解锁玫瑰果的 “宝藏密码”:水杨酸和茉莉酸助力其提取物大规模增产

【字体: 时间:2025年02月25日 来源:BMC Plant Biology 4.3

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  为解决生物活性化合物在相关产业需求增长下的原料供应问题,德黑兰沙希德?贝赫什提大学研究人员研究 SA 和 JA 对玫瑰果的影响,发现其可提升种子油及次级代谢产物产量。该研究成果为相关产业提供新思路,值得一读。

  
在当今的医药、食品和化妆品行业中,种子油以及各种生物活性化合物的应用越来越广泛。这些物质不仅具有独特的生物学效应,还富含健康的脂肪酸和其他生物活性成分,因此备受青睐。就拿玫瑰果来说,它可是个 “宝藏植物”。玫瑰果(Rosa canina L.)是蔷薇科的多年生落叶灌木,其种子里含有大约 10 - 15% 的油,这些油包含多种脂肪酸,像亚麻酸、亚油酸、棕榈酸、油酸和硬脂酸等 ,在医药、化妆品和健康产业中发挥着重要作用。而且,玫瑰果果实还含有酚类化合物(如鞣花酸、没食子酸等)、黄酮类、花青素等生物活性化合物,在治疗感冒、风湿、促进皮肤伤口愈合等方面都能派上用场。玫瑰果的果皮也是个 “宝贝”,富含维生素(尤其是维生素 C)、类胡萝卜素等营养成分,被广泛应用于草药茶、药品、果酱等产品中。

随着这些生物活性化合物在各个行业的使用量不断增加,如何提高它们在植物中的产量就成了一个亟待解决的问题。科学家们尝试了各种方法,其中 “诱导子” 引起了大家的关注。诱导子是一类能激活植物生化系统、增强植物防御反应和提高植物生产力,还能促进植物合成初级和次级代谢产物的物质。水杨酸(Salicylic acid,SA)和茉莉酸(Jasmonic acid,JA)就是两种重要的非生物诱导子。之前有研究发现,SA 能提高一些植物的种子油含量和次级化合物含量,JA 也能增加某些植物的精油含量。但是,SA 和 JA 对玫瑰果果实中的生物活性化合物以及种子油含量有什么影响,这个问题还没有人研究过。

为了弄清楚这些问题,来自德黑兰沙希德?贝赫什提大学药用植物研究农场的研究人员,在《BMC Plant Biology》期刊上发表了一篇名为 “Exogenous application of salicylic acid and jasmonic acid affects oil content, fatty acid profile and secondary metabolite production in Rosa canina L.” 的论文。他们通过研究发现,适当浓度的 SA 和 JA 可以显著提高玫瑰果种子油含量和次级代谢产物的产量,这为大规模生产玫瑰果提取物,为医药、化妆品和食品行业提供原材料提供了新的思路。这一发现就像是在黑暗中找到了一盏明灯,为相关产业的发展带来了新的希望。

研究人员为了开展这项研究,用到了几个关键的技术方法。首先是实验设计,他们采用随机完全区组设计进行了析因实验,这样能更准确地研究 SA 和 JA 不同浓度组合对玫瑰果的影响。然后,在成分分析方面,运用了多种技术。比如,用气相色谱 - 质谱联用仪(GC - MS)分析种子油的脂肪酸组成;用高效液相色谱(HPLC)来提取和分析酚类化合物;还通过特定的化学方法测定维生素 C、花青素、总类胡萝卜素、总酚和总黄酮的含量以及抗氧化活性。这些技术就像是研究人员的 “秘密武器”,帮助他们揭开了玫瑰果在 SA 和 JA 作用下的神秘面纱。

下面我们来看看具体的研究结果:

油含量和脂肪酸谱


研究人员通过对数据的分析发现,SA 和 JA 处理对玫瑰果种子油含量和脂肪酸谱的影响非常显著。他们发现,使用 SA 和 JA 后,玫瑰果种子油含量明显增加,最高能达到 11.68%,相比对照组增加了 32.57%。就好像给玫瑰果施了一种 “特殊肥料”,让它的种子油产量大幅提升。在脂肪酸方面,研究人员通过 GC 和 GC/MS 分析,在不同处理的样品中发现了九种脂肪酸,主要成分有亚油酸、二十烷酸、油酸、反式油酸和棕榈酸。SA 和 JA 的使用让二十烷酸和棕榈酸的含量增加,亚油酸含量降低。这表明 SA 和 JA 就像 “神奇的魔法师”,可以改变玫瑰果种子油中脂肪酸的组成。

酚酸


研究人员利用 HPLC 色谱图,在不同处理的玫瑰果果实果皮提取物中鉴定出了多种酚类化合物,如没食子酸、槲皮素等。结果显示,SA 和 JA 处理后,玫瑰果提取物中酚类化合物的生产和积累发生了显著变化。在 3 mM SA 和 1.5 mM JA 处理下,儿茶素、4 - 羟基苯甲酸等多种酚类化合物的含量达到最高,与对照组相比都有明显增加。不同浓度的 SA 和 JA 处理就像是给玫瑰果的酚类化合物 “生产工厂” 下达了不同的指令,让各种酚类化合物的产量发生了改变。

总类胡萝卜素、维生素 C 和花青素含量


研究发现,SA 和 JA 处理对玫瑰果果实果皮提取物中的总类胡萝卜素、维生素 C 和花青素含量都有显著影响。在 2 mM SA + 1.5 mM JA 处理下,总类胡萝卜素含量最高,相比对照组增加了 75.64%。维生素 C 含量在 3 mM SA + 1.5 mM JA 处理时增加了 50.44%。而在 2 mM SA 和 1 mM JA 共同作用下,总花青素含量达到最高,比对照组增加了 144.12%。这说明 SA 和 JA 能够像 “营养助推器” 一样,让玫瑰果中的这些营养成分含量大幅提升。

TPC、TFC 和抗氧化活性


SA 和 JA 的应用对玫瑰果果实果皮的总酚含量(TPC)、总黄酮含量(TFC)和抗氧化活性也有显著影响。大多数处理中,喷施 SA 和 JA 后 TPC 浓度比对照组增加,在 3 mM SA 和 1.5 mM JA 联合处理时 TPC 达到最高,增加了 39.13%。TFC 在 SA 和 JA 处理后比对照组增加了 92.75%,在 2 mM SA + 1.5 mM JA 处理时达到最大值。抗氧化活性方面,2 mM SA + 1.5 mM JA 联合处理表现出最高的抗氧化活性。这表明 SA 和 JA 可以让玫瑰果的抗氧化能力大大增强,就像是给玫瑰果穿上了一层 “抗氧化铠甲”。

相关性分析和主成分分析(PCA)


研究人员通过 Pearson 相关性检验和 PCA 分析发现,种子油含量与总类胡萝卜素含量、花青素等多种物质呈正相关,与 IC??和亚油酸呈负相关。维生素 C 含量也与很多参数存在显著相关性。这就像是发现了玫瑰果各种成分之间的 “秘密关系网”,让我们对玫瑰果在 SA 和 JA 处理下的变化有了更深入的了解。

综合研究结果和讨论部分,这项研究意义重大。它表明 SA 和 JA 作为可生物降解、快速且经济有效的刺激物,能够显著提高玫瑰果种子油含量和次级代谢产物的产量。这不仅为大规模生产玫瑰果提取物提供了可行的方法,还为医药、化妆品和食品行业提供了更多优质的原材料。想象一下,以后这些行业可以利用这项研究成果,生产出更多更好的产品,为人们的健康和生活带来更多的益处。而且,研究中发现的各种成分之间的关系,也为进一步研究玫瑰果的生长和发育机制提供了重要线索,就像为科学家们打开了一扇通往玫瑰果神秘世界的新大门,让我们对这种植物有了更深的认识。

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