?植物分类与中药化学成分的关系
由于代谢类型不同,各种植物产生各种化学物质——生物碱、苷类、萜类等。这些化学成分在植物中的遗传和变异与植物系统的位置和植物所处的环境条件(气候、土壤、生物等)密切相关。).植物分类系统与化学成分的关系大致可以概括如下:
1.每一种植物都具有在恒定的环境条件下产生某种化学成分的特性,这种特性就是这种植物的生理生化特性。比如颠茄产生东莨菪碱衍生生物碱,人参产生三萜皂苷,薄荷产生萜类。
2.亲缘关系相近的植物物种往往具有相似的生理生化特性。亲缘关系越近,同性越多;血缘关系越远,同性恋越少。如异奎宁生物碱主要分布在心皮及其相关植物的一些科中,如木兰科、睡莲科、马兜铃科、防己科、毛茛科、小檗科、罂粟科、芸香科等。这些科中生物碱的化学结构也表现出相互间密切的亲缘关系,这与产生它们的植物科之间的亲缘关系一致。吲哚生物碱中最大的一类是鸡蛋花型吲哚生物碱,只存在于夹竹桃科鸡蛋花中。同一属的植物亲缘关系很近,所以往往含有相似的化学成分。比如小檗属植物含有小檗碱,大黄属植物含有羟基蒽醌衍生物等等。
3.一般来说,与植物界广泛存在的代谢产物化学结构更相似的简单化学成分(如黄嘌呤、咖啡因)在植物界广泛分布,分布规律性不明显。一些化学成分,如马钱子碱、奎宁等。,在系统发育过程中经历了一系列的突变,所以它们的结构也很复杂。这类物质的分布通常局限于一个狭窄的分类群范围。然而,尽管一些起源古老的成分发生了一系列突变,结构复杂,但它们在植物界的分布仍有一定的范围,这类成分与植物亲缘的关系更为明显和突出,如上述异奎宁生物碱的分布。
植物分类系统与化学成分之间存在联系,已被广泛应用于药用植物的研究和野生资源植物的寻找。例如,具有抗高血压和镇静作用的利血平来自印度夹竹桃科萝芙木属植物萝芙木。serpenitina?(l .)边沁?前任?在库尔茨发现后,利血平也被发现于该属的约20种其他植物中,根据植物的亲缘关系,在萝芙木属的两个相关属中也发现了类似的生物碱。为探索具有抗菌作用的小檗碱资源植物,通过植物分类学和植物化学的综合研究,发现小檗碱在我国主要分布于5科(小檗科、防己科、毛茛科、罂粟科、芸香科)16属,其中以小檗科为理想。据研究,东莨菪碱类生物碱主要分布于茄科(So1aneae)的天仙子亚科、曼陀罗亚科和洋金花亚科的植物中,并发现了一种新的含碱量高、具有生产价值的原料植物——青果。舍贝阿雷(C.E.C .菲舍尔)?匡?Ined)和马尿泡(p?唐古特卡?马克西姆。)。又如甾体皂甙,是生产可的松等激素类药物的原料,不仅在薯蓣属的几十种植物中有,在一些亲缘关系相近的家族中也有。必须注意,植物的系统发育与其化学成分之间的关系是非常复杂的。由于植物系统发育的历史较长,挖掘出的古生物资料不全,且大多数植物的化学成分尚不明确,部分成分的分布规律尚未揭示和认识,植物系统发育与化学成分关系的研究还不成熟,需要进一步研究。在应用植物分类系统与化学成分的关系时,需要具体问题具体分析。
近年来,一门新兴的边缘学科——植物化学分类学(P1ant?化学分类学).它的主要研究任务是:
(1)探讨各级分类群(如科、属、种)所含的化学成分(包括主要成分、特有成分和次生成分)及其合成途径。
(2)探索植物系统中各种化学成分的分布规律。
(3)在前人研究的基础上,配合传统分类学等相关学科,从植物化学成分的角度,* * *探索植物的系统发育。
显然,这一新学科对认识植物的系统发育具有重大的理论意义,可以为有目的地开发利用植物资源和寻找工业原料提供理论依据。例如,通过对百合科和单子叶植物中生物碱、甾体类物质、三萜类、氰醇糖苷、脂肪酸等五种化学成分的比较分析,发现它们有许多相似的化学成分,有些成分甚至是它们所独有的。联系百合科与毛茛科一些原始类群在形态和组织学上的某些相似性,认为它们关系密切,即单子叶植物通过百合科起源于原始毛茛科植物。这一研究结果对了解客观植物系统发育的真实情况具有一定的理论意义。
再比如,根据国内外药用植物研究的大量实践,一些具有重要生物活性的植物(生物碱、黄酮类、萜类、香豆素等。)和药理作用大致从中国药用植物中总结。可见,植物化学分类学是一门充满活力的新兴学科,其研究成果值得药用植物学和药用植物化学工作者的重视和应用。