白木香結(jié)香過程中阻隔層的形成及其特性研究

劉培衛(wèi) 楊 云 張玉秀 楊 勇 劉洋洋

(1.中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院藥用植物研究所海南分所，?？?570311； 2.海南省南藥資源保護(hù)與開發(fā)重點實驗室，?？?570311)

白木香結(jié)香過程中阻隔層的形成及其特性研究

劉培衛(wèi)1,2楊 云1,2張玉秀1,2楊 勇1,2劉洋洋1,2

(1.中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院藥用植物研究所海南分所，海口 570311；2.海南省南藥資源保護(hù)與開發(fā)重點實驗室，?？?570311)

分別采用滑走切片、組織化學(xué)染色、石蠟切片技術(shù)、掃描電鏡技術(shù)和分光光度法等，對白木香通體結(jié)香過程中阻隔層的形成過程、解剖結(jié)構(gòu)等特性進(jìn)行了研究。結(jié)果顯示：木間韌皮部內(nèi)的薄壁細(xì)胞在傷害刺激下脫分化、分裂產(chǎn)生阻隔層；阻隔層位于沉香層和過渡層之間，其厚度變化較大，由薄壁細(xì)胞群和阻隔層木質(zhì)部組成；阻隔層中含有少量的淀粉和較多的可溶性總糖。上述研究結(jié)果為消除或延遲阻隔層的產(chǎn)生提供參考，為進(jìn)一步優(yōu)化通體結(jié)香技術(shù)提供幫助。

白木香；木間韌皮部；阻隔層；通體結(jié)香技術(shù)

沉香是瑞香科(Thymelaeaceae)沉香屬(AquilariaLam)植物受到傷害后形成的含有樹脂的木材[1]，具行氣止痛、溫中止嘔、納氣平喘的功效[2]，是我國、日本、印度以及其他東南亞國家傳統(tǒng)的名貴藥材和天然香料[3]，需求量巨大。目前全世界沉香及其直接加工產(chǎn)品的貿(mào)易額達(dá)200億元以上[4]。受高效結(jié)香技術(shù)的困擾，沉香產(chǎn)量極低，使得沉香價格一直居高不下，優(yōu)質(zhì)沉香價格甚至比黃金還貴[5]。過度的伐樹結(jié)香，使得沉香屬野生資源日漸枯竭，2004年沉香屬的所有種均被列入《瀕危野生動植物種國際貿(mào)易公約》附錄Ⅱ[6]。白木香(A.sinensis(Lour.) Spreng)是生產(chǎn)國產(chǎn)沉香的正品植物資源[2]，也是我國特有的珍貴藥用植物。

項目組前期發(fā)明了世界上領(lǐng)先的通體結(jié)香技術(shù)，該技術(shù)具有高效—高產(chǎn)—高質(zhì)—穩(wěn)定(三高一穩(wěn)定)的優(yōu)點，使沉香產(chǎn)業(yè)進(jìn)入了規(guī)?；鸵?guī)范化發(fā)展的道路[7]。在通體結(jié)香技術(shù)大面積推廣和使用中，我們發(fā)現(xiàn)部分白木香樹會在沉香層的外圍形成一層寬約1～5 mm的白色帶狀的結(jié)構(gòu)，它的出現(xiàn)限制了沉香層的增厚，大大降低了沉香的產(chǎn)量和品質(zhì)[5]。我們將其命名為阻隔層，并首次對其結(jié)構(gòu)和組織化學(xué)特性進(jìn)行詳細(xì)的研究報道，旨在為消除或延遲阻隔層的產(chǎn)生提供參考，為進(jìn)一步優(yōu)化通體結(jié)香技術(shù)提供幫助。

1 材料與方法

1.1 材料

海南演豐白木香種植基地，樹齡8年。選取通體結(jié)香處理30 d，60 d，180 d，1年，2年的白木香樹，將樣木伐倒后，在每株樣木的胸徑處切取一個厚約5 cm的圓盤，用于后續(xù)實驗。

1.2 方法

1.2.1 組織化學(xué)染色

采用滑走切片技術(shù)，對試樣進(jìn)行橫切，分別采用水合氯醛透明，I2-KI染色和PAS染色等處理后，在光學(xué)顯微鏡下(Nikon,80i,日本)進(jìn)行觀察和拍照。

