铵可显著提高 T1 细胞株紫杉醇的产量与渗透率,其中
硫酸铈铵的作用更为明显。硝酸亚铈对细胞株 D4、TN、TF2、
NF、E2、E2B都有显著的促紫杉醇释放作用。表明硝酸亚铈能
有效作用于红豆杉细胞的生物膜系统,包括细胞膜、液泡膜甚至
质体膜,增加膜透性而提高紫杉醇渗透率;另外硝酸亚铈还有明
显促进 T1、TD5、E2、E2B细胞产生紫杉醇的能力,使培养物中紫
杉醇的含量大幅度提高。因此硝酸亚铈可能是一种在悬浮培养
红豆杉细胞时促进紫杉醇生产与渗透释放的代谢调节剂[ 16]。
另外元英进的研究表明在长春花细胞培养时加入稀土元素镧可
促进其细胞生长与次生代谢产物的积累; Smith通过研究发现,
硫酸钒可以促使长春花细胞合成长春花碱和阿吗碱。此外,胡
国武研究表明,在东北红豆杉细胞培养时加入硝酸铈铵能有效
地提高紫杉醇合成酶基因转录,从而促进紫杉醇合成[ 17]。这说
明不同稀土化合物对细胞作用机制与效果是不同的。
重金属盐类在细胞诱导培养方面主要涉及 Cu2+ 与 Ag+ 。
在红豆杉细胞悬浮培养20 d即指数生长晚期,加入Cu2+ 可促进
紫杉醇的形成[ 18] ;Morimoto发现 Cu2+ 可以促进日本黄连 Coptis
japonica Makino细胞产生小檗碱[19] ;宁文研究也发现, Cu2+ 对紫
草 Onosma paniculatum Bur1et Franch1 细胞产生紫草素有较大
的促进作用[20] ; Rouxel认为 Cu2+ 能提高芸薹属植物细胞中吲哚
类物质的产量[ 21]。
未作君用AgNO3诱导南方红豆杉细胞合成紫杉醇时,通过
动力学模型对 AgNO3 的作用靶点进行分析, 确定了 AgNO3 在
紫杉醇代谢途径中的作用靶点是在Baccatin Ó向紫杉醇转变的
过程中[22] ;苗志奇认为AgNO3通过加快Baccatin Ó向紫杉醇转
化速度来提高紫杉醇的合成[ 23]。
但迄今为止,有关重金属盐类与稀土元素诱导药用植物细
胞产生目的产物的具体作用机制目前还不十分清楚。另外一些
物理因子如机械损伤、电磁处理、X射线以及紫外线等均能诱导
植物产生高含量的次生代谢物质。
2 诱导子的生物学特征
211 专一性
21111 同一诱导子对不同植物诱导作用不同:不饱和脂类诱导
#附 4# 中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第35 卷第 8期 2004年 8月
子主要诱导茄科植物产生倍半萜类物质, 对其他植物一般无
效[ 24]。大雄疫霉 Phytophthora megasperma Drechsler的葡萄糖诱
导子能使大豆产生植保素,却不能使欧芹产生植保素[ 24]。
21112 同一诱导子对同一植物的不同细胞株的诱导作用不同:
余龙江等用真菌 F5 诱导子诱导红豆杉产生紫杉醇时发现不同
细胞株对诱导子的反应能力不一样, 即细胞株 TF、TD2、TD8、
TD12与 E2 中紫杉醇的含量,与无处理的细胞相比显著提高;而
TD12细胞株在诱导前后均无紫杉醇合成[25]。
21113 同一植物对不同的诱导子的反应不同:在研究桔青霉、
灰绿犁头霉 Absidia glauca Hagem、鲁氏毛霉 Mucor rouxianus
(Calmette) Wehmer和灰葡萄孢霉 Botrytis cinerea Pers. 4 种真菌
诱导子诱导云南红豆杉细胞产生紫杉醇时发现,桔青霉菌丝的
效果最好, 其紫杉醇含量和产量分别比对照组高 11312% 和
10410% ,达到干细胞 01356%和 5106 mg/ L;其次是灰葡萄孢霉
菌, 其紫杉醇含量和产量分别比对照组提高了 581 7% 和
5112%;鲁氏毛霉菌丝和灰绿犁头霉菌丝作用不显著[ 26]。在银
杏 Ginkgo biloba L1 悬浮细胞培养诱导时, 10种真菌诱导子中仅
选出效果比较好的日本根霉 Rhizopus japonicus Vuill.诱导子,能
使银杏细胞产生银杏内酯 B[27]。
21114 同一植物的不同细胞株对不同诱导子的反应不同:梅兴
国等研究表明,不同红豆杉细胞株对不同稀土元素处理的反应
是不同的。细胞株 TD5、E2、E2B与 T1给以稀土元素硝酸镧与
硫酸铈铵处理后,它们对紫杉醇的合成明显增加, 尤其 T1 细胞
株,加入硫酸铈铵后紫杉醇合成量为 7156 mg/ L, 对照组仅为
0114 mg/ L;而 D4 细胞株紫杉醇的合成量几乎没有什么变化。
TN、TF2与 NF 3 个细胞株对不同稀土化合物的反应也不同:硝
酸镧可促进TF2合成紫杉醇,硫酸铈铵和硝酸亚铈却减少 TN
与TF的紫杉醇合成;硝酸镧、硫酸铈铵、硝酸亚铈都使 NF细胞
紫杉醇合成能力下降[ 16]。
21115 其他:研究发现, 同一红豆杉细胞用同一真菌制成的不
同类型诱导子处理,细胞具有不同的防卫反应。概括为 3 种植
物2真菌互作模式:极不相容(细胞抗性强,受损小) ,不相容(抗
性强,受损也较严重)和相容(细胞抗性小,受损严重)。极不相
容和不相容的互作模式中,细胞的紫杉醇产量明显较对照组高,
