莱菔（Lepidium sativum）种子的次生代谢物及其在化学分类学上的意义

《Biochemical Systematics and Ecology》：Secondary metabolites of Lepidium sativum seeds and their chemotaxonomic significance

该研究系统分离并鉴定了诸葛菜（Lepidium sativum）种子中的8种次生代谢产物，包括2种木脂素糖苷（1-2）、3种尿苷衍生物（3-5）和3种芳香化合物（6-8）。通过核磁共振和质谱技术明确了结构，其中尿苷衍生物仅存在于诸葛菜和L. apetalum中，苯基丙酮（7）和二苄基胺（6）具有物种特异性，为分类学研究提供了新标记。

　　

张小雨|黄新庚|卢慧|李军

中国科学院新疆理化技术研究院新疆特色药用植物资源利用国家重点实验室与干旱区植物资源与化学重点实验室，中国新疆乌鲁木齐北京南路40-1号，830011

摘要

对Lepidium sativum L.种子的植物化学研究分离并阐明了八种次生代谢物，包括两种木脂素苷（1?2）、三种尿苷衍生物（3?5）和三种芳香化合物（6?8）。通过综合光谱方法（包括1D和2D核磁共振实验以及高分辨率电喷雾离子化质谱HR-ESI-MS）明确了这些化合物的结构。所有这些化合物都是首次在L. sativum中发现。值得注意的是，三种尿苷衍生物——lepidiumuridine C（3）、lepidiumuridine A（4）和lepidiumuridine K（5）仅存在于L. sativum和L. apetalum中；n-苯甲酰甲酰胺（6）仅存在于L. sativum和L. meyenii中；而2-(4-羟基苯基)乙腈（7）仅存在于多个十字花科植物中，这表明它们具有潜在的化学分类标记作用。这些发现丰富了L. sativum的化学特征，并有助于更好地理解其在十字花科中的系统位置。

引言

Lepidium sativum L.，俗称芝麻菜，是Lepidium属中研究最为广泛的物种（Amer等人，2022年）。其种子作为一种油料作物受到重视，尤其是在意大利和埃塞俄比亚，自吠陀时代以来在亚洲就被用于治疗和药用（Mulla，2023年）。该植物现已被列入印度阿育吠陀药典，传统上用于治疗哮喘、咳嗽、扭伤、麻风病、皮肤病、痢疾、腹泻、脾肿大、消化不良、腰痛、白带异常、坏血病和精子虚弱（Tukaram Diwakar等人，2010年）。L. sativum属于十字花科，该科包含许多经济上重要的油料和蔬菜作物，如油菜、芥末和萝卜，以及许多药用植物。Lepidium L.属本身包含约265个物种，是全球系统学和植物化学研究的核心群体（Jouybari等人，2024年）。

在十字花科中，芥子苷（GSLs）及其水解产物异硫氰酸酯（ITCs）被认为是该科最具代表性的化学标记（Shybyray，2024年；Jouybari等人，2024年）。除了芥子苷外，Lepidium属植物还富含其他次生代谢物，如生物碱、黄酮类、酚酸、甾醇和木脂素，这些成分的模式为属内分类和属间区分提供了精细的标准（Shybyray等人，2025d）。对L. sativum的植物化学研究表明，其种子、叶子和根中含有丰富的次生代谢物。芥子苷，尤其是主要的glucotropaeolin，是种子的化学分类特征（Painuli等人，2022年）。此外，一系列生物碱（如lepidine及其衍生物）以及多种酚类物质（包括没食子酸、咖啡酸、儿茶素和芦丁）赋予了该植物显著的抗氧化和抗炎活性（Amer等人，2022年）。例如，木脂素最初被检测为粗纤维成分（Hekmatshoar等人，2022年），但其具体成分和结构细节直到最近才被记录下来（Shybyray等人，2025a）。最近的研究还报道了从该物种中分离并鉴定了黄酮类、尿苷衍生物和植物甾醇（Ali等人，1989年；Fan等人，2014年；Kaiyrkulova等人，2019年；Shybyray等人，2025b，2025c）。尽管取得了这些进展，但仍有一些特定代谢物尚未得到充分研究。例如，某些专门的木脂素苷和稀有的尿苷衍生物在文献中的报道较少，而生物碱的库存目前仅限于基于1,3-二苯基-4,5-二甲基咪唑（或其二聚体）核心的九种衍生物，尚未有其他骨架被鉴定（Painuli等人，2022年）。这些特定空白限制了对该物种化学多样性的全面了解，并对其在Lepidium属及整个十字花科中的系统位置造成了不确定性。因此，进一步分离和完全阐明这些研究不足的芝麻菜种子成分对于定义其独特的化学分类特征、明确其生物合成能力以及建立可靠的系统学研究化学标记至关重要。

实验部分

一般信息

¹H和¹³C核磁共振光谱是在Varian VNMRS 600仪器上记录的，以TMS作为内标。HR-ESI-MS数据是在QStar Elite Hybrid LC/MS/MS系统（Bio-TOF Q）上获得的。分析和半制备型高效液相色谱是在Dionex Ultimate 3000或Shimadzu LC-20AP系统上进行的，使用的柱子为Waters XBridge RP-C18（5 μm，10 × 150 mm），并配备SunFire C18柱（5 μm，4.6 × 20 mm）或Xselect CSH C18（5 μm，10 × 150 mm）。闪蒸色谱是在D101上进行的

结果与讨论

对L. sativum种子的植物化学研究首次分离出了八种化合物（1–8，图2）。通过1D和2D核磁共振以及HR-ESI-MS结合文献数据进行比较，明确了这些化合物的结构。这些化合物被鉴定为7S,8R,8′R-(?)-larisiresinol-4-O-β-d-glucopyranoside（1）（Karioti等人，2007年）、conicaoside（2）（Zhao等人，2025年）、lepidiumuridine C（3）（Li等人，2018b）、lepidiumuridine A（4）（Li等人，2018年）

化学分类学意义

本研究探讨了L. sativum种子的次生代谢物，以寻找具有系统分类学价值的化学标记。首次从种子中分离出八种化合物，包括两种木脂素苷（1–2）、三种具有共同尿苷骨架的尿苷类似物（3–5）和三种苯类衍生物（6–8）。

木脂素苷7S,8R,8′R-(?)-Larisiresinol-4-O-d-glucopyranoside（1）最初于1986年在Asclepias subulata（夹竹桃科）中被描述（Shivanand D等人，1986年）

结论

本研究旨在探索L. sativum种子的次生代谢物，以寻找具有系统分类学价值的化学标记。首次从该物种中分离出八种化合物，包括两种木脂素苷（1–2）、三种尿苷类似物（3–5）和三种苯类衍生物（6–8）。这些发现扩展了L. sativum的化学成分库，并确定了木脂素苷和尿苷结合物作为Lepidium的化学分类特征。未来的研究应该

CRediT作者贡献声明

张小雨：撰写——初稿、方法学、实验、数据管理。黄新庚：方法学、数据管理。卢慧：方法学、数据管理。李军：撰写——审稿与编辑、监督、资金获取。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的可能会影响本文工作的财务利益或个人关系。

致谢

作者感谢天山人才培训计划（2023TSYCJU0008）对这项工作的支持。