1.2.2鉻酸—硝酸法(Jeffery法)觀察阻隔層細(xì)胞的形態(tài)

將分離得到的阻隔層和白木層，分割成火柴棒粗細(xì)的小木條，加入20倍量的1∶1的10%硝酸和10%鉻酸的離析液，在真空泵中常溫處理12 h,至完全離析，放入蒸餾水中浸泡，直到水成無色為止，用50%的酒精保存。將樣品用1%番紅染色4 min,做成臨時裝片，在光學(xué)顯微鏡下(Nikon,80i,日本)，觀察和統(tǒng)計分子形態(tài)。

1.2.3 石蠟切片

將含有阻隔層的新鮮材料切成0.5 cm見方的小塊，F(xiàn)AA固定，系列酒精脫水，二甲苯透明，石蠟包埋，然后用輪轉(zhuǎn)切片機(jī)(Leica RM2155，德國)切片，厚10 μm，PAS染色或番紅固綠對染。

1.2.4 掃描電鏡樣品的制備

將含有阻隔層的新鮮樣品切割成大約0.5 cm見方的木塊，將橫切面修成光滑的平面，立即放入FAA固定液中固定4 h，在37℃恒溫干燥箱中干燥7 d至完全干燥，用導(dǎo)電膠將樣品粘貼在樣品臺上，用離子濺射儀(JFC-1600，日本)噴金，然后在掃描電子顯微鏡(JSM6510LV，日本)下進(jìn)行觀察拍照。

1.2.5 淀粉含量的測定

將采集到的樣品于70℃下烘干后，粉碎，保存于-20℃冰箱中備用；準(zhǔn)確稱取0.2 g粉碎樣品(精確至0.000 1 g)，置于具塞50 mL試管中，加入25 mL 80%乙醇—飽和氯化鈉溶液，室溫下超聲萃取25 min后過濾，向濾渣中加入40%高氯酸溶液14 mL，室溫下超聲萃取30 min，加入蒸餾水10 mL繼續(xù)室溫超聲5 min，轉(zhuǎn)入100 mL容量瓶中，蒸餾水洗滌2次，合并，定容、搖勻后即成待測液(含14%的40%高氯酸溶液)，靜置。然后取靜置后的上清液10 mL，加入1 mL碘—碘化鉀溶液，以含有14%的40%高氯酸溶液的蒸餾水溶液為空白(加入1 mL碘—碘化鉀溶液)，使用分光光度計于580 nm處進(jìn)行測定，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計算樣品中的淀粉含量。

1.2.6 可溶性總糖含量測定

取干燥粉碎樣品0.2 g，溶于6 mL 80%乙醇中，于80℃水浴鍋中加熱40 min，然后于4 000 r·min-1離心機(jī)中離心10 min。收集上清液，沉淀部分用80%乙醇洗滌然后以相同條件進(jìn)行離心，重復(fù)2次。將上清液合并，加入活性炭后過濾，用80%乙醇定容至50 mL容量瓶中，搖勻(如無色素，可不用加入活性炭)。吸取樣品提取液0.5 mL于20 mL試管中，加蒸餾水1.5 mL，向試管中加入0.5 mL蒽酮乙酸乙酯試劑和5 mL濃硫酸，充分振蕩，立即將試管放入沸水浴中，逐管均準(zhǔn)確保溫1 min，取出后自然冷卻至室溫，以空白作參比，在630 nm波長下測定，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計算樣品中的可溶性總糖含量。

圖1 成熟的木間韌皮部Fig.1 Anatomical structure of the mature interxylary phloem

2 結(jié)果

2.1 木間韌皮部的結(jié)構(gòu)特征

木間韌皮部呈島嶼狀，均勻散生在次生木質(zhì)部中。成熟的木間韌皮部一般由薄壁細(xì)胞，篩管，韌皮射線和韌皮纖維等4部分組成(圖1)。薄壁細(xì)胞位于木間韌皮部外圍，通常有1～4層，近方形；韌皮射線比較扁平，與木射線相連；具有輸導(dǎo)功能的篩管位于木間韌皮部的內(nèi)部；木間韌皮部內(nèi)還有一類厚壁細(xì)胞：韌皮纖維，它一般位于木間韌皮部的中下部(圖1)。

