芦荟属植物叶内蒽醌类物质的组织化学定位研究

蒽醌类物质是芦荟属（Aloe)植物叶内贮存的重要次生代谢物质,主要是芦荟素,高那特芦荟素,芦荟苦素和芦荟宁等。根据蒽醌类物质的理化性质,用2％－5％NaOH和5％Pb(CH3COO)2溶液对材料进行处理,再辅以荧光和超薄切片观察等多种方法,对芦荟叶内的4种主要蒽醌类物质进行了组织化学定位研究。结果表明,蒽醌类物质在芦荟叶内的贮藏是多位点的。芦荟素和高那特芦荟素主要位于韧皮部的大型薄壁组织细胞之中;而芦荟苦素和芦荟宁主要位于维管束鞘细胞以及贮水组织与同化薄壁组织之间的1圈薄壁组织细胞之中,贮水组织细胞中不贮存蒽醌类物质。     

9种芦荟属植物叶的结构和芦荟素含量的比较研究

9种芦荟属植物叶的比较解剖研究结果表明,它们都具有明显的旱生叶的结构特征,其维管束的韧皮部内都有大型薄壁细胞,但其表皮角质膜的厚度,表面纹饰,气孔上,下腔的形状和大小,同化组织 导 ,细胞分化情况,维管束的大小,分布密度和其大型薄壁细胞占维管束的比例,中央贮水组织占叶横切面的比例等特征,在各种间存在差异,且性状稳定,可以作为该属内种间分类的解剖学指标,植物化学分析结果表明,9种植物叶内蒽醌类物质的主要种类和含量不同,其含量高,低与叶内维管束密度,大型薄壁细胞占维管束的比例以及同化组织的厚度密度切相关,从而为芦荟属植物选育商业用良种提供了植物解剖学依据。     

芦荟属植物叶内蒽醌类物质的分布与其化学防御的关系

芦荟属植物是一类生长在干旱或半干旱沙漠环境的肉质植物,木立芦荟和海藻芦荟的肉质叶的植物研究结果表明,叶内含高浓度的芦荟素,高那特芦荟素,芦荟苦素和芦荟宁等蒽醌类物质,其中,海莱芦荟整叶的蒽醌类物质总含量占其泌出物干重的44．89％。两种芦荟叶内蒽醌类物质的分布有共同的规律,即幼叶的含量高于老叶;叶上部的含量高于中,基部,叶缘则高于叶的中央。但由于木立芦荟和海莱芦荟的个体形态不同,蒽醌类物质的分布在种间还存在各自的特点,根据实验结果推测,蒽醌类物质在芦荟属植物体内的累积和分布与其化学防御机制有关。     

芦荟叶内芦荟素细胞的发育和蒽醌类物质的积累

应用石蜡切片、半薄切片、组织化学和荧光显微镜观察相结合的方法研究了木立芦荟叶内芦荟素细胞的发生、发育以及其蒽醌类物质的积累过程。结果表明,在叶内原形成层束分化成维管束初期,原形成层束外侧的一层细胞发育成维管束鞘。原生韧皮部筛管产生时,其外方尚保留1-2层原形成层细胞,当后生韧皮部和木质部开始分化时,此层细胞分裂。在后生韧皮部和木质部发育成熟过程中,这些细胞体积逐渐增大,并液泡化,发育成为大型薄壁细胞(芦荟素细胞),位于筛管外侧。据此,芦荟叶维管束内的大型薄壁细胞的来源与韧皮部相同,属于特化的韧皮部薄壁组织细胞。用醋酸铅处理过的上述材料的切片观察表明,芦荟素细胞在细胞体积增大,并液泡化时,在液泡内出现蒽醌类物质沉淀物,在成熟细胞的大液泡中充满沉淀物,此时,在荧光显微镜下芦荟素细胞发出桔黄色荧光。可见,此种芦荟素细胞是芦荟叶内蒽醌类物质的主要储存场所。     

