全 文 ：广 西 植 物 Guihaia 23(5)：436— 439 2003年 9月
芦荟维管束的结构与芦荟素积累的相关性
王太 霞1，2，李景原1，胡正海1
(1．西北大学生命 科学学院 ，西安 710069；2．河 南师范大学生命科 学学院 ，河南新 乡 453002)
摘 要 ：应用半薄切 片、组织化 学 、荧 光显 微镜观察 和薄层层 析 (TLC)相结 合 的方 法研 究 了 中华 芦荟 (Aloe
vera L．var．chinensis)、木立芦荟(Aloe arborescens)叶和茎内维管束的结构及其与芦荟素积累的关系。结果
表明 ，木立芦荟叶内维 管束和 中华芦荟叶 内外轮的维管束 中有大型韧皮 薄壁 细胞 ，而 木立芦荟 茎和 中华芦荟
叶中内轮维管束无大型韧皮薄壁细胞 。组织化学结果 表明 ，用醋酸铅 处理过 的上述 材料 ，大 型韧皮薄壁细胞
内出现沉淀物 ；在荧光显微镜下经蓝光激发 ，大型韧皮薄壁细胞 发出桔黄色荧光 ，都显示 出芦荟素 反应 。薄层
层析(TLC)结果证明，木立芦荟和中华芦荟叶含有大型韧皮薄壁细胞的维管束都含芦荟素，而木立芦荟茎及
中华芦荟 叶中内轮维 管束都不含芦荟素 。为此 ，维管束 中的大 型韧皮 薄壁细胞 与芦荟 素的积 累密切相关 ，维
管束中是否有大型韧皮薄壁细胞可作为判断是否含有芦荟素的解 剖学指标 。
关键词 ：芦荟 ；维管束 ；结 构 ；芦荟素
中图分类号 ：Q944 文献标识码 ：A 文章编号 ：1000—3142(2003)05—0436—04
Correlation between the structure of vascular
bundle and the content of aloin in A loe
W ANG Tai—xia 2，LI Jing—yuan1，HU Zheng—hai1
(1．College of Life Sciences，Northwest University，Xi’an 710069，China；2．College of Li
Sciences，Henan Normal University，Xinxiang 453002，China)
Abstract：W ith the methods Of semi—thin section，histochemistry，f[uorescent microscope and TLC，the struc—
tures of vascular bundles in leaves and stems of Aloe vera L．var．chinensis and Aloe arborPsfP s M ilI．were
studied．The correlation between the structure of vascular bundle and the content of aloin was also investiga—
ted．The results showed that the vascular bundles in the leaf of Aloe arborescens and the exterior lane vascu1ar
bundles in the leaf of Aloe vera L．var．chinensis had large phloem parenchymatous cells，whereas there were
no large phloem parenchymatous cells in the vascular bundles of the stem of Aloe arboresce s and the interior
lane ones of the leaf of Aloe vera L．var．chinensis．The investigation of histochem istry showed there were Pre—
cipitate in large phloem parenchymatous cells when the material was soaked in the liquid of 1 lead acetate
(Pb(CHsCO0)z)．The yellow—green fluorescence appeared in the large phloem parenchymatous cells when
the section of life material was observed by fluorescent microscope with blue light
． The resuIts of TLC a1so
showed that the leaves of Aloe vera L．var．chinensis and Aloe arboresee s，where there were 1arge phioem pa-