2.2 阻隔層形成過程

通體結(jié)香后白木香莖在顏色和結(jié)構(gòu)上會發(fā)生明顯的變化，根據(jù)顏色和結(jié)構(gòu)的不同，可以將其為4層：腐爛層，沉香層，過渡層和白木層(圖2:a)。除了這4層外，還有一定比例的白木香樹在沉香層和過渡層之間出現(xiàn)一層白色的帶狀組織：阻隔層(圖2：b～e)。阻隔層的厚度不一，成連續(xù)或不連續(xù)的帶狀包圍在沉香層周圍(圖2：e)。

圖2 組織學(xué)水平阻隔層的形成及結(jié)構(gòu)特征 a.阻隔層未出現(xiàn)；b.阻隔層開始出現(xiàn)；c～d.阻隔層逐漸增厚；e.疏松的薄璧細(xì)胞群和致密的木質(zhì)部 D.腐爛層；A.沉香層；T.過渡層；B.阻隔層；H.白木層；Bp.阻隔層薄壁細(xì)胞群；Bx.阻隔層木質(zhì)部 下同。Fig.2 Development and anatomical structure of barrier zone a.Barrier zone is absent; b.Barrier zone begins to form; c-d.Thickness of barrier zone increases; e.Loose Bp and compact Bx D. Decay zone；A. Agarwood zone；T. Transition zone；B. Barrier zone；H. Whiter-timber zone；Bp. Barrier zone parenchyma；Bx. Barrier zone xylem The same as below.

通過對阻隔層的跟蹤觀察發(fā)現(xiàn)，阻隔層是沉香層外圍的部分木間韌皮部脫分化重新分裂形成的。在外界傷害信號的刺激下，沉香層外圍的1～2層木間韌皮部薄壁細(xì)胞脫分化，進(jìn)行平周分裂使木間韌皮部在徑切方向上增寬(圖3：b)，同時在弦切方向上進(jìn)行切向分裂，使木間韌皮部相互延伸，直至多個木間韌皮部連接起來，形成異常的條帶狀結(jié)構(gòu)—阻隔層的雛形(圖3：c)。隨著時間的推移，在靠近沉香層的一側(cè)，阻隔層中會形成一個比較穩(wěn)定的異常形成層，它向內(nèi)分裂形成薄壁纖維和薄壁細(xì)胞等，組成薄壁細(xì)胞群(圖3：d)，向外分裂形成異常次生木質(zhì)部和異常木間韌皮部等結(jié)構(gòu)，組成阻隔層木質(zhì)部(圖3：d～e)。阻隔層剛形成時，主要以薄壁細(xì)胞為主，但隨著時間推移，阻隔層木質(zhì)部所占的比例越來越大(圖3：b～d)。

2.3 阻隔層的結(jié)構(gòu)特征

阻隔層由阻隔層木質(zhì)部和阻隔層薄壁細(xì)胞群構(gòu)成，比較發(fā)達(dá)的阻隔層中，木質(zhì)部所占的比例較大，其質(zhì)地較致密，主要分布于靠近過渡層的一側(cè)。阻隔層木質(zhì)部與正常的木質(zhì)部類似，都由木間韌皮部、木射線、導(dǎo)管和纖維管胞等4部分組成，但是阻隔層木質(zhì)部中的木間韌皮部比較扁平，且變形比較嚴(yán)重，其內(nèi)主要有薄壁細(xì)胞組成，沒有觀察到纖維(圖4：c～d)，阻隔層中的木射線比較臃腫，往往不與沉香層和過渡層中的木射線相連(圖4：a,d)，阻隔層木質(zhì)部中的管孔成卵圓形或多角形，多數(shù)導(dǎo)管常由3～10個管孔徑向連成鏈狀結(jié)構(gòu)(圖4：a,d)，導(dǎo)管分子長度約是正常導(dǎo)管的二分之一，寬度約為正常導(dǎo)管的三分之一(表1)。纖維管胞梭形(圖4：a～b)，長度雖然只有正常纖維管胞的三分之二，但其寬度卻是正常纖維管胞的1.5倍(表1)。

