昆明植物所植物腺毛次生代謝產物及生物功能研究獲進展

　　 腺毛是植物在長期進化過程中為了應對生物和非生物環境脅迫而演化出來的特殊結構，其廣泛分布于陸地植物地上部分的表面。植物腺毛是合成和貯存各種類型次生代謝產物的重要場所（被譽為“細胞工廠”），這些特殊的化學物質往往具有獨特的化學結構和廣泛的生物功能，在植物防御生物和非生物脅迫中起著重要作用。然而由于腺毛結構微小，難以準確收集。迄今為止，絕大多數植物腺毛中的次生代謝產物及其生物功能都還屬于未知。

　　中國科學院昆明植物研究所黎勝紅研究組多年來致力于植物腺毛的次生代謝產物及其生物功能研究，建立了激光顯微切割-超低溫核磁共振-超高壓液相色譜/質譜聯用（LMD-cryoNMR-UPLC/MS/MS）的超微量和高精確度單細胞水平植物化學研究新技術和方法。此前，該課題組已從唇形科（Lamiaceae）植物米團花（Leucosceptrum canum）和火把花（Colquhounia coccinea var. mollis）的腺毛中發現了兩類具有防御功能的新奇骨架（分別命名為米團花烷和火把花烷）二倍半萜（Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49: 4471-4475；Org. Lett. 2013, 15: 1694-1697）。

　　最近，該課題組采用LMD-UPLC/MS/MS方法從另一唇形科植物藤狀火把花（Colquhounia seguinii）的盾狀腺毛中發現了3個新的克羅烷二萜Seguiniilactones A-C。生物活性測試發現所有化合物對甜菜夜蛾（Spodoptera exigua）均表現出很強的拒食活性，其中Seguiniilactone A比商業化的印楝油的拒食活性高17倍。構效關系分析表明，α-取代α，β-不飽和γ-內酯為該類化合物具有強拒食活性的重要官能團。定量分析發現，該類化合物在盾狀腺毛和葉片中的含量與它們的拒食中濃度相當或更高，足以阻止昆蟲對該植物葉片的取食。此外，Seguiniilactone C還對該植物病葉中分離得到的6株優勢真菌顯示中等的抗真菌活性，表明克羅烷二萜化合物在該植物中具有重要的防御病蟲害功能。

　　該研究結果以Peltate glandular trichomes of Colquhounia seguinii harbor new defensive clerodane diterpenoids 為題發表于Journal of Integrative Plant Biology（2014, 56(9): 928-940）上，李春環博士和劉燕博士為該論文并列第一作者。研究得到NSFC-云南聯合基金重點項目（U1202263）、“973”課題（2013CB127505）、國家自然基金委項目（31070320，31470395，31100222）和中國科學院“百人計劃”人才項目的資助。

圖1：藤狀火把花及其盾狀腺毛的激光顯微切割收集分析

圖2：藤狀火把花盾狀腺毛中的新穎防御功能克羅烷二萜Seguiniilactones A-C （1-3）