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1山東農業大學园艺研究进展大蒜品种资源、功能成分及应用研究进展AdvancesinResearchonChemicalinGarlicandMechanismofTheirInhibitoryReactionwithPathogensinPlants姓名：张飞雪学号：20115584班级：园艺七班学院：园艺科学与工程学院相关专题：大蒜品种资源、功能成分及应用进展1大蒜品种资源、功能成分及应用研究进展摘要：大蒜（Alliumsativum）在药用成分中饭具有重要的作用，大蒜品种选育以及栽培技术等方面也有了新的研究进展，大蒜功能成分分析以及在药用领域的重要价值逐渐被深入研究。大蒜的研究也将逐渐深入到分子水平，从遗传育种以及功能成分的研究方面深入开展。关键词：大蒜；化学成分；拮抗活性；病原菌；机理Progressofgarlicvarietyresources,functionalcomponentsandApplicationResearchAbstract：Garlic(Alliumsativum)playsanimportantroleinmedicinalcomponentsofgarlicforlunch,breedingandcultivationtechniquealsohasnewdevelopments,analysisofgarlicfunctioncompositionandimportantvalueinmedicalfieldisgraduallyin-depthstudy.Garlicresearchwillalsograduallydeepintomolecularlevel,carryoutin-depthfromtheaspectsofresearchongeneticbreedingandfunctionalcomponents.Keywords：Garlic；Chemicalcomponents；Inhibitoryreaction；Pathogensinplants；Mechanism1引言大蒜（AlliumsativumL.）属于百合科葱属，原产于西亚和中亚一带，世界各国均有分布。大蒜富含大蒜素可以佐餐和调味并有抗菌作用，对各种微生物及寄生虫有较强的抑制或杀灭作用。被医务工作者称为植物性广谱抗生素，可以治疗痢疾肠炎等疾病，对某些癌症和心脏病也有预防作用。大蒜产品中含有多种维生素、蛋白质、碳水合物和无机盐等。大蒜产品除鲜食炒食外还可进行加工，大蒜枸杞等大蒜属世界性蔬菜，广泛分布于世界各地。同时，大蒜被认为是日常最佳保健食品之一，常食之具有解毒抗癌的功效。大蒜的保健和药理功能与其中含有的特殊化学成分有关，因此，对于提高人体免疫力和预防心血管疾病具有重要的作用。现代医学研究表明大蒜的保健和药理功能与其中所含的特殊功能成分有关，这些功能成分具有抗菌消炎、提高机体免疫力、预防和治疗心血管疾病、防肿瘤等多方面的功能[1.2]。由于大蒜功能成分的广泛保健和药理作用，国内外对其研究十分重视，已成为近年的研究热点。本文综述主要总结了近几年有关大蒜的最新研究进展，以为今后有关的研究工作提供参考。2大蒜品种选育世界大蒜品种繁多，育种向着优质，独特风味以及抗病虫，抗逆性等方向发展，育种形式多样化，目前育种手段以高新技术为主并且与传统育种方式相结合。重视遗传种质的搜集评价与鉴定。4目前研究人员以发现了可育大蒜植株，同时获得杂种一代，通过筛选，选育出控制大蒜育性的DNA分子标记,在可育大蒜中发现了抗洋葱黄矮病毒(OY-DV)和韭葱黄条病毒(LYSV)的大蒜品系,还用组织培养法常年离体保存大蒜种质资源,并对其农艺学性状、固形物含量、硫化物合量作过详细测定分析。目前已育成无臭味大蒜品种。我国地跨热带、亚热带和北温带，各地海拔差异大，生态环境多样，形成了丰富的大蒜资源类型。