全 文 ：六盘山鸡爪大黄茎蒽醌类化合物组织化学定位的研究
章英才 ,黄新玲　(宁夏大学生命科学学院 ,宁夏银川 750021)
摘要　[目的]为了系统掌握六盘山鸡爪大黄茎蒽醌类化合物的分布特征。[ 方法]以 3年生不同成熟时期的六盘山鸡爪大黄茎为实验
材料 ,采用组织化学方法研究了其蒽醌类化合物的组织化学定位特征及贮藏和积累的规律。[结果]随着茎的不断成熟 ,在茎的表皮、近
表皮的 1～ 2层皮层细胞及较内部皮层中 ,不同程度地增加贮藏和积累了一定数量的蒽醌类化合物 ,成为茎外部贮藏和积累蒽醌类化合
物的主要结构部位。成熟茎大型维管束的维管束鞘、初生韧皮部 、初生木质部等组织和髓射线细胞分布了比幼茎多的蒽醌类化合物。
[结论]蒽醌类化合物在茎中的分布是多位点的 ,随着茎发育程度的不同 ,其表皮、皮层、维管束和髓射线中蒽醌类化合物的分布表现出
不同的特点。
关键词　六盘山鸡爪大黄;茎;蒽醌类化合物;组织化学定位
中图分类号　Q944.6　　文献标识码　A　　文章编号　0517-6611(2007)22-06824-03
Histochemical Localization of Anthraquinone Compounds in Stem of Rheum tanguticum Maxim.et Balf.Var.liupanshanense Cheng et kao
ZHANG Ying-cai et al　(College of Life Science ,Ningxia University , Yinchuan ,Ningxia 750021)
Abstract　[Objective] The research aimed to master the distribution characteristics of anthraquinone compounds in the stem of Rheum tanguticumMax-
im.et Balf.Var.liupanshanense Cheng et kao systemically.[ Method] With 3-year-old Rheum tanguticum in different maturation stages as test materials ,
the characteristics of histochemical location and the storage and accumulation laws of its anthraquinone compounds were studied by histochemical methods.
[ Result] With the gradual maturity of the stem , a certain number of anthraquinone compoundswere stored and accumulated to different degree in the stem
epidermis , 1～ 2 layers of cortical cells near epidermis and the inner cortex, which became the main structure for storage and accumulation anthraquinone
compounds in external of the stem.More anthraquinone compounds was distributed in pith ray cells and the tissues of mature stem such as bundle sheaths
in large-scale vascular bundle , primary phloem and primary xylem than that in young stem.[ Conclusion] The distribution of anthraquinone compounds in
the stem was of multilocus.With the different development degree of the stem , the distributions of anthraquinone compounds showed different characteris-
tics in the epidermis , cortex , vascular bundle and pith rays.
