何首烏和木立蘆薈的結(jié)構(gòu)發(fā)育與有效成分積累相關(guān)性的研究.pdf

1、何首烏(PolygonummultiflorumThunb.)隸屬于蓼科(Polygonaceae)蓼屬(PolygonumL.)，為多年生草質(zhì)藤本植物。何首烏的主要藥用部分是塊根，即中藥何首烏，以生首烏和制首烏二種形式入藥，地上部分的莖葉也可入藥，即中藥夜交藤。何首烏的主要藥效成分是二苯乙烯苷，以及蒽醌類物質(zhì)。本文運(yùn)用植物解剖學(xué)、組織化學(xué)和植物化學(xué)等方法，系統(tǒng)研究了何首烏幼苗及成年植株的解剖結(jié)構(gòu)，塊根的發(fā)生發(fā)育規(guī)律，蒽醌類物質(zhì)在何首烏

2、營養(yǎng)器官中的組織化學(xué)定位，二苯乙烯苷和蒽醌類物質(zhì)積累的動態(tài)變化規(guī)律。 木立蘆薈(AloearborescensMill.)隸屬于蘆薈科(Asphodelaceae)蘆薈屬(AloeL.)，為多年生肉質(zhì)草本植物。木立蘆薈的主要藥用部位是葉，葉內(nèi)貯藏的蘆薈素等蒽醌類物質(zhì)是其主要藥用成分。本文運(yùn)用石蠟切片、薄切片和超薄切片等植物解剖學(xué)方法并結(jié)合組織化學(xué)、熒光技術(shù)和細(xì)胞化學(xué)等方法，研究木立蘆薈葉內(nèi)蒽醌類物質(zhì)貯藏部位及貯藏結(jié)構(gòu)的形態(tài)本質(zhì)，

3、并總結(jié)出研究蒽醌類物質(zhì)的細(xì)胞化學(xué)方法，進(jìn)而探討蒽醌類物質(zhì)的合成場所及運(yùn)輸過程。 通過對何首烏和木立蘆薈的結(jié)構(gòu)發(fā)育與有效成分積累相關(guān)性較為系統(tǒng)的研究，取得了以下主要結(jié)果。 何首烏幼苗類型為木蘭型。主根四原型，側(cè)根四～六原型，通常無髓部。子葉和初生葉的上表皮無氣孔器分布，表皮細(xì)胞垂周壁平直；下表皮的表皮細(xì)胞垂周壁波浪狀，有較多的氣孔器，氣孔器屬無規(guī)則型。子葉柄中有3個維管束，初生葉的葉柄中有6個維管束。 何首烏幼苗的

4、過渡區(qū)位于下胚軸，根的4個放射維管束，在下胚軸中通過初生韌皮部的拉長、斷裂、合攏，形成4個并生維管束，以后相對的2個維管束均一分為二，成為6個維管束。下胚軸在分裂的維管束處裂成兩部分，每部分各具3個維管束，與兩片子葉的各3個子葉跡相連。根—下胚軸—子葉的維管束成為一個初生維管系統(tǒng)。 何首烏根尖由根冠、分生區(qū)、伸長區(qū)和成熟區(qū)組成，根和莖的初生結(jié)構(gòu)包括表皮、皮層和維管柱三部分。周皮和韌皮薄壁細(xì)胞中的一些細(xì)胞呈紅棕色，含較多蒽醌類物質(zhì)

5、。葉片主脈中具2個維管束，二者呈上下分布；上面的維管束較大，木質(zhì)部在下方而韌皮部在上方；下面維管束的木質(zhì)部在上方，韌皮部在下方。葉柄基本組織中有6個維管束，其中5個小的排成一圈，另一較大的維管束更靠近中央，位于葉柄近腹面的溝槽方向。外輪花被延伸成距，成熟花藥具四個花粉囊，花絲具較多乳突，子房1室，含1個直生胚珠，瘦果3棱形，胚乳豐富。 何首烏塊根是在正常的次生結(jié)構(gòu)形成后，由韌皮薄壁細(xì)胞恢復(fù)分裂能力，轉(zhuǎn)變?yōu)槿纬蓪?，三生形成層?/p>

6、內(nèi)分裂產(chǎn)生三生木質(zhì)部，向外分裂產(chǎn)生三生韌皮部，三生韌皮部、三生形成層和三生木質(zhì)部共同構(gòu)成異常維管束，屬周韌維管束類型。在先形成的異常維管束之間，一些薄壁細(xì)胞仍可恢復(fù)分裂能力，產(chǎn)生小的異常維管束。這些異常維管束分裂產(chǎn)生大量的韌皮薄壁細(xì)胞，從而使塊根不斷增粗。由于何首烏塊根中最先形成4～8個異常維管束，使塊根具有4～8個突出棱脊，在塊根橫切面上呈現(xiàn)云錦狀花紋。 何首烏營養(yǎng)器官的組織化學(xué)定位表明，塊根中蒽醌類物質(zhì)的含量明顯高于莖、葉。

