長柱金絲桃（Hypericum ascyron L.）分泌結(jié)構(gòu)的研究

徐慶華，李淑玲，胡國富，胡寶忠*

（1.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)成棟學(xué)院，哈爾濱 150030；2.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，哈爾濱 150030）

金絲桃屬（Hypericum L.）植物在我國有55種8亞種，其中約有1/3的種類在民間用于治療多種疾病，從而引起廣泛的重視。黑龍江省金絲桃屬植物共有3種：長柱金絲桃（Hypericum ascyron L.)、短柱金絲桃（Hypericum gebleri Ledeb.）和烏腺金絲桃（Hypericum attenuatum Choisy）[1]。黑龍江省尚志市帽兒山鎮(zhèn)的帽兒山地區(qū)長柱金絲桃分布較廣。長柱金絲桃（Hypericum ascyron L.）又名黃海棠、紅旱蓮等，入藥可用于抗抑郁癥、抗病毒、抗癌、吐血、風(fēng)濕、痢疾等疾病的治療[2-5]。

國內(nèi)外關(guān)于該植物葉片中分泌結(jié)構(gòu)的顯微觀察有過報(bào)道[6-8]，但整株植物分泌結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)研究至今尚無報(bào)道。因此本研究旨在通過對黑龍江省長柱金絲桃全株的分泌結(jié)構(gòu)的類型、各器官中的分布和密度、發(fā)育等進(jìn)行系統(tǒng)的研究，確定合理的采收部位和采摘時(shí)間，保護(hù)自然資源，并為深入研究和開發(fā)利用天然藥用植物長柱金絲桃提供科學(xué)的依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

長柱金絲桃的根、莖、葉、花和果實(shí)，采自黑龍江省尚志市帽兒山滑雪場陽坡。

1.2 試劑與儀器設(shè)備

番紅、固綠、酒精、二甲苯、甲醛、甘油、中性樹膠等試劑均為分析純，均購自哈爾濱嘉實(shí)化學(xué)試劑公司；展片機(jī)（ZPJ-1A）、磨刀機(jī)（MDJ-4型）、旋轉(zhuǎn)切片機(jī)（LEICA RM2245型）、恒溫箱（DHP-9162型）、顯微鏡（Motic BA3000）和顯微攝像裝置（Motic Images advanced 3.2）。

1.3 方法

1.3.1 透明材料及FAA固定材料觀察[9]

取FAA固定的成熟葉片或臘葉標(biāo)本中葉片、萼片、花絲，切成5 mm×5 mm的小塊，投入5%NaOH水溶液，在60℃溫箱中透明1～3 h，清水沖洗；取FAA固定的花瓣，直接用1%番紅染色，甘油膠封片。Motic BA3000顯微鏡下觀察，Motic Images Advanced 3.2 軟件（Motic China Group Co.，Ltd.）照相并計(jì)數(shù)5～10個(gè)材料各10個(gè)10×10視野的分泌囊（道）數(shù)目，取平均值除以視野面積（0.02543 mm2）作為其分布密度。

1.3.2 石蠟切片

材料用FAA固定，系列酒精脫水，石蠟包埋片厚度10 μm，番紅-固綠染色。Motic BA3000顯微鏡觀察、Motic Images Advanced 3.2軟件照相和測量各20個(gè)以上分泌囊和分泌小管道的分泌腔的直徑（以下簡稱腔徑）。

2 結(jié)果與分析

根據(jù)長柱金絲桃（見圖版Ⅰ-1）根、莖、葉、花（花萼、花瓣、花柱、花絲）和果實(shí)的解剖學(xué)觀察，葉片和果實(shí)中存在分泌囊和分泌小管道，莖、根中存在分泌小管道，花柱、花瓣、萼片存在分泌囊。材料整體透明后顯微觀察到的分泌囊（Secretory cavity）和分泌小管道（Tinny cannel）呈半透明的腺點(diǎn)或管道。分泌囊和分泌小管道在各類器官中的分布和數(shù)量見圖版Ⅰ。

2.1 葉片

長柱金絲桃葉片臘葉標(biāo)本經(jīng)5%NaOH溶液透明后，顯微鏡觀察，可見無顏色變化的半透明腺點(diǎn)呈圓形或條狀，大小不等、長短不一，均勻地分布在葉片中，這種分泌結(jié)構(gòu)為分泌囊（見圖版Ⅰ-2）。顯微觀察發(fā)現(xiàn)分泌囊由1層切向扁長方形的鞘細(xì)胞包被著1層（6～9個(gè)）長方形的上皮細(xì)胞及其中央的分泌腔構(gòu)（見圖版Ⅰ-3），通常位于葉緣表皮下的半透明腺點(diǎn)則缺乏鞘細(xì)胞（見圖版Ⅰ-4）。葉中分泌囊的分布密度為26個(gè)·mm-2，腔徑為40～100 μm。分泌小管道存在于葉脈韌皮部中，排成一排，1層（4個(gè)）上皮細(xì)胞圍成的近圓形腔道，其外無鞘細(xì)胞；腔徑較小10～25 m（見圖版Ⅰ-5），分布密度為15個(gè)·mm-2。