Key words　 Rheum tanguticumMaxim.et Balf.var.liupanshanense Cheng et kao;Stem;Anthraquinone compounds;Histochemical location
　　六盘山鸡爪大黄(Rheum tanguticum Maxim.et Balf.var.li-
upanshanense Cheng et kao)为分布于宁夏六盘山地区的特有植
物[ 1] ,唐古特大黄的变种 ,为蓼科大黄属的多年生草本植物。
蒽醌类化合物是大黄发挥作用的重要有效成分 ,具有明显的
器官 、组织以及发育时期特异性。在大黄属植物蒽醌类化合
物的组织化学定位研究方面 ,仅见刘文哲等以药用大黄
(Rheum officinale Bail)根茎为材料进行的研究[ 2] 。在已有研
究的基础上[ 3] ,采用组织化学方法 ,笔者探讨了六盘山鸡爪
大黄茎蒽醌类化合物的组织化学分布特征及贮藏 、积累的规
律 ,为系统掌握该植物蒽醌类物质的分布特征奠定基础。
1　材料与方法
1.1　材料　2006年在宁夏六盘山采集 3年生不同成熟时期
六盘山鸡爪大黄(Rheum tanguticum Maxim.et Balf.var.liupan-
shanense Cheng et kao)茎为试验材料 。
1.2　方法　新鲜茎材料先用 5%Pb(CH3COO)2 溶液(配制
时滴加几滴氨水使其成微碱性)处理 6 ～ 12 h ,洗涤后将材料
转入FAA固定液中固定 12～ 24 h ,酒精脱水 ,二甲苯透明。
采用石蜡切片法 ,切片厚 8 ～ 10μm ,番红-固绿对染 ,光学树
胶封藏 ,观察并拍照。
2　结果与分析
2.1　幼茎蒽醌类化合物组织化学定位特征　
2.1.1　表皮。表皮由一层方形至类圆形细胞组成 ,细胞排列
紧密 ,无细胞间隙 ,细胞外壁角质化程度较低。几乎所有表皮
细胞内均存在大量被染成黑褐色的蒽醌类物质 ,成为表皮中贮
藏和积累蒽醌类物质的主要细胞类型(图 1);除表皮细胞外 ,组
基金项目　宁夏自然科学基金资助项目(NZ0617)。
作者简介　章英才(1967-),男 ,宁夏中卫人 ,副教授 ,从事药用植物结
构与有效成分关系的研究。
收稿日期　2007-04-06
成气孔器的保卫细胞内也大量贮藏了蒽醌类化合物。
2.1.2　皮层。皮层由 8 ～ 11层排列比较疏松的卵圆形细胞
组成。靠近表皮的 1 ～ 2 层与表皮细胞形状相似的皮层细
胞 ,为排列比较紧密的类圆形细胞 ,其中几乎连续性地分布
着黑褐色的蒽醌类化合物;较内部的大型卵圆形皮层细胞内
蒽醌类化合物 ,较内部的大型卵圆形皮层细胞内蒽醌类化合
物呈现零星间隔分布的特点 ,有些细胞内较多 ,而大部分细
胞内仅少量分布或几乎没有分布(图 1)。
注:A 、E分别表示蒽醌类化合物 、表皮。下同。
图1　幼茎表皮、皮层细胞中蒽醌物质及表皮毛(×400)
2.1.3　维管束。分为外部的大型维管束和内部的小型维管
束。大型维管束数量较多 、排列紧密 、形态较大 ,为外韧无限
维管束;小型维管束数量较少 、排列疏松 、形态较小 ,为内韧
无限维管束(图 2)。大小型维管束在蒽醌类化合物的分布上
存在一定的差异。
2.1.3.1　大型维管束(图 2～ 3)。
(1)维管束鞘。由 2～3层较小的细胞组成 ,在维管束左右
两侧的维管束鞘细胞中几乎连续分布着黑褐色的蒽醌类化合
物 ,而维管束内外的维管束鞘细胞内几乎没有蒽醌类物质。
(2)初生韧皮部。位于维管束的外侧 ,主要由多层细胞
形态较小 、排列紧密的薄壁细胞和筛管构成 ,在一些薄壁细
安徽农业科学, Journal of Anhui Agri.Sci.2007 , 35(22):6824-6826　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　责任编辑　刘月娟　责任校对　俞洁
图2　幼茎内外两轮维管束、外部维管束鞘及髓射线中黑色蒽醌
物质(×100)
胞 、筛管细胞中分布着黑红褐色颗粒状的蒽醌类化合物。
(3)初生木质部。位于维管束的内侧 ,主要由念珠状排
列的较大的孔纹导管 、薄壁细胞组成 ,夹杂于导管之间的木
薄壁细胞中分布着黑褐色的蒽醌类化合物 。
注:Ca表示形成层。下同。
图 3　幼茎外部维管束、髓射线(×400)
2.1.3.2　小型维管束(图 4)。
(1)维管束鞘。由 2～ 3层较小的细胞组成 ,在维管束鞘中
间隔分布着含有黑褐色蒽醌类化合物的细胞 ,但连续性较差。
(2)初生木质部 。位于维管束的外侧 ,主要由 1 ～ 5个或
6个大小不等的导管 、薄壁细胞组成 。
(3)初生韧皮部。位于维管束的内侧 ,主要由多层细胞
形态较小 、排列紧密的薄壁细胞 、筛管等输导组织细胞构成 ,