7、塊根的周皮和韌皮部均呈深紅色，表明這些部分含較多的蒽醌類物質(zhì)；木質(zhì)部不顯色，說明木質(zhì)部不含蒽醌類物質(zhì)。莖的周皮和初生韌皮部具極淺的紅色，表明這三部分含微量的蒽醌類物質(zhì)，初生木質(zhì)部、髓部和髓射線不顯色。葉的表皮、葉肉及韌皮部具較淺的顏色反應(yīng)，而木質(zhì)部不顯色。莖和葉的韌皮部顯色而木質(zhì)部不顯色，表明蒽醌類物質(zhì)可能通過韌皮部進(jìn)行運(yùn)輸。 何首烏各器官中的二苯乙烯苷含量，塊根最高，而營養(yǎng)器官的幼嫩部分及生殖器官中含量都很低。隨著生長年限的增

8、加，塊根和老莖中二苯乙烯苷含量逐漸增加，莖和葉中含量相差不大。塊根中二苯乙烯苷的含量自6月至10月逐漸升高，10月份含量達(dá)到最高，然后逐漸降低。塊根各部位中二苯乙烯苷的含量以周皮最高，韌皮部最低。不同產(chǎn)地生首烏及制首烏中二苯乙烯苷含量差異較大。何首烏各器官中總蒽醌的含量，塊根最高，其它部分較低。塊根中總蒽醌含量隨著生長年限的增加而增加。塊根各部位中的總蒽醌，周皮和韌皮部含量高，而木質(zhì)部低。 木立蘆薈葉由表皮、同化薄壁組織、儲水組

9、織和維管束構(gòu)成。維管束位于同化薄壁組織和儲水組織之間，排成一輪。每個維管束周圍具有一圈鞘細(xì)胞，內(nèi)部有3～7個大型薄壁細(xì)胞(即蘆薈素細(xì)胞)。通過對木立蘆薈葉的發(fā)育過程進(jìn)行研究，結(jié)果表明，維管束鞘細(xì)胞由葉的基本分生組織發(fā)育而來，其形態(tài)本質(zhì)為基本組織。而蘆薈素細(xì)胞是由原生韌皮部外側(cè)所保留的原形成層細(xì)胞分裂、增大而來，其形態(tài)本質(zhì)屬于特殊的韌皮薄壁細(xì)胞。 木立蘆薈葉經(jīng)醋酸鉛溶液處理后，蘆薈素細(xì)胞中具有明顯的沉淀物，而其它細(xì)胞中均未見該沉淀

10、物。并且，用氫氧化鈉溶液處理后，只有蘆薈素細(xì)胞顯現(xiàn)出蒽醌類物質(zhì)特有的紅色。組織化學(xué)結(jié)果表明，木立蘆薈葉中的蒽醌類物質(zhì)貯藏在蘆薈素細(xì)胞中。熒光觀察結(jié)果也表明，蘆薈素細(xì)胞內(nèi)顯示出蒽醌類物質(zhì)特殊的黃色熒光，進(jìn)一步證實(shí)了蘆薈素細(xì)胞是蒽醌類物質(zhì)的貯藏場所。 摸索出在透射電鏡下觀察蘆薈素的超微細(xì)胞化學(xué)方法——醋酸鉛沉淀法。通過該方法探討木立蘆薈葉內(nèi)蘆薈素的合成部位、轉(zhuǎn)運(yùn)途徑和貯藏場所，結(jié)果表明，在木立蘆薈葉發(fā)育過程中，隨著同化薄壁組織細(xì)胞的

11、液泡化，其質(zhì)體片層上開始出現(xiàn)蘆薈素顆粒沉淀，以后沉淀數(shù)量隨同化薄壁組織的發(fā)育而不斷增加，從而在成熟質(zhì)體的類囊體上分布有大量黑色的蘆薈素沉淀，而細(xì)胞的其它部分則無蘆薈素沉淀。為此，我們認(rèn)為同化薄壁組織的質(zhì)體為蘆薈素的合成場所。合成的蘆薈素通過質(zhì)體膜形成的小泡釋放到細(xì)胞質(zhì)中，并包被于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)小泡中，然后與質(zhì)膜靠近并融合，或含蘆薈素的質(zhì)體小泡直接與質(zhì)膜發(fā)生融合，從而把蘆薈素釋放到質(zhì)膜外。蘆薈素通過質(zhì)外體途徑運(yùn)輸至維管束鞘細(xì)胞，再經(jīng)過胞間連絲以共