阻隔層中的薄壁細(xì)胞群質(zhì)地較疏松，主要位于靠近沉香層的一側(cè)(圖3：d，圖4：b,d)，但偶爾也有部分的薄壁細(xì)胞群散生在過渡層附近(圖3：f，圖4：a)。阻隔層薄壁細(xì)胞群主要由薄壁纖維和薄壁細(xì)胞組成，其中薄壁纖維的平均長度為1 574 μm(表1)，其質(zhì)地柔軟，容易彎曲(圖5：c)。阻隔層薄壁細(xì)胞群干燥后，往往收縮成蠟質(zhì)的薄膜狀物質(zhì)，覆蓋在相鄰的阻隔層木質(zhì)部或沉香層上，在掃描電鏡觀察時，此處往往成塌陷狀(圖4：b)。

圖3 滑走切片圖，示阻隔層的形成及結(jié)構(gòu)特征 a.沉香層(A)外圍木間韌皮部未發(fā)生變化；b.沉香層外圍開始膨脹變形的木間韌皮部(B)；c.膨脹的多個木間韌皮部連接起來逐漸形成阻隔層；d.阻隔層中異常形成層(V)分裂產(chǎn)生的薄壁細(xì)胞群(Bp)和木質(zhì)部(Bx)；e.阻隔層中的導(dǎo)管(箭頭)和木間韌皮部(IP)；f.阻隔層(B)與過渡層(T)的交接處的薄壁細(xì)胞群(五星) IP.木間韌皮部 下同。Fig.3 Development and anatomical structure of barrier zone by sliding a.Normal interxylary phloem beside agarwood zone(A); b.Swollen interxylary phloem(B); c.Swollen interxylary phloems begin to connect; d.Barrier zone parenchyma(Bp) and xylem(Bx) arised from abnormal cambium(V)；e.Vessel(arrowhead) and interxylary phloem in barrier zone; f.Barrier zone parenchyma(asterisk) near transition zone IP. Interxylary phloem The same as below.

圖4 石蠟切片及掃描電鏡下阻隔層的顯微結(jié)構(gòu)特征 a.阻隔層薄壁細(xì)胞群(Bp)與木質(zhì)部(Bx)；b.阻隔層與沉香層交界處，塌陷狀的薄壁細(xì)胞群(Bp)；c.阻隔層木質(zhì)部變形的木間韌皮部(IP)和異常多列射線(XR)；d.阻隔層中特異的鏈狀導(dǎo)管(v)；e.沉香層，示充滿沉香樹脂的木間韌皮部(IP)，含有侵填體的導(dǎo)管(箭頭)；f.白木層，示正常的木間韌皮部(IP)，導(dǎo)管(V)和木射線(箭頭)Fig.4 Microscopic picture of barrier zone by paraffin section and scanning electricity microscopy a.Abnormal parenchyma(Bp) and xylem(Bx) in barrier zone; b.Parenchyma collapses(Bp); c.Abnormal interxylary phloem(IP) and xylem ray(XR); d.Abnormal vessel(V); e.Interxylary phloem(IP) and vessel(arrowhead) containing agarwood resin in Agarwood zone; f.Normal interxylary phloem(IP), vessel and xlem ray(arrowhead) in whiter-timber zone

圖5 阻隔層和白木層的離析圖 a.白木層中纖維管胞；b.阻隔層木質(zhì)部中纖維管胞和導(dǎo)管；c.阻隔層薄壁細(xì)胞群中的纖維Fig.5 Microscopic picture of segregation tissue of barrier zone and whiter-timber zone a.Fibre tracheid in whiter-timber zone; b.Fibre tracheid and vessel in Bx; c.Fiber in Bp

表1白木層和阻隔層中木材分子的數(shù)量特征(均值±標(biāo)準(zhǔn)差)

Table1Quantitycharactersofstructureoftimberaboutwhiter-timberandbarrierzone(Dataaremeans±SD)

分層Layer導(dǎo)管Duct纖維管胞Fibre?tracheid長度Length(μm)寬度Width(μm)長度Length(μm)寬度Width(μm)白木層Whiter?timberzone186．64±40．3093．10±38．51534．12±87．4320．77±3．47阻隔層木質(zhì)部Barrierzonexylem102．82±74．5136．42±11．24376．40±61．3629．28±5．38阻隔層薄壁細(xì)胞群Barrierzoneparenchyma1574．70±366．4914．01±9．97

