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Dynamics of endogenous hormone in American ginseng seed during morphological after-ripening period and their regulation to embryo development

西洋参种胚形态后熟过程中种子内源激素变化动态及其对种胚发育的调节



全 文 :1-木纤维  2-皮层纤维  3-果皮  4-单细胞非腺毛  5-草酸钙
针晶  6-韧皮分泌细胞  7-茎表皮组织  8-叶表皮 ( a-上表皮 ,
b-下表皮 )  9-薄壁细胞  10-花粉粒  11-环纹导管与纹孔管胞
图 2 茜草藤显微粉末图
图 3 茜草藤的薄层
色谱图
在 254 nm紫外灯下可观察
出 3个黄绿色的斑点 ,而后再
喷以 10%浓硫酸乙醇溶液 ,
在 105℃下烘烤 ,所有斑点显
色清晰 ,见图 3。
2. 4 化学成分定性鉴定
2. 4. 1 取本品粉末 5 g ,加水
50 mL,加热煮沸 30 min,过
滤。加滤液 0. 5 mL于白瓷板
上 ,加 5% FeCl3 试剂 3~ 4
滴 ,溶液由橙黄色变为黄绿
色 ,示有酚类物质存在。
2. 4. 2 取上述试液 2~ 3 mL于试管中 ,用力振荡 5
min,产生大量持久性泡沫 , 10 min内泡沫量不少于
溶液体积的 1 /3,示有皂苷类物质存在。
另取相同滤液于蒸发皿中 ,水浴蒸干。残渣加几
滴冰醋酸使其溶解 ,再加入醋酸酐 -浓硫酸 ( 19∶ 1)
试液几滴 ,溶液变紫红色并渐变为棕黑色 ,进一步证
明有皂苷类物质存在。
2. 4. 3 取本品粉末 5 g ,加 95%乙醇 50 mL,回流
30 min过滤。取滤液 2 mL,向其中加入少许镁粉并
振荡 ,再滴加 5滴浓盐酸 , 1~ 2 min即显紫红色 ,示
有黄酮类物质存在。
3 小结
本研究结果表明 ,茜草藤有明显的生药学特征 ;
化学成分定性鉴定表明 ,茜草藤含有皂苷、黄酮及酚
类物质。薄层色谱具有明显的 7个斑点 ,其中 Rf1=
0. 14, Rf2= 0. 17, Rf3= 0. 22, Rf4= 0. 30, Rf5= 0. 48,
Rf6= 0. 56, Rf7= 0. 71。 1, 4, 7三斑点具有黄绿色荧
光。这些结论为鉴别茜草藤的真伪提供了参考依据。
参考文献:
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测定研究 [ J] . 陕西师大学报 (自然科学版 ) , 1996, 24( 4): 117-
119.
西洋参种胚形态后熟过程中种子内源激素变化动态
及其对种胚发育的调节
赵永华 ,杨世林 ,刘惠卿 ,刘铁城
(中国医学科学院、中国协和医科大学药用植物研究所 ,北京  100094)
摘 要:目的 阐述西洋参种胚形态后熟过程中内源激素与种胚发育的关系。方法 激素测试用 HPLC法 ,外标法
定量 ,激素含量以 ng /g fw表示 ;淀粉酶总活性测定用比色法 ,比色波长为 520 nm。 结果 在西洋参种胚形态后熟
过程中吲哚乙酸 ( IAA )出现两次高峰 ,第一次峰值出现在层积开始后第 80天 ,第二次峰值出现在层积后第 140天 ,
随后很快下降。 赤霉素 ( GA3 )在层积处理开始的第 60天有一个高峰 ,至第 120天以后又开始持续升高。 玉米素
( Z)的变化动态与 GA3相似。 脱落酸 ( ABA )的变化动态与内源 IAA的变化动态相似 ,不同之处是在层积开始后的
前 20 d一直没有检测到 ABA的存在。结论  GA3和 Z是西洋参种子萌发促进因子 ,而不能启动原胚的起始发育。
ABA第一个高峰的出现可能正是引起西洋参种胚起始发育的因子 ,第二个高峰则与种胚的快速发育一致 ,可能起
·159·中草药  Chinese T raditional and Herbal Drug s  2001年第 32卷第 2期
收稿日期: 2000-01-12作者简介:赵永华 ( 1967-) ,男 ,籍贯山东 ,副研究员 ,理学博士。研究方向:中药材规范种植技术研究和基地建立 ;植物源农药和生物肥料的开发 ;濒危植物资源保护。发表论文 10篇 ,论著 3部。
着防止胚胎过早萌发的作用。
关键词: 西洋参 ;种胚后熟 ;内源激素 ;种胚发育
中图分类号: S567   文献标识码: A   文章编号: 0253 2670( 2001) 02 0159 04
Dynamics of endogenous hormone in American ginseng seed during morphological
after-ripening period and their regulation to embryo development
ZHAO Yong-h ua , YAN G Shi-lin, L IU Hui-qing , L IU Tie-cheng