renchymatous cells，contained aloin，whereas the stem of Aloe arborescens and the interior 1ane vascular bun—
dies of the leaf of Aloe vera L．var．chinensis，where there were no large phloem parenchymatous ce11s
。did not
contain aloin． So the large phloem parenchymatous cells of vascular bundles were the mainly storage location
of aloin． Whether or not with large phloem parenchymatous cells in vascular bundles could be used as the ana一
收稿日期 ：2002—12—02 修订 Et期 ：2003—02—20
基金项 目：国家 自然科学基金(3O27OO84)；陕西省 自然科学基金(2001SM21)。
作者简介 ：~ (1964一)，女 ，河南新乡市人 ，博士生 ，从事结构植物学研究。 *为通讯作者 E-mail：HuzhenghaiGsina
． corn
维普资讯 http://www.cqvip.com
5期 王太霞等：芦荟维管束的结构与芦荟素积累的相关性 437
tomica1 index to judge the aloe plant whether or not contain aloin
Key words：Aloe；vascular bundle；structure；aloin
芦荟属(Aloe L．)植物隶 属于百合科(Liliace—
ae)，原产非洲南部。该属植物 内含有多种药用成
分，其中芦荟素是主要活性成分之一(Chauser等，
1996，1997；Groom 等 ，1987；Reynolds等 ，1985，
1986)。Hausen(1990)曾指出芦荟属植物叶的维管
束内都存在大型韧皮薄壁细胞 ，并认为这些细胞产
生芦荟素，称之为大型韧皮薄壁细胞。Bruni和 To—
si(1982)用荧光显微镜观察了 5种芦荟叶，发现 以
小球体形式存在的蒽醌类物质在紫外光下发出橙黄
色荧光，而此种橙黄色小球体存在于同化组织和储
水组织中。Beaumont等 (1985，1986)和 Reynolds
T(1999),~BJ研究报道 ，维管束的大型韧皮薄壁细胞
是芦荟素等葸醌类物质的合成和储藏场所。胡正海
(2001)和 Shen等(2001)应用植物解剖学、组织化
学和植物化学方法结合研究 中华芦荟 (A．vera L．
var．chinensis)叶，证实维管束的大型韧皮薄壁细胞
是芦荟素等蒽醌类物质 的储藏场所 。因此，目前对
于芦荟植物体结构与芦荟素积累关系的看法尚不一
致。此外 ，芦荟茎内维管束及中华芦荟叶的内轮维
管束的结构以及其与芦荟素类物质的关系，尚缺乏
报道 。
我们采用半薄切片、组织化学、荧光显微镜观察
和薄层层析相结合的方法研究了芦荟不同器官和不
同类型维管束的结构与芦荟素积累的关系。旨在从
正、反两方面证明芦荟的解剖结构 与芦荟素积累的
相关性，同时也为生产上选育芦荟素含量高的品种
提供解剖学指标。
1 ji}料 与方法
1．1材 料
木立芦 荟 (Aloe arborescens Mil1．)和 中华 芦荟
(A．vera L．var．chinensis(Haw)Berg．)。植株 于
1998年起引种栽培在西北大学生命科学学院温室。
1．2方法
1．2．1植物解剖学和组织化 学方法 分别切取中华
芦荟叶、木立芦荟叶和茎具维管束部位的小块，长 2
～ 3 mm、宽 1 mm。在 4℃ 下先 用 3 戊 二醛 预 固
定 2 h，然后用 1 的醋酸铅溶液浸泡 6 h，使醋酸铅
与蒽醌类 物质反应产 生沉淀 ，再 用 1 的锇 酸固定 4
— — —— —— —— 。1 — ’。 ‘ 。 ’ 一 。 一 ’
h。经系列 乙醇脱水后用 Epon812树脂包埋。用
Reichert—Jung超薄切片机切片 ，切 片的厚度为 950
～ 1 000 nm。亚 甲基 蓝一天青 Ⅱ染色 ，染 色方 法 同
李正理 (1987)，Leica显微 镜观察并照相 。
1．2．2薄层层析法(TLC) 分别取新鲜的木立芦荟
叶的维管束、中华芦荟叶外轮的维管束、中华芦荟叶
内轮的维管束和木立芦荟茎的维管束部分，加入甲
醇 5 mL浸提过夜。薄层层析采用硅胶 GF(青岛海
洋化工厂)薄层板，以乙酸乙酯一甲醇一水 (100：17：
13)为展开剂 。在 365 nm紫外光下观察并照相或
1O 氢氧化钾甲醇溶液显色后照相。芦荟素标准品
购 自美国 Sigma公 司。
1．2．3荧光显微镜 的观 察方法 分 别切取 中华芦荟
叶 、木立芦荟 叶和茎 的小方块 ，边长约 5 mm。在一2O