而相容互作模式的细胞不含有紫杉醇[ 25]。
212 快速性:张长平等在研究真菌诱导子对悬浮培养南方红豆
杉细胞态势及紫杉醇合成的影响时发现,在细胞悬浮培养指数
生长晚期加入真菌诱导子(尖孢镰刀菌的胞壁组份粗提物) , 能
在短期内激发细胞的防御性应答反应;在诱导子处理后, 4 h 时
苯丙氨酸解氨酶(PAL)的活性就达到了峰值, 紫杉醇产量在 36
h内就有明显提高,峰值出现在诱导后第 4 天, 总产量提高 了 5
倍左右,紫杉醇含量达到67 mg/ L [28]。
213 浓度效应:诱导子浓度效应有两种类型:一种是反应饱和
型,即次生产物的合成随诱导子浓度增加而增加,达到最大值后
稳定;另一种是最适浓度型,即诱导反应要求最适浓度, 此浓度
下诱导子表现出最强的活性[ 18]。在药用植物细胞诱导培养中
主要是最适浓度型。
孙彬贤等在研究代谢中间产物和诱导子对南方红豆杉细
胞生长和紫杉醇含量的影响时发现, 加入花生四烯酸 ( 31 2
Lmol/ L)和茉莉酸甲酯(MJ, 100 Lmol/ L)可分别提高紫杉醇含量
1倍和 10倍[ 29]。梅兴国在研究水杨酸(SA)对红豆杉细胞的诱
导作用发现,在实验的浓度范围内,添加不同浓度 SA 均有利于
紫杉醇的积累,最适浓度为 20 mg/ L 时, SA对紫杉醇合成的诱
导效应最显著, 约为对照组的 13 倍[30]。施中东等利用短期诱
导实验考察了几种诱导子的最佳诱导浓度,结果表明:在南方红
豆杉细胞培养体系中分别加入 110 mmol/ L 硝酸铈铵、01 01
mmol/ L硝酸银、011 mg/ L花生四烯酸、011 mg/ L SA 以及 101 0
mg/ L MJ,最有利于紫杉醇产量提高[ 31]。李家儒在研究 Cu2+ 对
红豆杉培养细胞中紫杉醇形成影响时发现,在细胞悬浮培养物
中添加 30 Lmol/ L CuCl2 时,诱导效果最佳[ 18]。宋经元研究发
现,培养基中蜜环菌的浓度为 119 mol/ L 时可从丹参的悬浮细
胞中获得147 mg/ L的丹参酮[ 32]。
一般而言,由于诱导产生的抗毒素对细胞自身大多具有毒
性,诱导子对细胞生长有抑制作用,因而添加诱导子时其浓度需
严格控制,使之既能在一定程度上刺激细胞发生过敏反应,合成
次生代谢物,又不严重影响细胞的生长。
214 时间效应:在药用植物细胞培养中, 不少植物细胞在指数
生长期以后,才逐渐由初生代谢进入次生代谢。细胞感受外界
刺激,调节内部代谢与所处的生长阶段有关。不同时期的细胞
对诱导子的反应灵敏度不同,只有处于一定生长时期的细胞才
能有效地接受诱导子信号,此时诱导子表现出最强的活性。一
般根据植物细胞的生长速度将植物细胞培养的一个周期分为延
迟(滞)期、对数期(指数生长期)、稳定期、衰亡期 4 个时期。延
迟期到指数生长期早期为自发诱导阶段,在指数生长期的中期,
细胞对诱导子的反应最不敏感;在指数生长期晚期到稳定期早
期细胞对诱导子的反应敏感。在指数生长期晚期加入诱导子,
细胞次生代谢物的含量最高,而在指数早期或延迟期加入诱导
子,次生代谢物合成量并没有明显的提高。原因可能是在生长
早期还没有足够的前体可用于合成蛋白(包括次生代谢物合成
途径的关键酶) ,或是提高生物合成量的酶还未受到激活。
李家儒的研究表明红豆杉细胞悬浮培养的延滞期为
0~ 8 d,指数生长期为8~ 20 d,稳定期为20~ 32 d。分别于细胞
悬浮培养的第5、20、25天时加入2 mL桔青霉诱导子,35 d 1 Lg/
g; 5、25 d时加入诱导子, 紫杉醇含量分别为 6159 和 9185 Lg/ g,
均不及 20 d时效果好,这正说明在指数生长期晚期红豆杉培养
细胞对诱导子具有最强的反应能力。李家儒还发现在指数生长
期晚期红豆杉培养细胞对 Cu2+ 诱导处理也具有最强的反应能
力[18]。
215 协同效应:研究表明, 不同诱导子之间存在协同效应。苏
湘鄂等研究MJ与真菌诱导物、SA组合诱导红豆杉细胞产生紫
杉醇时发现, 单独加 F5, MJ 与 SA 以及联合加 F5+ MJ与
MJ+ SA,各组细胞的紫杉醇含量均增加,其中MJ+ SA 对紫杉
醇合成的诱导作用最显著,约为MJ的 10 倍,达到细胞干重的
0104% [ 33]。余龙江研究发现, 红豆杉悬浮细胞培养加入 100
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 35卷第8 期2004年 8月 #附 5#
Lmol/ L MJ、715 mg/ L乙烯利与10mg/ L精胺为最优组合,此时
紫杉醇产量最高, 达 8173 mg/ L, 比对照组提高了 9103 倍[ 25]。
Linden研究发现,在红豆杉的悬浮细胞培养MJ、几丁质与脱乙
酰壳多糖对紫杉醇合成也具有协同作用[34]。苗志奇通过SA 和
硝酸银的配伍诱导, 实现了诱导子之间的协同作用, 获得 39
mg/ L 紫杉醇,比两个诱导子单独作用时紫杉醇最高含量之和还
高出50% [ 35]。同样在MJ与花生四烯酸的配伍实验中,第 10 天
