金丝桃属植物的分泌结构及其与金丝桃素类物质的相关性研究

金丝桃属植物的分泌结构及其与金丝桃素类物质的相关性研究

吕洪飞[1]2001年在《金丝桃属植物的分泌结构及其与金丝桃素类物质的相关性研究》文中研究说明金丝桃属(Hypericum L.)隶属藤黄科,全世界约400余种,我国约有8组55种8亚种,几产于全国各地,但主要集中于西南地区。其中许多种类可供药用和观赏。其主要药用成分为金丝桃素类物质,具有抗抑郁、抑制中枢神经、增强免疫功能和显着的抗DNA、RNA病毒作用,可用于艾滋病的治疗。据报道,金丝桃属植物的金丝桃素类化合物贮存于其分泌结构内。关于金丝桃属植物的分泌结构已有一些研究报道,但主要集中在该属少数植物分泌结构的发生发育及组织化学方面。而关于该属植物分泌结构的比较解剖学、不同分泌结构内含物的组织化学和植物化学以及分泌结构发育过程中内含物的积累和超微结构的变化等方面的研究至今尚未见系统报道。 本文首先综述了金丝桃属植物的系统分类及资源、形态解剖学、化学成分和药理临床研究进展。应用形态解剖学方法(透明法、扫描电镜法、石蜡切片法、半薄切片法、超薄切片法)和植物化学方法(TCL和HPLC),组织化学法结合荧光观察,系统地研究了金丝桃属植物不同器官的分泌结构的类型、结构、分布,鉴定不同分泌结构内含物的化学性质,分析分泌细胞团密度与金丝桃素含量的关系,研究金丝桃素类物质积累过程的显微和超微结构变化规律;同时比较研究了该属植物叶的结构、表面的微形态和红外光谱的变化,在此基础上探讨了该属植物的系统分类。研究结果可归纳如下: (1) 根据金丝桃属根、茎、叶、花和果实的解剖观察,其各类器官中都具有分泌结构。其分泌结构按其形态结构特点可分为叁类:分泌细胞团(条)、分泌囊(道)和韧皮部中的分泌小管道。从透明的叶片或花被片观察,分泌细胞团(条)呈圆形或条状黑色腺点(条);分泌囊呈圆形、条状或不规则形的透明的腺点(条)。分泌细胞团由1-3层切向扁平的鞘细胞包裹着一团分泌细胞构成,其中央无腔隙,分布于叶片、花萼、花瓣、及花药药隔处和幼茎的纵棱上。分泌囊由1层切向扁平的鞘细胞包被着1层上皮细胞及其内的分泌腔共同构成,分布于叶片、花萼、花瓣及果壁薄壁组织中。分泌小管道分布于根、茎、叶、花萼、花瓣和果壁的韧皮部中,横切面上由4-6个上皮细胞包围成的腔隙,无鞘细胞。该属不同植物和不同器官中的分泌结构的类型、分布和密度存在差异。以上研究结果为该属属以下等级的划分及其系统演化研究提供了新的依据。 (2) 根据金丝桃素类物质遇碱液和醋酸镁甲醇液变色、遇金属离子(Pb~(++))产生沉淀、能产生红色荧光等特性,以及油脂类物质遇苏丹黑和苏丹Ⅳ的显色反应,我们对金丝桃属植物不同分泌结构中的次生产物进行组织化学定位和荧光观察。结果表明:经5%的Na0H液处理的新鲜材料和半薄切片,其分泌细胞团由红色或黑色变成绿色;经5%醋酸镁甲醇液处理的半薄切片,其分泌细胞团由红色或黑色变成浅紫红色;用5%醋酸铅溶液处理后的材料所制的切片中,分泌细胞团中产生结晶并沉淀:而分泌囊无上述变化。分泌囊经苏丹黑染色,呈灰黑色;经苏丹IV染色,呈红色:而分泌细胞团无上述变化,仍为红色。荧光显微镜观察半薄切片和新鲜材料的结果表明:在绿光或蓝光的激发下,分泌细胞团细胞显示出含金丝桃素类物质所特有的红色荧光,而分泌囊则无此荧光。由此可见金丝桃素类物质仅存在于分泌细胞团中。 ()对金丝桃属 8组 20种 1变种植物叶、贯叶连翘不同器宫以及毛金丝桃、单花遍地金、小连翘等叁种植物的花进行薄层层析和高效液相色谱分析,结果表明:具分泌细胞团的种类和器宫,含金丝桃素(或伪金丝桃素),而不具分泌细胞团的种类和器宫,则不含金丝桃素(或伪金丝桃素);在前者中,其金丝桃素含量与叶中和花中的分泌细胞团的分布密度均成正相关。 (4)用半薄切片研究贯叶连翘叶分泌结构的发育,结果表明:分泌细胞团和分泌囊的发生很早,均起源于幼叶的基本分生组织内。它们的原始细胞形态相似,具浓厚的细胞质和大的细胞核,垂周分裂后分别以不同分裂方式形成原始细胞群,并分化出鞘细胞。此后分泌囊原始细胞群以裂生方式发育成由1层鞘细胞、1层上皮细胞包围着分泌腔组成的分泌囊。而分泌细胞团的原始细胞群则继续增加细胞数目和体积,最后由1~3层鞘细胞包围分泌细胞组成,始终未出现分泌腔。分泌囊的分泌腔中的油类物质随着腔的增大而逐渐增多,而分泌细胞团的细胞中则积累金丝桃素类物质。 (5)利用超薄切片法和透射电镜对贯叶连翘和蜜腺小连翘叶中分泌结构发育过程进行研究,结果表明:分泌细胞团发育可分为五个阶段:阶段1:原始细胞具有高尔基体、小液泡和大的细胞核及浓厚的细胞质,质体内出现小液泡,在质体和液泡中没有发现有嗜饿滴。随后内质网、高尔基体等数目增多,细胞质中有嗜饿滴出现。阶段2:原始细胞己分裂为多个分泌细胞时,分泌细胞中的小液泡的数目不断增加,高尔基体分泌许多小泡进入液泡,质体通过内质网和高尔基体与液泡及其中的多膜结构联系,细胞质中的管状结构分泌黑色嗜饿物质,退化的质体通过内膜结构与嗜饿滴联系。阶段3:许多嗜饿滴和管状结构出现在液泡中,质体、内质网、线粒体和?

