金晶　陽(yáng)鑫　周薇　周艷　周洪英

摘要?結(jié)合項(xiàng)目組工作需要，查閱了大量文獻(xiàn)資料，從玫瑰類(lèi)黃酮的分離鑒定、類(lèi)黃酮對(duì)玫瑰花色的影響作用機(jī)制2個(gè)方面總結(jié)梳理了玫瑰類(lèi)黃酮的研究動(dòng)態(tài)，并對(duì)類(lèi)黃酮在玫瑰上的潛在研究方向進(jìn)行了展望，以期為貴州省玫瑰產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供新的思路，為美麗中國(guó)、多彩貴州的建設(shè)作貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞?玫瑰;類(lèi)黃酮;分離鑒定;花色

中圖分類(lèi)號(hào)?S-3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼?A

文章編號(hào)?0517-6611（2019）16-0014-04

Research?Progress?of?Flavonoids?on?Rosa?rugosa?Thunb.

JIN?Jing，YANG?Xin，ZHOU?Wei?et?al?（Guizhou?Botanical?Garden，Guiyang，Guizhou?550000）

Abstract?On?the?basis?of?many?relevant?materials?and?reference?articles，we?summarized?the?research?development?of?rose?flavonoids?from?two?aspects：separation?and?identification?of?rose?flavonoids，effect?mechanism?of?flavonoids?on?rose?flowers.Also，it?gave?perspective?of?study?on?rose?flavonoids?to?provide?new?ideas?for?the?development?of?rose?industry?of?Guizhou?Province?and?contribute?to?the?construction?of?beautiful?China?and?colorful?Guizhou.

Key?words?Rosa?rugosa?Thunb.;Flavonoids;Separation?and?identification;Flower?color

玫瑰（Rosa?rugosa?Thunb.）屬薔薇科薔薇屬植物，為我國(guó)傳統(tǒng)名花，多年生常綠或落葉觀花灌木，抗逆性強(qiáng)，花色豐富，花香四溢，有著“愛(ài)情之花”的美譽(yù)。如今，玫瑰已是我國(guó)二級(jí)保護(hù)植物[1]，具有重要的觀賞、藥用和食用價(jià)值，被廣泛用于食品工業(yè)和香料工業(yè)，成為極具特色的香精香料植物[2]。玫瑰在我國(guó)廣泛栽植，全國(guó)栽種總面積約為?7?000?hm2[3]。近年來(lái)，玫瑰在貴州省的大量應(yīng)用，在大扶貧和大生態(tài)戰(zhàn)略中發(fā)揮了重要作用。

化學(xué)成分研究表明，玫瑰花富含玫瑰精油、類(lèi)黃酮、花色苷、多糖等。其中，類(lèi)黃酮是近年來(lái)的研究熱點(diǎn)，黃酮類(lèi)化合物具有抗?jié)儭⒖咕?、抗炎、降血脂和?zhèn)痛等生理活性作用，玫瑰花的附加價(jià)值很大程度上與其含有的黃酮類(lèi)成分有著重要關(guān)聯(lián)[4]。貴州省植物園玫瑰項(xiàng)目研究組長(zhǎng)期致力于玫瑰的資源收集、推廣應(yīng)用示范和新產(chǎn)品研發(fā)，筆者根據(jù)項(xiàng)目組前期的研究基礎(chǔ)，系統(tǒng)地對(duì)玫瑰類(lèi)黃酮研究進(jìn)展進(jìn)行闡述，并對(duì)研究存在的問(wèn)題和發(fā)展前景進(jìn)行探討，以期為更好地促進(jìn)玫瑰產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。

1?玫瑰類(lèi)黃酮的功能與分離鑒定

1.1?玫瑰資源及應(yīng)用

薔薇屬植物種類(lèi)繁多，全世界約有200種，經(jīng)過(guò)屬內(nèi)數(shù)十個(gè)野生種的反復(fù)雜交，園藝品種數(shù)量已達(dá)到了約3萬(wàn)個(gè)[5-6]。玫瑰是一類(lèi)薔薇屬（Rosa?L.）植物種及其園藝衍生品種的統(tǒng)稱(chēng)，灌木直立或攀援，花單朵或數(shù)朵聚生;花托多為杯狀或球形;萼片與花瓣4～5枚，一些萼片分裂，呈覆瓦狀排列;果實(shí)瘦小木質(zhì)，與花托相互著生[7]。

