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2019-01-29 中国热带农业科学院生物所沉香领域研究成果

2019-01-29 中国热带农业科学院生物所沉香领域研究成果

作者: 海南乐活生活 | 来源:发表于2019-01-29 10:34 被阅读0次

        据统计,全世界约有23种沉香属(Aquilaria Lam.)植物和8种拟沉香属(Gyrinops Gaertn.)植物,主要分布于东南亚国家的热带和亚热带地区。沉香(Agarwood)是瑞香科(Thymelaeaceae)沉香属植物所产生的含有树脂的木材,是一种传统的名贵药材和天然香料,广泛应用于医药、香薰、宗教文化等方面。健康的沉香属植物并不产生沉香,只有通过自然因素(雷劈、火烧、虫蛀等)或人为因素(砍伤、打洞、接菌等)的作用后才能产生。

        中国热带农业科学院热带生物技术研究所研究团队从事沉香研究10余年,主要从沉香资源收集、沉香人工结香技术、真伪及品质鉴定、化学成分及其药理活性评价等方面开展系统的研究。

        一、取得进展

        1.在文昌建立了沉香种质资源圃,在澄迈、定安、文昌等地建立了沉香标准化种植示范基地3000亩。收集了马来西亚、泰国、缅甸、老挝、印度尼西亚、越南等国的沉香种苗,并成功引种驯化;收集到世界各地的沉香标本200多份和沉香精油标本20多份,研究资源丰富。

图1.泰国引种 图2.马来西亚引种 图3.印尼引种 图4.缅甸引种 图5.老挝引种 图6.越南引种 图7.世界各地沉香标本 图8.世界各地沉香精油标本

        2.从分子水平上对沉香的产香机制进行了深入研究,克隆了2个白木香倍半萜合酶基因AsSGS和AsSXS,并首次研发了沉香高效结香剂ITBB-001,即将推出开发结香剂ITBB-002、结香胶囊等新型结香剂,目前已在马来西亚、柬埔寨、泰国、老挝、缅甸、金三角等多个国家及地区和海南、广东、广西、云南等国内多个地区进行结香技术培训、指导、服务,进而开展结香技术的推广与示范。

        3.从国产沉香、奇楠沉香、人工沉香、老挝沉香、泰国沉香及巴布亚柳叶拟沉香等中共分离鉴定化学成分160余个,其中新化合物80余个。

        4.经药理活性筛选发现沉香中的特征性成分主要为倍半萜和2-(2-苯乙基)色酮类化合物两大类,具有抗老年痴呆、降血糖、抗肿瘤、抗病毒及抗菌等活性,发现2-(2-苯乙基)色酮质谱裂解规律,并首次系统总结了2-(2-苯乙基)色酮类成分的EI质谱特征碎片离子和裂解方式,利用HPLC-MS和GC-MS建立了一种快速、灵敏、准确的确定化合物类型和结构的方法;根据形成的二级碎片特征,可以快速确定2-(2-苯乙基)色酮的结构骨架(图9),多级质谱碎片裂解规律及碎片的丰度则与苯环取代方式相关。相关文章发表在《Molecules》上。本项研究对于高通量筛选和发现2-(2-苯乙基)色酮类新化合物具有重要意义。

图9. 2-(2-苯乙基)色酮类化合物质谱裂解方式与特征碎片

        5.围绕沉香活性次生代谢产物研究,对采集海南、云南、广东、广西、越南、老挝、柬埔寨、印度尼西亚、马来西亚、泰国、印度和斯里兰卡等地的沉香进行研究,结合GC-MS和HPLC-MS分析,对国内外12个不同产地样品及280批不同品质样品进行化学成分分析,研究发现2-(2-苯乙基)色酮96个(新化合物43个)和倍半萜53个(新化合物28个)(图10),部分化合物表现出乙酰胆碱酯酶和a-葡萄糖苷酶的抑制活性。此项研究已发表论文60余篇,其中在《Planta Medica》、《Fitoterapia》和《Phytochemistry Letters》等杂志上发表SCI文章17篇,申报国家发明专利19项,其中授权4项。本项研究除了揭示沉香化学分子结构多样性外,还具有以下科学意义:

图10. 沉香中分离的新结构类型倍半萜和2-(2-苯乙基)色酮类化合物

        (1)基于沉香属植物的化学成分类型,首次探讨其分类学地位,并提出在Herber(2005)的瑞香科分类系统的基础上,沉香亚科作为一个特殊类群应该从瑞香亚科中独立出来,置于瑞香亚科和Gonystyloideae亚科之间。

        (2)研究结果为国家林业行业《沉香标准》的制定提供了科学依据,沉香创新团队参与标准的制定,标准已于2018年发布。

        (3)发现高品质沉香中两个色酮类成分2-(2-苯乙基)色酮与2-[2-(4-甲氧基苯乙基)]色酮的相对含量之和高达37.30%~84.71%,而一般沉香中这两个色酮类成分含量仅为0.16%~13.30%,为鉴定高品质沉香提供了科学依据。

        (4)在对沉香中2-(2-苯乙基)色酮类化合物研究的基础上,首次推导该类化合物的生物合成途径,为沉香的品质评价和揭示沉香形成机制奠定了科学基础。

        6.依据沉香中2-(2-苯乙基)色酮类成分质谱裂解规律,结合显微鉴别、TLC、NMR、HPLC、LC-MS、GC-MS、UV等技术方法建立了沉香真伪鉴定体系,为沉香标准的建立和规范市场具有重要意义。 

        7.在沉香活性成分研究的基础上,研发了沉香精油、沉香香水、沉香普洱茶、沉香永寿酒、沉香叶茶、沉香线香、沉香面膜、沉香手工皂等沉香系列产品,将科研成果转化为生产力,满足沉香市场需求。

        迄今为止,沉香创新团队已发表论文400多篇,其中SCI收录论文150余篇,出版专著3部,申报国家发明专利46项,授权22项。主编著作5部。先后获得中华农业科技奖二等奖1项,海南省科技进步一等奖2项、二等奖3项、三等奖2项及海口市科技进步一等奖和二等奖各1项。

         二、出版专著         

图11.世界沉香产业   图12.沉香的现代研究  图13.沉香实用栽培和人工结香技术

        三、成果奖励

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