鱼腥草的组织结构研究
2013-09-17林美珍林艺华田惠桥
林美珍, 林艺华, 田惠桥
(1.漳州卫生职业学院药学系,福建漳州363000;2.厦门大学生命科学学院,福建厦门361005)
鱼腥草Houttuynia cordata Thunb.又名蕺菜,为多年生草本,因全草有鱼腥气而得名。鱼腥草的药用部位为新鲜全草或干燥地上部分。性微寒,味辛;具有清热解毒、消痈排脓、利尿通淋的功效。主治肺痈疡,痰热咳喘,热淋热痢,扁桃体炎,尿路感染,痈肿疮毒等病症[1]。鱼腥草在2001年被国家卫生部正式确定为“既是药品,又是食品”极具开发潜力的植物资源之一。该植物不仅味道鲜美、营养丰富,且风味独特,有消食助运的作用[2]。
近年来,鱼腥草研究主要集中在资源分布、栽培技术、化学成分、药理作用、临床作用及产品开发等方面。有些学者报道,鱼腥草全株均含有挥发油,并从多方面研究了鱼腥草的挥发油有50多种化学成分,其中癸酰乙醛 (即鱼腥草素)、甲基正壬酮、月桂醛为主要药效成分[3-4]。目前尚未见关于鱼腥草根茎叶的组织结构研究的文献报道和挥发油贮藏组织的定位研究报道。本实验采用横切片、表面制片法和粉末制片的方法对鱼腥草茎叶的组织结构进行显微观察分析,并揭示鱼腥草挥发油的贮藏组织,旨在为鱼腥草的生药鉴定和有效部位的选择提供科学依据。
1 材料
实验材料鱼腥草采自漳州卫生职业学院药用植物园,样品经厦门大学生命科学学院田惠桥教授鉴定为三百草科Saururaceae蕺菜属植物蕺菜 Houttuynia cordata Thunb.
2 方法
2.1 横切片 分别取新鲜鱼腥草的叶、地上茎和地下茎,FAA固定液固定,石蜡制片法连续切片,厚度为6~8μm,番红-固绿染色,中性树胶封片,Leica DM-750显微镜观察并拍照。
2.2 表面制片 取新鲜鱼腥草叶的下表皮,制成水装片,Leica DM-750显微镜观察并拍照。
2.3 粉末制片 取干燥鱼腥草全草碾成粉末后,40目过筛;取粉末少许加水合氯醛透化,微热,封片,Leica DM-750显微镜观察并拍照。
2.4 挥发油提取 2012年5月中旬鱼腥草花期,分小区随机采集鱼腥草全株,分别除去杂质和须根,洗净晾干,按叶、地上茎和地下茎分别剪取100 g,捣碎,装入圆底烧瓶,各加入蒸馏水500 mL和乙酸乙酯5 mL,接挥发油提取器,微沸提取2 h,收集挥发油。重复3次,取平均值。
3 结果与分析
3.1 鱼腥草的显微特征
3.1.1 叶的横切片
3.1.1.1 叶横切面 ①可见上下表皮均为1列横向延长的扁平细胞,角质层不明显,可见由多个细胞组成的单列非腺毛,近主脉处分布较多,气孔可见。下表皮内侧分布一列大型的类方形油细胞。②异面叶,栅栏组织1列,细胞大,长椭圆形;海绵组织细胞小,为4~5列不规则的薄壁细胞组成,薄壁组织中可见细小的草酸钙簇晶分布[5]。③主脉维管束外韧型,上方木质部占大部分,导管单个或数个成群;下方韧皮部较小,2~3列细胞;形成层不明显;主脉处的下表皮内侧有3~4列厚角组织分布。见图1。
3.1.1.2 叶的下表皮制片 鱼腥草叶的下表皮细胞呈多角形,保卫细胞肾形,副卫细胞4~5个,其形状比其他表皮细胞狭窄,分别排列于保卫细胞的周围,即气孔类型为不定式。油细胞类圆形分布于表皮中,内含有淡棕色挥发油,其周围有7~8个细胞呈放射状排列,可见多细胞单列线状非腺毛。见图2。
图1 鱼腥草叶的横切片 (10×10)
图2 鱼腥草叶的下表皮制片 (10×40)
3.1.2 地上茎的横切片 地上茎横切面呈圆形:①表皮细胞1列,类方形,外壁增厚,排列紧密,角质层不明显。②皮层约占茎半径的1/2,表皮内侧有1列油细胞,类圆形,细胞内可见红棕色物;皮层的薄壁组织中夹杂分布着类圆形油细胞,薄壁细胞中含淀粉粒;③多数无限外韧维管束成环状排列,束内形成层不明显,无束间形成层;韧皮部呈扁长形,细胞较小,由筛管、伴胞和韧皮薄壁细胞组成;木质部呈扁三角形,由成群的导管和少数木纤维、木薄壁细胞组成,导管类圆形或多角形。④髓部发达,由大量的薄壁细胞组成,其中散布一些油细胞,有些薄壁细胞内含细小的草酸钙簇晶[5];髓射线宽,在薄壁细胞间也分布着油细胞。见图3。