玫瑰主要有2個(gè)起源地，一個(gè)是我國(guó)，另一個(gè)就是歐洲。我國(guó)玫瑰具代表性的栽培品種有重瓣紅玫瑰（R.rugosa?f.?Plena）、單瓣白玫瑰（R.alba?L.）、豐花玫瑰（R.rugosa?‘Feng?Hua）和紫枝玫瑰（R.rugosa?‘Zi?Zhi）[8]。

玫瑰的花瓣和根中含豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，具有較高的藥用價(jià)值，可提供人體所需的多種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)[9]。隨著科技水平的不斷提高和人們對(duì)天然原料的開(kāi)發(fā)利用，玫瑰作為天然色素的重要來(lái)源之一，其深加工產(chǎn)品不斷出現(xiàn)，玫瑰加工產(chǎn)品在餐飲業(yè)、化妝品行業(yè)、制藥業(yè)等隨處可見(jiàn)[10]。

1.2?類(lèi)黃酮化合物的結(jié)構(gòu)與功能

19世紀(jì)初期，自第一個(gè)類(lèi)黃酮化合物白楊素被發(fā)現(xiàn)后，對(duì)類(lèi)黃酮化合物的研究日益深入[11]。類(lèi)黃酮作為植物體內(nèi)一大類(lèi)次生代謝產(chǎn)物，廣泛存在于各類(lèi)植物之中，尤其是植物花瓣中，至今已有9?000余種類(lèi)黃酮化合物被報(bào)道[12]。類(lèi)黃酮的化學(xué)結(jié)構(gòu)是以2-苯基色酮（2-phenylchromone）核為基礎(chǔ)的一類(lèi)化合物的總稱(chēng)（圖1），類(lèi)黃酮由C?6-C?3-C?6組成基本結(jié)構(gòu)骨架[13]，根據(jù)其中C?3單位氧化程度的不同，將類(lèi)黃酮分為12類(lèi)，即查爾酮、橙酮、黃酮、花青素、黃酮醇等[14]。在同一個(gè)屬種的植物中，類(lèi)黃酮化合物種類(lèi)和含量都不盡相同?；ㄇ嗨乜墒怪参锍尸F(xiàn)紅色到紫色，已被證實(shí)是形成花色最重要的成分，目前已知的花青素有24種[14]。黃酮醇是原花青素的前體物質(zhì)，影響著花青素的穩(wěn)定，常見(jiàn)的黃酮醇有楊梅素、槲皮素和山奈酚3種，它們可以有效清除自由基、抗氧化和抗衰老等[15]。

相關(guān)研究表明類(lèi)黃酮化合物給花朵、種子和果實(shí)提供色素[16]。植物的花色主要由類(lèi)黃酮（flavonoids）、類(lèi)胡蘿卜素（carotenoids）和生物堿（alkaloids）3類(lèi)物質(zhì)決定[17]。類(lèi)黃酮為苯丙素類(lèi)次生代謝產(chǎn)物，能使花呈現(xiàn)粉紅、紅、藍(lán)、紫和黃色等。其中，查爾酮、橙酮為深黃色，黃酮、黃酮醇為淡黃色-無(wú)色，花青素呈現(xiàn)從紅色-紫色[18]。此外，類(lèi)黃酮還在植物中行使許多生物學(xué)功能，如阻擋紫外線（UV）、防御病原體、增強(qiáng)花粉活性、抗氧化作用[19-21]。類(lèi)黃酮物質(zhì)作為一種功能性物質(zhì)，在食品加工、保健功能性食品領(lǐng)域具有很好的開(kāi)發(fā)應(yīng)用前景，和玫瑰具有重要的關(guān)聯(lián)作用[22]。

