海南龙血树的形态组织学研究

刘培卫 张玉秀 何明军*

(1.中国医学科学院药用植物研究所海南分所，海口 570311； 2.海南省南药资源保护与开发重点实验室，海口 570311)

海南龙血树的形态组织学研究

刘培卫1,2张玉秀1,2何明军1,2*

(1.中国医学科学院药用植物研究所海南分所，海口 570311；2.海南省南药资源保护与开发重点实验室，海口 570311)

采用植物解剖学、显微切片技术等，分别对海南龙血树含有树脂的茎、不含树脂的茎、幼根和叶片等进行了系统的组织学研究。结果表明：老茎主要由栓化层、皮层、形成层和基本组织4部分组成，树脂主要分布在基本组织内维管束的导管和纤维中。叶片为等面叶，气孔主要分布在下表皮上、具有明显的孔下室，上下表皮内侧分布着大量的纤维束。幼根由根被细胞、皮层和维管柱组成。根、茎、叶的部分薄壁细胞中均含有晶束。海南龙血树营养器官的结构特征与干旱、高温和贫瘠的生态环境相适应。这些结果可为海南龙血树的开发和利用提供基本的解剖学证据。

海南龙血树；组织学；解剖学

血竭是珍贵的传统药材，具有活血散瘀、抗炎、止痛、抗菌、抗肿瘤等功效，在我国已经有1 500多年的药用历史[1～3]。目前国内使用的血竭有进口和国产之分，进口血竭又称麒麟竭，属棕榈科(Palmae)黄藤属(DaemonorpsdracoB1)的果实所产生的树脂；国产血竭又称龙血竭，是龙血树属(Dracaena)植物在受到伤害后形成的红色树脂，其基源植物主要是剑叶龙血树(D.cochinchinensis(Lour.)S.C.Chen)和海南龙血树(D.cambodianaPierre ex Gagnep)[1～2,4]。由于人类掠夺性的采挖以及人类活动对其生境的破坏，剑叶龙血树和海南龙血树野生资源面临枯竭，均被列入国家二级稀有濒危保护植物[1]。

通常，龙血树在受到伤害时才形成血竭(树脂)。在自然条件下，龙血竭的形成往往需要几年，甚至几十年的时间[2]。为了加快血竭的形成，人们在人工诱导血竭形成方法和技术方面做了大量的研究，早年的研究发现人工割伤可以促进龙血树树脂的积累[3]，杨晓虹等发现与植物抗性正相关化合物可以促进血竭的形成，其中1%的草酸增产率高达214%[5]，更多的研究发现特异的真菌可以诱导龙血树产生血竭[6～8]。由于血竭形成机制并不清楚，使得人工诱导血竭技术仍处于初步阶段。虽然在剑叶龙血树的形态组织学方面已经有不少的研究报道[1,9]，但在海南龙血树解剖结构方面尚未见有报道。本研究利用滑走切片、石蜡切片和显微拍照等技术和方法，对海南龙血树的根、茎、叶的解剖结构进行了详细研究，旨在为海南龙血树的资源保护和人工诱导树脂产生技术提供基本的解剖学资料。

1 材料与方法

1.1 植物材料

于2015年8月采集海南兴隆热带药用植物园栽培的30年生的海南龙血树样品。经朱平鉴定为百合科(Liliaceae)植物海南龙血树。

1.2 实验方法

滑走切片法：将海南龙血树幼根，茎和叶片，在滑走切片机上切片(AO800，美国)，厚度60 μm，水合氯醛透明后，制成临时装片。在Nikon 80i型生物显微镜下观察、拍照。

石蜡切片法：将海南龙血树的幼根，茎和叶切成5 mm3小块，固定于FAA溶液中，经抽气、酒精脱水、二甲苯透明、石蜡包埋等过程制成蜡块、石蜡切片机上切片(Lecia RM2215，德国)，厚度8 μm，番红—固绿染色，加拿大树胶封片。在Nikon 80i型生物显微镜下观察、拍照。

2 结果与分析

2.1 叶

海南龙血树叶片为等面叶，由表皮、叶肉和叶脉三部分组成。上、下表皮由一层排列紧密的细胞组成，其中上表皮细胞扁长方形，下表皮细胞近方形(图1：A-C)，表面附有较厚的的角质膜。气孔主要分布在下表皮上，气孔器的内方有明显的孔下室(图1：A-B)。上下表皮内侧均匀分布有厚壁细胞群(图1：D)。

图1 海南龙血树的叶片解剖特征 A.中肋位置维管束木质部和韧皮部上下排列；下表皮的气孔器内方具孔下室；B.叶肉薄壁细胞中的晶束；C.叶片边缘侧脉维管束中木质部和韧皮部横向排列；D.维管束和纤维束的分布(A～C.石蜡切片；D.滑走切片) cb.晶束；fb.纤维束；le.下表皮；sc.孔下室；sa.气孔器；ue.上表皮；vb.维管束；ph.韧皮部；xy.木质部Fig.1 Antomical features of leaves of D.cambodiana A. The stoma apparatus and chamber of lower epidermis,the vascular bundles of the medial position; B. Crystal bundles in mesophyll parenchyma cells; C. The vascular bundle in the lateral vein; D. Sliding section,the distribution of vascular bundle and fibre bundle cb. Crystal bundle; fb. Fibre bundle; le. Lower epidermis; sc. Chamber; sa. Stoma apparatus; ue. Upper epidermis; vb. Vascular bundle; ph. Phloem