   ( Institute of Medicinal Plant , Chinese Academy o f M edical Sciences and Peking Union Medica l Colleg e, Beijing 100094,
China)
Abstract: Object  To aquire a deeper understanding of the relationship betw een endogenous ho rmone
and embryo development o f the seed of Panax quinquefolius L. Methods  The content of endogenous ho r-
mone was determined by HPLC w ith the use of ex ternal standa rd and expressed in term of ng /g fw . To tal
amylase activi ty w as a ssessed by spect ropho tometry a tλ520 nm. Results  During the af ter-ripening peri-
od of American ginseng embryo , peak concentrations of indo le acetic acid ( IAA) appea red tw ice, one on
the 80th day and the o ther on the 140th day af ter strati fica tion, and declined quickly thereaf ter. Abscisic
acid ( ABA) show ed simi lar dynamics, ex cept that i t w as undetectable during the fi rst 20 d af ter st ra tifica-
tion. gibberellic acid ( GA3 ) and zeatin ( Z) also show ed 2 peaks, w hich appeared on the 60th and 120th
day, respectively. Conclusion  GA3 and Z can promo te germina tion of American ginseng seed, but canno t
ignite the development o f proembryo. Probably the fi rst peak o f ABA was the facto r fo r the igni tion of em-
bryo development , and the second peak runs in coincidence wi th the rapid development of the embryo and
may inhibi t the viv ipa ri ty of American ginseng seed.
Key words: Panax quinquefolius L. ; af ter-ripening o f embryo; endogenous hormone; embryo deve
lopment
  西洋参 Panax quinquefolius L. 做为一种名贵
中药材 ,有广阔的应用前景。目前对西洋参离体培养
技术还未解决移栽问题 ,所以仍以种子繁殖。西洋参
果实成熟时种胚属于不完全类型 ,国内外对种胚滞
育的原因进行了大量研究 [1~ 5, 7, 8 ] ,但进展缓慢。有关
内源激素与西洋参种胚后熟的关系尚未见报道 ,本
文拟通过对西洋参种胚形态后熟过程中内源激素变
化动态的分析 ,阐述内源激素与种胚发育的关系。
1 材料与方法
1. 1 材料
所用材料全部取自北方怀柔西洋参联合开发总
公司所属参场种植的 3年生西洋参果实。 在红果期
取果实样品 ,除去外果皮和中果皮后晾干进行层积
处理。 种子和层积用的砂子均用 400倍液多菌灵消
毒 ,层积时种子∶砂子= 1∶ 3;层积温度为 ( 17± 2)
℃。层积于 1995年 9月 25日开始。 在层积过程中
每隔 20 d取样一次 ,样品用液氮冷冻后贮于低温冰
箱中以备分析 ,同时测定胚率 (种胚长 /胚乳长×
100% )的变化。完成形态后熟的标准我们定为胚率
达到 90%以上。1996~ 1997年度重复进行了 1995~
1996年度的实验。
1. 2 激素的测定
1. 2. 1 激素的提取:精密称取种子鲜样 1. 0 g于研
钵中 ,加 10 mL 80%的冷甲醇 ( 4℃ )和少量石英
砂 ,冰浴中将样品研成匀浆 ,转到 50 mL容量瓶中 ,
再向容量瓶加 20 mL 80%的冷甲醇 ,加塞于超声波
中在 4℃下振荡 4 h,放冰箱过夜 ;第 2天过滤 ,残
渣再加 20 mL 80%的冷甲醇 ,振荡 2 h后过滤 ,合
并两次滤液 ,减压蒸发至 10 mL待分析。
1. 2. 2 激素的测定: 用 HPLC法测定 ,外标法定
量 ,激素含量以 ng /gfw表示。 测定柱: Novapak C18