2.4 淀粉和可溶性總糖的含量測定

碘—碘化鉀(I2-KI)組織化學(xué)染色結(jié)果顯示，沉香層中淀粉粒被完全消耗(圖6：c)，阻隔層中還存在少量的淀粉粒(圖6：b)，而白木層中依然存在大量的淀粉粒(圖6：a)。希夫試劑染色(PAS反應(yīng))結(jié)果顯示，被油脂完全填充的沉香層無紅色反應(yīng)(圖6：f)，阻隔層(圖6：e)中和白木層(圖6：d)中都有較深的紅色反應(yīng)(圖6：e)，說明沉香層中的還原糖已經(jīng)被完全消耗，阻隔層和白木層中含有大量的還原糖。

圖6 組織化學(xué)染色顯微圖 a～c. I2-KI染色：a.白木層，IP內(nèi)含有大量的淀粉；b.阻隔層，IP含有少量的淀粉；c.沉香層，IP中不含有淀粉 d～f. PAS染色：d.白木層，IP中含有大量還原糖；e.阻隔層，IP含有大量的還原糖；f.沉香層，IP中充滿大量棕色樹脂F(xiàn)ig.6 Microscopic picture of histochemical staining a-c. I2-KI staining: a. Much starch in interxyalry phloem in whiter-timber zone; b. Less starch in barrier zone; c.No starch and reducing sugar in agarwood zone 4-6. PAs staining: d. Much reducing sugar in whiter-timber zone; e. Much reducing sugar in barrier zone; f. No starch and reducing sugar in agarwood zone

為了更精確的觀察淀粉和可溶性總糖的含量，我們利用分光光度法，對白木香莖中不同層內(nèi)的淀粉和可溶性總糖進(jìn)行定量檢測。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，沉香層中可溶性總糖和淀粉含量均最低，說明沉香層中的能量物質(zhì)大多轉(zhuǎn)化為沉香樹脂?？扇苄钥偺呛吭谧韪魧?、過渡層和白木層中差別不大，但淀粉含量差異明顯。各層中可溶性總糖和淀粉含量的比值從大到小依次為：阻隔層(1.45)>白木層5(0.87)>過渡層(0.60)>沉香層(0.29)>白木層4(0.32)。木間韌皮部分裂形成阻隔層，需要較大的能量代謝為旺盛的生理活動提供動力。而淀粉被轉(zhuǎn)化為可溶性糖類物質(zhì)才能被利用，因此可溶性總糖和淀粉的比值越高，說明代謝活動越旺盛。

圖7 不同分層中淀粉和可溶性總糖的含量 a.沉香層；b.阻隔層；c.過渡層；d～e.白木層Fig.7 Content of starch and total sugar in different zones a.Agarwood zone；b.Barrier zone；c.Transition zone；d-e.Whiter-timber zone

3 討論

3.1 木間韌皮部的作用

筆者在前人研究的基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)至少在17個科約54個屬的部分或全部物種中具有木間韌皮部[8]，具有木間韌皮部的植物往往具有巨大的果實或花朵[9]。我們根據(jù)木間韌皮部的解剖結(jié)構(gòu)推測木間韌皮部在光合產(chǎn)物的運(yùn)輸和貯藏等方面具有重要的作用。人們發(fā)現(xiàn)剝除樹皮后的白木香樹仍舊可以存活，這有力的驗證了我們的推斷。

有學(xué)者早在1992年發(fā)現(xiàn)，沉香屬植物木間韌皮部內(nèi)部的薄壁細(xì)胞可能保持有或者在外界刺激的激發(fā)下重新獲得細(xì)胞分裂的能力[10]。筆者在研究阻隔層形成的過程中，發(fā)現(xiàn)木間韌皮部內(nèi)的1～2層薄壁細(xì)胞脫分化重新恢復(fù)分裂功能，使木間韌皮部在徑切方向上增寬、弦切方向上延伸，多個木間韌皮部逐漸連接起來，在沉香層外圍形成異常的條帶狀結(jié)構(gòu)—阻隔層。我們的發(fā)現(xiàn)證明了木間韌皮部確實具有重新分裂的能力，但必須在外界刺激下才能發(fā)生，因此我們將沉香屬木間韌皮部稱為“休眠的形成層”。

