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Microscopical study of original plant of Chinese drug "Dragon‘s Blood" Dracaena cochinchinensis and distribution and constituents detection of its resin

中药龙血竭原植物剑叶龙血树的形态组织学研究及所含树脂的分布和成分检测



全 文 :中药龙血竭原植物剑叶龙血树的形态组织学研究
及所含树脂的分布和成分检测
樊兰兰1,屠鹏飞1,何鉴星2,陈虎彪1,3,蔡少青1
(1.北京大学 药学院 天然药物学系,北京 100083;
2.中国科学院 遗传与发育生物学研究所,北京 100101;3.香港浸会大学 中医药学院,香港)
[摘要] 目的:对剑叶龙血树进行系统的组织学研究及所含树脂的分布和成分检测研究,为进一步研究剑叶
龙血树树脂形成的成因和机理提供参考依据。方法:采用彩色显微照相技术对剑叶龙血树含树脂茎和无树脂茎,
以及根、茎皮、叶进行系统的组织学研究;同时用高效液相色谱仪将含树脂茎和无树脂茎的指纹图谱进行了比较。
结果:阐明了含树脂茎的纵切结构以及叶的表面观特征;除了茎木质部导管和纤维中有树脂外,发现剑叶龙血树受
到损伤之后在茎皮层薄壁细胞、根的髓部和木质部亦有树脂的分布;含树脂茎和无树脂茎的指纹图谱显示剑叶龙
血树茎在形成树脂后的化学成分中出现了较多的黄酮类、