由于长期无性繁殖和引种途径的不同导致品种退化和品种名称混乱。根据大蒜的形态变异类型，主要表现在蒜头大小，蒜头数目、蒜衣层数等方面，分类，也可根据纬高纬度型—越冬植株叶片开展，生长停滞，分布于北纬30~36度以北的地区。目前大蒜以无性系选育为主，我国在系统选育和理化诱导等方面取得了显著进展。利用营养茎尖、生殖茎尖和根尖分生组织通过组织培养技术能够提高大蒜繁殖系数。大蒜属较难离体培养的植物，原生质体一般只进行1~2次细胞分裂，所以在进行大蒜的原生质体培养时需要关键的技术，对原生质体的融合奠定基础。3大蒜栽培技术3.1种植地选择大蒜适于含有机质肥沃的疏松砂质壤土，砂土保肥保水力弱，但蒜头辣味浓厚。大蒜不喜黏土，怕碱黏土，蒜头小，而尖碱地易腐烂而导致蒜蛆秧苗黄弱。返碱时假茎倒伏。3.2栽培方法大蒜栽培形式，分畦作和垄作。种畦作栽培的优点是植株受光好，地温上升快，出苗早，表土疏松，有利蒜头膨大大蒜播种。沟深浅要一致，蒜瓣大小一致，覆土厚薄一致，底部的土壤应当疏松。掰蒜后需浸种，用多菌灵可湿性粉剂或甲基托布津可湿性粉剂4倍液浸种。捞出晾干立即播种，摆蒜时应确保蒜瓣背腹连线与播行的方向平行，以为出苗后植株叶片的分布方向与播行方向垂直，减少叶片重叠，接受更多阳光。增加光合产物的积累，以东西延长为好，秋播较春播要略深一些，播种前最好剥皮。去踵促进大蒜发芽长根，但碱地栽培的大蒜，为防止返碱对蒜种的腐蚀以不剥皮为佳。播后覆厚的细河沙，浇透底水。为使大蒜早熟优质丰产，可采用地膜覆盖栽培技术在畦面上覆地膜。地膜覆盖能减轻病虫害的发生，增强土壤保水保肥力，提高养分利用率，保持土壤疏松。防止浇水过多，发生的地面板结，有效地改善土壤环境条件，阻挡了种蝇向蒜根周围产卵，减少了根蛆为害，也抑制了杂草的发生和危害大蒜种植时前茬。以大麦、小麦、马铃薯、油菜、和非蒜葱类。蒜葱韭菜蔬菜为宜忌连作。对于施过氯磺隆和重茬的油菜地因胺苯磺隆残留较多应严禁种植大蒜。3.3田间管理3.31施肥大蒜施肥时应以有机肥为主，化肥为辅基肥为主，追肥为辅。粗肥细施化肥，巧施基肥以有机肥为主，且应施足以确保大蒜蒜头的商品性和植株的越冬性能，有机肥通常指圈肥，鸡粪鸭粪厩肥3堆肥饼肥等。一般施充分腐熟有机肥如粪尿肥厩肥等，并配施磷钾肥，耕地前将有机肥采取撒施的方式结合耕地将肥料翻入地下再将剩余的有机肥沟施，并使肥土相混，然后播种追肥以氮肥为主。必要时配施氮磷钾肥，且用小瓣蒜作种蒜时，应增加氮肥施用量，当蒜薹露尾时一般施大蒜专用肥。3.32矿质营养对大蒜的影响硫浓度为2.25经研究表明大蒜在整个生育周期中吸收氮、钾较多，磷较少。且氮磷钾铜锌都可显著提高鳞茎质量。实验表明钾浓度0~9.0mmol/L范围内，蒜薹粗度、蒜薹鲜质量、蒜薹横泾、头型指数及单头鲜质量随营养液钾浓度的升高而增加（刘世琦）。硼可显著提高叶片酶活性及可溶性蛋白质的含量，同时硼可显著提高叶片光合色素的含量。土壤硼浓度对大蒜蒜薹及产量有显著的影响。硒影响大蒜的生理特性及品质。叶面喷施亚希酸钠溶液，可以显著提高叶片光合性能可提高叶片中光合色素含量，可显著改善蒜薹和鳞茎品质。单蒜薹鲜质量和单头鲜质量分别提高68%和29%，并有效提高鳞茎中游离氨基酸的含量，降低蒜薹中游离氨基酸的含量。同时可降低蒜薹和鳞茎中大蒜素含量。蒜薹和鲜重硒含量随硒浓度的喷施次数而又显著差异。硫处理大蒜的株高、叶长、及叶面积和茎粗均高于不施硫的对照，在0~2.25mmol/L硫浓度范围内，叶片光合速率和超氧化物歧化酶、过氧化物酶活性和硝酸还原酶活性随营养液中硫浓度的升高而升高。硫浓度对磷和钾的吸收也有影响，以mmol·L时最高（刘中良；刘世琦）。3.32水分温度管理大蒜耐旱性强，但根系入土浅吸收能力弱，所以大蒜播种后要保持较高的土壤湿度。抽薹期是大蒜需水临界期需水量占其全生育期总水量的40%左右，1周浇1次水保持土壤湿润，采薹前5d停水，以免蒜薹太脆，采收时易折断。幼苗期用水管理采取见干见湿的原则，幼苗期以后逐渐提高土壤水分，抽薹期和鳞茎膨大期，土壤需水达到高峰萌芽期。