邵敏敏[2]2008年在《贯叶连翘和小连翘的组织培养及分泌结构与金丝桃素类物质含量的相关性研究》文中指出贯叶连翘(Hypericum perforatum L.)和小连翘(Hypericumerectum Thunb.)系藤黄科金丝桃属多年生草本植物,具有重要的药用价值。该属植物所含的金丝桃素、黄酮类等物质具有抗抑郁、抗病毒、抗肿瘤和增强免役等作用,从而引起医药界的广泛重视。本文在组织培养、植物化学、分泌结构与金丝桃素类物质积累的相关性方面对小连翘和贯叶连翘进行了系统的研究,获得了一些有价值的成果,填补了贯叶连翘和小连翘在该领域的空白,为贯叶连翘和小连翘的药用价值的开发利用提供了重要的科学依据。主要研究结果如下:1.系统研究了贯叶连翘叶片、结节、茎段为外植体诱导愈伤组织的培养方法,获得了大量的愈伤组织,并分析了其金丝桃素的含量。实验表明:贯叶连翘茎段较叶容易诱导出愈伤组织;贯叶连翘愈伤组织诱导的最佳培养基为MS+6-BA 2.0 mg/L+NAA 0.2mg/L;而MS+2,4-D 1.0 mg/L+6-BA 0.3 mg/L适合愈伤组织的继代培养。HPLC含量测定得出,叶诱导出的愈伤组织中金丝桃素的含量最高,可达0.0015%,而茎诱导出的愈伤组织中金丝桃素的含量为0.0011%。2.系统研究了小连翘种子苗的培养方法和植株再生技术,获得了大量的愈伤组织和试管苗,建立了小连翘稳定的离体培养再生体系。结果表明:小连翘愈伤组织诱导较难,实验采用由种子萌发所获得的无菌苗的叶片、茎和根进行愈伤组织诱导;MS培养基中添加1.0 mg/L的2,4-D和0.2 mg/L的6-BA最适合小连翘愈伤组织的诱导;MS培养基中添加0.2 mg/L的NAA和2.0 mg/L的6-BA最适合小连翘丛生芽的增殖;1/2 MS培养基生根数最多,且对生根小苗增高效果最好。3.对贯叶连翘和小连翘的组织培养物进行了分泌结构和组织化学定位研究,结果表明,金丝桃素存在于分泌细胞团内,金丝桃素的积累与分泌细胞团的形成有关。在未分化的愈伤组织中,未发现分泌细胞团的存在,与HPLC测定不具有金丝桃素结果相一致。4.对小连翘各时期的组织培养物(愈伤组织、丛生芽、生根小苗、生根小苗的叶)进行了金丝桃素类物质的含量对比研究,结果表明,愈伤组织、丛生芽、生根小苗、小苗叶片中金丝桃素的含量由低到高,其中>5cm的小苗叶片中金丝桃素的含量最高,可高达0.00554%,与野外贯叶连翘植株中金丝桃素含量相接近。表明可以通过小连翘组织培养工业化生产金丝桃素类物质。5.通过半薄连续切片和HPLC测定,研究了贯叶连翘和小连翘成熟叶中分泌细胞团结构与金丝桃素的积累的关系,首次提出了一个分泌细胞团和一个分泌细胞中金丝桃素类物质的含量,实验结果表明,贯叶连翘和小连翘的成熟叶片中,一个分泌细胞中伪金丝桃素的含量最高,分别占金丝桃素类物质总质量的63.12%和55.50%,金丝桃素的含量较少,分别占金丝桃素类物质的29.88%和30.04%,原金丝桃素和原伪金丝桃素仅占了金丝桃素类物质的7.0%和14.46%左右。

