新疆贝母属8种药用植物地上部位叶的组织化学研究

2015-07-13张鹏葛盛萍任慧梅等

安徽农业科学 2015年7期

张鹏葛　盛萍　任慧梅等

摘要[目的]研究新疆贝母属药用贝母主要药用成分在叶片中的分布及含量差异。[方法]采用植物解剖学和组织化学方法对新疆贝母属8种药用贝母叶片中生物碱及皂苷成分的分布进行观察研究。[结果]生物碱主要存在于新疆贝母属8种药用贝母叶片的叶肉细胞上，其总生物碱含量从高到低的顺序为伊犁贝母>新疆贝母≈裕民贝母≥托里贝母>黄花贝母≈大白花贝母≈滩贝母>小花贝母；皂苷主要存在于新疆贝母属8种药用贝母叶片的叶肉细胞上，其总皂苷含量从高到低的顺序为大白花贝母>托里贝母≈黄花贝母≥新疆贝母>滩贝母≥伊犁贝母>裕民贝母≥小花贝母，且在种间随着总生物碱含量的增加而总皂苷含量相应减小。[结论]活性成分含量与叶肉细胞占叶片横切面的百分比有一定联系，在选择药用品种时要充分考虑这一因素，同时研究结果也可为合理采收及扩大新药源提供理论依据。

关键词贝母属；叶；生物碱；皂苷；组织化学

中图分类号S567；R932文献标识码

A文章编号0517-6611（2015）07-028-04

贝母是一种常用中药，具有十分悠久的药用历史，百合科（Liliaceae）贝母属（Fritillaria L.）多种植物的鳞茎是中药贝母的主要药材来源，通常具有清热润肺、化痰止咳之功效[1]。贝母属全世界约有130种，主要分布于北温带地区，尤以地中海地区、亚洲东部至中部和北美洲的种类为多。我国贝母属植物有61种，50个变种，5变型，其中具药用价值的植物有20余种，主要分布于四川、新疆、甘肃、湖北、安徽、浙江等省[2-3]。《中国药典》2010年版收载的贝母药材有川贝母、浙贝母、伊贝母、平贝母及湖北贝母，其中伊贝母包括贝母属新疆贝母F.walujewii Rege、伊犁贝母F.Pallidiflora Schrenk 2种植物[4]，因其野生品种仅分布在新疆境内，故新疆当地人也常将新疆贝母F.walujewii Regel或伊犁贝母F.pallidiflora Schrenk 的干燥鳞茎统称为新疆贝母。

随着野生伊贝母药材资源破坏严重，在新疆民间，同时入药使用的贝母尚有托里贝母 F.tortifolia、黄花贝母F.verticillata、大白花贝母F.verticillata var.albidoflora、裕民贝母F.yuminensis、滩贝母F.karelinii和小花贝母F.meleagroides 6种分布量较丰富的药用贝母[5]，几十年来不仅供应本区，还大量支援兄弟各省区，以弥补市场紧缺和供需矛盾。除了在同属植物中寻找扩大新药源外，谢运飞等对川贝母地上部位的开发利用也做了积极地探索，研究表明川贝母的地上部位含有与地下部位相同的有效成分，且含量可观，这对贝母地上部位变废为宝及资源的合理开发利用提供了一条新思路[6]。现代药理研究表明，贝母主要活性成分为生物碱类和皂苷类成分[7]，但有关其活性成分在地上部位叶中的组织化学分布以及含量差异研究尚未见报道，因此，笔者将通过对新疆贝母属分布量较丰富的药用贝母地上叶片中生物碱和皂苷的组织化学定位研究，探讨有效成分在贝母地上叶片中的分布规律及含量差异，以期为深入开发新疆贝母属药用贝母资源提供理论依据。

1材料与方法

1.1材料

Mikroskop Primo Star X2005型数码显微镜， YD-202A轮转式切片机。该试验所用新疆贝母属材料均于2013年5月采自新疆省各产地，生长年限均为3年生，经鉴定为百合科植物新疆贝母 Fritillaria walujewii Regel、伊犁贝母F.pallidiflora Schrenk、托里贝母 F.tortifolia X.Z.Duan et X.J.Zheng、黄花贝母F.verticillata Willd.、大白花贝母F.verticillata var.albidoflora、裕民贝母F.yuminensis X.Z.Duan、滩贝母 F.karelinii （Fisch.） Baker.、小花贝母F.meleagroides Patrin ex Schult.的新鲜叶。凭证标本存放于新疆医科大学中医学院中药资源教研室。药材样品信息如表1所示。

