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金丝桃属植物的分泌结构及其与金丝桃素类物质的相关性研究

吕洪飞  
【摘要】: 金丝桃属(Hypericum L.)隶属藤黄科,全世界约400余种,我国约有8组55种8亚种,几产于全国各地,但主要集中于西南地区。其中许多种类可供药用和观赏。其主要药用成分为金丝桃素类物质,具有抗抑郁、抑制中枢神经、增强免疫功能和显著的抗DNA、RNA病毒作用,可用于艾滋病的治疗。据报道,金丝桃属植物的金丝桃素类化合物贮存于其分泌结构内。关于金丝桃属植物的分泌结构已有一些研究报道,但主要集中在该属少数植物分泌结构的发生发育及组织化学方面。而关于该属植物分泌结构的比较解剖学、不同分泌结构内含物的组织化学和植物化学以及分泌结构发育过程中内含物的积累和超微结构的变化等方面的研究至今尚未见系统报道。 本文首先综述了金丝桃属植物的系统分类及资源、形态解剖学、化学成分和药理临床研究进展。应用形态解剖学方法(透明法、扫描电镜法、石蜡切片法、半薄切片法、超薄切片法)和植物化学方法(TCL和HPLC),组织化学法结合荧光观察,系统地研究了金丝桃属植物不同器官的分泌结构的类型、结构、分布,鉴定不同分泌结构内含物的化学性质,分析分泌细胞团密度与金丝桃素含量的关系,研究金丝桃素类物质积累过程的显微和超微结构变化规律;同时比较研究了该属植物叶的结构、表面的微形态和红外光谱的变化,在此基础上探讨了该属植物的系统分类。研究结果可归纳如下: (1) 根据金丝桃属根、茎、叶、花和果实的解剖观察,其各类器官中都具有分泌结构。其分泌结构按其形态结构特点可分为三类:分泌细胞团(条)、分泌囊(道)和韧皮部中的分泌小管道。从透明的叶片或花被片观察,分泌细胞团(条)呈圆形或条状黑色腺点(条);分泌囊呈圆形、条状或不规则形的透明的腺点(条)。分泌细胞团由1-3层切向扁平的鞘细胞包裹着一团分泌细胞构成,其中央无腔隙,分布于叶片、花萼、花瓣、及花药药隔处和幼茎的纵棱上。分泌囊由1层切向扁平的鞘细胞包被着1层上皮细胞及其内的分泌腔共同构成,分布于叶片、花萼、花瓣及果壁薄壁组织中。分泌小管道分布于根、茎、叶、花萼、花瓣和果壁的韧皮部中,横切面上由4-6个上皮细胞包围成的腔隙,无鞘细胞。该属不同植物和不同器官中的分泌结构的类型、分布和密度存在差异。以上研究结果为该属属以下等级的划分及其系统演化研究提供了新的依据。 (2) 根据金丝桃素类物质遇碱液和醋酸镁甲醇液变色、遇金属离子(Pb~(++))产生沉淀、能产生红色荧光等特性,以及油脂类物质遇苏丹黑和苏丹Ⅳ的显色反应, 我们对金丝桃属植物不同分泌结构中的次生产物进行组织化学定位和荧光观察。结 果表明:经5%的Na0H液处理的新鲜材料和半薄切片,其分泌细胞团由红色或黑色 变成绿色;经5%醋酸镁甲醇液处理的半薄切片,其分泌细胞团由红色或黑色变成浅 紫红色;用5%醋酸铅溶液处理后的材料所制的切片中,分泌细胞团中产生结晶并沉 淀:而分泌囊无上述变化。分泌囊经苏丹黑染色,呈灰黑色;经苏丹IV染色,呈 红色:而分泌细胞团无上述变化,仍为红色。荧光显微镜观察半薄切片和新鲜材料 的结果表明:在绿光或蓝光的激发下,分泌细胞团细胞显示出含金丝桃素类物质所 特有的红色荧光,而分泌囊则无此荧光。由此可见金丝桃素类物质仅存在于分泌细 胞团中。 ()对金丝桃属 8组 20种 1变种植物叶、贯叶连翘不同器宫以及毛金丝桃、单 花遍地金、小连翘等三种植物的花进行薄层层析和高效液相色谱分析,结果表明: 具分泌细胞团的种类和器宫,含金丝桃素(或伪金丝桃素),而不具分泌细胞团的 种类和器宫,则不含金丝桃素(或伪金丝桃素);在前者中,其金丝桃素含量与叶 中和花中的分泌细胞团的分布密度均成正相关。 (4)用半薄切片研究贯叶连翘叶分泌结构的发育,结果表明:分泌细胞团和分泌 囊的发生很早,均起源于幼叶的基本分生组织内。它们的原始细胞形态相似,具浓 厚的细胞质和大的细胞核,垂周分裂后分别以不同分裂方式形成原始细胞群,并分 化出鞘细胞。此后分泌囊原始细胞群以裂生方式发育成由1层鞘细胞、1层上皮细 胞包围着分泌腔组成的分泌囊。而分泌细胞团的原始细胞群则继续增加细胞数目和 体积,最后由1~3层鞘细胞包围分泌细胞组成,始终未出现分泌腔。分泌囊的分 泌腔中的油类物质随着腔的增大而逐渐增多,而分泌细胞团的细胞中则积累金丝桃 素类物质。 (5)利用超薄切片法和透射电镜对贯叶连翘和蜜腺小连翘叶中分泌结构发育过 程进行研究,结果表明:分泌细胞团发育可分为五个阶段:阶段1:原始细胞具有 高尔基体、小液泡和大的细胞核及浓厚的细胞质,质体内出现小液泡,在质体和液 泡中没有发现有嗜饿滴。随后内质网、高尔基体等数目增多,细胞质中有嗜饿滴出 现。阶段2:原始细胞己分裂为多个分泌细胞时,分泌细胞中的小液泡的数目不断 增加,高尔基体分泌许多小泡进入液泡,质体通过内质网和高尔基体与液泡及其中 的多膜结构联系,细胞质中的管状结构分泌黑色嗜饿物质,退化的质体通过内膜结 构与嗜饿滴联系。阶段3:许多嗜饿滴和管状结构出现在液泡中,质体、内质网、 线粒体和?


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