全 文 ：血竭诱导及形成机制的研究进展
赵 　婷1 ,杨玲玲2 ,刘 　姮1 ,蒋德伟1 ,王 　云2 ,王兴红2 3 3 ①
(11 云南大学生命科学学院 ,云南 昆明 　650091 ; 21 云南大学云南省微生物研究所 ,云南 昆明 　650091)
摘 　要 :血竭是一种名贵中药 ,是由龙血树分泌的抵抗微生物侵染所产生的一种植物抗毒素。近年来 ,由于临床需
求量的增加和资源的减少 ,龙血树的人工种植产业迅速发展 ,迫切需要规模化的诱导产脂技术及对血竭形成的机
制进行深入的研究。血竭中的主要有效成分黄酮类化合物是通过苯丙烷途径形成的 ,其中的质量控制成分龙血素
b 的形成还与 P450 氧化酶和甲基转移酶密切相关。镰孢霉的菌丝体是有效的诱导子 ;在龙血树组织培养中 ,光和
62BA 也有诱导效果。血竭的形成部位是木质部中的薄壁细胞 ,木质部还含有抗菌前体物质。
关键词 :龙血竭 ;诱导 ;形成机制
中图分类号 :R28211 　　　文献标识码 :A 　　　文章编号 :025322670 (2010) 042附 5204
Advances in studies on induction and formation mechanism of Dragon′s blood resin
ZHAO Ting1 , YAN G Ling2ling2 , L IU Heng1 , J IAN G De2wei1 , WAN G Yun2 , WAN G Xing2hong2
(11 School of Life Sciences , Yunnan University , Kunming 650091 , China ; 21 Institute of Microbiology ,
Yunnan University , Kunming 650091 , China)
Key words : Dragon′s blood resin ; induction ; formation mechanism
　　血竭是一种由龙血树分泌的红色树脂 ,有活血化瘀、止
血、补血的显著功效 ,被称为“活血圣药”,在我国和世界多个
国家都有悠久的应用历史 [1 ] 。国产血竭就是从剑叶龙血树
D racaena cochinchinnensis (Lour1 ) S1 C1 Chen、海南龙血树
D1 cambodiana Pierre ex Gagnep1 树干中分泌的红色树脂
中提取的 ,最先由蔡希陶教授发现并开发作为我国传统进口
血竭的替代品 ,称之为“龙血竭”[2 ] 。由于龙血树生长速度极
其缓慢 ,而血竭的临床需求量却越来越大 ,导致野生龙血树
被过度采伐 ,已使其资源枯竭 ,血竭的原料供应和现实的市
场需求之间存在着巨大的矛盾。人工种植龙血树并诱导产
脂是龙血竭产业可持续发展的最根本解决办法 ,已有多家企
业开展了龙血树的规模化人工种植。在自然状态下 ,龙血树
形成血竭的产量往往不稳定或很少 ,很多情况下产品质量达
不到国家药材标准 ,主要是血竭的质控成分龙血素 b 的量过
低 ,很难满足实际生产对原料的需求。由于现阶段人们对血
竭的形成机制了解得还不够深入 ,仅仅是停留在一些表面现
象上 ,无法指导血竭产业在规模化种植后诱导技术发展的需
求。只有对血竭的形成机制进行更深入、更明确的研究 ,才
能开发出高效的诱导产脂技术 ,进而提高人工种植龙血树的
血竭产量和质量。否则 ,龙血树的人工种植就不可能产生经
济价值 ,血竭产业可能就此严重萎缩。
1 　镰孢霉与血竭
1. 1 　镰孢霉诱导活体龙血树产生血竭 :人们很早就认识到
血竭是从龙血树 D1 d raco L1 树干上的伤口分泌的 [3 ] ,且发
现在血竭的形成部位常常有微生物存在 ,因此怀疑血竭的形
成与微生物有关 [2 ] 。
江东福等 [4 ]从龙血树茎杆上分离到的菌株中 ,镰孢霉属
菌株占总分离数的 52 %。将从龙血树上获得的各种不同的
微生物菌株返接于龙血树枝条内 ,发现禾谷镰孢霉 Fusari2
um g raminum Schw1 具有诱导形成血竭的良好效果。另有
多位研究者得到了类似结果 ,只是诱导产脂的镰孢霉种类有