类成分。结论:剑叶龙血树无分泌组织出现,树脂出现
在非分泌细胞中,其树脂形成的机制需要进一步研究。
[关键词] 剑叶龙血树;形态组织学;树脂;指纹图谱
[中图分类号]R282.5,R284.1 [文献标识码]A [文章编号]10015302(2008)10111205
[收稿日期] 20071228
[基金项目] 国家发展与改革委员会中药材生产扶持项目[发
改运行(2003)2351号]
[通讯作者] 陈虎彪,Tel:(852)34112060,Email:hbchen@hkbu.
edu.hk;蔡少青,Tel:(010)82801693,Email:sqcai@bjmu.edu.cn
  血竭又名麒麟竭,始载于南朝刘宋的《雷公炮
炙论》[1,2],在我国作为中药使用已有1500余年的
历史。血竭具有活血散瘀、止痛、止血、生肌敛疮等
功效,内服主治瘀血、肿痛、经闭、痛经,外用主治外
伤出血、溃疡不敛、痔漏肿痛[3]。过去市售的血竭
主要依靠从香港、印度尼西亚、马来西亚进口,为棕
榈科植物麒麟竭 DaemonoropsdracoBl.的果实渗出
的树脂的加工品[4],而一度从非洲进口的血竭为百
合科植物龙血树DracaenadracoL.的树脂[4]。为了
解决资源问题,我国云南热带植物研究所的著名植
物学家蔡希陶教授自1971年起开展进口南药的资
源和代用品的研究工作,并于1972年在滇南的孟连
等地找到了丰富的国产血竭资源植物,即百合科植
物剑叶龙血树 Dcochinchinensis(Lour.)S.C.
Chen[5]。国产血竭又称龙血竭,是从剑叶龙血树的
含脂木材经提取得到的树脂,主要产地为广西和云
南南部[5]。经研究表明,广西产龙血竭与来源于棕
榈科的皇冠牌血竭在药理和临床功效上基本一
致[6,7]。国产血竭于1974年被收载入《云南省药品
标准》,1991年又由广西自治区药材公司申报获得
国家一类新药(中药材),名广西血竭。我国于1997
年公布了国产血竭胶囊质量标准,1999年将广西血
竭更名为龙血竭,并公布了龙血竭药材国家标准,
WS3082(Z016)99(Z)。
剑叶龙血树在叶基部和茎、枝受伤处常溢出少量
的红棕色汁液,后来人们发现人工割伤也可以促进树
脂的积累[5]。江东福等证实剑叶龙血树树脂的形成
与真菌有关,当用特异性真菌接种活体龙血树时会激
活其自身的防御反应而产生含植物防卫素的树
脂[8,9]。前人[1012]对剑叶龙血树的植物形态、药材性
状、形态解剖学和理化特征等进行了研究,为剑叶龙
血树的生药学鉴定提供了一定的依据,但未见对树脂
在植物体内的存在部位及树脂的形成机制的报道。
本研究为了探索剑叶龙血树树脂形成的成因和物质
基础,对剑叶龙血树中树脂的存在部位进行了显微观
察,并比较了含树脂茎和无树脂茎的化学指纹谱。
1 材料与方法
1.1 材料
剑叶龙血树样品采自广西崇左县、靖西县、左江
石景林公园,采集时间为2004年6月,共8份样品,
编号分别为 CZ062001Y,CZ062002Y,CZ062003Y,
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CZ062004Y,CZ062005Y,CZ062006Y,JX062207Y,
SJL062002Y(CZ为崇左,JX为靖西,SJL为石景林公
园,Y为野生),经当地人判断生长年限均大于等于
10年。经北京大学药学院陈虎彪教授鉴定为百合
科植物剑叶龙血树D.cochinchinensis,凭证标本保存
在北京大学药学院生药标本室。
显微研究:AMERICANOPTICALCORPMICRO
TOMEMODEL860滑走切片机、OLYMPUSBX50
显微镜、OLYMPUSPM20自动摄影装置。苏丹Ⅲ试
液、浓硫酸间苯三酚试液、稀甘油、水合氯醛、硝铬
酸试液、浓硫酸、锇酸试液。
指纹谱研究:Agilent1100高效液相色谱仪
(G1311A泵、柱温箱、G1316A紫外检测器、Chemsta
tion色谱工站),SartoriusBP211D分析天平。乙腈
(美国MERCK公司,色谱纯),甲酸(北京益利精细
化学品有限公司,分析纯),试验用水(杭州娃哈哈
集团有限公司,娃哈哈纯净水)。
1.2 方法
1.2.1 显微研究 茎取材于全部样品的内皮层以
内部分;茎皮取材全部样品的茎中部;叶取材于全部
样品的叶;根取材部位为CZ062001Y,JX062207Y的
须根。研究工作在材料采集后的1个月内完成。
1.2.2 指纹谱研究 色谱条件:AgelaASBC18柱
(46mm×150mm,5μm),北京艾杰尔科技有限公
司;流动相为A乙腈和B0008%甲酸梯度洗脱(0~
70min,23%~46% A;70~90min,46%~70% A),流
速15mL·min-1,检测波长280nm,柱温40℃。理论
塔板数均>104,对称因子095~105。
使用样品编号SJL062002Y的含树脂茎和无树脂
茎。样品提取方法为精密称取样品粉末05g(过40
目筛),精确加入90%甲醇溶液50mL,超声提取40
