狹葉柴胡胚胎學及北柴胡果實發(fā)育過程中貯藏物含量變化的研究.pdf

1、狹葉柴胡(Bupleurum scorzonerifolium Willd.)和北柴胡(Bupleurum chinense DC.)均屬于傘形科(Umbelliferae)柴胡屬(Bupleurum L.)植物，是我國大宗中藥材，具有悠久的藥用歷史。它們具解熱、鎮(zhèn)痛、消炎等作用，是臨床治療腹痛胸肋、病毒性肝炎、感冒等疾病的常用藥材。由于市場需求的逐年增加，野生柴胡資源嚴重不足，但因柴胡種子發(fā)芽率低、萌發(fā)困難，嚴重影響了柴胡的大面積種植

2、。近年來，雖然對其化學成分、藥理作用及臨床應用等方面進行了大量的研究，但關于狹葉柴胡胚胎學方面尚未見報道。此外，有報道指出柴胡種子內(nèi)部存在一定的內(nèi)源抑制物，此抑制物質到底是什么性質的物質，目前也沒有明確的報道。為此，本文采用石蠟切片法、半薄切片法對狹葉柴胡胚胎學進行了研究；由于狹葉柴胡種植難，植株量少，因此以北柴胡為材料，用紫外分光光度法、氣相色譜-質譜聯(lián)用技術系統(tǒng)地研究了北柴胡不同生長發(fā)育時期果實中貯藏物含量的動態(tài)變化，旨在探究柴胡種

3、子萌發(fā)困難的機理，為柴胡的廣泛種植提供理論依據(jù)。主要研究結果如下：
　　 ⑴狹葉柴胡小孢子發(fā)生和雄配子體的發(fā)育。狹葉柴胡花藥原基形成初期外面具有一層表皮細胞，分生細胞緊鄰表皮細胞，隨著發(fā)育的進行，花藥角隅處的細胞分化為孢原細胞，孢原細胞經(jīng)過一次平周分裂形成初生壁細胞和初生造孢細胞，初生壁細胞經(jīng)過細胞分裂形成花藥壁。初生造孢細胞經(jīng)過分裂形成次生造孢細胞，最后發(fā)育為小孢子母細胞。小孢子母細胞經(jīng)過減數(shù)分裂形成四面體型的四分體，四分體發(fā)

4、育到后期階段，包圍它的胼胝質壁溶解，四分體分離形成單核小孢子，單核小孢子經(jīng)過有絲分裂最后發(fā)育為3-細胞型成熟花粉粒。
　　 ⑵狹葉柴胡大孢子發(fā)生和雌配子體的發(fā)育。狹葉柴胡子房二室，各室具有一枚倒生型胚珠。位于珠心表皮下的孢原細胞直接增大成為大孢子母細胞，大孢子母細胞經(jīng)減數(shù)分裂依次形成二分體、四分體，最后合點端或者亞合點端大孢子發(fā)育為功能大孢子。功能大孢子經(jīng)過連續(xù)的有絲分裂分別形成單核胚囊、二核胚囊和八核胚囊，最后經(jīng)過細胞分化形成

5、七細胞八核的成熟胚囊。
　　 ⑶狹葉柴胡胚和胚乳的發(fā)育。狹葉柴胡的合子經(jīng)過一次有絲分裂形成頂細胞和基細胞，隨后基細胞進行多次的橫向分裂及縱裂形成胚柄細胞。頂細胞經(jīng)過連續(xù)的細胞分裂依次形成4-細胞原胚、16-細胞原胚、棒狀原胚、球形胚，隨后通過細胞分化形成心形胚、魚雷胚。狹葉柴胡胚乳核發(fā)育早于合子的分裂，兩極核完成受精作用以后形成初生胚乳核，胚乳核經(jīng)過連續(xù)的有絲分裂形成大量分布于胚囊周圍的胚乳游離核，緊接著胚乳游離核以自由壁的方式

