日本国立科学博物馆的平野日向（东京农工大学研究生院联合农学研究科联合培养博士生）、植物研究部的村井良德研究主干，Rigaku公司的菊池贵、Asterism公司的榊原风太技术顾问等人，联合开发出了微量成分分析技术，并成功从植株微小、因许可与伦理限制难以获取研究样本的高山植物中，解析出了10种以上酚类化合物糖苷的结构。研究团队仅从岩梅科高山植物岩梅的2克花朵中分离并结晶出相关成分，进而成功明确了各成分的结构。在野生植物中，以如此微量样本完成多种成分的结构解析，堪称一项开创性的研究范例。该技术可广泛应用于理学、农学、药学等领域中对未利用资源的探索研究。相关成果已在线发表在《Journal of Molecular Structure》的网络版上。
图1 高山植物岩梅（供图：国立科学博物馆）
图2 主要分析流程图（供图：国立科学博物馆）
分布于日本高山带与亚高山带的高山植物，为应对高山环境中的强紫外线、低温等严酷的环境压力，会通过合成并积累酚类化合物来适应环境。这些酚类化合物中，多数成分均可作为天然物产资源加以利用，相较于低海拔植物，高山植物相关研究认知较为匮乏，因此其相关领域研究备受期待。
由于高山植物生长环境严酷，植株体型通常较小，且分布局限于高海拔区域，因此存在稀少。即便是学术研究，也需将采集行为带来的人为干扰降至最低，因而可用于成分结构解析的样本量十分有限。
研究团队此前就在研究微量样本成分分析方法，此次以高山植物岩梅的极微量花朵为研究样本，在采用高效液相色谱（HPLC）等现有技术进行分离纯化，以及利用四极杆与飞行时间串联质谱仪（QTOF-MS）进行分子量测量之后，开发出了一种优化各成分结晶化的方法，同时，通过利用仅需既往方法约百分之一尺寸的晶体即可完成结构测定的单晶X射线结构解析（SC-XRD）和电子衍射结构解析（MicroED）等分析手段，成功实现了对极微量样本中的微量成分的结构解析。
利用上述方法，发现在严酷高山环境中生长的岩梅花朵中，含有包括近年来备受关注、可发挥健康功效的功能性成分槲皮素糖苷等黄酮类物质在内的多种酚类化合物。
此外，在技术的开发过程中，研究团队还成功从岩梅叶片中分离并解析了多种成分结构，发现了有助于抵御紫外线及抗氧化的成分，并进一步探明，部分成分的积累情况在日本列岛从本州中部至北海道之间存在地理分布上的差异。
本次分析技术研发选用了高山植物中分布范围相对较广的岩梅作为研究对象，目前团队正运用该技术，对日本特有物种、濒危物种等更为稀有的植物开展相关分析。该技术有望用于解析以往难以检测的植物微量成分，同时也可应用于探索有用资源物质等相关研究。
原文：《科学新闻》
翻译：JST客观日本编辑部
【论文信息】
期刊：Journal of Molecular Structure
论文：Sustainable micro-scale identification of phenolic glycosides in alpine flower through single-crystal structure analysis
URL：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0022286026005053