测量结果显示: MJ与花生四烯酸的配伍实验中紫杉醇最高产量
达到 8211 mg/ L, 比两个诱导子单独作用时的最高含量之和还
高出 54%, MJ与花生四烯酸的配伍实验表明诱导子具有明显
的协同效应[ 23]。
3 展望
在适宜条件下,利用诱导子来调节药用植物的次生代谢途
径,而提高植物细胞中有用的次生代谢产物的含量,带来了良好
的经济和社会效益。众多研究和临床表明植物所含的丹参酮、
银杏酮、黄酮等在治疗和预防心、脑、肾疾病方面有明显作用;大
豆异黄酮是雌激素受体的部分激动剂,对改善女性更年期综合
症有明显的优点;紫杉醇是常用的抗癌药物,尤其对乳腺癌和卵
巢癌效果好。提高上述物质产量,无疑为人类健康作出贡献。
对诱导子的研究虽取得了一些进展,但还存在着一些不完
善的地方,在诱导子作用机制以及作用靶点方面,目前还研究得
不透彻。如果知道诱导子与次生代谢产物的结构与功能关系,
就可用现代分子生物学技术如差别显示和异源表达等技术来研
究诱导子作用于靶基因的调控机制以及对该基因进行功能鉴
定,从分子水平来阐明次生代谢产物的合成机制,为今后诱导培
养提供更可靠的理论依据。此外,在诱导子的纯化和结构分析、
诱导子受体的提取纯化,诱导子与胞膜上受体的结合情况等方
面有待进一步研究。
发展诱导技术,深化诱导子理论研究,不仅为中草药事业
的发展提供新思路,为经济发展增添力量,更重要的是能更好地
为人类健康服务,带来巨大的社会效益和经济效益。
References:
[ 1] Verpoorte R, Heijden R, Memelink J1 Engineering the plant cell facto2
ry secondary metabolite product ion [ J]1 Transgenic Res, 2000, 9:
32323431
[ 2] Weinberger F, Friedlander M1 Endogenous and exogenous elicitors of a
hypersensit ive response in Gracilaria conf erta ( Rhodophyta) [J]1 J
Appl Phycol , 2000, 12: 13921451
[ 3] W&ackers F L, Wunderlin R1 Induction of cotton ext rafloral nectar pro2
duct ion in response to herbivory does not require a herbivore2 specific
elicitor [ J]1 Entomol Exp Appl , 1999, 91: 14921541
[ 4] Ebel J1 Phytoalexin synthesis: the biochemical analysis of the induct ion
process [J]1 Ann Rev Phytopathol , 1986, 24: 23522641
[ 5] Cruickshand I AM, Perrin DR1 The isolat ion and partial characteriza2
t ion of monilicolin A, a polypept ide with phaseollim2inducing act ivity
from Monilinia f ructicola [J]1 Life Sci , 1968, 7: 44924581
[ 6] Miao ZQ, Wei Z J, Yuan Y J1 Studies on the acting point of arachi2
donic acid in taxol biosynthet ic pathway [J]1 Chin Tradit Herb Drugs
(中草药), 2000, 31( 6) : 41824211
[ 7] Liu C J, Hou S S1 Effects of fungal elicitors on the cell growth and the
shikonin biosynthesis in Arnebia euchroma cells in susupension culture
[ J]1 Acta Phytophsiol Sin (植物生理学报) , 1998, 24(1) : 62101
[ 8] Wang J W, Xia H, Tan R X1 Elicitation on artemisin biosynthesis in
Artemisia annua hairy roots by the oligosaccharide extract from the en2
dophyt ic Colletotrichhum sp1 B50 [J]1 Acta Bot Sin (植物学报) ,
2002, 44( 10): 1233212381
[ 9] Wei Z M, Laby R J, Zumoff C H, et al1 Harpin, elicitor of the hy2