3.2樹木區(qū)室化在傷害誘導(dǎo)白木香形成沉香中的意義

眾所周知，樹木不能像動物那樣來躲避傷害，但在億萬年的進(jìn)化過程中，樹木為了生存，掌握了一種獨特的、高超的抵御傷害的能力—區(qū)室化[11]。區(qū)室化是指樹木受到傷害后，通過形成多種屏障將受到傷害的組織隔離開來，以阻止病原物等傷害的擴(kuò)散[12]。樹木區(qū)室化主要分為2個階段[12]：(1)在傷害或者病原物侵染的過程中，傷口周圍的活細(xì)胞產(chǎn)生抗菌物質(zhì)，從而形成化學(xué)邊界。(2)形成層在傷害信號因子的刺激下，形成化學(xué)成分和結(jié)構(gòu)都不同的特殊組織，稱之為阻隔層。阻隔層將健康組織和受到傷害的組織隔離開，可有效的阻止傷害在樹體內(nèi)擴(kuò)展。Blanchette等明確提出樹木受到創(chuàng)傷后，木材的變色、死亡和腐爛，都屬于區(qū)室化現(xiàn)象[13]。

沉香是沉香屬植物受到傷害后形成的含有樹脂的木材。項目組初步解析了“傷害誘導(dǎo)白木香防御反應(yīng)形成沉香”理論：物理、化學(xué)傷害或真菌侵染均可作為傷害誘導(dǎo)白木香產(chǎn)生防御反應(yīng)，產(chǎn)生具有抑菌活性的防御物質(zhì)—沉香倍半萜和色酮類成分，這些防御物質(zhì)填充在木間韌皮部、木射線、導(dǎo)管和纖維管胞內(nèi),與周圍的木材結(jié)合在一起，形成了阻擋傷害進(jìn)一步擴(kuò)散的屏障[14]。該理論與樹木區(qū)室化理論的第一階段非常吻合，即形成了抵御外界傷害的化學(xué)邊界—沉香層。根據(jù)區(qū)室化理論，阻隔層形成是樹木區(qū)室化的第二階段，是樹木響應(yīng)傷害信號后，產(chǎn)生的具有保護(hù)功能的重要屏障。

從位置上來看，阻隔層位于沉香層和過渡層之間，它的出現(xiàn)使健康組織遠(yuǎn)離了傷害；從結(jié)構(gòu)上來看，阻隔層薄壁細(xì)胞中的纖維長度與樹皮中的纖維長度相近，而且韌性好，所以我們通常把阻隔層稱為“新樹皮”。Rioux等認(rèn)為阻隔層的細(xì)胞中往往含有抗菌活性的酚類物質(zhì)，細(xì)胞壁往往栓質(zhì)化，可以有效的防止水分流失[15]?？傊韪魧釉谖恢?、結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成上，都成了阻擋傷害向樹體正常組織擴(kuò)展的重要屏障，對白木香抵御外界傷害意義重大，這也從理論上證明了“傷害誘導(dǎo)白木香防御反應(yīng)形成沉香”理論的科學(xué)性。

3.3 本研究對于優(yōu)化結(jié)香技術(shù)具有重要的意義

阻隔層的形成與樹的品種，個體遺傳學(xué)，傷害類型以及環(huán)境因素有關(guān)。但樹木自身情況是影響阻隔層形成的關(guān)鍵因素[16]。我們發(fā)現(xiàn)3年生的白木香在通體結(jié)香后的30天，可以觀察到阻隔層的出現(xiàn)，但在10年以上的老樹上，一般1年以后才開始大量出現(xiàn)阻隔層。Rioux等認(rèn)為幼樹與老樹相比，儲存著較少的能量物質(zhì)[15]。3年生的白木香幼樹存儲的營養(yǎng)物質(zhì)偏低，當(dāng)幼樹受到傷害后，化學(xué)邊界(沉香層)的形成很快將存儲的物質(zhì)消耗殆盡，其阻隔作用較弱；傷害信號通過沉香層進(jìn)入正常組織中，激發(fā)臨近木間韌皮部的薄壁細(xì)胞脫分化恢復(fù)分裂形成第二層屏障，即阻隔層，以有效的抵御外界傷害在樹體內(nèi)擴(kuò)展。而10年以上的老樹正當(dāng)壯年，積累了大量的營養(yǎng)物質(zhì)，受到傷害后可以形成較厚的沉香層，能夠在一定時期內(nèi)阻擋傷害的進(jìn)一步擴(kuò)展。通過可溶性總糖和淀粉含量的研究，我們發(fā)現(xiàn)沉香層中幾乎不含有可溶性總糖和淀粉，說明儲藏的能量物質(zhì)幾乎全部轉(zhuǎn)化為沉香樹脂；阻隔層由于需要建成新的細(xì)胞所以代謝活動較旺盛，其可溶性總糖含量和淀粉含量的比值最高；而過渡層介于兩者中間。這更加驗證了我們的推測。從這方面來看，老樹才能結(jié)香的說法有一定的科學(xué)道理。