兰志琼[3]2012年在《白芷香豆素类成分与分泌组织的相关性研究》文中进行了进一步梳理加强中药基础学科的研究是提高我国中药产业原始创新能力的重要途径,是中药研发实现重大突破的必要条件。白芷为四十种大宗常用中药材品种之一,市场需求量大。同许多道地药材一样,虽近年来研究报道颇多,但有关其活性成分的生物来源机制研究,特别是相关植物学基础研究较为薄弱,有待开展及深入。前期研究已初步发现白芷的活性成分香豆素与其分泌组织密切相关,但迄今为止,有关研究报道极少。本文通过科学、系统的实验研究,阐明两者的具体关系,为进一步阐释白芷香豆素类成分的生物来源机制奠定扎实的植物解剖学基础,对揭示白芷药材品质和产量形成的关键因素具有重要作用;同时,作为基础研究,其结果对进一步推进白芷药材的鉴定、品种选育、规范化栽培技术等相关研究、获得原始创新均具有积极意义。本文以植物组织、细胞水平为切入点,积极引入结构植物学、组织化学等现代生物学先进技术透射电子显微镜技术(TEM)、激光共聚焦显微镜技术(SLCM)等,结合中药学研究方法,紧紧围绕白芷活性成分香豆素类与其分泌组织的关系这一核心内容开展了以下研究工作:1.白芷不同营养器官分泌组织结构及分布的比较解剖研究首次开展白芷不同营养器官分泌组织结构及分布的比较解剖学研究。研究结果表明:白芷根、茎、叶中均分布有分泌组织,集中在药用部位根的韧皮部中及茎、叶的维管束周围;不同营养器官中的分泌组织其结构基本一致。重点开展了白芷药用部位根中分泌组织的解剖学研究,掌握了其分布、结构和类型:栓内层散在分布分泌腔;韧皮部中密集分布分泌道,且呈现径向放射状排列。2.白芷根分泌道的超微结构研究通过研究,确定了白芷根分泌道的超薄切片制备技术;并运用TEM技术观察白芷根中分泌道的超微结构,揭示了其超微结构特征。白芷根中分泌道上皮细胞的细胞质中质体、内质网、核糖体、线粒体、高尔基体数目较多,但质体很少观察到内膜结构,线粒体嵴不发达,内质网、核糖体均分布在上皮细胞靠近腔组织细胞壁一侧的细胞质中;而周围相邻薄壁细胞中的质体发育良好,具有复杂的内膜结构并积累淀粉。3.白芷根中香豆素类成分的组织化学研究通过白芷根冰冻切片主要影响因素保护剂、包埋剂、切片厚度及切片方法的考查,结合植物冰冻切片的基本制作步骤,首次确定白芷根冰冻切片的最佳制备方法;并运用冰冻切片和荧光显微镜技术,首次通过实验发现白芷根中香豆素类成分仅分布于分泌组织中;同时,引入SLCM技术进行了白芷根中香豆素类成分的相对定量探索研究。4.白芷根分泌道密度系数与欧前胡素含量的关系研究参考有关研究报道,结合白芷根分泌组织解剖学特征,首次提出白芷根韧皮部分泌道密度系数的测算方法,其测算公式为:分泌道密度系数=皮部比例(%)×分泌道密度(个/mm2)×分泌道面积(近似为圆形,μm2);并运用其开展了白芷根分泌道密度系数与欧前胡素含量的相关性分析。结果表明:白芷根分泌道密度系数与欧前胡素含量成正相关关系,即分泌道密度系数愈大,其欧前胡素含量愈高。本研究引入结构植物学、组织化学等植物学研究方法,结合药用植物学、中药鉴定学、中药化学等中药学研究方法,将中药活性成分与植物内部结构联系起来,从中药化学成分的生物来源角度研究中药,学科结合,优势互补,方法创新,为开拓出学科交叉的新研究领域,拓展中药的研究提供了一定的参考。