persensit ive response produced by the plant pathogen Erwinia amylovo2
ra [J]1 Science, 1992, 257: 852881
[ 10] Mukherjee A, Cui Y, Liu Y, et al1 Molecular characterizat ion and ex2
pression of the Erwiniaca rotovora HrpNEcc gene, which encodes an
elicitor of the hypersensit ive reaction [ J]1 Mol Plant2MicrobeI nteract ,
1997, 10: 46224711
[ 11] Zhao H L, Yu R M1 Progress in the application of elicitor in the plant
cell culture [ J]1 J Shenyang Phar m Univ (沈阳药科大学学报) ,
2000, 17(2): 15221561
[ 12] Song J Y, Zhang Y L, Qi J J, et al1 Selection of a high tanshione pro2
duct ion crown gall strain and production of tanshinone in the st rain [ J]1
Chin J Biotechnol (生物工程学报), 1997, 13( 3) : 31723191
[ 13] Park H H, Hakamatsuka T, Sankawa U, et al1 Rapid metabolism of
isoflavonoids in elicitor treated cell of suspension cultures of Pueraria lo2
bata [J]1 Phytochemistry, 1995, 38(2) : 37323801
[ 14] Nock L P, Smith C J1 Identificat ion of polysaccharide hydrolyses in2
volved in autolytic degradation of Zea cell walls [ J]1 Plant Physiol ,
1987, 84: 1044210501
[ 15] Dixon R A, Harrson MJ1 Early events in the activat ion of plant defense
response [J]1 Annu Rev Phytopathol, 1994, 32: 47925011
[ 16] Mei XG, Tian ZX, Wang CG, et al1 Increased accumulat ion of taxol
by some cell lines of Taxus in response to addition of lanthanide [ J]1
Nat Prod Res Dev (天然产物开发与研究) , 2000, 12(5) : 382411
[ 17] Hu G W, Ma Z, Wang Y D, et al1 Effectsof rare earths on taxadiene
synthetase gene transcript ion of Taxus cell [J]1 J Chin Rare Earths
Soc (中国稀土学报) , 2000, 18(4): 36023621
[ 18] Li J R, GuanZY, Liu M X, et al1 Effects of Cu2+ on taxol formation
in cell cultures of Taxus chinensis [ J]1 J HuazhongAgric Univ (华中
农业大学学报) , 1999, 18(2) : 11721201
[ 19] MorimotoT, Hara Y, KatoY, et al1 Berberine product ion by cultured
Coptis jasponica cells in a one2stage culture using medium with a high
copper concentrat ion [ J]1 Agric Biol Chem, 1989, 52 ( 7) : 18352
18361
[ 20] Ning W, Cao R Q1 Effect of CuCl2 on shikonin derivative formation in
Onosm paniculatum cell culture [J]1 J Nanj ing Univ (南京大学学
报), 1995, 31( 2) : 33423371
[ 21] Rouxel T, Kollman A, Boulidard L, et al1 Abiotic elicitat ion of indole
