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Studies on mature structures and distribution of active constituent of Pogostemon cablin

广藿香药用部位成熟结构及有效成分分布研究



全 文 :产生蓝色沉淀 ,一种不可溶的 5, 5′-二溴 , 4, 4′-二氯
靛蓝染料。这种染料不是 GUS直接作用的结果 ,而
是 GU S水解 X-Gluc产生无色吲哚衍生物发生氧
化二聚作用形成。只有在有 GU S基因表达的植物
组织中 ,才有阳性反应。本试验通过对生长 5个月的
抗性植株进行 GU S基因表达活性检测 ,可以初步
说明 GU S基因导入情况。
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广藿香药用部位成熟结构及有效成分分布研究
冯承浩 ,姚 辉 ,吴 鸿* ,赵 晟 ,孙同兴⒇
(华南农业大学生命科学学院 药用植物研究中心 ,广东 广州 510642)
摘 要: 目的 揭示广藿香根、茎和叶的成熟结构及挥发油在其内的分布部位 ,为合理的评价和采收该药用植物提
供科学的理论依据。方法 石蜡切片法、半薄切片法、组织化学法。结果 在根的成熟结构中 ,挥发油主要分布在木
薄壁组织细胞中 ;在茎中 ,主要分布在皮层和韧皮部薄壁细胞中 ;在叶中 ,主要分布在叶肉组织和叶脉的韧皮部薄
壁细胞中。 结论 广藿香全草均含挥发油 ;另外 ,根内木质部的粗度、茎皮和叶片的厚度可作为评价广藿香品种优
良的 3个指标。
关键词: 广藿香 ;成熟结构 ;有效成分
中图分类号: R282. 710. 3   文献标识码: A   文章编号: 0253 2670( 2003) 02 0174 03
Studies on mature structures and distribution of active constituent of Pogostemon cablin
FEN G Cheng-hao, YAO Hui , WU Hong , ZHAO Sheng, SUN Tong-xing
( Resea rch Center o f Medicina l Plant Development, Co llege o f Life Science,
South China Ag ricultura l Univ ersity, Guang zhou 510642, China)
Abstract: Object  To find out the mature medical pa rt structures and the distribution o f essential oi l
o f Pogostemon cabl in ( Blanco ) Benth. and provide thoretical basis fo r reasonably evaluating and ha rv esting
this medicinal plant. Methods  Pa raf fin method, semi-thin sectioning , histochemical method w ere used.
Results  In the mature st ructures o f P. cablin the essential oil w as mainly sto red in xylem parenchyma cells
in roo t, in phloem and co rtex parenchyma cel ls in stem, and in tissue cells and phloem parenchyma cells in
leaf. Conclusion  The who le herb o f P . cabl in contains essential oil. The thickness o f roo t x y lem , the
stem skin and mesophyll tissue may be used as three indexes to evalua te P. cabl in.
Key words: Pogostemon cablin ( Blanco) Benth; mature st ructure; activ e consti tuent
  广藿香 Pogostemon cablin ( Blanco. ) Benth.
为唇形科刺蕊草属植物 ,是常用的芳香化湿中药 ,传
统以其地上部分入药 ,有效成分为挥发油 [ 1] ,有芳香
化湿、开胃止呕、发表解暑之功效 ,是著名成药“藿香
正气丸 (水 )” 的“君”药。被历代医家视为暑湿时令
之要药 ,在临床上应用广泛。 广藿香原产菲律宾 [2 ] ,
·174· 中草药  Chinese T raditional and Herbal Drug s 第 34卷第 2期 2003年 2月