我們在通體結(jié)香的大面積推廣中發(fā)現(xiàn)，隨著結(jié)香時間延長，阻隔層出現(xiàn)的概率有增大的趨勢。但這種趨勢在不同的地域中有所差異，在貧瘠的條件下，材質(zhì)比較堅硬的樹木，阻隔層出現(xiàn)的時間較晚，且概率小。在肥沃的條件下，材質(zhì)比較疏松，阻隔層出現(xiàn)的時間較早，概率較大。Rioux等將長喙殼屬真菌(Ophiostomaulmi)侵染PrunuspensylvanicaL.發(fā)現(xiàn)，侵染4天時阻隔層首次出現(xiàn)，侵染15天后出現(xiàn)的概率幾乎為100%[15]。因此傷害誘導(dǎo)結(jié)香的時間并不是越久越好，根據(jù)樹木材質(zhì)以及營養(yǎng)環(huán)境的不同，選擇一個適宜的結(jié)香時間以及收獲時間才更能保證沉香的產(chǎn)量和品質(zhì)。

3.4 小結(jié)

阻隔層是白木香抵御傷害的重要屏障，但是它的出現(xiàn)限制了沉香層的加厚，嚴(yán)重影響了沉香的產(chǎn)量和品質(zhì)。如何消除和減少阻隔層的產(chǎn)生，成為研發(fā)更為高效結(jié)香技術(shù)的瓶頸。本研究系統(tǒng)研究了阻隔層的形成過程和組織化學(xué)特性，同時探討了木間韌皮部在阻隔層形成中的作用及影響阻隔層形成的因素，這對研究如何消除或減少阻隔層的形成、適宜結(jié)香樹齡的篩選，以及結(jié)香技術(shù)的優(yōu)化升級奠定了一定的理論基礎(chǔ)，對提高沉香的產(chǎn)量和品質(zhì)具有很好的價值和意義。

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Natural Science Foundation of Hainan Province(314183);PUMC Youth Fund and the Fundamental Research Funds for the Central Universities(33320140078);Traditional Chinese Medicine Industry Special Project(201407005);Modernization of Traditional Chinese Medicine of Hainan Province(2015ZY13)

introduction：LIU Pei-Wei(1983—),male,research assistant,research on anatomy and active ingredients of medicinal plant.

date:2016-06-02

BarrierZoneFormationinAgarwoodFormationofAquilariasinensis

LIU Pei-Wei1,2YANG Yun1,2ZHANG Yu-Xiu1,2YANG Yong1,2LIU Yang-Yang1,2

(1.Institute of Medicinal Plant Development,Chinese Academy of Medical Sciences & Peking Union Medical College,Haikou 570311；2.Hainan Provincial Key Laboratory of Resources Conservation and Development of Southern Medicine,Hainan Branch,Haikou 570311)

With the sliding section, histochemical staining, paraffin section, scanning electricity microscope and spectrophotometry, we studied the anatomical structure and histochemcial characteristics of barrier zone. The barrier zone was arisen from interxylary phloem. Barrier zone in different thickness located between agarwood zone and transition zone. The barrier zone was formed of abnormal parenchyma and xylem. Barrier zone contained a small amount of starch and more total sugar. Our results might be used to eliminate and delay the barrier zone, and improve whole-tree agarwood-inducing technique.

Aquilariasinensis；interxylary phloem；barrier zone；whole-tree agarwood-inducing technique

海南省自然科學(xué)基金(314183);北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院協(xié)和青年科研基金(33320140078)；中醫(yī)藥行業(yè)科研專項(201407005)；海南省中藥現(xiàn)代化項目(2015ZY13)

劉培衛(wèi)(1983—)，男，助理研究員，主要從事南藥植物結(jié)構(gòu)和活性成分研究。

2016-06-02

R282

A

10.7525/j.issn.1673-5102.2016.05.010