所不同。王兴红等 [5 ] 发现了 2 株串珠镰孢霉 F1 moni li 2
f orme Sheld 具有良好的诱导产脂效果 ;宋启示等 [6 ] 发现黄
色镰孢霉 F1 culmorum Martiella 也能诱导血竭形成。以上
研究结果说明镰孢霉对血竭的形成有良好的诱导效果 ,且尚
未发现其他的微生物类群能诱导血竭形成。考虑到镰孢霉
也是龙血树上类群最丰富的真菌 ,可以认为镰孢霉和龙血树
有密切关系 ,也和血竭形成有密切关系。至于镰孢霉对诱导
血竭的特异性和专一性 ,还有待进一步的研究。
1. 2 　死态和培养状态下的血竭形成 :江东福等 [7 ,8 ]发现 ,自
然状态下不仅在活的龙血树上会形成血竭 ,在死亡的龙血树
上有时也有一定量的血竭形成。将串联镰孢霉 9568D 菌株
接于热处理后的龙血树上 ,并埋于沙土中 ,保湿培养 10～15
d 即可观察到接种部位颜色变红 ;继续培养 4～5 个月 ,在红
色区域有大小不等的血脂颗粒出现 ,而对照组却无此现象。
同时发现了此红色血脂与天然血竭的乙醇提取物的抗菌活
性和光谱特征十分相似。
王兴红等 [1 ]发现单纯的龙血树木质材料中并不含有黄
　　　　　　　　中草药 　Chinese Traditional and Herbal Drugs 　第 41 卷第 4 期 2010 年 4 月 　　　　　　·附 5 ·
①收稿日期 :2009210212　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
基金项目 :国家基础科学人才培养基金项目 (J073652) ;云南大学生命科学实验教学示范中心创新实验项目3 通讯作者　王兴红　E2mail :wxihong @sina. com
酮类化合物 ;真菌和细菌分别接种培养后的龙血树木质材料
也都没有黄酮类化合物的产生。在试管中 ,灭菌后的龙血树
白木质上加入细菌发酵液 ,并同时接入真菌 ,能将龙血树白
木质中非黄酮类的前体物质转化成为黄酮类化合物 ,形成黄
酮的前体物质存在于龙血树木质甲醇提取物中。其他植物
的木质水浸液培养相同的镰孢霉则不出现红色物质。
2 　血竭的形成与龙血树的木质部密切相关
龙血树木质中的薄壁细胞是血竭的分泌组织 [9 ] 。血竭
中的黄酮类化合物的代谢途径和木质素的代谢途径一样起
源于苯丙烷途径。在高等植物体中 ,木质部组织中的黄酮多
为游离的苷元 ,血竭中的黄酮也多为游离苷元。木质素的作
用主要是增加植物的硬度、机械支撑性能、水不可透过性、抗
病原微生物侵染的能力。龙血树木质部形成血竭的过程与
植物通常的木质化反应的生理效应有一定的相似性。第一 ,
血竭的形成增加了龙血树细胞抗真菌穿透的阻力 ;第二 ,干
燥的龙血竭可以在一定程度上增加产脂木质的硬度和机械
支撑性能 ;第三 ,龙血竭的水不溶性不仅能限制真菌酶和毒
素向寄主扩散 ,还能限制水和营养物质从寄主向真菌扩散 ,
实际上起到“饿死”病原菌的作用 ;第四 ,龙血竭的相对分子
质量低的酚类前体物质 ,以及多聚作用时产生的游离基可以
钝化真菌的膜、酶、毒素。杨本鹏等 [10 ]发现已经生长有茎杆
的龙血树组培小植株产生的红色较深 ,说明血竭的形成可能
与组培苗的木栓化程度有关 ,且木栓化程度越高 ,越容易诱
导血竭的形成。
3 　血竭形成的途径
血竭是龙血树在受到伤害或微生物入侵后形成的防御
产物。在没有产生血竭的新鲜龙血树木质中 ,血竭中的酚类
成分几乎不存在。也就是说 ,血竭是龙血树产生的一种植物
抗毒素。植物抗毒素一般只局限在植物受侵染的细胞周围
积累 ,并不运输到整个植物体的其他部位 ,这一点也和血竭
的特性相同。
虽然直接研究血竭形成的生源途径的报道尚未见到 ,但
可根据血竭中的成分推断血竭形成的可能途径。血竭的成
分虽然多种多样 ,但主要是二氢查耳酮及其多聚体 ,还有一
些其他的黄酮类、黄烷、茋类化合物 ,以及少量的甾醇。药理
实验研究表明 ,血竭的活性成分也主要是其中的黄酮类化合
物 [11 ] 。目前 ,植物体中黄酮类化合物的生物合成途径已有
大量文献报道 ,即苯丙烷途径。苯丙烷途径是从莽草酸途径
