人工栽培條件下百里香屬植物精油分泌特性及其動態(tài)變化規(guī)律研究
百里香屬有著豐富的植物學(xué)多態(tài)性,同時具有廣泛的化學(xué)多型性(Adzet et al .,1977;Stahl-Biskup et al.,1991)。由于近幾年在地椒植物精油藥理及食品化工方面取得了很有價值的研究成果,人們對這一物種的研究興趣更加濃厚起來,其中對百里香屬不同種質(zhì)的揮發(fā)油成分的提取和鑒定成為該屬植物研究的一個熱點(Andrea et al.,2004;Bahman et al.,2005; Kitajima et al.,2004;Kristina et al.,2003;Rustaiyan et al.,2000;Senatore,1996;Uran et al.,2003)。本研究在對中國分布的部分百里香屬植物野外采集的基礎(chǔ)上,采用《中國藥典》的揮發(fā)油提取步驟,比較人工條件下不同種質(zhì)不同生育期的精油分泌差異,為不同種質(zhì)的精油價值評價和今后的開發(fā)及利用提供一定的科學(xué)依據(jù)。
一、材料與方法
(一)試驗材料
供試材料為中國百里香屬植物地椒(4個種群)、地椒亞洲變種(3個種群)、地椒展毛變種(興凱湖種群)、百里香(5個種群)、短節(jié)百里香(尚志種群)以及黑龍江百里香(五大連池種群)的共計4個種2個變種的15個種群(表1),以及栽培品種的鋪地百里香和檸檬百里香。均于花期采摘地上部分全株,于夏季30 ℃左右的溫室內(nèi)陰干,徹底干燥后密封冷藏保存于-20 ℃冰箱中,最后統(tǒng)一取出進行精油的提取。
表1 供試材料的基本情況
(二)揮發(fā)油的提取
參照《中國藥典》(2005版)第一部附錄XD揮發(fā)油測定法:將各干燥樣品粉碎過40目篩,取100 g樣品于5000mL圓底燒瓶中,加入3500mL蒸餾水,水蒸氣蒸餾法提取,控制流速為每秒1~2滴,提取時間為3 h,餾出液收集后用乙醚萃取3次,合并后用少量Na2SO4干燥過濾后密封于2mL棕色瓶中,于-5 ℃冰箱中保存待測。
二、結(jié)果與討論
(一)不同材料提取量比較
從野外采集的百里香屬植物鮮樣經(jīng)陰干后測得的干濕生物量之比為1∶7~1∶4,屬于含水量較少的植物資源。將供試材料的干樣經(jīng)水蒸氣蒸餾提取后,進行揮發(fā)油得率比較(表2)??梢钥闯鲭m然由于不同材料在采集時的生育期、生境條件有所不同,其所測得率之間并不具有嚴(yán)格意義上的可比性,但總體可以看出中國百里香屬植物的精油得率在0.67%~6.00%,除去得率特別低的黑龍江興凱湖種群外,平均得率為1.13%。值得注意的是,黑龍江百里香五大連池種群在得率上遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出其他材料和以往報道的文獻(xiàn),得率達(dá)到6.00%,是一般百里香屬植物平均得率的5.3倍。
表2 百里香屬不同種(變種)間精油得率比較
注:材料編號同表1
(二)百里香屬不同種質(zhì)精油腺體顯微結(jié)構(gòu)觀測及分泌特性研究
通過對5種形態(tài)差異較大的百里香屬種質(zhì)葉片的光學(xué)切片及石蠟切片的顯微結(jié)構(gòu)進行觀察,初步探明了百里香屬植物主要分泌器官——腺體的形態(tài)結(jié)構(gòu)特點及發(fā)育規(guī)律。根據(jù)試驗觀察,供試材料均具有兩種類型的腺體:盾狀腺體和頭狀腺體,總體表現(xiàn)為盾狀腺體數(shù)量少于頭狀腺體數(shù)量。在不同放大倍數(shù)的顯微鏡下可以清楚地看到百里香屬不同種質(zhì)腺體形態(tài)特征以及存在部位基本相似,即腺體均著生在葉片表面形成的凹陷的凹槽狀組織內(nèi),且這些凹槽狀組織又均勻地分布在葉肉柵欄組織靠近葉表面的位置(圖1)。雖然百里香屬不同種質(zhì)的腺體有一定的相似性,但是它們的腺體間仍然存在著一定的差異,包括腺體的形狀、腺體的數(shù)量、腺體的大小等。正是這些差異直接影響了百里香屬不同種質(zhì)精油的產(chǎn)量,而且還對百里香屬不同種質(zhì)精油的質(zhì)量也產(chǎn)生了一定的影響。
通過對百里香屬不同種質(zhì)間不同葉片進行光學(xué)顯微觀察,在同一放大倍數(shù)的顯微鏡下(200×)可以得到具體的腺體數(shù)量(表3,圖2),方差分析表明百里香屬不同種質(zhì)間腺體數(shù)量差異顯著。
圖1 百里香屬不同種質(zhì)葉片顯微特征
圖2 百里香屬不同種質(zhì)葉片表皮腺體形態(tài)
表3 百里香屬不同種質(zhì)葉片腺體數(shù)量統(tǒng)計
(三)不同生長發(fā)育時期,不同組織部位精油提取量變化規(guī)律研究
本研究利用水蒸氣蒸餾方法研究了百里香榆林種質(zhì)不同采收時期花、葉、莖和全草精油提取量的差異。結(jié)果表明:不同采收時期對花和葉的精油提取量影響很大,而對莖的精油量影響較小。精油分泌量最高的部位是花,其次是葉,莖的分泌率最低且前后波動不大。全株和花的最佳采收時期均在第一次盛花期,以6月5~30日為宜,二次花期的得率明顯下降(表4)。
表4 百里香榆林種質(zhì)不同部位不同采收時期精油提取量比較
(續(xù)表)
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