℃下用 LeicaCM185O型冰冻切片机切片，切片厚度
40~60 m(切片较厚 ，以减 少对 细胞 的损 坏和芦荟
素从细胞 中流 出)。切 片立 即置于 Leica301—185．
104—000型荧光显微镜下 ，分别在紫外光和蓝光下
观察芦荟素等蒽醌类物质在叶中的储藏场所并照
相 。
2 观察结果
2．1维管束的结构和组织化学观察结果
木立芦荟和 中华芦荟叶的基本结构相同，从横
切面观察 ，都由表皮、同化组织、储水组织和维管束
组成(图 1)。两者的主要 区别是木立芦荟只有一圈
维管束 ，位于同化组织和储水组织之间(图 1：A)，而
中华芦荟叶中有两圈维管束 ，其 中一圈位于同化组
织和储水组织之间，另一圈维管束位于储水组织之
中(图 1：B)。
木立芦荟和中华芦荟叶中的维管束都由维管束
鞘、木质部和韧皮部组成，属于并生型维管束。维管
束鞘是一层扁平的细胞，包 围在木质部和韧皮部的
外围。木质部 由导管和木薄壁细胞组成 ，位于维管
束的内侧。韧皮部 由筛管、伴细胞和韧皮薄壁细胞
组成 ，位于维管束的外侧(图版 I：A，C，D)。在木
立芦荟和中华芦荟叶外轮维管束的韧皮部中都有大
型韧皮薄壁细胞 ，细胞直径达 60～8O m(图版 I：
C，D)，大型韧皮薄壁细胞 占维管束横切面的 7O％
维普资讯 http://www.cqvip.com
438 广 西 植 物 23卷
左右。中华芦荟叶中的内轮维管束的结构也是 由维
管束鞘包围着韧皮部和木质部组成的外韧维管束，
但无大 型韧皮 薄壁 细 胞 (图 版 I：A)。木 立芦 荟茎
中维管束有两类：初生结构中为外韧维管束，由维管
束 鞘包围韧 皮部和木质部 组成 (图版 I：B-)；异常次
生加厚的组织内为周木维管束 ，由导管和木纤维组
成的木质部包 围在 韧皮 部 的外 围 ，韧 皮部 由筛 管和
伴细胞组成(图版 I：B )。两类维管束内部都无大
型韧皮薄壁细胞 (图版 I：B-，Bz)。
芦荟素属于蒽醌类物质，其与醋酸铅反应产生
沉淀。从图版 I可见，只有在木立芦荟和中华芦荟
叶外轮维管束的大型韧皮薄壁细胞 中有沉淀物(图
版 I：c，D)。而中华芦荟叶中内轮维管束和木立芦
荟茎的两类维管束 中无大型韧皮薄壁细胞 ，也有没
沉淀物(图版 I：A，B-，Bz)。
2．2薄层层析 实验 结果
薄层层析结果显示 ，木立芦荟叶的维管束和中
华芦荟叶外轮的维管束 中有芦荟素，Rf=6．2(图版
I：E ，E )。而木立芦荟茎的维管束和中华芦荟叶
内轮的维管束中无芦荟素(图版 I：E ，E。)。
图 1 芦荟叶横切面轮廓 图
Fig．1 Diagram of cross—section of／qloeleaves
A：木立芦荟叶横切面轮廓图；B；中华芦荟叶横切面轮廓图；ep；表皮；ch；同化组织；vb：维管束；
aqj贮水组织； rj外轮维管束 ；iv；内轮维管束 。
A：Diagram of cross-section of leaf of Aloearborescens；B：Diagram of cross—section of leaf of Aloeller~z L．var．chinensis；ep：epidermis；
ch：chlorenchyma；vb{vascular bundle#aq：aquiferous tissue；ev：exterior lane vascular bundle；iv：interior lane vascular bundle．
2．3荧光显微镜 的观察结果
在荧光显微镜下，同化组织呈红色，木立芦荟叶
的维管束和中华芦荟 叶外轮的维管束呈黄色荧光
(图版 Ⅱ：A，B)。贮水组织 、中华芦荟叶内轮的维管
束和木立芦荟茎的维管束无色。
3 讨论
芦荟素是芦荟属植物主要药用成分之一，探讨
芦荟植物的结构与芦荟素积累的关系，总结其规律 ，
可以根据芦荟植物的结构判断其是否含有芦荟素。
对于芦荟的开发利用 有一定参 考价值。Bruni和
Tosi(1982)用荧光显微镜观察 了 5种芦荟叶，发现
以小球体形式存在的蒽醌类物质在紫外光下发出橙
黄色荧光，而此种橙黄色小球体存在于同化组织和
储水组织中，并认为芦荟的同化组织和储水组织与
芦荟素积累相关。但本研究结果表 明，在荧光显微
镜 下同化组 织呈 红 色 ，贮 水 组织 无 色 。只有木立 芦
荟叶的维管束和中华芦荟叶外轮的维管束呈黄色荧
光。根据芦荟素经紫外光或蓝光激发后能发出橙黄
色荧光这一特征 ，我们认为维管束与芦荟素的积累
有直接关系，而同化组织和储水组织与芦荟素积累
没有直接关系。同时我们分析，Bruni和 Tosi之所
以在同化组织和储水组织 中观察到橙黄色小球体 ，
可能是切片太薄 ，芦荟素从维管束中扩散到同化组
织和储水组织中的原因。
比较木立芦荟和中华芦荟不同部位的维管束结
构表明，木立芦荟和中华芦荟叶的外轮维管束含有
大型韧皮薄壁细胞 ，而木立芦荟茎的两类维管束和
中华芦荟叶中内轮维管束 内都无大型韧皮薄壁细
胞。实验证明，具有大型韧皮薄壁细胞的维管束 ，荧
