文档介绍：植物生长物质
油菜素内酯(Brassinolide, BR)
植物生长物质(plant growth substances)是指植物激素、植物生长调节剂和植物体内其它能调节植物生长发育的微量有机物。
植物激素(plant hormones)是指在植物体合成的、通常从合成部位运往作用部位、对植物的生长发育具有显著调节作用的微量有机物。
植物生长调节剂(plant growth regulators)。即凡是外用的,在微量条件下对植物的生长发育具有调节控制的有机物叫植物生长调节剂。
油菜素内酯的发现
1970年,美国学者Mitchell等报道从油菜花粉中分离出一种具有强生理活性物质,称为油菜素(Brassins),它能显著地促进豆苗的生长。
1979年美国学者Grove等在《Nature》上发表论文,证明了油菜素是一种混合物,精制后得到具高活性的结晶物,经仪器分析,该活性物质属于甾醇内酯,故命名为油菜素内酯(Brassinolide, BR)。以前有人分别将Brassins译成芸苔素,把Brassinolide译成芸苔素内酯
1979年,Thompson等首次成功地合成两种BR类似物。1980年Fang、池川分别报道成功地进行了BR的人工合成。
油菜素内酯的发现
科学家又从许多植物中分离的多种油菜素内酯类似物(brassinosteroid),目前已知的天然油菜素内酯类化合物有60余种(Fujioka and Sakurai, 1997)。
1998年第十三届国际植物生长物质年会上被正式确认为第六类植物激素。
证实了在高等植物中,普遍存在着一大类以甾醇(Stereid)为骨架的天然甾体类生理活性物质。
甾体化合物也叫类固醇化合物,是广泛存在于动植物界的一类天然产物,如胆固醇、维生素D、胆酸、肾上腺皮质激素、强心苷等即是其化表。这一类化合物的特点是,它们都含有一个由四个环组成的环戊烷多氢菲的骨架。
油菜素内酯的研究历程 (The history of research about BR)
美国马利兰州贝尔茨维尔(Beltsville)美国农业部(USDA)农业研究中心农学家Mitchell领导下的四人小组,自1970年开始花粉激素的研究。他们认为,植物的花粉中一定会有高含量的植物激素。
筛选了约60种花粉,发现其中半数可促进菜豆幼苗的生长。其中以油菜和赤杨的花粉的作用为最强。这两种花粉的提取物有一个共同的特点:用高浓度处理豆苗时,由于生长过快,使第二节间茎裂,然后又重新长在一起。因此,可用菜豆幼苗的第二节间的伸长试验来进行活性测定。
Mitchell等用***萃取油菜花粉的活性物质。萃取物经薄板层析,以苯-甲醇-乙酸(45∶8∶4)为展开剂,~,取下此活性部分,用无水乙醇萃取数次,再用***提取,风干后的物质,在当时(1970年)被命名为油菜素。
经核磁共振谱(NMR)分析,显示有脂肪酸酯的特征信号,表明它们具有甘油酯型的结构。
从1970~1972年他们连续发表了四篇论文。在此期间,他们把研究重点放在生理活性上,较少注意化学结构的研究。
Mandava等发表了从油菜素提纯得到单一的物质及其结构测定的论文。他们将油菜素复合物经活性硅酸镁(Florisil)柱层析,其***甲醇(1∶1)的洗脱液为主要活性组分,它在硅胶薄板上为单一点。经仪器分析,得知该物质是由脂肪酸和葡萄糖所组成的酯类化合物。
这些酯类经菜豆的第二节间伸长试验,结果活性很低。他们估计,真正的活性物质,其含量大概是极微量的,必须从大量的花粉中才能获得高活性的物质。经过大量的工作。终于从227千克油菜花粉中得到10毫克的高活性的结晶物,于1978年测定其结构为甾醇内酯化合物,并把油菜素改名为油菜素内酯。
油菜素内酯的分离、提纯方法 (The separation and purification of BR)
将油菜花粉用去离子水洗涤30分钟(每克花粉用4毫升水),然后过滤,重复洗涤七次。将花粉滤饼进行冷冻干燥,使含水量<1%;再用异丙醇回流萃取1小时(每克花粉用3毫克异丙醇),并用豆苗第二节间伸长法测定其活性,直到萃取液的活性很低为止。
将萃取液进行真空浓缩,则得花粉提取物;再用四***化碳/甲醇-水溶液进行逆流分配萃取,分取上层液(即甲醇—水溶液)进行真空浓缩。
再将浓缩物通过两次硅胶柱层析,分别用苯—甲醇—乙酸(90∶16∶8)及甲醇—***仿(甲醇浓度10~20%)进行洗脱,用紫外光于400nm进行跟踪,收集有活性的洗脱液,浓缩后即得油菜素。
上述获得的油菜素尚含有植物脂质,必须用高效液相色谱仪(μ—Bondapak C18,甲醇—水,65∶35)进行精制,用菜豆第二节间伸长法测定其活性。通过上述方法,可从40