phytoalexins and resistance to Leposphaeria maaculans within Bras2
siceae [ J]1 Planta Med , 1991, 184: 27122781
[ 22] Wei Z J, Hu ZD, Yuan Y J1 Study on kinetics of taxol production in
Taxus chinensis var1 mairei suspension culture by silver nitate [ J]1
Chem Reac Eng Technol (化学反应工程与工艺), 2000, 16( 4) :
31323181
[ 23] Miao ZQ, Wei Z J, Yuan Y J1 Study on the effect of salicylic acid on
#附 6# 中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第35 卷第 8期 2004年 8月
t axol biosynthesis [ J]1 Chin J Biotechnol (生物工程学报) , 2000, 16
( 4): 50925131
[ 24] Ning W, Cao R Q1 Regulat ion of fungal elicitor in plant se2condary
metabolism [ J]1 Plant Physiol Comm (植物生理学通讯), 1993, 29
( 5): 32123291
[ 25] Yu L J, Qin WM, Lan W Z, et al1 Defense response induced by fun2
gal elicitor and its correlation with taxol biosynthesis in Taxus cells [ J]1
Chin J Appl Environ Biol (应用与环境生物学报), 2002, 8( 3):
25522581
[ 26] Chen Y Q, Zhu W H, Wu Y Q, et al1 Effects of fungus elicitors on
taxol production in suspension cells of Taxus yunannensis [ J]1 Chin J
Biotechnol (生物工程学报), 1999, 15( 4): 52225241
[ 27] Dai J G, Zhu W H, Wu Y Q, et al1 Effects of precursors and fungal
elicitors on GKB production in suspension culture cells of Ginkgo bi loba
L1 [ J]1 Acta Pharm Sin (药学学报), 2000, 35( 2) : 15121551
[ 28] Zhang C P, Li C, Yang Y J, et al1 Effects of fungal elicitor on cell
status and taxol production in cells suspension cultures of Taxus chinen2
sis var1 mairei [ J]1 Chin J Biotechnol (生物工程学报), 2001, 17
( 4): 43624401
[ 29] Sun B X, Wei Y Q, Liu D, et al1 Influence of metabolic intermediate
products on culture cell growth and taxol content of Taxus chinensis
var1 mairei [ J]1 Shanghai J Tradit Chin Med (上海中医药杂志),
2000, 14( 3) : 542561
[ 30] Mei XG, ZhangZM, Su X E, et al1 Effect of salicylic acid on the cell
suspension of Taxus chinensis [ J]1 Biotechnology (生物技术) , 2000,
10( 6) : 182201
[ 31] Shi ZD, Wei Z J, Yuan Y J1 Concentrat ion opt imization of elicitors on
taxol product ion in plant cell culture of Taxus chinensis var1 mairei
[ J]1 Nat Prod Res Dev (天然产物开发与研究), 2000, 12( 4) : 362
401
[ 32] Song J Y, Qi J J, LeiH T, et al1 Effect of Armi llaria mella elicitor
