柴胡属6种药用植物结构与化学成分积累的比较和分泌道形态发生的研究

摘要

柴胡属植物系伞形科多年生草本植物，药典(2005版)收录北柴胡和狭叶柴胡的干燥根，作为我国传统的正品柴胡使用，按性状不同分别习称“北柴胡”和“南柴胡”。柴胡的主要药用成分为柴胡皂苷、黄酮类和挥发油等。本文运用石蜡切片、薄切片和超薄切片等植物解剖学方法、组织化学和植物化学方法，以6种柴胡属植物，即北柴胡、南柴胡、银州柴胡、紫花大叶柴胡、小叶黑柴胡和秦岭柴胡为研究对象，首先研究了北柴胡根、茎和叶中分泌道的发生发育过程以及其有效成分挥发油的产生、运输和积累过程。其次系统的比较研究了6种柴胡属植物各器官的结构以及分泌道的分布规律，为药用柴胡植物的生药学鉴定提供理论。最后对6种植物根、茎、叶和果实中柴胡总皂苷以及总黄酮的积累规律进行比较研究。研究结果如下： 6种柴胡属植物的分泌结构均是裂生型的分泌道。它们分布在根中柱鞘组织和次生韧皮部中、茎韧皮部和髓中、叶脉韧皮部中和木质部的上方；此外，在苞片、花瓣和中果皮中均有分布。不同种植物中分泌道的大小、数目以及其上皮细胞的数目都存在一定差异。 北柴胡营养器官分泌道发育的研究表明：根中柱鞘中的分泌道来源于中柱鞘细胞，次生韧皮部中的分泌道来源于维管形成层切向分裂向外形成的衍生细胞；茎和叶脉韧皮部内的分泌道起源于原形成层束原生韧皮部外方的2-3层细胞；茎髓中和叶脉木质部上方的分泌道来源于基本分生组织。这些分泌道腔隙的形成方式都属于典型的裂生型。组织化学结果表明，这些分泌道是挥发油合成和积累的重要场所。 用透射电子显微镜技术研究了北柴胡营养器官中分泌道的发育以及挥发油的合成、转运和积累，并重点探讨了挥发油的分泌机制。结果显示：分泌道分泌细胞的质体、细胞基质以及线粒体参与挥发油或其前体物质的合成，而内质网参与挥发油向分泌道腔隙的转运。在分泌道发育的后期，大量小泡与分泌细胞相邻壁的质膜融合，并将其内的物质释放入此部分细胞壁中，与此同时，此部分壁在靠近腔隙的位置结构变得松散，然后，围绕腔隙的壁在相邻两分泌细胞相接的位置面向腔隙外突形成许多小泡，并将小泡释放入腔隙中。因此，北柴胡分泌道中挥发油主要以胞吐方式被排入分泌道的腔隙中。 6种柴胡属植物的根、茎和叶的结构均类似于一般双子叶草本植物的结构特征。根的次生结构自外向内都是由周皮、中柱鞘薄壁组织和次生维管组织组成，木质部导管周围纤维的分布在不同种中表现出一定的差异。茎的结构差异较小，从外到内均由表皮、皮层、维管组织组成，由于束间形成层平周分裂向内形成的射线细胞的细胞壁木质化加厚，因此木质部被彼此相连。叶都是由表皮、叶肉组织和维管组织组成。南柴胡的叶是等面叶，其它5种植物的叶都是异面叶。6种柴胡属植物营养器官结构的差异可为物种鉴定提供一定的理论依据。 小总苞片的内部结构均类似于叶，但其内部组织的分化程度不同。花瓣的形态和内部结构均相似，由于花瓣上端部分内折，横切面上呈工字型，均由上下表皮和内方的薄壁组织组成，在花瓣的中肋处有一个维管束。雄蕊均由花药和花丝两部分组成。成熟花药具四个花粉囊；花丝由表皮、基本组织和维管束组成。雌蕊均子房下位，由2个下部合生的心皮组成，2室，每室胚珠l。果实均为双悬果，根据6种植物果实棱的突出程度不同，可将其分为两类。 6种柴胡属植物营养器官中柴胡皂苷的组织化学定位表明：柴胡皂苷在根、茎、叶和果实中普遍存在。在根中，主要分布在维管形成层及附近的木薄壁细胞和韧皮部中；在茎中，主要分布在表皮、棱角处的厚角组织、皮层、束中形成层和韧皮薄壁细胞中；在叶中，主要分布在表皮、海绵组织、栅栏组织、叶脉维管束的韧皮部和形成层中；研究亦表明，在冬季地面芽的幼茎和幼叶的组织中也证实含有柴胡皂苷，且分化低的器官组织含量高；在果实中，柴胡皂苷主要分布在胚乳和果皮中。此外，在几种植物根、茎和叶的分泌道中也含有柴胡皂苷。 果实成熟期几种柴胡属植物根、茎、叶和果实中总皂苷和总黄酮含量的测定结果表明：小叶黑柴胡的根和叶中，总皂苷的含量都比北柴胡、南柴胡的高，因而小叶黑柴胡是一个具有很好开发前景的药用种。秦岭柴胡的根和果实中也含有较多的柴胡总皂苷，因此也具有很好的药用价值。此外，南柴胡在将根作为药用部位外，果实也可被利用提取柴胡总皂苷，且其利用效率远远高出根。另外，秦岭柴胡的叶和果实中总黄酮的含量远远高于其它种，而茎中的含量也不低，所以，相对于其它种，秦岭柴胡地上部分用来提取总黄酮类物质，具有更良好的应用价值。因此，我们建议将地上部分和地下部分根据不同的需要分别药用，在某种程度上即可以提高药材的利用效率又可以节省药用植物资源，具有一定的实践意义。