如土壤湿润最好不浇水，出苗后适当控制浇水以松土保墒为主，以免过早退母或徒长。促进根系向土壤深层发展，蒜头收获前5~7d停止灌水防止土壤湿度过大引起蒜皮腐烂，蒜头松散不耐贮存。鳞茎发育后期应控制浇水，白天一般温度要求25度阴天15度夜间以20度为好。3.4大蒜主要病害及危害特点灰霉病，主要危害叶片叶片，病斑为长椭圆形，首先表现出浅褐色后蜕变为灰白色。湿度大时，病斑上密生较厚的灰色绒霉层，同时叶片变褐，呈水渍状腐烂。贮藏期间，蒜头会继续发病蒜瓣干枯表面长出灰霉。干腐病，大蒜干腐病在生育期以及贮藏运输期容易发生，在贮运输期发生严重。生育期发病初期，首先叶尖开始迅速枯黄，然后根部腐烂，切开鳞茎基部可见病斑向内向上蔓延呈现出半渍状腐烂，贮运输期发病常从蒜根部发病，并且蔓延至主鳞茎基部，蒜瓣变黄褐色。4干枯病，可产生橙红色霉层病毒病花叶病。植株矮小，根系发育不良，叶片出现黄色条纹扭曲开裂，折叠叶尖干枯不抽薹或抽薹后蒜薹上有明显的黄色斑块。贮藏期间可继续发病，表现为蒜瓣僵硬紫斑病。在田间主要危害叶片和蒜薹。贮运输期间，危害鳞茎，田间发病病斑多，从叶尖或花薹中部开始，发生初为白色小病斑稍凹陷，病斑微紫色扩大为椭圆形至纺锤形。病斑为黄褐色，湿度大时病斑上面产生黑色霉状物，形成同心轮纹易从病部折断，贮运期间鳞茎受害并且常从鳞茎颈部开始变软腐烂呈深黄色或红色。大蒜还易发生叶枯病，其病斑常与霜霉病相似，主要危害叶片及花梗。病症蔓延较快，严重时不易抽薹。菌核病危害严重，会使病斑变暗色，并且腐烂发出酸臭味。4大蒜活性成分提取工艺的研究进展大蒜应用广泛，具有悠久的应用历史，被称为药用植物的黄金，随着国内外学者及研究人员对于大蒜活性成分及应用机制的研究，因此其在药用研发方面具有重要的价值，大蒜的功能成分不断被提取，研发的药用制剂成为许多药用工作者关注的热点。大蒜的提取工艺不断优化，现在已具备比较系统和标准化的提取工艺。陈坚等［8］通过多年对大蒜的生长环境资源生药学质量标准化学成分等方面的系统研究，成功地从新疆大蒜中提取出了蒜氨酸蒜酶，并在一定条件下，使得蒜氨酸、蒜酶裂解得到大蒜辣素。目前其成分已经达到中式生产规模。一些鉴别方法和测定方法也被不断应用于生产，在此基础上，加强对大蒜活性成分药理作用的研究，将为进一步研发以蒜氨酸蒜酶大蒜辣素为主要原料的临床新药提供理论指导。5大蒜的功能成分5.1大蒜中的主要活性成分大蒜含有多种化学成分，切都具有重要的研究价值，目前大蒜素的研究较多。大蒜素具有蒜的辣味，是一种广谱抗菌物质，具有活化细胞能量增加抗菌及抗病毒能力，加快新陈代谢缓解疲劳等重要作用。大蒜中有机锗和有机硒含量丰富，硒对当今危害人类最大的疾病癌症糖尿病等具有重要的作用。在大蒜中可以提取较为丰富的超氧化物歧化酶。经进一步的研究，在完整的大蒜中不存在大蒜辣素，而是在被切开或碾碎后，细胞内含有的蒜氨酸与蒜酶相遇，发生催化裂解反应，而产生大蒜辣素性质不稳定，可进一步分解生成较稳定的二烯丙基二硫化物。采用低温萃取微波灭活层析分离超滤纯化喷雾干燥的方法制备大蒜高效新制剂。5.1.1挥发性化合物大蒜的挥发性化合物，是主要的生物活性成分，包括脂溶性有机硫化物和硫代亚磺酸酯类等含硫化合物[4]。脂溶性有机硫化物按含硫原子数目分为一硫化物、二硫化物、三硫化物、四硫化物5.1.2非挥发性化合物3大蒜的非挥发性功能物质主要包括水溶性有机硫化物、类固醇皂苷、皂苷配基、类黄酮类、酚类[5]、以及有机硒、有机锗[6]、血凝素[8]、果聚糖、前列腺素以及各种氨基酸等。大蒜的水溶性有机硫化物主要有S-烯丙基-L-半胱氨酸(SAMC)（AhmadM）。类固醇皂苷以其糖苷配基的分子结构为基础分为两大类：呋甾皂苷(furostanolsaponin)和螺甾皂苷(spirostanolsapon)类黄酮类物质主要有6种，有机硒化物包括以硒半胱氨酸为活性中心的硒蛋白和其他形态的含硒化合物，6功能成分的生成途径6.1生成途径大蒜中最初的含硫成分是γ-谷氨酰胺-S-烯丙基-L-半胱氨酸，可通过两个