银杏类黄酮合成途径关键基因的鉴定与克隆文献综述

 2022-04-10 22:20:47

文献综述

一、前言

银杏从侏罗纪时代就开始存在,是中生代的稀有树种、世界上现存最古老的树种之一,也因此被称为植物界的“活化石”,是银杏科、银杏属植物。属于乔木种类,高度可达到40米,胸径可达到4米;壮年树皮呈深纵裂形式,灰褐色,表皮具有粗糙纹理。叶扇形,有长柄,叶子颜色常为淡绿色,有多数叉状并列细脉,叶子的顶端通常宽5-8厘米左右,基部为宽楔形,叶柄多为5-8厘米长。银杏叶在一年生长枝上螺旋状散生,在一年生短枝上呈簇生状,秋季落叶前颜色变为黄色。中国在培育银杏的长期过程中选育出多种具有种子大、种仁品质好的良好特征的银杏优良树种,主要的培育栽培品种有洞庭皇、小佛手、鸭尾银杏、卵果佛手、无心银杏、大马铃等等,这些优良品种大多产于浙江、江苏、山西一带,因其适合银杏生长的温带季风气候、稳定的降雨量、深厚的土层、湿润肥沃的土壤而形成得天独厚的银杏生长环境。

至上世纪末,世界医药市场上银杏制剂的总销售额已经超过50亿美元,是医药市场的重要组成部分,同时在国际上银杏制剂的品种已达30多种,数量在逐步递增。在国内,以银杏叶、银杏树干、银杏果实为主制成的银杏类产品包括银杏奶茶、银杏酒、银杏罐头、银杏木砧板,其中银杏饮品与木砧板呈现地区性售卖的特点,即在银杏丰产地(如江苏泰兴、浙江天目山)的银杏产品销售量较其他地区突出。因此国内的银杏市场还处于萌芽、转折时期,具有较高的提升空间,距全盛期、成熟期还有一定的距离。上世纪开始,许多国外学者开始对银杏叶类黄酮进行研究,主要方面有关于类黄酮的作用、功能以及生理结构及其提取等,对于类黄酮合成途径关键基因的鉴定与克隆方面还是比较少的。近年来,随着遗传学和分子生物学的发展和基因研究技术的提高,银杏叶类黄酮逐渐成为研究的焦点,并且为越来越多的学者们认识与研究。

近年来,英国、日本、德国纷纷从我国进口银杏叶片,其目的大多是获取银杏叶片中的黄酮类提取物,但是由于叶片质量较差或提取物成分含量较低的因素,严重制约了我国银杏产业的加工产业发展。因此通过提高银杏叶黄酮含量从而提高银杏叶的质量进而带动我国银杏产业的发展是我国银杏栽培种植业继续解决的问题。

提高银杏叶黄酮相对百分含量是当前提高银杏叶黄酮含量的一个方法之一,有大量的事实报道证明,运用生理生化的途径调控黄酮相对百分含量是一个重要的途径。并且近几年的研究数据表明,在银杏叶黄酮分子生物学中利用基因工程技术对银杏进行改良或从分子水平的角度调控银杏叶黄酮合成途径中关键酶的活性,也将大幅度提高银杏叶黄酮含量并为其提供良好的前景。因此,在研究过程中大力加强关键核心提取黄酮类化合物技术,将科学研究与经济效益统筹协调起来,不仅可以解决我国银杏产业的发展问题,还极大地丰富了银杏叶提取物的理论实践。

黄酮类化合物是银杏叶中的一种成分,也广泛存在于自然界的植物体中,是植物次生代谢产物的一种,以2-苯基色原酮为母核而衍生的一类黄色色素。黄酮类化合物在自然界中除了以与糖结合成苷类或碳糖基的形式存在,也有以游离形式存在的类型,包括其同分异构体、氢化和还原产物等。黄酮类化合物中有很大的药用价值,例如可以降低心脑血管疾病的发病率、降低胆固醇和脂肪、减轻痛风时的症状、增强人体大脑的记忆力、促进血液循环和流通等等作用。除此之外,黄酮类化合物在植物体内拥有与植物雌激素相同的作用,即促进作物的生长、发育。在畜牧业方面,黄酮类化合物可以改善动物机体的免疫功能、提升动物生产能力和提高动物抗病能力等。银杏及其叶子、果实不仅是绿色财富、生态财富,更是不可多得的社会财富、经济财富。

二、银杏类黄铜的研究综述

经过长达几十年的研究,现阶段已经可以从银杏叶中分离到大约35类黄酮类物质,具有20多种已经明确的结构。包括3中化学结构的分类:单黄酮类、双黄酮类、原花色素类。其中单黄酮类又可分为山奈素、槲皮素、异鼠李素以及它们对应的苷类物质。而苷类物质则包括黄酮苷、栎精、异栎精苷、坎非醇-3-鼠李糖苷、藤黄菌素苷、谷甾醇苷。这些化合物的结构都有5,7,4rsquo;-三羟基,3-OH-糖,糖则有单糖、双糖、三糖或与香豆酰基相连,大多数为葡萄糖和鼠李糖。近几年来,科研人员已分离出6种来自银杏叶中的双黄酮物质,它们是银杏黄素、异银杏黄素、白果黄素、阿曼托黄素、西阿多黄素和5rsquo;-甲氧基白果黄素,这些双黄酮物质则被视为裸子植物特征中的黄酮类化学成分。

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