目录

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摘要

第一章文献综述

1中药柴胡的本草考证

1.1汉唐时期的记载

1.2宋代时期的记载

1.3明清本草的记载

1.4近现代药学资料记载

2柴胡属植物的解剖学研究

2.1营养器官的形态和结构

2.2生殖器官的形态和结构

2.3分泌结构的研究状况

3柴胡属植物的系统分类学研究

4柴胡属植物的细胞学及组织培养

4.1柴胡属植物的细胞学研究

4.2组织培养

5柴胡属植物的化学成分及组织化学研究

5.1化学成分

5.2组织化学研究

6柴胡属植物的药理作用

6.1抗炎作用

6.2免疫作用

6.3抗肿瘤作用

6.4对消化系统疾病的作用

6.5对心血管疾病的作用

6.6对中枢神经系统的作用

7柴胡的种子特性和栽培管理

7.1种子特性

7.2栽培管理

8柴胡属植物地理分布、生物气象学特性及开花生物学研究

8.1地理分布

8.2生物气象学特性

8.3开花生物学特性

9药用柴胡的种类及使用

10柴胡属植物研究中存在的主要问题及本研究的目的和意义

10.1研究中存在的主要问题

10.2本研究的目的和意义

第二章北柴胡分泌道的发育及超微结构研究

第一节材料与方法

1材料

2方法

第二节研究结果

1北柴胡分泌道的形态发生

2挥发油类成分在北柴胡各器官中的组织化学定位

3北柴胡分泌道发育过程中超微结构变化

第三节讨论

1分泌结构的类型

2分泌道的分布

3挥发油的合成部位

4挥发油的运输和分泌机制

5分泌道功能的探讨

第三章柴胡属几种药用植物结构与化学成分积累的比较研究

第一节研究材料和方法

1研究材料

2研究方法

第二节研究结果

1柴胡属几种植物各器官的比较解剖学研究

2柴胡属几种植物中化学成分积累的比较研究

第三节讨论

1柴胡属6种植物的结构以及分泌道分布的比较研究

2柴胡属6种植物各器官中总皂苷和总黄酮的比较研究

第四章结论

参考文献

图版说明

图版

致谢

附录