3.1.3 地下茎的横切片 地下茎横切面呈圆形:①表皮细胞呈类方形,排列紧密,单列,细胞外壁增厚。②皮层同样约占茎面积的1/2,外皮层、中皮层、内皮层分界明显。靠近表皮的油细胞单列成环,细胞大,类圆形;中皮层的薄壁细胞间也夹杂分布一些油细胞,可见油细胞内有红棕色物质;内皮层明显,为一列切向延长的类长方形细胞环列,径向壁加厚,这与地上茎有显著区别。③无限外韧维管束仍呈环状排列,但是维管束退化;特别是木质部中的导管和木纤维数量明显比地上茎少。④髓部和髓射线由大型的薄壁细胞组成,有些薄壁细胞内含细小的草酸钙簇晶[5],有油细胞散在。见图4。
图3 鱼腥草地上茎的横切片 (10×10)
图4 鱼腥草地下茎的横切片 (10×10)
3.2 鱼腥草的粉末特征 粉末棕绿色。叶表皮细胞呈多角形,有较密的波状纹理;气孔类型为不定式,4~5个副卫细胞排列于保卫细胞周围;可见由2~10个细胞组成的单列线状非腺毛和多细胞腺毛,油细胞类圆形,其周围有7~8个表皮细胞呈放射状排列;薄壁细胞中可见细小的草酸钙簇晶[5]。茎表皮细胞无色呈长方形,排列整齐,油细胞散布于表皮中,可见圆形的油细胞中含有挥发油。导管多为环纹、螺纹和梯纹,常集合在一起;纤维及晶纤维成束或散在,胞腔线形,孔沟不明显,纤维束周围的细胞中含草酸钙方晶。见图5。
3.3 叶、地上茎与地下茎挥发油量的比较 各取100 g样品水蒸气蒸馏,得到淡黄色鱼腥味的挥发油,叶为4.7 mL,地上茎为3.1 mL,地下茎为4.5 mL。叶的挥发油产率最高,其次是地下茎,地上茎的挥发油产率最低。
4 讨论
4.1 从鱼腥草叶、地上茎、地下茎的横切片和表皮制片的显微观察以及组织定位可知,鱼腥草的主要药效成分挥发油贮藏于油细胞中,油细胞在单位面积内分布越多,意味着挥发油的量越高,这与挥发油产率成正比。鱼腥草的油细胞主要分布在近表皮内侧,由于叶的表面积大,其单位面积上的油细胞数量也较多,可选择为鱼腥草的主要药用部位。因此,单位面积上的油细胞数量可作为衡量鱼腥草药材品质的主要依据。
图5 鱼腥草粉末图 (10×10)
4.2 鱼腥草为多年生草本植物,具有双子叶植物草质茎的构造特点,即最外面仍由表皮起保护作用,油细胞环列于表皮下方,皮层面积大,内皮层具有凯氏带;无限外韧维管束呈环状排列,只有束内形成层,没有束间形成层;髓部发达,髓射线较宽[6];有较多的油细胞散在皮层、髓射线和髓部。这些特点可作为新鲜鱼腥草显微鉴定的依据之一。
4.3 鱼腥草粉末特征显示气孔类型为不定式,4~5个副卫细胞;油细胞周围有7~8个表皮细胞呈放射状排列,多细胞单列线状非腺毛,薄壁细胞中可见细小的草酸钙簇晶[5];多为环纹、螺纹和梯纹导管;纤维束周围的细胞中含草酸钙方晶。这些特征可作为干燥鱼腥草的显微鉴定依据。
4.4 鱼腥草地上茎与地下茎不但在外形上有明显区别,即地上茎表皮紫红色,节间距长,长有叶;地下茎白色,节间短,生有不定根。显微构造上也存在差异,即地下茎内皮层细胞径向壁明显增厚,无限外韧维管束退化。同时,地上茎与地下茎的挥发油量也存在不同,地上茎挥发油量较少,以甲基正壬酮、β-月桂烯、β-水芹烯等为主;其中癸醛、癸醇、十二烷醛和Elixene这4种成分只出现在地上部分[7];地下茎挥发油量较多,以甲基正壬酮、β-蒎烯、β-水芹烯等为主,其中3-蒈烯和2-十二烷酮这2种成分只出现在地下茎[8-9]。从鱼腥草的叶和地上茎中共鉴定出25种化学成分,与地下部分的共有成分有21种,即鱼腥草不同器官以及地上茎和地下茎挥发油化学成分组成基本一致,但各化学成分相对含有量有一定差异[9-10]。这为鱼腥草药用部位的选择提供依据。
鱼腥草地上茎与地下茎的挥发油量有较大的差异,这与其组织结构有关,即地上茎中木纤维和导管较多,所占比例大,且暴露于空气中,挥发油容易散发;地下茎内木纤维和导管相对较少,且埋藏在土壤中,挥发油不易挥发。因此,从地下茎中提取的挥发油量比地上茎多。
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