文档介绍：第二章茶树次级代谢
第一节茶树次级代谢的特点、主要途径及调节
次级代谢特点
1)初级代谢 primary metabolism: 蛋白质、脂肪、核酸、碳水化合物等是植物生命活动不可缺少的物质,为生物体的生存、生长、发育、繁殖提供能源和中间产物,这类物质代谢我们称之为初级代谢或一级代谢。
2)次级代谢 secondary metabolism: 植物在长期进化过程中,在特定的条件下,以一些重要的初级代谢产物为前体,经过一些不同的代谢过程,产生一些对维持植物生长发育起着一定作用的化合物,如生物碱、黄酮、芳香物质等,合成这些化合物的过程称之为次级代谢。
由次级代谢产生的物质称为次生物质或次生代谢产物。
3)植物次级代谢的作用: 植物次级代谢对于植物整个生命活动具有重要意义。
协调植物与周围环境的相互作用,如植物与昆虫、植物与微生物以及植物之间的相互作用。
有助于植物繁殖,如可以吸引其它动物来授粉。
植物次级代谢产物是决定人类食物质量的重要方面,如味觉、颜色、气味等。而且植物色素能体现植物和花的多样性。
初级代谢和次级代谢的关系及代谢的主要途径
在高等植物中,次级代谢的主要系统是从糖酵解系统(EMP),磷酸戊糖循环(PPP or HMP),柠檬酸循环(TCA)等初级代谢的中间产物派生出来的三个途径莽草酸途径、甲瓦龙酸途径、多酮化途径,借助这3个合成途径和氨基酸合成途径相结合生成生物碱、萜烯、黄酮类等次级代谢产物。
初级代谢和次级代谢的关系
1)初级代谢对次级代谢的调节
初级代谢的许多重要中间产物是次级代谢的始点,因而可通过调控初级代谢而增加次级代谢的产量和各种次级代谢的比例。
当盐酸乙胺添加到培养基中,在茶树愈伤组织中的氨基酸的积累大大提高,而多酚类、咖啡碱积累则下降。
次级代谢的调节
2)次级代谢的酶促调节
在高等植物中,多酚类化合物的合成是由莽草酸途径合成芳香族氨基酸后进一步合成的。而在这其中苯丙氨酸裂解酶(PAL,phenylalanine ammonialyase)起着重要的作用。如茶树新梢中的PAL以芽最高,按第一叶、第二叶、嫩茎的顺序递减,随叶片的成熟与老化而降低,多酚类则也随着叶片老化而下降。
3)环境因素对次级代谢的调节
和初级代谢相类似,在一定限度范围内,高等植物的次级代谢受环境因素的影响和调节。如激素、光照、温度、肥料等都会对次级代谢起着调节作用。
第二节茶树中的生物碱代谢
1、茶树体内咖啡碱的分布
2、茶树体内咖啡碱的生物合成
咖啡碱生物合成部位
咖啡碱生物合成中嘌呤环的来源及嘌呤环的甲基化
(嘌呤环的直接生物合成;核酸降解;嘌呤甲基化)
嘌呤合成代谢与咖啡碱的生物合成途径
咖啡碱生物合成中重要的酶
3、茶树体内咖啡碱的分解