衍生的植物特有的次生代谢途径 ,是植物 3 大次生代谢途径
之一。血竭中的绝大多数成分都符合这一合成规律。
　　迄今 ,有关黄酮类化合物生物合成的相关酶系都已得到
证实并进行了系统的研究 ,从而使得黄酮类化合物生物合成
途径已成为植物体中研究得最为深入的代谢途径之一 [12 ] 。
来自莽草酸途径的莽草酸通过分枝酸、预苯酸经转氨作用形
成苯丙氨酸 ,从而进入苯丙烷类代谢途径 :苯丙氨酸脱氨后
形成肉桂酸 ,然后羟基化形成对2香豆酸、咖啡酸等酚酸类 ;
酚酸类再与 3 分子的乙酰辅酶 A 缩合 ,形成查耳酮和二苯
乙烯类化合物 ;查耳酮进一步环化成为黄酮类化合物。苯丙
氨酸解氨酸 ( PAL , EC4. 3. 1. 5) 、肉桂酸 42羟化酶 (CA4 H ,
EC1. 14. 13. 11)和 42香豆酸2CoA 联结酶 ( EC6. 2. 1. 12)是此
途径的 3 个关键酶。此外 ,参与此途径的还有甲基转移酶
(OM T)和酚酶。与黄酮类化合物代谢相关的酶是一种膜相
关的多酶体系。所以 ,血竭形成的可能途径是以苯丙氨酸或
酪氨酸为起点 ,经过多次酶促反应 ,分别合成水杨酸、查耳
酮、多聚查耳酮、黄烷类、高异黄烷类、色原酮类、黄酮类、简
单酚类、茋类等血竭成分 (可能的合成途径见图 1) [13 ,14 ] 。
　　龙血竭的国家标准是以龙血素 b 为质量控制指标 ,一些
药理研究也证明龙血竭素 a 和 b 是血竭的重要药理活性成
分 [15 ] 。与龙血素 a 的形成相比 ,龙血素 b 在药材中的量普
遍偏低。所以 ,对龙血素 b 形成途径的研究就具有特别重要
的意义。和龙血素 a 相比 ,龙血素 b 在 2′位多了一个甲氧
基 ,这个甲氧基的形成应该是 2 ,4 ,4′2三羟基二氢查耳酮被
羟基化 ,然后再甲基化。所以 ,与龙血素 b 密切相关的的酶
主要有 2 类 :2 ,4 ,4′2三羟基二氢查耳酮 P450 氧化酶和甲基
转移酶。
细胞色素 P450 氧化酶是一类以还原态与 CO 结合后在
波长 450 nm 处有吸收峰的含血红色素铁硫蛋白的多功能氧
化酶 ,其催化作用的特点是在底物分子中加入一个氧原子。
植物细胞色素 P450 氧化酶具有广泛的催化合成 ,可以催化
许多具有防御功能的次生代谢产物合成。在苯丙烷衍生物
次生物质的生物合成中 ,已报道的由 P450 酶催化的反应超
过 16 个。如在苯丙烷类化合物的代谢途径中 ,反式2肉桂酸
转化为对2香豆酸的作用是由肉桂酸242羟化酶 (cinnamate242
hydroxylase , C4 H) 催化的 ,这是植物中第一个被鉴定的
P450 酶。黄酮类化合物的羟基化大多数都是由 P450 酶催
化的 [16～18 ] 。
黄酮类化合物的甲基化可以减少酚羟基的化学活性 ,增
加其抗微生物的活性 [19 ] 。血竭中的许多成分都是甲基化产
物 ,这些甲基化产物是由甲基转移酶 (OM Ts , EC 2. 1. 1) 催
化形成的 ,甲基转移酶以 S2腺苷2L2甲硫氨酸为通用的甲基
供体甲基化羟基基团 [18 ] 。
4 　血竭形成的人工调控
管康林等 [20 ]最先进行了植物激素诱导龙血竭形成的实
验。发现 10 %乙烯利、0. 5 %～1 %的 2 ,42D、2 %的硫酸铜均
具有一定的诱导产脂效果。王兴红等 [5 ] 最先利用镰孢霉诱
导血竭的形成 ,后来又发现接种串珠镰孢霉可以使血竭量增
加 3～4 倍。目前为止 ,很多报道都认为镰孢霉是诱导血竭
形成最有效的菌株。镰孢霉是一类以产生赤霉素而著名的
植物病原菌 ,但笔者对镰孢霉进行分析 ,未发现有赤霉素的
产生 ,只发现一株菌株有少量的生长素产生。这说明赤霉素
和生长素不是镰孢霉诱导血竭形成的因子。郑庆安 [13 ]通过
对龙血竭的分析 ,也未发现龙血竭中含有茉莉酸甲酯和水杨
酸甲酯 ,这说明血竭的形成与常见的茉莉酸甲酯和水杨酸甲
酯诱导抗性的代谢途径不同。镰孢霉的菌丝体对血竭的形
成有明显的诱导效果 ,且灭菌不影响菌丝体的诱导活性。在
其他植物的诱导抗性研究报道中 ,发现菌丝体中的有效诱导