1.2方法

1.2.1

生物碱组织化学方法。选择正常植株上的完整成熟叶片，剪取1.5 cm×1.5 cm的小块，FAA固定，常规石蜡切片法切片，切片厚度15 μm。以改良碘化铋钾试剂对切片染色60 ～150 s[8]（0.85 g碱式硝酸秘溶于10 ml冰醋酸和40 ml蒸馏水后，再与20 ml 40%的碘化钾溶液混合而成），临时装片，在Mikroskop Primo Star X2005型数码显微镜下观察并拍照，将新鲜材料用酒石酸酒精预处理24 h后，用同样方法处理和观察的切片为对照组。对新疆贝母属8种药用贝母地上部位叶中总生物碱的粗略定性量化测定，即各取6张不连续的切片进行比较观察，每张切片观察4个视野，根据生物碱沉淀颗粒的分布密度及大小，划分为5个等级：+++++级，颗粒的分布密度密、颗粒大；++++级，颗粒的分布密度中等、颗粒大或颗粒的分布密度密、颗粒中等；+++级，颗粒的分布密度中等、颗粒中或颗粒的分布密度密、颗粒小或颗粒的分布密度稀、颗粒大；++级，颗粒的分布密度稀、颗粒中等；+级，颗粒的分布密度稀、颗粒小或无。

1.2.2皂苷组织化学方法。

选择正常植株上的完整成熟叶片，剪取1.5 cm×1.5 cm的小块，FAA固定，常规石蜡切片法切片，切片厚度15 μm。以等量的5%香草醛-冰醋酸和高氯酸混合试剂对切片染色2 min[9]（1 g香草醛溶于20 ml冰醋酸，再与等量的高氯酸混合而成），临时装片，在Mikroskop Primo Star X2005型数码显微镜下观察并拍照，将新鲜材料用FAA固定液处理24 d后，用同样方法处理和观察的切片为对照组。对新疆贝母属8种药用贝母地上部位叶中总皂苷的粗略定性量化测定，即各取6张不连续的切片进行比较观察，每张切片观察4个视野，根据总皂苷与皂苷显色剂反应颜色的深浅，划分为5个等级：+++++级，紫色；++++级，深红色；+++级，红色；++级，淡红色；+级，颜色浅或无。

2结果与分析

2.1生物碱组织化学分布情况

对新疆贝母属8种药用贝母地上部位叶片的组织切片进行碘化铋钾沉淀反应后，结果表明其黄色—深黄色生物碱沉淀主要存在于叶肉细胞中，韧皮部中的薄壁细胞也有较少分布，而表皮细胞上没有分布（图1）。其中新疆贝母叶的叶肉细胞中含有大量的黄色结晶沉淀，沉淀颗粒中等，分布较密（图1b1）；伊犁贝母叶的叶肉细胞中含有大量的深黄色结晶沉淀，沉淀颗粒大，分布密集（图1b2）；托里贝母叶的叶肉细胞中含有大量的深黄色结晶沉淀，沉淀颗粒大，分布一般（图1b3）；黄花贝母叶的叶肉细胞中含有很多的黄色结晶沉淀，沉淀颗粒较小，分布较疏（图1b4）；大白花贝母叶的叶肉细胞中含有很多的深黄色结晶沉淀，沉淀颗粒一般，分布较疏（图b5）；裕民贝母叶的叶肉细胞中含有大量的深黄色结晶沉淀，沉淀颗粒中等，分布较密（图1b6）；滩贝母叶的叶肉细胞中含有很多的深黄色结晶沉淀，沉淀颗粒一般，分布较疏（图1b7）；小花贝母叶的叶肉细胞中含有少量的深黄色结晶沉淀，沉淀颗粒小，分布疏（图1b8）。对新疆贝母属8种药用贝母地上叶片中生物碱沉淀进行量化表明，生物碱沉淀在不同组织结构部位及不同种间存在量上的变化（表2）。

杨杨等对生物碱显色剂进行了比较和确立，发现碘化铋钾试剂处理观察生物碱较为理想[10]，因此该试验中直接采用碘化铋钾试剂作为生物碱显色剂，生物碱同碘化铋钾试剂能生成黄色到深黄色的不定型沉淀（低倍镜下呈小黑点）。新疆贝母属8种药用贝母地上部位叶片中的生物碱主要分布于叶肉细胞中，韧皮部中的薄壁细胞也有较少分布，而表皮细胞上没有分布。因此，在选择入药品种时，选择叶肉细胞占叶片横切面百分比大的药材，且在栽培时，可以采取一些增加生物碱含量的栽培措施，从而提高药材质量。从图1和表2可知，新疆贝母属8种药用贝母地上部位叶片中生物碱含量由高到低的顺序为伊犁贝母>新疆贝母≈裕民贝母≥托里贝母>黄花贝母≈大白花贝母≈滩贝母>小花贝母。