在一些薄壁细胞 、筛管细胞中同样分布着黑红褐色颗粒状的
蒽醌类化合物。
图 4　幼茎内部维管束、韧皮部及维管束鞘中蒽醌(×400)
2.1.4　髓射线。具有短期贮藏和运输蒽醌类化合物 、其他
物质的功能 。在大型维管束之间的部分髓射线细胞内 、大型
维管束与小型维管束之间的部分大型卵圆形薄壁细胞内以
及小型维管束附近周围的部分薄壁细胞内均分布着褐色的
蒽醌类化合物(图 2～ 3)。
2.2　成熟茎蒽醌类化合物组织化学定位特征
2.2.1　表皮。与幼嫩茎相似 ,组成表皮的几乎所有表皮细
胞内以及构成气孔器的保卫细胞内均存在着大量被染成黑
褐色的蒽醌类物质 ,充满整个细胞 ,成为表皮中贮藏和积累
蒽醌类物质的主要部位(图 5 ～ 7)。
图5　成熟茎整体(表皮毛、髓腔)(×40)
图6　成熟茎表皮毛、维管束鞘及髓射线中连续分布的黑褐色蒽
醌物质(×100)
图 7　成熟茎表皮、皮层内蒽醌物质(×400)
2.2.2　皮层。与幼茎不同 ,除靠近表皮的 1～ 2层皮层细胞
中几乎连续性地分布着黑褐色的蒽醌类化合物外 ,较内部含
蒽醌类化合物的大型卵圆形皮层细胞数量相比 ,幼茎中含量
更高(图 7)。
2.2.3　维管束。与幼茎不同 ,外部的大型维管束数量更多 、
连续排列且更加紧密;内部小型维管束数量更少 ,呈零星分
布(图 6)。
2.2.3.1　大型维管束。大型维管束蒽醌类化合物的分布特
征与幼茎总体相似。与幼茎不同的是维管束鞘的 2～ 3层细
胞除在维管束左右两侧部分细胞中分布着蒽醌类物质外 ,内
部的维管束鞘细胞中也几乎连续分布着黑褐色的蒽醌类化
合物(图 8)。
2.2.3.2　小型维管束(图 9)。
(1)维管束鞘。与幼茎相似 ,在维管束鞘细胞中间隔存
在着分布黑褐色蒽醌类化合物的细胞 ,但连续性较差 。
(2)初生木质部。与幼茎不同 ,主要由 4 ～ 6个大小不等
的导管及薄壁细胞组成 ,在部分薄壁细胞内分布着黑褐色的
蒽醌类化合物 。
(3)初生韧皮部。与幼茎不同 ,韧皮薄壁细胞 、筛管细胞
中无黑红褐色颗粒状的蒽醌类化合物。
682535卷22期　　　　　　　　　　章英才等　六盘山鸡爪大黄茎蒽醌类化合物组织化学定位的研究
图 8　成熟茎大型维管束的维管束鞘、髓射线中蒽醌物质(×400)
2.2.4　髓射线。与幼茎相似 ,在大型维管束之间的髓射线
细胞内 、大型维管束与小型维管束之间的部分大型卵圆形薄
壁细胞内以及小型维管束附近周围的少部分薄壁细胞内均
分布着褐色的蒽醌类化合物(图 6)。但成熟茎大型维管束与
小型维管束之间以及小型维管束附近周围贮藏和积累蒽醌
类化合物的薄壁细胞数量比幼茎相对减少 。
图9　成熟茎小型维管束鞘、木薄壁细胞中蒽醌(×400)
3　结论与讨论
(1)六盘山鸡爪大黄为多年生草本植物 ,茎的次生结构
不发达 ,表皮和皮层为茎外长期保留的组织 ,表皮的保卫细
胞 、皮层外部细胞内存在大量的叶绿体 ,具有进行光合作用
合成糖类的能力 ,生成的糖进一步通过不同途径代谢产生乙
酰辅酶A和丙二酸单酰辅酶A等一次代射产物 ,植物体则以
乙酰辅酶A和丙二酸单酰辅酶A 为原料或前体 ,经乙酸-丙
二酸途径(AA-MA 途径)合成蒽酮类化合物(或醌类化合
物)[ 4] 。因此 ,随着茎的不断成熟 ,在茎的表皮 、近表皮的 1～
2层皮层细胞及较内部皮层中 ,不同程度地增加贮藏和积累
了一定数量的蒽醌类化合物 ,成为茎外部贮藏和积累蒽醌类
化合物的主要结构部位。
(2)成熟茎比幼茎外部的大型维管束数量多 、连续排列
而且更加紧密 、形态较大 ,内部小型维管束数量则更少 ,呈零
星分布。随着茎的逐渐成熟 ,大型维管束成为植物体内物质
贮藏和运输的主要组织 ,而小型维管束数量则减少 ,因而成
熟茎大型维管束的维管束鞘 、初生韧皮部 、初生木质部等组
织中分布了比幼茎多的蒽醌类化合物成分;成熟茎与幼茎大
型维管束在维管束鞘等部位贮藏和积累蒽醌类化合物的数
量变化 ,反映大型维管束蒽醌类化合物的暂时积累与植物体
成熟程度的关系 ,即植物体越成熟 ,大型维管束相关部位贮
藏和积累的蒽醌类物质就越多 ,通过茎运输至蒽醌类物质的
主要贮藏器官根 、根茎的蒽醌类物质就越多 。
(3)髓射线具有短期贮藏和运输蒽醌类化合物的功能 ,在
幼茎大型维管束之间的部分髓射线细胞内和成熟茎大型维管
束之间的几乎全部髓射线细胞内 、成熟茎和幼茎的大小型维管
束之间的部分大型卵圆形薄壁细胞内以及小型维管束周围的
部分薄壁细胞内均分布着蒽醌类化合物 ,但较成熟茎大型维管
束与小型维管束之间以及小型维管束周围贮藏和积累蒽醌类
化合物薄壁细胞的数量比幼茎相对减少。笔者认为 ,随着茎的
逐渐成熟 ,大型维管束成为植物体内物质贮藏和运输的主要组
织 ,小型维管束周围细胞中贮藏的蒽醌类化合物有可能转移至