6、形成細胞，最后發(fā)育為成熟的胚乳細胞。
　　 ⑷狹葉柴胡采收期果實胚的發(fā)育情況。狹葉柴胡采收期果實存在嚴重的形態(tài)后熟現(xiàn)象。統(tǒng)計結果顯示狹葉柴胡采收期果實中有26％果實處于球形胚時期，29.6％果實處于早期心形胚時期，37.4％果實處于后期心形胚時期，僅有7％果實處于魚雷胚時期，所有被檢測的果實中未發(fā)現(xiàn)有雙子葉時期胚出現(xiàn)。
　　 ⑸不同生長發(fā)育時期北柴胡果實中脂肪酸、可溶性糖、淀粉和可溶性蛋白質含量的變化。北柴胡果實中主要含

7、有四種脂肪酸：棕櫚酸、硬脂酸、油酸和亞油酸。隨著柴胡果實的發(fā)育，四種脂肪酸的含量呈現(xiàn)明顯的動態(tài)變化趨勢，棕櫚酸和硬脂酸含量在果實發(fā)育早期階段最高，隨著果實的發(fā)育其含量逐漸降低；北柴胡成熟期果實中油酸和亞油酸的含量明顯高于幼嫩果實，其中油酸和亞油酸含量變化在果實發(fā)育的后期階段呈現(xiàn)一定的負相關性；北柴胡果實中粗脂肪含量隨著北柴胡果實的發(fā)育逐漸升高，果實成熟以后粗脂肪含量最高。隨著北柴胡果實的發(fā)育，果實中可溶性糖的含量逐漸降低，淀粉和可溶性蛋

8、白質的含量在果實發(fā)育的早期階段逐漸升高，在果實成熟的后期呈現(xiàn)一定的下降趨勢。并且通過蘇丹Ⅲ染色，北柴胡成熟果實的胚乳細胞中充滿了橘黃色的脂肪顆粒，我們認為北柴胡果實發(fā)育過程中可溶性糖的積累主要發(fā)生在果實發(fā)育的早期階段，隨后可溶性糖作為淀粉合成的原料逐漸轉化為淀粉，緊接著淀粉轉化成脂肪貯存在北柴胡果實中，隨著北柴胡進一步發(fā)育，果實中粗脂肪的含量逐漸升高，當北柴胡果實成熟后大部分貯藏物已經(jīng)轉化為脂肪貯存在果實中。
　　 ⑹影響柴胡種

9、子萌發(fā)的內(nèi)源抑制物分析。組織化學研究結果顯示北柴胡果實中含有香豆素。通過植物化學方法測定發(fā)現(xiàn)，北柴胡子房膨大的初期階段香豆素含量相對較高，隨著果實的發(fā)育香豆素含量逐漸降低，當北柴胡果實胚發(fā)育到球形胚階段，香豆素的含量降至最低，隨著北柴胡果實的進一步發(fā)育，果實中香豆素的含量迅速升高，當果實發(fā)育至魚雷胚時期香豆素含量最高。此外，我們還發(fā)現(xiàn)香豆素、柴胡皂苷和北柴胡果實水提取液對白菜種子萌發(fā)有明顯的抑制作用。低濃度的香豆素對白菜種子的萌發(fā)率抑制

10、作用不明顯，但對白菜種子幼根的生長有明顯的抑制作用，高濃度的香豆素對白菜種子的萌發(fā)率和幼根的生長都有明顯的抑制作用。3種不同的處理方式下，香豆素對白菜種子萌發(fā)的抑制作用最明顯，柴胡皂苷次之，柴胡果實水提取液的抑制作用最低。因此，我們認為本柴胡果實中的內(nèi)源抑制物質主要為香豆素和柴胡皂苷，其中，香豆素的抑制作用最明顯，柴胡皂苷次之。
　　 綜上所述，香豆素不但抑制柴胡胚的發(fā)育和分化，使大部分采收期柴胡果實處在心形胚時期，極少數(shù)發(fā)育至