1.3?玫瑰類(lèi)黃酮的分離鑒定

國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者對(duì)玫瑰的類(lèi)黃酮進(jìn)行分離鑒定。金晶[23]應(yīng)用UPLC-DAD-Triple-TOFMS法共從4類(lèi)玫瑰（中國(guó)玫瑰、大馬氏革玫瑰、百葉薔薇、法國(guó)薔薇）22個(gè)品種中檢測(cè)出7類(lèi)35種類(lèi)黃酮物質(zhì)，其中花青苷3類(lèi)，黃酮醇4類(lèi)，且22個(gè)品種中類(lèi)黃酮含量差異較大，顏色的深度與類(lèi)黃酮含量呈正相關(guān)，顏色越淺則類(lèi)黃酮含量越低。Xiao等[24]從新疆產(chǎn)玫瑰花中分離得到8個(gè)黃酮醇苷類(lèi)化合物，4個(gè)是黃酮苷，4個(gè)是槲皮素糖苷。Ochier等[25]分析了玫瑰、大馬士革玫瑰、法國(guó)薔薇等31個(gè)材料的類(lèi)黃酮物質(zhì)，認(rèn)為這些黃酮化合物可以幫助植物在品種分類(lèi)上進(jìn)行標(biāo)記。張玲[26]鑒定出‘白紫枝‘粉紫枝和‘紫枝玫瑰中存在的類(lèi)黃酮化合物為13種、10種和18種。其中‘紫枝玫瑰中芍藥苷大于80%，其次是飛燕草苷10%，矢車(chē)菊苷5%，天竺葵苷0.3%。Van等[27]從栽培的玫瑰花品種中分離鑒定出13種花色苷和黃酮類(lèi)，其中花色苷為矢車(chē)菊素-3，5-二葡萄糖苷、天竺葵色素-3，5-二糖苷、天竺葵色素-3-糖苷。Mikanagi等[28]調(diào)查了10個(gè)玫瑰亞屬的120個(gè)分類(lèi)群的玫瑰花所含黃酮類(lèi)物質(zhì)，結(jié)果檢測(cè)到19種黃酮醇苷類(lèi)和6種花色苷。Mikanagi等[29]對(duì)44個(gè)分類(lèi)群的玫瑰及8種現(xiàn)代玫瑰的花色苷成分進(jìn)行鑒定，共分離出11種花色苷，包括矢車(chē)菊素?（Cy?）?、天竺葵色素?（Pg?）?、芍藥花青素（Pn）等。綜上，玫瑰花中含有大量類(lèi)黃酮類(lèi)物質(zhì)，這些研究為類(lèi)黃酮的鑒別和含量測(cè)定方法的建立奠定了基礎(chǔ)。

2?類(lèi)黃酮對(duì)玫瑰花色影響的作用機(jī)制

薔薇屬植物花色豐富多樣，是研究花色的模式植物[30]。據(jù)安田齊[18]研究報(bào)道，類(lèi)黃酮是花色主要顯色物質(zhì)，種類(lèi)和含量十分豐富，玫瑰花中含豐富的黃酮類(lèi)化合物。

早在1996年，牛家淑等[31]開(kāi)始研究玫瑰花瓣色素的提取方法，試驗(yàn)證明玫瑰中的色素在高溫和光照下較為穩(wěn)定，用檸檬酸和醋酸，pH為3時(shí)提取效果較為理想。馮作山等[32]用正丁醇-冰醋酸溶液來(lái)提取玫瑰殘?jiān)械幕ㄉ?，檢測(cè)到色素的主要成分是黃酮醇和矢車(chē)菊花色苷元-3-葡萄糖苷。王麗君等[33]研究出妙峰山玫瑰在60?℃，料液比為?1∶10，pH為1.0的30%檸檬酸提取液條件下提取效果最好，但其對(duì)高溫和氧化劑不穩(wěn)定。Marshall等[34]對(duì)薔薇屬47個(gè)種1?200多個(gè)品種的材料樣本花色成分進(jìn)行分析，檢測(cè)出矢車(chē)菊素為最普遍的成分，存在于幾乎所有材料之中，芍藥素存在于52%的樣品之中，其中31%的樣品檢測(cè)出了天竺葵色素，并推斷出矢車(chē)菊素有可能是天竺葵素和芍藥素的前體物質(zhì)。石秀花等[35]以新疆野生玫瑰為材料，研究了野玫瑰色素的提取條件為50?℃，料液比為1∶30，5%檸檬酸浸提4?h，并對(duì)其抗氧化能力進(jìn)行檢測(cè)以及對(duì)用柱層析法從野玫瑰色素中分離出的2個(gè)類(lèi)黃酮物質(zhì)進(jìn)行鑒定，認(rèn)為是芍藥色素-?3-葡萄糖苷和飛燕草花色素-3-葡萄糖鼠李糖苷。葛芹[36]認(rèn)為15%干花檸檬酸是提取玫瑰花色素最好的條件，并用HPLC和MS檢測(cè)出矢車(chē)菊-3，5-雙葡萄糖苷和矢車(chē)菊-3-葡萄糖苷，占玫瑰花青苷總含量約5%與2%。