大型维管束的髓射线中 ,进而通过髓射线进入大型维管束 ,将
茎中贮藏和积累的蒽醌类物质运输至主要贮藏器官根和根茎
中 ,因而 ,成熟茎的髓射线细胞内分布了比幼茎多的蒽醌类化
合物 ,反映出髓射线中蒽醌类化合物的积累与植物体成熟程度
的对应关系。这些组织和细胞的存在与根 、根茎中贮藏的大量
蒽醌类化合物紧密相关。
参考文献
[ 1] 李登武 ,王成吉,杜永峰 ,等.宁夏种子植物区系研究[ J] .植物研究 ,
2003, 23(1):24-31.
[ 2] 刘文哲 ,张爱新.大黄蒽醌类化合物的组织化学定位研究[ J] .西北植
物学报 , 2000, 20(6):1082-1085.
[ 3] 章英才 ,黄新玲.六盘山鸡爪大黄蒽醌类化合物研究综述[ J] .安徽农
业科学 , 2007, 35(1):119-120.
[ 4] 宋晓凯.天然药物化学[M] .北京:化学工业出版社 ,2004:8-12.
(上接第 6823页)
幼苗的最佳条件为:以幼叶片为外植体;愈伤组织诱导培养
基含 2.0 mg/L 2 , 4-D和 2.0 mg/L BA;出芽培养基含 1.0
mg/L BA 、0.5 mg/L NAA 、2%蔗糖 ,pH值为 6.4;生根培养基
含 0.5 mg/L BA 、0.1 mg/L NAA 、3%蔗糖 ,pH值为 6.8 。
参考文献
[ 1] CHEN H C, FU T J , LIUZ R, et al.Two new steroidal saponins fromdi aox-
inxuekang [ J] .Acta Chimica Sinica , 2005, 63(9):869-872.
[ 2] DONGM , FENG X Z , WANG B X , et al.Steroidal saponins Dioscorea pan-
thaica and their cytotoxic activity[ J] .Pharmazie ,2004, 59, 294-296.
[ 3] DONGM , FENG X Z , WANG B X , et al.Two novel furostanol saponins from
the rhizomes of Dioscorea panthaica Prainet Burkill and their cytotoxic activity
[ J] .Tetrahedron , 2001,57:501-506.
[ 4] LI B G ,CHEN J Z ,ZHOU J.Effect of different fertilizers on the output of rhi-
zome and content of diosgenin of Dioscoreapanthaica[ J] .Natural Product Re-
search and Development , 2001, 13(4):27-29.
[ 5] LI BG ,TANG Y F , SHI J H.Isolation and identification of steroidal saponins
from Dioscorea panthaica Prain et Burkill[ J] .Acta Botanica Sinica , 1986, 28
(4):409-414.
[ 6] LI B G , ZHOU J.The change of content of diosgenin and the optimal time of
harvest after Dioscorea panthaica cultivated[ J] .Natural Product Research and
Development ,1998, 11(6):6-9.
[ 7] MURASHIGET , SKOOG F.A revised medium for rapid growth and bio-assays
with tobacco tissue cultures[ J] .Physiol, 1962,15:473-497.
[ 8] WEI D S , ZHOU J L , WANG Y P , et al.Introduction and cultivation of
Dioscoreapanthaica[ J] .Chinese Traditional and Herbal Drug , 2001, 32(6):
345-346.
6826 　　　　　　　　　　　　　安徽农业科学　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　2007年