柱 ( 0. 4 cm× 15 cm ) ; 流动相: 40% CH3OH-15%
CH3 CN-45% H2O (用 H3 PO4调 pH= 4. 0) ;流速:
0. 7 mL /min,检测器: UV 254 nm。
1. 3 淀粉酶活性的测定: 按照文献 [ 6]方法 ,精密称
取 0. 5 g材料 ,加 1 mL蒸馏水和少许石英砂于研钵
中研成匀浆 , 20℃下放置 20 min(期间经常搅动 )后
8 000 r /min离心 0. 5 h,取上清液稀释一定倍数后
备用。α-淀粉酶和 (α+ β )淀粉酶的活性用 DN S比色
法测定 ,比色波长为 520 nm。 测α-淀粉酶活性时用
·160· 中草药  Chinese T raditional and Herbal Drug s  2001年第 32卷第 2期
( 70± 0. 5)℃恒温水浴加热 15 min以钝化 β-淀粉
酶的活性。 用麦芽糖标准液 ( 1 mg /mL)作标准曲
线 ,以 mg M altose /g fw . 5min 表示淀粉酶活性
大小。
2 结果与分析
西洋参种胚形态后熟过程中 ,种子内源 IAA,
Z, GA3和 ABA的变化动态见图 1。
图 1 西洋参种胚后熟期种子内源激素的变化动态
2. 1  IAA的变化动态:从图 1可以看出 ,在西洋参
种胚形态后熟过程中 IAA出现两次高峰 ,第一次峰
值出现在层积开始后第 60天。 此间从胚率的变化
(表 1)看 ,种胚的发育是很慢的 ,其作用还不太清
楚。第二次峰值出现在层积后第 120天 ,随后很快下
降 ,此峰值期正是种胚生长较快的时期 ,可能与细胞
的伸长生长有关 ,最终导致种子裂口。 IAA第二次
峰值以后含量下降可能与种子休眠的解除有关。
表 1 西洋参种胚后熟过程中的胚率变化*
层积后天数
( d)
胚长
( mm)
种子长
(m m)
胚率
(% )
备 注
0 0. 26 5. 9 4. 41
20 0. 27 6. 1 4. 43
40 0. 29 5. 8 5. 00
60 0. 46 6. 3 7. 30
80 0. 71 5. 7 12. 46
100 1. 2 6. 0 20. 00
120 2. 6 5. 8 44. 83 种子裂口期
140 4. 4 5. 9 74. 58
160 5. 1 5. 6 91. 07 种胚形态后熟
180 5. 3 5. 9 92. 11
  * 每次取 30粒种子 ,取其平均值。
2. 2  GA3的变化动态:在西洋参种胚后熟过程中 ,
种子内源 GA3在层积处理开始的第 60天有一个高
峰 ,至第 120天以后又开始持续升高。 GA3的生理
作用一般是认为诱导 α-淀粉酶的产生 ,但是在层积
的前 40 d(即 GA3含量快速增长期 )并未检测到 α-
淀粉酶的存在 ,而是在 GA3含量的峰谷 (第 60天 )
才开始检测到 α-淀粉酶的存在 (图 2)。 GA3的第一
个峰值可能促进了α-淀粉酶的出现 ;第二次峰值与
种胚的快速发育一致 ,可能与种子的萌发有关。
图 2 西洋参种胚形态后熟期种子淀粉酶活性变化
2. 3  Z的变化动态: 在西洋参种胚后熟过程中 ,层
积开始后第 80天出现第一个高峰 ,在第 120天以后
出现第二个高峰。一般认为细胞分裂素含量与胚的
生长速度是一致的。从图 1和胚率的变化来看 , Z的
第二个高峰可能与 GA3的第二个高峰共同起到了
解除种子休眠的作用。
2. 4  ABA的变化动态: 由图 1可以看出 ,西洋参种
胚形态后熟过程中种子内源 ABA的变化动态与内
源 IAA的变化动态相似 ,不同之处是在层积开始后
的前 20 d一直没有检测到 ABA的存在。
3 讨论
从西洋参种子 IAA的变化来看 ,随着种子休眠
的解除 , IAA水平是下降的 ,可能与西洋参种子休
眠的解除有关。 GA3是萌发促进因子 ,而不是促进
启动原胚起始发育的因子。以前曾经在西洋参种子
处理中 ,在层积开始前就用外源 GA3或 6-BA处理 ,
结果给生产造成很大损失。本研究发现 ,西洋参种子
GA3和 Z的第二次峰值是与种胚的快速发育一致
的 ,可能与种子的萌发有关。外源 GA3或 6-BA应在
此期使用 ,而不是在层积开始前。在植物激素与种胚
发育的关系中 ,研究得最多同时也最重要的就是
ABA的作用。目前的研究结果认为 , ABA在植物种
胚发育中的作用主要有两点: 一是刺激胚胎的发生 ,
一是防止成熟的胚过早萌发而影响物种的延续。 从
西洋参果实形成期 [4 ]和种胚形态后熟过程中种子内
源 ABA的变化 ,可以推测可能前期没有 ABA而导
致促使种胚分化发育的特异蛋白质不能合成 ,从而
导致种胚滞育。 ABA第一个高峰的出现可能正是引
起西洋参种胚起始发育的因子 ,第二个高峰则与种
胚的快速发育一致 ,可能起着防止胚胎过早萌发的
作用。
据此笔者对西洋参种胚发育过程中的种子内源
激素调控机制提出下面一种假设:
第一阶段
胚乳形成 ,
胚胎发生 (滞育 )
第二阶段
胚胎发育
起动
第三阶段
胚胎快速
发育期
第四阶段
休眠至萌发
   
    (果实形成期 )
·161·中草药  Chinese T raditional and Herbal Drug s  2001年第 32卷第 2期