芦荟叶内芦荟素细胞的发育和蒽醌类物质的积累

应用石蜡切片、半薄切片、组织化学和荧光显微镜观察相结合的方法研究了木立芦荟叶内芦荟素细胞的发生、发育以及其蒽醌类物质的积累过程。结果表明,在叶内原形成层束分化成维管束初期,原形成层束外侧的一层细胞发育成维管束鞘。原生韧皮部筛管产生时,其外方尚保留1—2层原形成层细胞,当后生韧皮部和木质部开始分化时,此层细胞分裂。在后生韧皮部和木质部发育成熟过程中,这些细胞体积逐渐增大,并液泡化,发育成为大型薄壁细胞(芦荟素细胞),位于筛管外侧。据此,芦荟叶维管束内的大型薄壁细胞的来源与韧皮部相同,属于特化的韧皮部薄壁组织细胞。用醋酸铅处理过的上述材料的切片观察表明,芦荟素细胞在细胞体积增大,并液泡化时,在液泡内出现蒽醌类物质沉淀物,在成熟细胞的大液泡中充满沉淀物,此时,在荧光显微镜下芦荟素细胞发出桔黄色荧光。可见,此种芦荟素细胞是芦荟叶内蒽醌类物质的主要储存场所。     

增强UV-B辐射对3种芦荟蒽醌类物质含量的影响

以中华芦荟、库拉索芦荟和木立芦荟为试验材料,采用HPLC技术,研究了增强UV-B辐射对3种芦荟叶片中主要药用成分总蒽醌、芦荟素和芦荟大黄素含量的影响。结果显示:增强UV-B辐射20 d,每天处理6 h,库拉索芦荟和木立芦荟叶中总蒽醌、芦荟素、芦荟大黄素的含量增加,叶提取物中出峰数量增多,总峰面积增大;而中华芦荟中蒽醌类物质含量显著降低,叶提取物中出峰数量减少,总峰面积减少。研究表明,增强UV-B辐射能刺激库拉索芦荟和木立芦荟叶片中蒽醌类物质的积累和新物质的合成,而不利于中华芦荟蒽醌类物质的积累。     

3种芦荟属植物叶的表皮扫描电镜观察及芦荟素含量的测定

以库拉索芦荟、木立芦荟和皂质芦荟为材料,用扫描电镜观察其叶表皮气孔和角质膜的结构,用高效液相色谱法(HPLC)测定了3种芦荟属植物叶中芦荟素的含量。扫描电镜观察结果表明,3种芦荟叶表皮都覆盖有厚的角质膜,气孔下陷,表现出典型的旱生植物特征。但角质膜的纹饰和厚度在不同芦荟间有显着差异。木立芦荟角质膜表面呈瘤状突起,角质膜厚度为5～6μm,库拉索芦荟和皂质芦荟的角质膜表面较平,库拉索芦荟的角质膜厚度为3～4μm,皂质芦荟的角质膜厚度为8～10μm。高效液相色谱法(HPLC)测定结果表明,木立芦荟叶含芦荟素最高,库拉索芦荟叶含量较低,而皂质芦荟叶含量最低。此外,本文还初步探讨了芦荟属植物叶表皮结构与芦荟素含量的关系。     

木立芦荟不同叶龄叶的解剖学和组织化学及其植物化学研究

应用植物解剖学、组织化学、荧光显微观察与植物化学技术相结合,研究了木立芦荟不同叶龄叶的解剖结构、叶绿素和类胡萝卜的含量、芦荟素的含量及其合成和贮藏结构的特点。结果表明:芦荟素由同化薄壁组织产生,叶绿体的基质为其合成场所。芦荟素细胞可能是芦荟素早期贮存的场所,随着芦荟素细胞的逐渐萎缩老化,维管束鞘细胞成为贮藏芦荟素的代替场所。同一植株的叶随着叶龄的增长,维管束的密度降低,芦荟素细胞占维管束横切面的百分比减小,同化薄壁组织细胞中的叶绿体逐步衰老、解体,芦荟素含量逐渐降低,但不同叶龄叶中叶绿体色素的含量与芦荟素含量间没有明显的相关性。     