min。过滤,滤液浓缩至干,精确加入10mL甲醇溶液
溶解残渣,045μm微孔滤膜过滤,进样量20μL。
2 结果
2.1 无树脂茎
2.1.1 横切面 茎基本组织薄壁细胞排列紧密,类
方形或类圆形,细胞壁不均匀增厚,木化。其中散在
多数有限周木维管束。维管束呈椭圆形或类圆形,
径向排列,维管束鞘多为1列椭圆形或类长方形薄
壁细胞排列而成;木质部导管和纤维类圆形或多角
形;韧皮部薄壁细胞小,3~5个,壁稍厚[1012];在木
质部部分薄壁细胞中可见草酸钙针晶束,其长径走
向与导管走向相同(图1)。
2.1.2 粉末 薄壁细胞碎片多见,细胞类方形、类三
角形,壁木化增厚,部分呈念珠状增厚。木纤维和导
管成束或单个存在,木纤维壁木化,明显增厚,纹孔多
数,单斜缝状,有分隔纤维存在。纤维长2050~2800
μm,直径15~55μm,壁厚20~15μm。导管木化增
厚,以网纹导管、梯纹导管、螺纹导管较多见。网纹导
管分子长110~245μm,直径25~80μm,壁厚3~75
μm。梯纹导管分子长80~255μm,直径 175~575
μm,壁厚20~50μm。螺纹导管直径175~325
μm,壁厚约25μm。散在大量的草酸钙针晶,长约
45~90μm(图1)。
2.2 含树脂茎
2.2.1 横切面 木质部导管和纤维内充满棕黄至
棕红色树脂。在维管束周围薄壁细胞中可见红棕色
的树脂团块,这一点与文献报道一致[10](图1)。未
见任何分泌组织出现。
2.2.2 切向切面 薄壁细胞呈类圆形、类方形、类长
方形,壁稍增厚,有的成不规则连珠状。纹孔可见,类
圆形。部分薄壁细胞中可见红棕色树脂,胞间隙亦可
见树脂。导管和纤维中充满棕黄至棕红色树脂。导管
主要为网纹导管,纹孔细长,密集,有的呈角叉状。纤
维纹孔口斜缝状,较少。维管束周围薄壁细胞中含有
草酸钙针晶束,其长径走向与导管走向相同(图1)。
2.3 茎皮横切面
表皮细胞类方形,较小,排列紧密。外被角质
层。表皮下为周皮,细胞3~5层,木栓化并微木化。
越靠近根部周皮细胞层数越多。皮层细胞25~30
层,常皱缩。靠近中柱的薄壁细胞中含有大量细小
的树脂颗粒,直径小于40μm,桔黄色、浅黄色至无
色,经苏丹Ⅲ试液染色后呈桔红色或红色,锇酸试液
染色不变色。部分细胞中可见草酸钙针晶束。皮层
细胞壁增厚,栓化并木化(图2)。
2.4 叶
2.4.1 叶片横切面 上、下表皮细胞排列紧密,类
方形,均外被厚的角质层。气孔稍下陷。表皮下有
多数纤维束,木化或微木化。叶肉中散在木化的纤
维束。中脉部位上表面平坦,下表面突出;维管束外
韧型,散生,越往叶基部维管束数目越多,8~65个;
韧皮部外侧有纤维束,纤维木化增厚;维管束被维管
束鞘包围,细胞木化,稍厚。薄壁组织中可见草酸钙
针晶束[12](图2)。叶肉组织中未见树脂存在。
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图1 剑叶龙血树茎的显微构造
  A1,A2.无树脂茎;B.过渡区域;C.含树脂茎;D.含树脂茎纵切;E.粉末;1.薄壁细胞;2.维管束鞘;3.木质部;4.韧皮部;5.草酸钙针晶束;
6.含树脂薄壁细胞;7.表皮细胞;8.根被;9.皮层;10.内皮层;11.髓部;12.树脂颗粒;13.角质层;14.上表皮细胞;15.栅栏组织;16.纤维;17.下
表皮细胞;18.气孔;19.维管束;20.周皮;21.螺纹导管;22.梯纹导管;23.网纹导管
2.4.2 叶表面观 叶片上下表皮细胞类长方形、类
纺锤形,垂周壁平直。气孔上表面较少,下表面较
多,气孔轴向与平行脉平行[13](图2)。
2.5 根横切面
最外侧为3~5层棕色的根被细胞,壁稍厚,木
栓化并木化。皮层薄壁细胞12~16层,多角形、类
方形,栓化并木化。部分细胞中可见草酸钙针晶束。
内皮层细胞呈马蹄形增厚,外平周壁不加厚或稍加
厚。中柱鞘细胞木化增厚。维管束为辐射型维管
束,初生木质部20~24个[12]。木质部导管均木化
增厚,大型导管中含有黄色至黄棕色树脂,经苏丹Ⅲ
试液染色后颜色加深,锇酸试液染色不变色。髓部
薄壁细胞木化增厚,可见草酸钙针晶束,部分细胞中
含有红色的树脂(图2)。
2.6 剑叶龙血树HPLC指纹图谱
已有报道表明剑叶龙血树树脂主要含有黄酮及
酚类成分,根据结构大致可分为查耳酮、二氢查耳
酮、黄酮、黄烷、多聚黄酮及酚类;并且总黄酮是广西
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图2 剑叶龙血树叶、根、茎皮的显微构造
F1,F4.叶片横切面;F2.叶上表皮;F3.叶下表皮;G.根;H.茎皮;1.薄壁细胞;2.维管束鞘;3.木质部;4.韧皮部;5.草酸钙针晶束;6.含
树脂薄壁细胞;7.表皮细胞;8.根被;9.皮层;10.内皮层;11.髓部;12.树脂颗粒;13.角质层;14.上表皮细胞;15.栅栏组织;16.纤维;17.
下表皮细胞;18.气孔;19.维管束;20.周皮;21.螺纹导管;22.梯纹导管;23.网纹导管
血竭活血化瘀的主要有效部分,

