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： 基于代谢组学的甘蔗茎叶化学成分和生物活性的研究
书目信息 机读格式(MARC)
| ISBN/价格： | CNY40.00 (估\呈缴)学位论文 |
|---|---|
| 作品语种： | chi |
| 出版国别： | CN 530000 |
| 题名责任者项： | 基于代谢组学的甘蔗茎叶化学成分和生物活性的研究/.娄红波著/.李富生指导 |
| 出版发行项： | 2022.12.16 |
| 载体形态项： | 149页:;+图表:;+30cm |
| 一般附注： | 农学与生物技术学院, 学号2017110006 |
| 提要文摘： | 甘蔗为禾本科 (Graminaceae) 甘蔗属 (Saccharum) 植物，主要分布在热带、亚热带地区，是世界和我国最主要的糖料作物。在甘蔗生产和制糖过程中会产生大量的副产物，包括：蔗梢 (幼嫩蔗茎)、蔗叶 (枯老叶片)、蔗渣 (压榨蔗汁后的残留物)等，它们虽然占甘蔗重量的40%左右，但因其利用率较小，故大部分被蔗农就地焚烧或堆积沤肥。甘蔗富含多种化学成分，包括酚酸、黄酮类、植物甾醇、三萜、脂类、木质素类等，其中酚酸和黄酮类为主要的核心组分，具有抗氧化、抗炎、抗突变和酪氨酸酶抑制等活性，但不同甘蔗品种的化学成分种类和含量有较大差异。为探究不同甘蔗品种的化学成分谱，本研究以3个不同来源的甘蔗品种(新台糖22、滇蔗01-58和崖城89-9) 为供试材料，对它们的茎叶废弃物的化学成分及活性进行系统研究，以期阐明甘蔗化学成分特征和相关活性，为甘蔗副产品综合利用和精深加工提供理论依据和技术支撑，因而具有重要的科学意义和应用价值。本研究获得的主要研究结果如下： （1）基于UPLC-MS/MS 技术首次对3个甘蔗品种进行化学成分进行分析，共获得1197个代谢物，主要包括：黄酮类、酚酸类、脂质、氨基酸及其衍生物生物碱、核苷酸及其衍生物、木质素、香豆素、萜类和鞣质类等，其中黄酮和酚酸类化合物相对含量较大，约占42.78%。进一步结合多元统计分析发现，3个甘蔗品种不同部位产生的代谢物质基本一致，但其含量差异较大。对3个甘蔗品种茎部位代谢差异物进行比较分析，共鉴定出 643 个差异代谢物和 98 个共同的差异代谢物，共同差异代谢物约占15.24%，表明3个甘蔗品种茎部位的化学成分差异较大；对3个甘蔗品种叶部位代谢差异物进行比较分析，共鉴定出 573 个差异代谢物和 86 个共同的差异代谢物，共同差异代谢物约占15.01%，表明3个甘蔗品种叶部位的化学成分差异较大。 （2）以化学成分含量较为丰富的甘蔗品种“滇蔗01-58”干燥的茎叶为原料，用甲醇冷浸提取，经酸溶，乙酸乙酯萃取，得乙酸乙酯部位粗提物 (A)；水层部位的物质经过大孔树脂分离得到粗提物 (B)。两个不同部位的粗提物分别用各种柱色谱 (硅胶，凝胶和RP18反向硅胶等) 进行分离纯化，经光谱数据 (1H-NMR，13C-NMR，MS，IR，UV)进行结构鉴定。A部位和B部位共分离鉴定出45个化合物 (编号为1–45)，其中33个化合物 (2，3，7-9，14-25，29-33，35-45) 为首次从甘蔗茎叶里分离得到。化合物结构类型主要包括黄酮类、酚酸类、酯类、苷类、醛类、木质素等，其中10个为黄酮类 (13，20-23，27-29，34-35)，10个为酚酸类 (2，6，8，10，12，15，17，18，24，25)，5个为酯类 (5，9，33，36，38)，6个为苷类 (39-43，45)，3个为醛类有(1，3，4)，1个为木质素类 (31)。因此，黄酮类和酚酸类是甘蔗茎叶化学成分的主要核心组分，合计占44.44%（各占22.22%）。 （3）利用DPPH清除自由基法测定含量较高的22个化合物的抗氧化活性，结果表明：抗氧化活性最高的是化合物编号为17的5-O-二甲氧基肉桂酰基奎尼酸 (IC50: 49.58 µg/mL)，其次分别是miliusin B (IC50: 106.54 µg/mL)、salcolin B （IC50: 121.69 µg/mL)、tricin4'-O-[threo-β-guaiacyl-(7''-O-methyl)-glyceryl]ether (IC50: 204.78 µg/mL)和tricin4'-O-(erythro-β-guaiacylglyceryl) ether7-O-β-glucopyranoside (IC50:295.28 µg/mL)。化合物17的抗氧化活性为首次报道。 （4）进一步对27个化合物进行了LPS诱导RAW264.7细胞炎症反应的体外炎症模型分析、Griess试剂显色和抗炎活性分析，结果表明：6个化合物具有较好的抗炎活性：α-conidendrin (化合物31: IC50: 1.46 µg/mL)、 4-羟基肉桂酸甲酯 (化合物5: IC50: 1.57 µg/mL)、 4-O-α-L-鼠李糖基苯甲酸 (化合物15: IC50: 2.26 µg/mL)、对甲氧基桂皮酸 (化合物2: IC50: 6.49 µg/mL)、(5S,6S)-5,6-dihydro-3,8,10-trihydroxy-5-(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)-6-hydroxymethy l-2,4-dimethothoxy-7H-benzo[c]xanthen-7-one) (化合物35: IC50: 15.23 µg/mL)、 香豆素 (化合物12: IC50: 25.53 µg/mL)。更为重要的是，与阿司匹林 (3.6 µg/mL) 对照相比，3个首次报道的化合物（31、5和15）具有较高的的抗炎活性。 （5）利用SRB蛋白染色法对27个化合物体外抑制1806乳腺癌细胞生长能力的分析测试结果表明：化合物34对1806乳腺癌细胞增殖有一定的抑制作用 (IC50: 49.87 µg/mL)，而其它化合物对抑制1806乳腺癌细胞增作用不明显。 综上所述，3个甘蔗品种茎叶部位的化学成分差异较大，在鉴定出的45个化合物中，以黄酮类和酚酸类居多，其中 33个化合物为首次报道。此外，化合物17的抗氧化作用以及化合物31、5和15的抗炎活性均为首次报道。本研究的结果丰富了甘蔗化学成分谱，初步揭示了甘蔗化学成分特征和相关活性，为甘蔗副产物资源“变废为宝”、综合利用等提供了物质基础和理论依据。 |
| 并列题名： | Studies on chemical constituents and biological activities of sugarcane stems and leaves based on metabolome eng |
| 题名主题： | 甘蔗 茎叶 代谢组学 化学成分 抗氧化活性 抗炎活性 抗肿瘤活性 学位论文 |
| 中图分类： | S566.1-533 |
| 个人名称等同： | 娄红波 著 |
| 个人名称次要： | 李富生 指导 |
| 团体名称等同： | 云南农业大学 授予 |
| 记录来源： | CN YNAUL 20240301 |