2.2 花萼、花瓣、果實(shí)

花萼和花瓣中具有分泌囊，分泌囊的顯微結(jié)構(gòu)同葉片中分泌囊顯微結(jié)構(gòu)。透明的萼片和花瓣中分泌囊分布于近邊緣和上半部，呈半透明的腺點(diǎn)或管道（見圖版Ⅰ-6，7，8）。萼片中分泌囊（見圖版Ⅰ-9）的腔徑為 40～60 μm，分布密度為 20 個(gè)·mm-2；花瓣中分泌囊位于近下表皮處（見圖版Ⅰ-10），腔徑為 40～80 μm，分布密度為 3 個(gè)·mm-2。

盛花期的子房壁與果實(shí)成熟期的果皮內(nèi)密布分泌囊（見圖版Ⅰ-11），分泌囊在橫切面上排成一輪，腔徑為30～65 μm；分泌小管道主要分布在維管組織中（見圖版Ⅰ-12）；兩種分泌結(jié)構(gòu)由4～6個(gè)上皮細(xì)胞構(gòu)成，無鞘細(xì)胞。

2.3 花柱和花絲

花柱中有分泌囊（道）（見圖版Ⅰ-13）?；ńz經(jīng)透明后觀察無半透明腺點(diǎn)（見圖版Ⅰ-14）。

2.4 莖和根

莖和根中韌皮部分布有分泌小管道，顯微結(jié)構(gòu)與葉脈韌皮部分泌小管道相同。莖中分泌小管道（見圖版Ⅰ-15），排成一排，腔徑為15～25 μm；長柱金絲桃的莖具四縱棱，在縱棱處韌皮部內(nèi)分泌小管道較多。根中分泌小管道較少（見圖版Ⅰ-16），腔徑為5～10 μm。根中只觀察到分泌小管道一種分泌結(jié)構(gòu)，且數(shù)量最少。同時(shí)，本實(shí)驗(yàn)室在引種栽培該植物時(shí)發(fā)現(xiàn)其種子數(shù)量雖然很多，但萌發(fā)較難，野外主要靠宿根繁殖和再生。

2.5 兩種分泌結(jié)構(gòu)的發(fā)生發(fā)育過程

長柱金絲桃植物內(nèi)分布的分泌結(jié)構(gòu)有分泌囊和分泌小管道兩種，各器官葉片中兩種分泌結(jié)構(gòu)都有，而且分泌結(jié)構(gòu)的分布密度最大，分泌結(jié)構(gòu)具典型特征。因此以長柱金絲桃葉片石蠟切片的解剖學(xué)觀察的結(jié)果為例，闡述分泌囊和分泌小管道的發(fā)育過程。

圖版I 長柱金絲桃各器官分泌結(jié)構(gòu)的觀察Plate I Observation of the secretory structures of different organs in Hypericum ascyron L.

2.5.1 分泌囊發(fā)育過程

長柱金絲桃葉片中分泌囊的發(fā)育分為三個(gè)階段。

①四細(xì)胞原始細(xì)胞階段

②分泌腔形成階段

四個(gè)上皮原始細(xì)胞中央細(xì)胞壁降解，相鄰細(xì)胞壁分離，上皮原始細(xì)胞徑向分裂，細(xì)胞數(shù)目多，腔隙逐漸增大（見圖版Ⅱ-2，3），形成分泌腔。

③發(fā)育成熟階段

上皮細(xì)胞周圍的薄壁組織形成一圈形狀大小不一的鞘狀細(xì)胞，包裹上皮細(xì)胞（見圖版Ⅱ-4），分泌囊發(fā)育成熟。

2.5.2 分泌小管道發(fā)育過程

長柱金絲桃葉片韌皮部分泌小管道的發(fā)育分為四個(gè)階段。

①二細(xì)胞原始細(xì)胞階段

二細(xì)胞原始細(xì)胞具大細(xì)胞核，細(xì)胞液泡化（見圖版Ⅱ-5）。

EIA庫存報(bào)告顯示，截至12月14日的1周，美國原油庫存為4.4146億桶，較11月中旬減少545.1萬桶，其中庫欣地區(qū)庫存為4049.2萬桶，較11月中旬增加514.5萬桶；汽油庫存為2.301億桶，較11月中旬增加478.8萬桶；餾分油庫存為1.199億桶，較11月中旬增加70.9萬桶。

②管道腔開裂階段

原始細(xì)胞經(jīng)一次分裂后形成四個(gè)細(xì)胞，細(xì)胞體積增大，繼續(xù)液泡化；四個(gè)上皮細(xì)胞之間的細(xì)胞壁開始開裂，彼此分開（見圖版Ⅱ-6，7）。