杨李[4]2008年在《贯叶连翘粗提物中金丝桃素的分离纯化研究》文中研究指明本工作以具有抗抑郁、抗肿瘤、抗病毒疾病等重要生理活性的金丝桃素为研究对象,首先从理论上计算了金丝桃素分子印迹聚合物的最佳合成条件,并对金丝桃素的分离提取方法——分子印迹技术进行了深入而系统的研究,同时建立了贯叶连翘粗提物中金丝桃素含量的测定方法,具体内容摘要如下:1.用MOPAC 2007软件中的PM6方法研究了以金丝桃素为模板分子,丙烯酰胺为功能单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂的分子印迹预组装体系。通过计算机模拟考察了功能单体浓度、交联剂浓度对模板-功能单体复合物浓度的影响,从理论上计算了金丝桃素分子印迹聚合物的最佳合成条件。而且,通过模拟也有助于解释实验现象以及合成特异性和亲和性分子印迹聚合物,为合成金丝桃素分子印迹聚合物提供了理论上的指导。2.分子印迹分离技术在中草药活性成分的分离纯化方面的应用文献报道不多。本研究采用分子印迹技术首次以金丝桃素为模板分子,在计算机模拟预组装体系的理论指导下,制备了金丝桃素分子印迹聚合物,并考察了分子印迹聚合物的吸附性能和选择性能。结果表明,分子印迹聚合物对模板分子具有高度的选择性和专一的识别性,展示了该技术的应用前景;通过红外光谱对分子印迹聚合物的形成进行了探讨。3.建立了薄层色谱扫描(TLC)测定贯叶连翘粗提物中金丝桃素含量的方法。在用Na_2CO_3(0.4 mol/L)溶液处理过的硅胶G板上用石油醚∶乙酸乙酯∶甲醇(1∶4∶2)混合展开剂上行展开后,采用日本岛津CS-930型薄层色谱扫描仪,在检测波长591 nm处进行TLC定量测定。结果表明,金丝桃素点样量在0.0~14.4μg的范围内与峰面积呈良好的线性关系,r为0.9892,回收率范围为96.4%~100.1%。本方法操作简便、快速、结果准确可靠,为后续实验研究提供了快速的定性定量检测手段。同时也对金丝桃素的稳定性进行了研究,得出了具有指导意义的结果。本论文利用计算机应用程序对分子印迹聚合物的制备条件进行了理论分析,为合成金丝桃素分子印迹聚合物提供了数据分析,减少了实验次数,大大节省了人力、物力和财力,并且为分子印迹聚合物性质考察提供了一种简便、快速、准确的检测方法。将分子印迹技术应用于天然产物中金丝桃素活性成分的分离,为天然产物活性成分的分离纯化开辟了一条新途径。

参考文献:

[1]. 金丝桃属植物的分泌结构及其与金丝桃素类物质的相关性研究[D]. 吕洪飞. 西北大学. 2001

[2]. 贯叶连翘和小连翘的组织培养及分泌结构与金丝桃素类物质含量的相关性研究[D]. 邵敏敏. 浙江师范大学. 2008

[3]. 白芷香豆素类成分与分泌组织的相关性研究[D]. 兰志琼. 成都中医药大学. 2012

[4]. 贯叶连翘粗提物中金丝桃素的分离纯化研究[D]. 杨李. 山西大学. 2008

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