·附 6 ·　　　　　　中草药 　Chinese Traditional and Herbal Drugs 　第 41 卷第 4 期 2010 年 4 月 　　　　　　　　
图 1 　龙血竭中各成分可能的生物合成途径
Fig. 1 　Potential biosynthesis pathway of various compounds in Dragon′s blood resin
　　　　　　　　中草药 　Chinese Traditional and Herbal Drugs 　第 41 卷第 4 期 2010 年 4 月 　　　　　　·附 7 ·
子为多糖类物质 ,镰孢霉菌丝体中的多糖可能是诱导血竭形
成的诱导子。
杨本鹏等 [10 ]利用海南龙血树无菌组培苗进行研究 ,仅
发现在含有 62BA 的培养基上产生鲜艳的红色物质 ,且颜色
深浅与 62BA 的浓度无关 ,说明 62BA 能诱导龙血树无菌组
培苗产生血竭 ,且诱导的效果与供试范围内的剂量大小无
关 ;血竭的形成可能与组培苗的木栓化程度有关 ,木栓化程
度越高 ,越容易诱导血竭的形成 ;同时在组培苗的基部造成
伤口也是血竭形成所必须的。这一现象与在树体上的木质
部受伤才能形成血竭的现象是一致的 ;实验还发现诱导的效
果与光照强度呈正相关。
血竭中的成分主要是苯丙烷类代谢途径形成的化合物。
苯丙烷类代谢酶系是诱导酶 ,几乎所有的真菌都能刺激苯丙
烷途径。光、机械伤害、外源植物激素、悬浮培养细胞稀释、
病原菌感染和毒素处理都能诱导苯丙氨酸解氨酶活性增加。
加入前体化合物 ,可以消除关键酶的阻碍或阻断内源性中间
体的分隔或有效贮存 ,大大提高次生代谢产物和黄酮类化合
物的产量。
通过植物次生代谢基因工程技术 ,转入某些关键酶的基
因或其反义基团对植物次生代谢途径的遗传特性进行改造 ,
也有望提高龙血树的血竭产量。
5 　结语
对血竭形成机制的研究是认识龙血树的抗性反应本质
和规律的基础 ,也是发展龙血树生产血竭的要求。血竭的形
成是龙血树一种特殊的抗性生理反应 ,遵从一般的植物抗性
反应规律 ,但又有其明显的特殊之处 ,有不同于其他植物的
化合物组成 ,很多细节有待于人们进行更深入的了解。虽然
诱导血竭产量的技术已有较大的进步 ,但如何提高血竭中的
控制性成分龙血素 b 的量尚无明确的方法 ,还需要进一步深
入的研究 ,这也是龙血竭产业发展很现实紧迫的需要。
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葛根芩连汤的现代研究进展
陈丽红1 ,2 ,唐于平1 ,王 　强3
①
(11 南京中医药大学 江苏省方剂研究重点实验室 ,江苏 南京 　210046 ; 21 南京中医药大学药学院 ,
江苏 南京 　210046 ; 31 中国药科大学 中药分析教研室 ,江苏 南京 　210009)
摘 　要 :葛根芩连汤为医圣张仲景的名方之一 ,由葛根、黄芩、黄连与炙甘草 4 味中药组成。此方广泛用于治疗菌
痢、肠伤寒等各科疾患 ,疗效显著。近年来对其药效物质及其分析方法、药理作用和配伍机制等进行了广泛的实验
研究 ,就近 10 年来葛根芩连汤的研究进展进行综述 ,为探索方药现代研究思路与方法提供实践经验与积累。
关键词 :葛根芩连汤 ;质量控制 ;配伍规律
中图分类号 :R284 ;R28312 ;R285 　　　文献标识码 :A 　　　文章编号 :025322670 (2010) 042附 8205
·附 8 ·　　　　　　中草药 　Chinese Traditional and Herbal Drugs 　第 41 卷第 4 期 2010 年 4 月 　　　　　　　　
①收稿日期 :2009210210　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
基金项目 :国家自然科学基金项目 (30901995)
作者简介 :陈丽红 (1975 —) ,女 ,浙江台州人 ,博士 ,主要从事中药及复方效应物质基础方面的研究。
Tel : (025) 85811133 　E2mail :clh_helen @163. com