③管道腔呈裂縫階段

四個(gè)上皮細(xì)胞細(xì)胞核明顯；四細(xì)胞之間開裂形成裂縫，裂縫逐漸增大（見圖版Ⅱ-8）。

④管道腔成熟階段

上皮細(xì)胞液泡增大，細(xì)胞核明顯；四個(gè)上皮細(xì)胞收縮、環(huán)狀排列，包裹管道腔形成成熟分泌小管道（見圖版Ⅱ-9）。

長柱金絲桃葉片中分泌囊和韌皮部分泌小管道，都是由4～6上皮細(xì)胞收縮后形成圍繞分泌腔的一層環(huán)帶狀的扁平細(xì)胞形成，上皮細(xì)胞未破毀，所以，此分泌囊（道）屬于裂生型。

圖版Ⅱ 長柱金絲桃分泌結(jié)構(gòu)發(fā)育過程觀察PlateⅡ Observation of the development process of secretory structures in Hypericum ascyron L.

3 討論與結(jié)論

長柱金絲桃體內(nèi)的分泌結(jié)構(gòu)有分泌囊和分泌小管道兩種，不含分泌細(xì)胞團(tuán)。胡正海等認(rèn)為，分泌細(xì)胞團(tuán)是金絲桃素合成和貯藏場所，證實(shí)長柱金絲桃不含分泌細(xì)胞團(tuán)，因此不含金絲桃素[9-10]。孟祥麗等對長柱金絲桃進(jìn)行了理化鑒別，金絲桃素定性鑒別為陰性[11]。但Zevakova等認(rèn)為，長柱金絲桃植株含金絲桃素類物質(zhì)[12]。鄭清明等在進(jìn)行金絲桃屬植物的含量分析時(shí)，在長柱金絲桃中檢測到了貫葉金絲桃素（Hyperforin）[4]。由于以上研究的實(shí)驗(yàn)材料取自不同地域，植物在不同生態(tài)環(huán)境中生長可能影響了正常的新陳代謝途徑，造成次級代謝產(chǎn)物有所不同。Bais等從貫葉連翹cDNA文庫中篩選出合成金絲桃素的金絲桃素合成酶基因（Hyp-1）[13]，如果證實(shí)長柱金絲桃不含金絲桃素，可以利用基因工程技術(shù)培育產(chǎn)金絲桃素的黑龍江省長柱金絲桃轉(zhuǎn)基因新品種。應(yīng)用分子生物學(xué)技術(shù)將傳統(tǒng)中藥栽培和天然藥用成分的開發(fā)和利用有機(jī)的結(jié)合起來[14]。

呂洪飛研究了41種金絲桃屬植物的分泌結(jié)構(gòu)后發(fā)現(xiàn)[15]，大多數(shù)植物的葉、花瓣、花萼和果實(shí)的分泌囊中分泌蕓香油，起驅(qū)蟲、抗病菌作用，屬于化學(xué)防衛(wèi)機(jī)制。本研究發(fā)現(xiàn)長柱金絲桃的葉片、花瓣和花萼等葉性器官的葉緣和中脈分布分泌結(jié)構(gòu)較多、分泌囊內(nèi)有油滴（見圖版Ⅰ-7）（油滴的物理及化學(xué)性質(zhì)需進(jìn)一步證實(shí)），是昆蟲、牲畜常常啃食的部位，這種現(xiàn)象是植物長期適應(yīng)生長環(huán)境、生物進(jìn)化的結(jié)果。

金絲桃屬植物內(nèi)部的分泌結(jié)構(gòu)及其變化已被用作該屬的亞屬的分類依據(jù)[10]，黑龍江省長柱金絲桃整株植物分泌結(jié)構(gòu)及兩種分泌結(jié)構(gòu)的發(fā)生發(fā)育的解剖學(xué)和研究在理論上為金絲桃屬植物的分類、鑒定和系統(tǒng)演化提供形態(tài)解剖學(xué)的依據(jù)。

長柱金絲桃各器官中兩類分泌結(jié)構(gòu)的分布和數(shù)量經(jīng)觀察統(tǒng)計(jì)后發(fā)現(xiàn)：分泌囊分布于植物體的多數(shù)器官（葉片、花瓣、萼片、果實(shí)）中，密度較大，葉片中分泌囊（道）的發(fā)育是裂生型，與呂洪飛和余剛的研究結(jié)果一致[15-16]；分泌小管道主要存在于維管束韌皮部內(nèi)（葉脈、莖和根），密度較小。分泌結(jié)構(gòu)在葉片中數(shù)量最多，花瓣和萼片次之，而莖中較少，主要集中在縱棱處的韌皮部內(nèi)，根中最少。在葉脈和莖韌皮部中的分泌小管道排成一排（見圖版Ⅰ-5），與貫葉連翹、金絲桃和小連翹排成2～3排不同[17]。因此黑龍江省長柱金絲桃的合理采收時(shí)期是每年8～9月的花果期；最佳采收部位是地上部。

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