六种芦荟叶的解剖结构及其与芦荟素含量的相关性

应用半薄切片法、高效液相色谱法(HPLC)和荧光显微镜研究了6种芦荟叶的结构、芦荟素的含量和储藏芦荟素的组织。结果表明,6种芦荟叶均由表皮、光合组织、储水组织和维管束组成,都表现出明显的旱生植物肉质叶的结构特征,表皮由一层扁平的细胞组成,其外壁加厚,并覆盖着厚的角质膜,气孔器凹陷,储水组织发达。6种芦荟叶的结构存在显著差异。木立芦荟(Aloe arborescens Mill．)和易变芦荟(A．mutabilis Pillans)的光合组织细胞呈长柱状,类似栅栏薄壁组织。中华芦荟(A．vera L.var．chinensis Berg．)、库拉索芦荟(A．vera L．)、皂叶芦荟(A．saponaria Hawer)和绿芦荟(A．greenii Bak．)则为等直径薄壁细胞。木立芦荟、中华芦荟、易变芦荟和库拉索芦荟的维管束中有大型薄壁细胞,皂叶芦荟和绿芦荟的维管束中无大型薄壁细胞。木立芦荟、易变芦荟和库拉索芦荟在光合组织和储水组织之间有一层不含叶绿体的小型薄壁细胞,包围着储水薄壁组织,称之为储水组织鞘。中华芦荟、皂叶芦荟和绿芦荟则没有储水组织鞘。HPLC测量结果表明,木立芦荟叶芦荟素含量最高,库拉索芦荟和易变芦荟次之,中华芦荟、皂叶芦荟和绿芦荟含量最低。荧光显微镜观察结果表明,在紫外光和蓝光下,黄色和黄绿色小球体仅存在于维管束的大型薄壁细胞、维管束鞘和储水组织鞘中,而光合组织和储水组织中没有黄色和黄绿色小球体。因此,维管束中大型薄壁细胞、维管束鞘和储水组织鞘是芦荟素等蒽醌类物质的储藏场所。综上所述,芦荟素含量与维管束的大型薄壁细胞、维管束鞘和储水组织鞘的情况密切相关。     

中华芦荟叶的解剖学、组织化学和植物化学研究

用解剖学,组织化学和植物化学方法研究了中华芦荟（Aloe vera L.var.chinensis(Haw.)Berg.)叶的结构,芦荟素的含量及其可能的储藏和合成场所,解剖学研究结果表明,中华芦荟叶的结构由表皮,同化薄壁组织,维管束和储水组织组成,其旱生结构特征比较明显,表皮具厚的角质层,外切向壁次生加厚,气孔下陷,中央储水组织发达,绿色组织没有明显的分化,其中,5个细胞环绕的气孔器和叶基出现的第二轮维管束在芦荟属中首次报道,具有种的特征,中华芦荟叶中所含的蒽醌类次生代谢物主要是芦荟素（barbaloin or aloin),其含量和叶位及同一叶的不同部位有关,植株上剖嫩叶及每一叶的上部含量高于下部老叶和叶的中部,叶基部含量最低,比较被测的解剖学指标和植物化学分析的结果发现,叶中维管束的密度和芦荟素的含量呈明显的正相关,用5％Pb(CH3COOH)2沉淀处理及5％NaOHR颜色反应检测芦荟素的储藏物合成部位,初步结果表明,位于韧皮部端的数个发达大型薄壁细胞是芦荟素的储藏场所,而绿色组织和维管束鞘是可能的合成场所。     

A contribution to the phytochemistry of the East African tetraploid shrubby aloes and their diploid allies

Compounds in the leaf exudates of a group of shrubby aloes from East Africa have been re-examined by two-dimensional thin-layer chromatography using Fast Blue B as a revealing reagent. Exudates from the most abundant taxa, the two subspecies of Aloe nyeriensis , were found to contain substances giving four distinct chromatographic patterns. One was distinguished by the presence of the anthrone C-glycoside barbaloin while two others contained instead homonataloin with or without aloenin. The fourth group contained neither of these but a similar compound of unknown constitution. Exudate patterns from the neighbouring but localized tetraploid species A. cheranganiensis , the more remote A. dawei and A. elonica , together with the diploid A. yavellana , related to one or other of the groupings of A. nyeriensis. Some plants of a localized diploid species, A. morijensis , also yielded a similar pattern but other plants of rather more slender form contained quite different compounds resembling those in the diploids A. fibrosa and A. babatiensis. This supports the hypothesis that A. morijensis is close to the putative ancestor of the tetraploid East African shrubby aloes. The other widespread shrubby species in this locality, the diploid A. rabaiensis , is unrelated taxonomically and chemically.     