光显微镜下有桔黄色荧光，薄层层析 (TLC)结果也
证明其也含有芦荟素。而无大型韧皮薄壁细胞的维
管束 ，荧 光显微 镜下 没有桔 黄色荧光，薄层层 析
(TLC)结果证明其不含有芦荟素。组织化学实验结
果进一步证 明大 型韧皮 薄壁细胞 内充满颗粒状沉淀
物。综合以上组织化学 、薄层层析和荧光显微镜观
察结果可以看出，在芦荟植物体中凡是维管束内有
维普资讯 http://www.cqvip.com
5期 王太霞等：芦荟维管束的结构与芦荟素积累的相关性 439
大型韧皮薄壁细胞的部位都含有芦荟素；维管束 内
没有大 型韧 皮薄壁 细胞 的部 位都 不 含有 芦荟 素 ，维
管束 内的大型韧 皮薄壁细胞 与芦荟 素等 蒽醌类 物质
的积累密切相关 。从 而认 为维管束 内大型韧皮薄壁
细胞的有无及其发达程度可作为选育芦荟素高含量
品种 的解 剖学指标 。
参考文献 ：
李正理．1987．植物制片技术[M]．北京：科学出版社 ，
86．
Beaumont J，Cutler DF，Reynolds T，et a1． 1985．The
secretory tissues in the leaves of aloes and their alies
[J]．Isreal J Bot，34：265—282．
Beaumont J，Cutler DF，Reynolds T，et a1．1986．Secre—
tory tissues in the East Africa shrubby aloes[J]．Bot J
Linn Soc，92：399— 403．
Bruni A ，Tosi B．1 982．A method for the pharmacognos—
tic study of Aloe species using fluorescence microscopy
[J]．Int J Crude Drug Res，20：127—131．
Chauser Volfson E，Gutterman Y． 1996．The barbaloin
content and distribution in Aloe arborescens leaves ac—
cording to leaf part，age，position and season[J]．Isra—
PZ J Plant Sci，44：289—296．
Chauser Volfson E，Gutterman Y． 1997． Content distri—
bution of the secondary phenolic compound homonatal—
ion in Aloe hereroensis leaves according to leaf part，po—
sition and monthly changes[J]．J Arid Environments，
37：115— 122．
Groom O．J，Reynolds T．1987．Barbalion in Aloe species
[J]．Planta Med，53：345—348．
Hausen E． 1 900． Morphologie und anatomie der aloineae
[J]． r，I Bot Vet Prov Brandenb，42：1—53．
Hu ZH(胡正海)，Shen ZG(沈宗根)，Li JY(李景原)．
200 1．Relationship between leaf structure of Aloe L．
and its anthraquinone content(芦荟 属植物叶 的结构 与
蒽醌类物质含量的关系)[J]．Chinese Traditional and
Herbal Drugs(中草药)，32(4)：347—350．
Reynolds T．1985．The compounds in Aloe leaf exudates
：a review[J]．Bot J Linn Soc，90：157—177．
Reynolds T，Nicholls E．1 986．An examination of phyto—
chemical variation in Aloe elgonica Bullock[J]．Bot J
Linn Soc，92：393— 397．
Reynolds T ，Dweck AC． 1999．Aloe vera leaf gel：a re—
view update[J]．J Ethnopharamacology，68：3——37．
Shen ZG ，Elena Chauser volfson，Yitzchak Gutterman，Pt
a1．2001． Anatomy，histochemistry and phytochemis—
try of leaves in Aloe vera var．chiensis[J]．Acta Bot
Sin，43(1)：780— 787．
维普资讯 http://www.cqvip.com