类成分也是树脂
中的主要成分之一。
前文已经从显微结构上揭示了含树脂茎和无树
脂茎的差异,为了从化学成分上找出两者的异同,本
研究测定了剑叶龙血树的指纹图谱,发现含树脂茎
比无树脂茎(几乎无色谱峰出现)多出现了约20个
色谱峰,并指认了其中的主要色谱峰。结果表明在
受刺激后产生的树脂的剑叶龙血树茎中含有大量无
树脂茎中未检测到的成分,包括黄酮类特征成分,如
7,4′二羟基黄酮、龙血素A和龙血素B以及

类成
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分,如白藜芦醇和紫檀

(图3)。
图3 剑叶龙血树含树脂茎和无树脂茎指纹图谱
A.含树脂茎;B.无树脂茎;1.白藜芦醇;2.7,4′二羟基黄酮;
3.龙血素A;4.龙血素B;5.紫檀

;峰1和峰5的峰高达200mAu
3 小结
本实验采用彩色显微照相技术对剑叶龙血树进
行了较为系统全面的组织学研究,包括无树脂茎和
含树脂茎,同时将两者的化学指纹图谱进行了对比。
首次报道含树脂茎的纵切结构以及叶的表面
观,并观察到在受到损伤后的剑叶龙血树茎次生构
造中,树脂主要存在于木质部中和维管束周围的薄
壁细胞中;在茎皮层薄壁细胞中亦含有桔黄色的树
脂颗粒;在受到损伤后的根的髓部和木质部中也有
树脂的存在。
指纹谱检测发现,受刺激后产生树脂的剑叶龙
血树茎中检测到在无树脂茎中未检测到的多种黄酮
类和

类成分等物质。
综上所述,剑叶龙血树中未见任何分泌组织,茎
或根在受到损伤之后,木质部中和维管束周围的薄
壁细胞中、茎皮层薄壁细胞中、根的髓部和木质部中
却出现了树脂。这一点与同是树脂类生药的安息香
的原植物———安息香树不同,后者在未受伤时,树干
中无分泌组织也无树脂形成,但在受到创伤之后由
其附近紧挨形成层的次生木质部薄壁细胞经裂、溶
生方式形成“创伤树脂道”分泌树脂[14]。剑叶龙血
树形成树脂的方式与其不同,树脂形成的机制需要
进一步研究;本实验指出了剑叶龙血树受损伤初期
  