on accumulation of tanshinones in crow gall cultures of Salvia mitior2
rhiza [ J]1 Acta Bot Sin (植物学报) , 2000, 42( 3) : 31623201
[ 33] SuX E, Mei X G, Gong W, et al1 Effects of the combination of
methyl jasmonate with salicylic acid or fungal elicitor on the cell suspen2
sion of Taxus chinensis [ J]1 Biotechnology (生物技术), 2001, 11
( 1) : 102131
[ 34] Linden J C, Phisalphong M1 Oligosaccharides potent iate methyl jas2
monate induced product ion of paclit axel in Taxus canadensis [ J]1 Plant
Sci , 2000, 158: 412511
[ 35] Miao ZQ, Wei Z J, Yuan Y J1 Studies on the acting point of methyl
jasmonate in taxol biological synthesis pathway and it s compatibility [ J]1
Acta Biophy Sin (生物物理学报), 2000, 16( 2) : 20422111
吴茱萸属植物化学成分和生理活性的研究近况
王奇志,梁敬钰X
(中国药科大学天然药物化学教研室,江苏南京 210009)
摘 要:对吴茱萸属植物化学成分和生理活性研究概况予以综述, 发现成分类别主要为吲哚类生物碱、喹诺酮类生物碱、
苦味素、苯并色原酮和挥发油等。其中吲哚类生物碱17 个,喹诺酮类生物碱 17个,苦味素类化合物 12 个,苯并色原酮类
化合物10个。生理活性显示吴茱萸属植物具有扩张血管、降压、强心、止泻、收缩子宫、杀虫、抗菌、抗病毒、抗溃疡、抗胆
碱酯酶、抗遗忘症和诱导人子宫颈癌HeLa细胞凋亡的作用。
关键词:芸香科;吴茱萸属;吲哚类生物碱;喹诺酮类生物碱;苯并色原酮
中图分类号: R282171 文献标识码: A 文章编号: 0253 2670(2004)08 附 7 04
Survey on chemical constituents and physiological activities of Evodia Forst1 plants
WANG Qi2zhi, LIANG Jing2yu
(Department of Phytochemistry, China Pharmaceutical University, Nanjing 210009, China)
Keywords: Rutaceae; Evodia Forst1; indole alkaloids; quinolone alkaloids; benzchromones
芸香科( Rutaceae)吴茱萸属( Evodia Forst1)植物全世界有
150 种,我国有 20余种。分布于广东、广西、贵州、陕西、浙江等
地。5中华人民共和国药典62000年版收载品种主要有:吴茱萸
Evodia rutaecarpa ( Juss1) Benth1、石虎 E1 r utaecarpa ( Juss1 )
Benth1var1 of f icinalis (Dode) Huang和疏毛吴茱萸 E1 r utaecarpa
( Juss1) Benth1 var1 bodinieri (Dode) Huang 3 种。药用部位为 8
~ 10月采收的果实,始载于5神农本草经6,列为中品。具有散
寒、止痛、降逆、助阳、止泻的功效,近代药理研究发现尚具有扩
张血管、降压、强心、止泻、收缩子宫、杀虫、抗菌、抗病毒、抗溃
疡、抗胆碱酯酶、治疗遗忘症和诱导人子宫颈癌HeLa细胞凋亡
的作用。本文主要综述该属已报道的化学成分和生理活性, 为
深入研究来自吴茱萸属植物提供参考。
1 吴茱萸属植物的化学成分
111 生物碱[ 1~ 7]
11111 吴茱萸属植物中生物碱类的骨架:吴茱萸属中生物碱主
要有吲哚和喹诺酮两类,前者结构中具有吲哚母核,根据化合物
A~ E5 环中具有 C, D环或只有 C环或只有 D环或C, D都裂环
及无D, E环,其骨架可分为 6 类型(图 1- Ñ~ Ö)。后者依据酮
基与N1 的相对位置及羰基的还原分A, B, C三类,结构骨架如
图 1- A~ C。
11112 已发现的吲哚类和喹诺酮类生物碱:各为 17个,见表 1。
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 35卷第8 期2004年 8月 #附 7#
X 收稿日期: 2003212224