GA3 , Z+ ZR, IAA ABA ABA , GA3 , Z
种胚形态后熟期
GA3 , Z, PPP增加
种胚休眠期
对该调控机制假设的正确性有待以后验证。种
胚的发育受植物本身的遗传性和激素水平两种因素
制约 ,在种胚发育过程中其内在基因的表达有严格
的顺序性 ,用外源激素可以改变植物体内的激素平
衡关系 ,进而启动或者抑制基因的表达 ,使发育朝着
人们希望的方向进行。 但这种人为调控措施应在遵
循内源激素动态与植物生长发育规律的基础上 ,才
能形成一套比较完整合理的技术体系。
致谢: 实验得到中国林业科学院分析中心王文
芝老师帮助 ,谨致谢意。
参考文献:
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lay of st ratif icat ion [ J] . Ho rtSciences, 1988, 23( 6): 995-997.
牯岭蛇葡萄根的生药学研究
罗 毅 1 ,陈科力 2 ,詹亚华 2
( 1. 武汉大学人民医院* 药学部 ,湖北 武汉  430060;  2. 湖北中医学院 药学系 ,湖北 武汉  430060)
摘 要: 目的 为牯岭蛇葡萄 Ampelopsis brev ipedunculata ( Maxim. ) Tr autv . v ar. kulingensis Rehd. 根的开发利
用提供鉴定依据。方法 性状鉴定、显微鉴定及薄层色谱分析。结果 详细描述了牯岭蛇葡萄根的性状和显微鉴别
特征 ;经薄层色谱分析发现该药材含有羽扇豆醇等 4种成分。 结论 所发现的这些特征可作为鉴别牯岭蛇葡萄根
的依据。
关键词: 牡岭蛇葡萄根 ;性状鉴定 ;显微鉴定 ;薄层色谱
中图分类号: R282. 5   文献标识码: A   文章编号: 0253 2670( 2001) 02 0162-03
Pharmacognostic studies on root of Ampelopsis brevipedunculata var. kulingens is
LUO Yi1 , CHEN Ke-li2 , ZHAN Ya-hua2
   ( 1. Depa rtment o f Pharmacy, People s Hospi ta l o f Wuhan Univ e rsity , Wuhan Hubei 430060, China; 2. Depa r tment of
Pha rmacy , Hubei Co lleg e o f TCM , Wuhan Hubei 430060, China )
Abstract: Object  To prov ide evidences for the identif ica tion o f the root o f Ampelopsis brevipeduncu-
lata ( Maxim. ) Trautv . va r. kulingensis Rehd. as a basis fo r the rationa l exploi ta tion and utilization of this
medicinal plant. Methods  The characteristic features w ere studied by macroscopic and microscopic obser-
va tions and i ts chemical costi tuents identi fied qualitativ ely by TLC. Results  Macroscopic and micro scopic
cha racteristics of this crude drug w ere described. 4 chemical composi tions, such as lupeol, w ere found by
T LC. Conclusion  The distinct characteristics rev ealed in the studies could provide a basis fo r the identifi-
cation o f this crude drug.
Key words: roo t of Ampelopsis brevipedunculata ( Maxim. ) Trautv. v ar. kul ingensis Rehd. ; identifica-
tion of characteristic features; microscopic identi fica tion; TLC
·162· 中草药  Chinese T raditional and Herbal Drug s  2001年第 32卷第 2期
收稿日期: 2000-10-26作者简介:罗 毅 ( 1972-) ,女 ,湖北枣阳人 ,主管药师 , 1993年毕业于湖北中医学院药学系 ,获学士学位 ,而后继续攻读该校研究生 ,于
1996年毕业 ,获硕士学位。 现主要从事中药材鉴定、中药制剂质量、标准的制定以及武汉大学药学系 (原湖北医科大学药学系 )《生药学》课程的教学工作。
*  原湖北医科大学附属第一医院