树脂存在的部位,为其形成机制的研究提供了线索。
由于龙血竭在活血散瘀和止血、抗菌方面的确切疗
效[6],近年来,我国对龙血竭进行了大量开发,龙血
竭需求量增长很快。掌握剑叶龙血树树脂形成的机
制对GAP的推广具有重要的实用意义,既可以满足
我国龙血竭的市场需求,又有利于保护剑叶龙血树
的野生资源。因此,剑叶龙血树形成树脂的机制亟
待深入研究阐明。
[参考文献]
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MicroscopicalstudyoforiginalplantofChinesedrug“Dragon'sBlood”
Dracaenacochinchinensisanddistributionandconstituents
detectionofitsresin
FANLanlan1,TUPengfei1,HEJianxing2,CHENHubiao1,3,CAIShaoqing1
(1.SchoolofPharmaceuticalSciences,PekingUniversityHealthScienceCenter,Beijing100083,China;
2.InstituteofGeneticsandDevelopmentalBiology,ChineseAcademyofSciences,China;
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3.SchoolofChineseMedicine,HongKongBaptistUniversity,HongKong,China)
[Abstract] Objective:TostudytheanatomyofDracaenacochinchinensissystematicaly,andfindoutthedistributionandde
tecttheconstituentsofitsresin,inordertoprovidesubstantialfoundationfortheformationmechanismofitsredresin.Method:The
microscopicstructuresofD.cochinchinensisweresystematicalyobservedbyusingcolormicrographics,includingstemwithandwithout
resin,roots,barksandleaves.TheHPLCfingerprintsofthestemwithandwithoutresinwerecompared.Result:Characteristicsofthe
tangenticallongitudinalsectionofstemwithresinandsurfaceviewofleaveswereelucidated.Besidesxylemvesselsandfibersofthe
stem,itwasfoundthattheredresinalsoexistsinthecortexparenchymacelsofthestemandthemedulaandxylemoftheroot.Ac
cordingtotheHPLCfingerprintanalysisresultofthestemswithandwithoutresin,anumberofflavonesandstilbenoidsweredetected
inthesteminwhichresinappearedafteritwounded.Conclusion:NosecretorytissuetosecreteresinwasfoundinDcochinchinensis,
furtherstudyisneededtoelucidatetheformationmechanismofitsresin.
[Keywords] Dracaenacochinchinensis;anatomy;resin;HPLCfingerprint
[责任编辑 张宁宁]
[收稿日期] 20070417
[基金项目] 农业部948项目(2003T25)
[通讯作者] 蔺海明,Tel:(0931)7631122,Fax:(0931)7631145,E
mail:linhm@gsau.edu.cn
不同定植密度下甘草生长规律的研究
王瑞芳1,蔺海明1,谢建军2,李发江2,安文芝3,祝玲敏3
(1.甘肃农业大学 农学院,甘肃 兰州 730070;
2.武威市石羊河林业总场,甘肃 民勤 733300;3.甘肃农业职业技术学院,甘肃 兰州 730020)
[摘要] 目的:研究甘草在不同定植密度下的生长规律,以期为甘草合理密植提供理论依据。方法:采用单因
素随机区组法。结果:在不同定植密度下,甘草有随密度的增大而株高降低、芦径减小、主根长缩短、主茎分枝数减
小的趋势。甘草根、地上部分及根茎干物质积累均有随定植密度增大而减小的趋势。结论:综合分析得出甘草以
27万株/hm2为适宜定植密度。
[关键词] 甘草;定植密度;生长规律;干物质积累
[中图分类号]S567 [文献标识码]A [文章编号]10015302(2008)10111704
  药用甘草主要来源于豆科甘草属植物甘草Gly
cyrhizinuralensisFisch.,胀果甘草 G.inflateBat.,
光果甘草 G.glabraL.的干燥根及根茎[1]。具有清
热解毒、止咳祛痰、补脾养胃、调和诸药等功效。
目前,我国已完成了野生甘草的人工驯化工
作[2],并对甘草栽培过程中的病虫害防治[3]、适宜
的采收年限、采收期、施肥技术和灌溉定额等做了许
多深入研究,取得了一些可指导甘草生产的研究成
果[4,5]。随着甘草用量的加大,甘草人工栽培技术
开始受到重视[6,7]。但有关定植密度对甘草生长规
律方面的研究报道鲜见。本试验研究了甘草在不同
定植密度下的生长规律,旨在为甘草合理定植栽培
提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 试验地概况
试验设在武威市石羊河林业总场义粮滩分场,
位于巴丹吉林沙漠和腾格里沙漠边缘的民勤县,海
拔1367m,年日照时数3028h,年均气温78℃,1
月均温-90~103℃,7月均温214~239℃,≥
10℃积温2900~3500℃,年均降水115mm,干燥
度4~11,平均相对湿度40~45%,无霜期160d,属
典型的大陆性沙漠气候。土壤为灰棕漠土,土质肥
沃,地势平坦,灌溉条件好。
1.2 试验材料
试验于2005~2006年进行。选用甘草壮苗,要
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