花青素的組成成分和含量在很大程度上影響著花色[37]。研究表明，植物花青素合成代謝途徑主要由3條途徑構(gòu)成，形成藍(lán)紫色的飛燕草色素、紫紅色的矢車(chē)菊色素和磚紅色的天竺葵色素。玫瑰和月季由于沒(méi)有合成F3?5?H酶，因而缺少飛燕草色素途徑，這也是沒(méi)有藍(lán)花月季、玫瑰花的主要原因（圖2）。?F35H?基因是合成飛燕草色素的關(guān)鍵酶[37]，日本學(xué)者一直致力于研究藍(lán)色花，F(xiàn)ukui[38]在月季花瓣中發(fā)現(xiàn)了特殊的花青苷化合物，呈玫紅色且分子量大（離子峰為?1?357.15），為苯環(huán)結(jié)構(gòu)的高級(jí)聚合物，后下調(diào)了?DFR?基因的表達(dá)，過(guò)量表達(dá)?Iris?hollandica?DFR?基因，并導(dǎo)入??F35H?基因，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)化的月季花瓣中積累了飛燕草色素，呈現(xiàn)出藍(lán)色，此積累能力可有效遺傳后代。

香豆酰輔酶A（CoA）和3-丙二酰CoA是花青素形成的前體物質(zhì)，后在一系列酶的催化作用下合成了花青素。其中，一些關(guān)鍵酶包括苯丙氨酸解氨酶（phenylalaninammonialyase，PAL）、查耳酮合成酶（chalconesynthase，CHS）、查耳酮異構(gòu)酶（chalcone?isomerase，CHI）、黃烷酮3-羥化酶（flavanone?3-hydroxylase，F(xiàn)3H）、類(lèi)黃酮3-羥化酶（flavonoid?3-hydroxylase，F(xiàn)3H）、類(lèi)黃酮3，5-?羥化酶（flavonoid?3，5-hydroxylase，F(xiàn)35H）、二氫黃酮醇-4-還原酶（dihydroflavonol-4-reductase，DFR）、花青素合酶（anthocyanidin?synthase，ANS）、類(lèi)黃酮3-O-糖基轉(zhuǎn)移酶（flavonoid-3-O-glucosyltransferas，3GT）等。PAL催化苯丙氨酸脫氨形成肉桂酸，是合成花青素的起始酶[39]。二氫黃酮醇-4-還原酶（DFR）屬于脂肪滴結(jié)合蛋白（ADPH）依賴(lài)性短鏈還原酶家族，而黃酮醇合成酶基因（FLS）是黃酮類(lèi)化合物合成通路中的重要基因[40]。F3H和F35H均屬于細(xì)胞色素P450家族的單加氧酶，都需還原型煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADPH）作為輔助因子[41]。羅平[42]利用生物技術(shù)對(duì)玫瑰類(lèi)黃酮合成相關(guān)基因進(jìn)行克隆和功能解析，發(fā)現(xiàn)了玫瑰類(lèi)黃酮合成的FLS基因和DFR基因，并闡明了這對(duì)基因的功能作用。

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