虎杖营养器官与愈伤组织结构及白藜芦醇组织化学定位研究

摘要

虎杖(Polygonum cuspidatun Sieb．et Zucc．)为蓼科蓼属多年生草本或者亚灌木状植物。广泛分布于辽宁、陕西、甘肃、四川、贵州、云南及华东、中南等省区，是我国传统重要中药，具有重要的研究和开发价值。随着对虎杖次生代谢产物及其活性成分的深入研究，发现在众多植物中虎杖白藜芦醇的含量最高。 本论文是在虎杖的重要药用活性成分白藜芦醇系统研究的基础上，综合应用植物解剖学和植物化学等技术和方法，将虎杖营养器官解剖结构与离体培养中外植体脱分化、愈伤组织结构、器官再分化以及白藜芦醇组织化学定位等基础性研究有机结合起来，探索其内在规律。为虎杖引种驯化、新种质的培育、重要药用活性成分的开发与产业化提供科学依据。 主要研究结果如下： 1、地上茎与地下茎的芽形态不同，地上茎的芽无鳞片叶包被，地下茎的芽有鳞片叶包被，细胞内淀粉及簇晶多。不定根、地上茎、地下茎均有初生生长和次生生长，其结构同于双子叶草本植物的根、茎结构，但有其特点；根木质部为四原型，侧根发生于木质部放射角所对的中柱鞘细胞；不定根和地下茎的周皮发达，栓质化程度高；根、茎营养器官的纤维发达；地上茎有发达的髓腔，而地下茎是由薄壁细胞构成的髓部。在生长期内叶的形态具有多样性，在叶上除了有钉状非腺毛，还新观察到头状腺毛；首次发现并报道在叶柄基部有花外蜜腺。 2、虎杖外植体离体培养细胞组织学观察，发现茎段愈伤组织的来源有两种：第一种，由表皮及以下的多层皮层薄壁细胞脱分化产生；第二种，是由切口处维管组织周围基本组织细胞脱分化产生。幼嫩愈伤组织在结构上以胚性细胞、胚性细胞团及分生组织结节为主；成熟愈伤组织或继代多代培养的愈伤组织以管胞、维管组织结节、薄壁细胞为主，并由黄褐色栓质化物质大量分布的愈伤组织周皮所包被着。观察虎杖叶离体培养切片并与茎离体培养切片相比较，发现两者差别很大，这是由于两者形态结构差异所造成的。虎杖愈伤组织分化芽的主要形式是外部起源。 3、在比较全面系统研究了虎杖营养器官解剖结构和愈伤组织结构的基础上，进行组织化学定位研究。以显色反应的强弱、生长发育及环境条件等影响进行综合分析，建立了一套方便可靠的虎杖白黎芦醇组织化学定位方法。通过AlCl<,3>和水处理，荧光显微观察，虎杖白黎芦醇分布在木质化和纤维化程度高的细胞壁、韧皮纤维、木纤维、导管，以及栓质化的木栓层细胞。成熟愈伤组织白藜芦醇组织化学定位，为虎杖愈伤组织成批培养生产白藜芦醇提供了可能。 4、高效液相色谱法定量检测验证，与荧光显微观察结果基本一致。其含量高低依次为木质部>韧皮部>周皮。 虎杖不同外植体来源的成熟愈伤组织中白藜芦醇的含量存在较大差异，其中根状茎芽所诱导的愈伤组织中白藜芦醇含量最高，为34.6μg·g<'-1>。然后依次为叶愈伤组织7.08μg·g<'-1>、茎段韧皮部愈伤组织3.60μg·g<'-1>、根愈伤组织3.01μg·g<'-1>，为虎杖高产细胞株筛选及培养体系建立奠定了基础。 5、通过本文的系统研究，提出了虎杖资源开发利用和培育双高新种质(高产、白藜芦醇含量高)的形态学特征新见解——地下茎发达、粗壮、节间短、茎节密集。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：英文缩略词表

声明

第一章文献综述

1虎杖形态特征及资源考证

1.1虎杖形态特征

1.2虎杖的资源考证

2虎杖的化学成分、分离、鉴定和测定

2.1化学成分

2.2虎杖中主要药用成分的分离、鉴定和含量的测定

3药理作用

3.1对心血管系统的影响

3.2对血液系统的作用

3.3保护肝损害的作用

3.4抗病原微生物作用

3.5抗肿瘤作用

3.6其他作用

4虎杖的形态解剖学研究

5立题的目的意义与研究内容

第二章虎杖营养器官形态解剖学研究

1材料与方法

1.1供试材料

1.2方法

2结果与分析

2.1芽的形态与解剖结构

2.2叶的形态与解剖结构

2.3地上茎的形态与解剖结构

2.4根状茎的形态与解剖结构

2.5不定根的形态与解剖结构

3讨论

3.1虎杖花外蜜腺的形态结构、发育过程及泌蜜方式

3.2叶的形态结构及其变异

3.3腺毛的结构及发育

第三章虎杖愈伤组织的组织学观察

1材料与方法

1.1供试材料

1.2主要试验仪器

1.3试剂、药品

1.4实验方法

2结果与分析

2.1虎杖愈伤组织的细胞组织学研究

2.2不同外植体来源的愈伤组织中白藜芦醇含量差异比较

3讨论

第四章虎杖白藜芦醇组织化学定位研究

1材料与方法

1.1供试材料

1.2实验仪器

1.3实验试剂

1.4实验方法

2结果与分析

2.1虎杖不同营养器官中白藜芦醇含量差异

2.2根状茎次生结构各组织中白藜芦醇含量的差异

2.3虎杖器官切片经过AlCl3处理在相同观察条件下观察，荧光明显增强。

2.4地上营养器官白藜芦醇组织化学定位

2.5根状茎白藜芦醇组织化学定位

2.6虎杖成熟愈伤组织的白黎芦醇组织化学定位

3讨论

全文总结与创新点

参考文献

图版及图版说明

作者简历

致谢