⒇收稿日期: 2002-09-11基金项目:广东省中医药管理局基金项目 ( F01032) ;广东省科技攻关项目 ( C20147)作者简介:冯承浩 ( 1973- ) ,男 ,山东省泰安市人 ,华南农业大学在读硕士研究生 ,主要从事药用植物方面的研究。
Tel: ( 020) 85280193  E-mai l: fchenghao@ 163. com
* 通讯作者
宋朝时引入我国 ,在岭南一带引种成功 ,且普遍种
植 ,故有南药之称 ,且是著名的“十大南药”之一。其
中尤以广州和高要产者为优 [3 ]。 以前的学者 [4 ]曾在
广藿香的临床应用、药理作用、剂型和挥发油的成分
分析 [ 3 ]等方面作了大量的研究工作 ,但未见对药用
部位结构及其与有效成分分布关系的研究报道。为
揭示其有效成分在药用部位中的分布情况 ,本实验
对广藿香根、茎、叶的结构及其有效成分的分布特点
进行了系统研究。 旨在为南药广藿香的质量鉴定和
采收加工提供科学的理论依据。
1 材料和方法
1. 1 组织学:材料于 2001年 8月 28日取自广东省高
要市莲塘镇西坑村 ,经广东药学院罗集鹏教授鉴定为
正品。 分割后于 FAA中固定 ,系列酒精脱水 ,二甲苯
透明 ,石蜡法制片 ,切片厚度 6~ 10μm, 用苏木精及
番红、固绿染色 , LEICA DMLB显微镜观察并照相。
1. 2 组织化学:材料为引种至校园内栽培的广藿香
植株 ,取根、茎、叶发育成熟部位 ,分割成 1 mm3左右
小块 ,迅速固定于 0. 2 mol /L磷酸缓冲液 ( p H7. 0)
配制的 5% 戊二醛中 ,在 4℃固定 4 h, 磷酸缓冲液
冲洗 3次 ,再用 1%锇酸 4℃条件下固定 ,过夜后用
去离子水冲洗 ,系列 酒精脱水 , LEICA HIS-
TORESIN树脂渗透 ,包埋 , LEICA RM2155切片
机切片 ,厚度 2~ 3μm。苏丹黑 B染色 ,显示挥发油
滴分布 [5 ] ,染色步骤与胡适宜的相同 [6 ] ,但染色时间
有所改变 ,根的材料染色 30 min、 茎的染色 1 h、叶
的染色 45 min, LEICA DMLB显微镜观察并照相。
2 结果
广藿香成熟的根、茎、叶中均含有挥发油 ,但挥发油
在不同器官或同一器官的不同组织中的分布均有差异。
2. 1 根: 广藿香根的成熟结构由表皮、皮层和中柱
3部分构成。 表皮由一层细胞组成 ,体积较大 ,排列
紧密 ,但表面不规则 ,高低不平 ;皮层由 5~ 8层薄壁
细胞组成 ,细胞近砖形 ,排列紧密 ;中柱由中柱鞘、韧
皮部、木质部和髓组成。中柱鞘内对称分布着 4束初
生韧皮纤维 ,韧皮部细胞体积较小 ,排列紧密 ,形状
不规则 ;木质部导管口径较大 ,成辐射状排列 ,与木
薄壁细胞相间分布 ;中间为几列排列紧密、近圆形的
薄壁细胞 ,组成髓部 (图 1-1)。
从经苏丹黑 B染色的根横切面观察 ,中柱鞘以
外部分所含挥发油滴极少 ,中柱鞘和韧皮部部分含
许多小油滴 (图 1-2) , 木质部中 ,挥发油只存在于
木薄壁组织细胞中 ,每个细胞均含有 1~ 5个体积较
大的挥发油滴 (图 1-3)。
2. 2 茎:广藿香茎横切面由外到里可分为表皮、厚
角组织区 (环 )、皮层、维管组织区和髓部。表皮由 1
层近方形、小而排列紧密的细胞组成 ,排列较整齐 ,
外被角质层 ,着生有腺毛和非腺毛两种表皮毛 ,腺毛
头部圆形 ,由 1~ 2个细胞组成 ,柄由 1~ 4个细胞组
成 ,非腺毛头部渐尖 ,由 1~ 5个细胞组成 ,部分非腺
毛细胞间连接处膨大成“节” ;表皮下为 4~ 6层厚角
组织细胞 ,形状不规则 ,于四棱处发达 ;皮层由数层
薄壁组织细胞组成 ,内含叶绿体 ,其间零星分布有油
细胞 ;韧皮纤维成束 ,断续排列成环 ;韧皮部狭窄 ;形
成层可见 ;木质部于四棱处发达 ,由导管、木薄壁细
胞及木纤维组成 (图 1-4) ;维管区域以内的部分为
髓部 ,占茎横切面的较大比例 ,均为大型薄壁组织细
胞 ,生长期间储有大量水分 ,并含有针状或片状草酸
钙结晶。
广藿香的挥发油在茎中的相对含量较少 ,从茎
的横切面上看 ,仅在皮层和韧皮部薄壁细胞中分布
有被染成黑色的圆形小油滴 (图 1-5) (注: 位于厚
角组织区、皮层和维管区域的大量体积较大、形状不
规则、着色较浅者为叶绿体 ) ,在韧皮部薄壁细胞中 ,
紧贴于细胞壁上的油滴成串珠状 (图 1-5)。
2. 3 叶: 广藿香的叶片由上、下表皮 ,叶肉组织和维
管束组成。上表皮由一层排列紧密、形状不规则的细
胞组成 ,密被腺毛和非腺毛两种表皮毛 ,有少量气孔
器分布 ;下表皮密被表皮毛 ,分布着大量的气孔器 ,
气孔器呈突起状 ,有很大的气孔下室 ,致使整个下表
皮细胞成波状排列。 叶肉由 1层栅栏组织和数层海
绵组织组成 ,两种组织中均含有大量的叶绿体 ,栅栏
组织排列整齐、致密 ,约占叶片厚度的 1 /3,海绵组
织排列疏松 ,有很大的细胞间隙 (图 1-6) ; 叶脉的
内部结构随脉的大小而有所不同。 主脉或大的侧脉
含有 1~ 2个维管束 ,其中木质部位于上方 ,韧皮部