增强UV-B辐射对芦荟蒽醌类物质含量和超微结构的影响

以库拉索芦荟为试验材料,采用透射电子显微镜及HPLC技术,研究了增强UV-B辐射对芦荟的超微结构和蒽醌类物质的影响.结果显示：增强UV-B辐射20 d,每天处理6 h,芦荟叶中总蒽醌、芦荟素、芦荟大黄素的含量分别增加了31.8%、11.3%和22.0%;叶绿体被膜有轻微破损,其他细胞器结构没有明显变化.说明增强UV-B辐射能促进蒽醌类物质的积累,但对细胞超微结构影响不大.     

遮荫对库拉索芦荟蒽醌类物质的影响

采用高效液相色谱技术,研究了遮荫65%处理6个月对库拉索芦荟叶片中主要有效成分蒽醌类物质的影响,以探讨遮荫导致芦荟有效成分变化的原因.结果显示:(1)遮荫使芦荟叶中总蒽醌、芦荟素和芦荟大黄素含量分别比自然光下显著减少了39.22%、18.65%和40.96%.(2)遮荫处理下芦荟叶片中大部分物质含量较对照减少,且化学成分种类也明显减少,但在24、46 min两个时间遮荫处理出现的物质含量明显高于对照.(3)遮荫使芦荟叶中可溶性蛋白和可溶性糖含量较自然光下分别显著减少33.33%和73.05%,MDA含量显著减少48.78%.研究表明,遮荫使芦荟叶片中可溶性糖和可溶性蛋白含量下降,致使同化产物合成效率降低,次生代谢物合成前体减少,最终影响总蒽醌、芦荟素和芦荟大黄素的合成和积累.     

芦荟属药用植物的化学成分和药理活性

芦荟是一种应用范围广泛、历史悠久的传统中药,广泛地供作药用及食用。本文从化学成分和药理活性两方面综述了芦荟属（Aloe）药用植物的研究进展,为芦荟属植物的开发利用提供一定的科学依据。     

珍稀濒危植物珙桐超氧化物歧化酶活性

采用比色法测定了不同年龄和部位珙桐叶的超氧化物歧化酶(SOD)活性,以探讨不同年龄级珙桐的生理生态适应性。结果表明:不同年龄同一生长期珙桐叶的SOD活性不同,同年龄级同层珙桐叶的SOD活性随叶位增加大致呈先升后降的变化;同叶位不同层及同层不同叶位的珙桐叶的SOD活性不同。珙桐叶SOD活性对生长期敏感,其活性随叶片的生长、衰老呈先升后降变化。即珙桐叶SOD活性受生物和非生物因子共同影响,且不同年龄级、叶位、层次均存在差异。     

夏玉米三叶期持续干旱下不同叶位叶片含水量变化及其与光合作用的关系

植物干物质的累积依赖于群体光合速率,而群体光合速率又与单叶的光合能力密切有关。叶片光合作用与其含水量密切相关,目前关于不同叶位叶片含水量对持续干旱的响应及其与光合作用的关系还未见报道。以华北夏玉米郑单958为材料,设置6个不同灌水处理,模拟不同灌溉量下持续干旱对夏玉米不同叶位叶片生理特性的影响,分析夏玉米顶部开始的第一、三、五叶位叶片的水分变化及其与净光合速率的关系。结果表明:夏玉米不同叶位的叶片最大含水量不同,且随干旱进程的推进叶片含水量的变化速率也不同,第一叶的叶片含水量下降速率高于第三、第五叶,第一叶的最大含水量高于第三、五叶,且可进行光合产物积累的叶片含水量下限随叶位的增加而增大。同时,第一叶的叶片含水量与土壤水分呈显著相关,且与净光合速率的相关性也非常强。第一叶可进行光合产物积累的叶片水分下限(净光合速率为零时的叶片含水量)最小,表明其耐旱性最强,对干旱具有指导意义。研究结果可为提高冠层光合作用模拟的准确性及夏玉米干旱发生发展的监测预警提供参考。     

4种药用芦荟叶的形态解剖学研究

通过植物形态解剖学方法研究４种药用芦蔡的叶的结构,结果表明：它们都具有早生多浆植物中的结构特征。表皮及角质层厚,气孔下陷,气孔下陷,孔下室大。叶肉分为二部分,由同化薄壁组织和储水组织组成。同化薄组织由多层细胞组成,细胞形态相似,不分化为栅栏组织和海绵组织。储水组织占据叶的体积一半以上,细胞大、不规则、壁薄、富含粘液。维管束具鞘,呈环状分布。紧靠同化组织的维管束赶忙皮薄壁组织发达,具有合成和储存芦荟