化学词典告诉你脱落酸合成与应用,脱落酸是植物中普遍存在的天然物质,人类所食用的水果、蔬菜、粮食中均天然含有,对人类和环境安全。脱落酸原药的生产工艺所采用的原材料均为无毒无害的农副产品,无有害原素或物质加入,其化学结构中也无有毒元素存在。
脱落酸合成
脱落酸生物合成的途径主要有两条:
类萜途径(Terpenoid pathway)
该途径中脱落酸的合成是由甲瓦龙酸(MVA)经过异戊烯酸焦磷酸(IPP),合成法呢基焦磷酸(Farnesyl pyrophosphate,FPP),再经过一些未明的过程而形成脱落酸。此途径亦称为C15直接途径。MVA→→FPP→→ABA。
类胡萝卜素途径(Carotenoid pathway)
该途径下脱落酸的前体异戊烯酸焦磷酸(IPP)及二甲基丙烯焦磷酸(DMAPP)并非通过MVA途径合成,而是通过2-C-甲基-D-赤藻糖醇-4-磷酸途径(MEP/DOXP pathway)合成,并经过牻牛儿基焦磷酸(C10,Geranyl pyrophosphate,GPP),法呢基焦磷酸(C15,Farnesyl pyrophosphate,FPP),牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸(C20,Geranylgeranyl pyrophosphate,GGPP),直至合成全反式类胡萝卜素(all-trans-beta-Carotene)。
脱落酸的碳骨架与一些类胡萝卜素的末端部分相似。塔勒(Tarlor)等将类胡萝卜素曝露在光下,会产生生长抑制物。后来发现紫黄质(violaxanthin)在光下产生的抑制剂是2-顺式 黄质醛(xanthoxin),在一些植物的枝叶中也检出这种物质。黄质醛迅速代谢成为脱落酸。近几年发现,除了紫黄质外,其他类胡萝卜素(如新黄质neoxanthix,叶黄素lutein等)都可光解或在脂氧合酶(lipoxygenase)作用下,转变为黄质醛,最终形成脱落酸。由类胡萝卜素氧化分解生成ABA的途径称为ABA合成的间接途径。
通常认为在高等植物中,主要以间接途径合成ABA。直接途径是指从C15化合物(FPP)直接合成ABA的过程。间接途径则是指从C40化合物经氧化分解生成ABA 的过程。(Suzuki Masaharu,1998)
脱落酸的应用
脱落酸在农业生产上有广阔的应用前景,能产生巨大的经济效益和社会效益。归纳起来,主要有以下几个方面:
(1)脱落酸是种子萌发的有效抑制剂,在很多植物的休眠种子中它作为一种主要的生长抑制剂而存在,很多植物的种子都可用脱落酸浸泡而防止发芽,而且其的作用是可逆的,它很容易从已处理过的种子中被淋洗出去,再次恢复生长,因此可用脱落酸抑制种子发芽,用于种子储藏。
(2)脱落酸可以促进种子、果实的贮藏物质,特别是贮藏蛋白和糖份的积累。在种子和果实发育早期外施脱落酸,可达到提高粮食作物和果树产量的目的。
(3)脱落酸可以提高植物的抗旱力和耐盐力,对于帮助人类抵抗越来越多的干旱环境,开发利用中低产田以及植树造林等有极高的应用价值。
(4)给小麦等施以外源脱落酸能抑制杆伸长,并增加穗重,可抗作物倒伏;低浓度脱落酸能促进不定根的形成与再分化,在组织培养中有广阔应用前景。
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