位于下方 ,木质部与韧皮部之间存有形成层 ,维管束
的周围是多层薄壁细胞。
在叶中 ,由于富含叶绿体 ,加之叶绿体着色 ,所
以易与挥发油滴混淆。 但仔细观察 ,两者具明显差
异。 叶绿体形状不规则 ,着色较浅 ,且隐约可见其内
部有结构区的划分 ;而挥发油滴着色较深且均匀 ,通
体不透明 ,形状为圆形。 在叶肉横切面上 ,挥发油滴
比较多而且体积较大 ,在栅栏组织中比在海绵组织
中稍密集 (图 1-7, 8) ; 在叶脉中 ,木质部和薄壁组
织细胞中所含挥发油滴极少 (图 1-9) ,韧皮部中有
大量挥发油滴分布 ,从侧脉纵切面观察非常清楚
(图 1-8)。
·175·中草药  Chinese T raditional and Herbal Drug s 第 34卷第 2期 2003年 2月
Pf-韧皮纤维 V og-挥发油滴  Oc-油细胞  Sa-气孔器  Cl-
叶绿体  1-示根结构  2-示根内挥发油滴的分布情况  3-示
木薄壁细胞中的挥发油滴的分布情况  4-示茎内结构  5-示
茎内挥发油滴的分布情况 ;  6-示叶片中结构  7-示叶片中挥
发油滴分布情况  8-示支脉中挥发油滴的分布  9-示主脉中
挥发油滴的分布
Pf-ph loem fiber  Vog-volati le oil gut tula  Oc-oi l cell  Sa-
stomatol apparatus  Cl-chloroph yll  1-sh ow ing th e st ructure
of roo t;  2-show ing th e dis t ribution of volati le oi l gut tula in
root;  3-sh owing the dist ribu tion of volati le oil gut tula in
xylem parenchyma cell s;  4-sh owing the s tructure of s tem; 
5-show ing the dist ribut ion of volati le oil gu t tula in s tem;  6-
show ing the st ructu re of leaf;  7-sh ow ing th e dis t ribution of
v olatil e oil gut tula in leaf;   8-sh ow ing th e dist ribu tion of
v olatil e oil gut tula in venula;  9-sh owing the dist ribu tion of
v olatil e oi l g ut tula in primary v ein.
图 1 广藿香根、茎、叶成熟结构及挥发油滴的分布
Fig. 1 Mature structures of root, stem, leaf and dis-
tribution of volat ile oil guttula of P . cablin
3 结论和讨论
挥发油为一种类脂性混合物 ,苏丹黑 B能使脂
类化合物染成黑色 [5 ] ,经这种染色剂处理后 ,在光镜
下观察到的被染成黑色的圆形颗粒即为挥发油滴。
作者曾试图利用广藿香活体材料进行组化反应 ,但
由于广藿香植物体中挥发油含量相对较少 ,如时间
太短 ,反应不明显 ;时间稍长 ,油滴则会随细胞液的
运动而漂移。 而且 ,苏丹类染色剂还可使油滴聚
合 [7 ]。因此 ,活体材料染色很难准确定位挥发油的分
布情况。 Witztum和 Zamski ( 1969)指出经戊二醛 -
锇酸固定的材料所保存的油滴最接近于生活细胞中
的情况 [7 ]。在本研究中我们使用了戊二醛 -锇酸双固
定材料 ,因此观察结果能够反映挥发油在根、茎和叶
中分布的真实情况。
从经苏丹黑 B染色的半薄切片中可以观察到 ,
在根中 ,挥发油主要分布在木薄壁组织细胞中 ,在茎
中 ,挥发油主要分布在韧皮部和皮层中 ;在叶中 ,挥
发油主要分布在叶肉组织和叶脉韧皮部中。 这 3种
组织均为生活薄壁组织 ,由此可以启示我们 ,在评价
和选育广藿香的优良品种时 ,可以把根内木质部的
粗细、茎皮和叶片的厚薄作为 3个重要的指标。
从组化反应结果中可看到 ,根、茎、叶中均有挥
发油的分布。由此可见 ,传统的只取地上部分的采收
方式不尽合理 ,既耗费工时 ,又浪费了资源 ,所以应
当予以改进。同时可以观察到 ,在叶内 ,挥发油滴密
集且体积较大 ,根内次之 ,茎内挥发油滴最小 ,而且
仅局限在占茎比例小的皮层和韧皮部中。因此 ,挥发
油在叶内的相对含量最高 ,根内次之 ,茎内最低。 罗
集鹏等 [3, 8 ]也曾报道广藿香根含油率为 0. 2% , 茎含
油率约为 0. 1% , 叶含油率约为 0. 4% ,所以我们的
结论与前人的是相符的。正因如此 ,广藿香的叶应是
药用的重点部位 ,叶片的多少也可作为评价广藿香
药材的一个重要指标。
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