表2新疆贝母属8种药用贝母地上部位叶片总生物碱的分布及含量比较

组织结构S2S1，S6，S3S4，S5，S7S8

表皮++++

韧皮部中的薄壁细胞+++++

叶肉细胞++++++++++++++

注：“+” 表示生物碱的存在及含量，其等级见“1.2.1”中具体描述。

2.2皂苷组织化学分布情况

对新疆贝母属8种药用贝母地上部位叶片的组织切片进行5%香草醛-冰醋酸和高氯酸混合试剂处理后，可观察到在贝母叶片的叶肉细胞中按皂苷含量由少至多，呈现出淡红—红—深红—紫的颜色变化，而表皮细胞及维管束内皂苷含量缺乏（图2）。其中新疆贝母叶的叶肉细胞中呈现深红色（图2b1）；伊犁贝母叶的叶肉细胞中呈现红色（图2b2）；托里贝母叶的叶肉细胞中呈现深红色（图2b3）；黄花贝母叶的叶肉细胞中呈现深红色（图2b4）；大白花贝母叶的叶肉细胞中呈现紫色（图2b5）；裕民贝母叶的叶肉细胞中呈现淡红色（图2b6）；滩贝母叶的叶肉细胞中呈现红色（图2b7）；小花贝母叶的叶肉细胞中呈现淡红色（图2b8）。对新疆贝母属8种药用贝母地上叶片中皂苷显色进行量化表明，皂苷在不同组织结构部位及不同种间存在量上的变化（表3）。

注：图中E为表皮；Mt为叶肉组织； SG为淀粉粒；P为生物碱沉淀；Va为维管束。图a为贝母叶片对照组的横切面；图b1～b8为10倍显微镜下新疆贝母属8种药用贝母地上部位叶片的横切面；图c为40倍显微镜下总生物碱组成化学定位图。

图1新疆贝母属8种药用贝母地上部位叶片总生物碱组织化学定位

安徽农业科学2015年

对新疆贝母属8种药用贝母地上部位叶片总皂苷的组织化学定位研究表明，供试材料中总皂苷与皂苷显色剂发生反应，呈现出淡红—红—深红—紫的颜色变化。叶肉细胞中皂苷含量比表皮细胞及维管束中皂苷含量多，因此，在选择入药品种时，选择叶肉细胞占叶片横切面百分比较大的药材。从表3可知，新疆贝母属8种药用贝母地上部位叶片中皂苷含量由高到低的顺序为大白花贝母 >托里贝母≈黄花贝母≥新疆贝母>滩贝母≥伊犁贝母>裕民贝母≥小花贝母。

表3新疆贝母属8种药用贝母地上部位叶片总皂苷的分布及含量比较

组织结构S5S3，S4，S1S7，S2S6，S8

表皮++++

维管束++++

叶肉细胞++++++++++++++

注：“+” 表示皂苷的存在及含量，其等级见“1.2.2”中具体描述。

3讨论

在该试验中，新疆贝母属8种药用贝母地上部位叶片中有效成分含量在种间的动态变化结果与课题组前期进行的新疆贝母属8种药用贝母鳞茎的组织化学研究结果完全吻合，且可观察到与伊贝母有效成分含量相近的是裕民贝母和托里贝母，在不同种间中随着总生物碱含量的增加而总皂苷含量相应减小，但总生物碱与总皂苷均为贝母中的活性成分，因此，合理评价贝母属药用贝母的品质，尚需要进一步从多组分比较研究。

注：图中E为表皮；Mt为叶肉组织； SG为淀粉粒；GI为皂苷；Va为维管束。图a为贝母叶片对照组的横切面；图b1～b8为10倍显微镜下新疆贝母属8种药用贝母叶片的横切面。

图2新疆贝母属8种药用贝母地上部位叶片总皂苷组织化学定位

参考文献

[1]

中国科学院中国植物志编辑委员会.中国植物志[M].北京：科学出版社，1980：97-116.

[2] 王果平，樊丛照，李晓瑾，等.新疆贝母属植物鉴定技术研究进展[J].中国现代中药，2012，14（9）：51-53.

[3] 肖培根，姜艳，李萍，等.中药贝母的基原植物和药用亲缘学的研究[J].植物分类学报，2007，45（4）：473-487.

[4] 国家药典委员会.中华人民共和国药典（一部）[S].北京：化学工业出版社，2010：132.

[5] 新疆生物土壤沙漠研究所.新疆药用植物志[M].乌鲁木齐：新疆人民

出版社，1977：186-199.

[6] 谢运飞，谭玉柱，赵高琼，等.贝母地上部位的开发利用现状[J].亚太传统医药，2001，7（9）：156-157.

[7] 李萍，季晖，徐国钧，等.贝母类中药的镇咳祛痰作用研究[J].中国药科大学学报，1993，24（6）：360-362.