维管束外韧型，有规律的散生在叶肉薄壁细胞中(图1：D)：在中肋位置，木质部和韧皮部呈“上木下韧”式排列；而叶片边缘位置转变为横向排列(图1：C)。部分叶肉细胞中可见晶束(图1：B)。

2.2 幼根

幼根主要由根被细胞、皮层和维管柱三部分组成。最外侧为根被细胞，约5～8层，细胞排列疏松，壁稍厚(图2：A)。

皮层薄壁细胞位于根被细胞下面，约15～20层，多角形，部分细胞可见晶束，部分细胞细胞质丰富(图2：A)。皮层的最内侧有一层形态结构和功能特殊的细胞层，称为内皮层，其细胞的径向壁、横向壁和内切向壁等五面加厚，只有邻接外侧皮层薄壁细胞的外切向壁没有加厚，在横切面上呈典型的马蹄形增厚(图2：B)。维管柱位于内皮层内侧，由维管柱鞘，维管组织和髓组成(图2：B)。其中维管柱鞘紧贴内皮层，由一层薄壁细胞组成，排列紧密；维管组织辐射排列，由木质部和韧皮部组成(图2：B)；位于根中央的髓由大小不等的近圆型薄壁细胞组成(图2：B)。

图2 海南龙血树幼根解剖特征 A.幼根的横切面；B.内皮层和维管柱 ct.皮层；ed.内皮层；v.导管；vc.维管柱；vm.根被；pt.髓Fig.2 Anatomical features of younger roots of D.cambodiana A. The transverse sections of younger roots; B. Endodermis and vascular cylinder cb. Crystal bundle; ct. Cortex; ed. Endodermis; v. Bessel; vc. Vascular cylinder; vm. Velamen; pt. Pith

2.3 茎

海南龙血树的幼茎由表及里依次为：表皮，周皮，形成层和基本组织(图3：A)。表皮细胞一层，近方形，外壁加厚，排列紧密；表皮下为周皮，细胞4～6层，微木栓化；基本组织由多层薄壁细胞组成，部分细胞中含有晶束(图3：A)。初生的外韧型维管束主要由导管和纤维组成(图3：A，D)，主要分布在靠近茎中央的基本组织中，靠近茎外侧的基本组织中无维管束分布，即成为明显的皮层部分(图3：A)。

老茎横切面由表及里依次为：栓化层，皮层，形成层和基本组织(图3：B)。栓化层位于最外层，细胞壁栓化加厚，具有保护作用(图3：B)；皮层位于栓化层和环带状形成层之间，主要由薄壁细胞组成，部分薄壁细胞中含有草酸钙针晶束；基本组织位于环带状形成层内部，占茎的大部分，可明显分为2部分：内基本组织和外基本组织。

老茎中靠近茎中央的是内基本组织，其内稀疏分布着初生外韧型有限维管束(图3：D)；外基本组织位于内基本组织的外周，其内分布着大量的椭圆形或近圆形性的次生周木维管束(图3：C)。次生周木维管束外围是圆形或多角形的导管和纤维组成的木质部，维管束束中央是韧皮部，其内部分细胞因受到挤压而皱缩(图4：A)。健康的海南龙血树茎中不含有树脂(图4：B)，只有在受到伤害后才能产生。通过对含有树脂的茎进行显微观察发现，桔黄色的树脂在内外基本组织中都有分布(图4：B,C)，主要分布在维管束的导管和纤维中。此外在外基本组织的维管束周围的薄壁细胞中也含有少量的桔黄色树脂(图4：B)。

图3 海南龙血树幼茎和老茎的解剖特征 A.幼茎横切面；B.老茎横切面；C.外基本组织中的周木维管束；D.内基本组织中的初生外韧维管束 cb.晶束；ct.皮层；ep.表皮；pd.周皮；ph.韧皮部；sl.栓化层；vb.维管束；xy.木质部Fig.3 Anatomical features of young and old stems of D.cambodiana A.The transverse sections of younger stems; B.The transverse sections of; C.The secondary amphivasal bundle scattered in the outside parenchyma tissue; D.The collateral vascular bundle in the inside parenchyma tissue cb. Crystal bundle; ct. Cortex; ep. Epidermis; pd. Periderm; ph. Phloem; sl. Suberizative layer; vb. Vascular bundle; xy. Xylem

图4 含有树脂的海南龙血树老茎解剖特征 A.不含树脂的次生周木维管束；B.外基本组织中，含有树脂的次生周木维管束；C.内基本组织中，树脂主要分布在初生维管束中；D.外基本组织中，树脂主要分布次生周木维管束中 ab.周木维管束；cv.外韧维管束；ph.韧皮部；xy.木质部Fig.4 Anatomical features of stems with resin in D.cambodiana A. The secondary amphivasal bundle without resin; B. The secondary amphivasal bundle with resin in the ouside parenchyma tissue; C. The collateral vascular bundle with resin in the inside parenchyma tissue; D. The resin distribution in secondary amphivasal bundle ab. Amphivasal bundle; cv. Collateral vascular bundle; ph. Phloem; xy. Xylem

3 讨论

野生海南龙血树在中国仅分布在海南岛西南内陆山区及南部沿海地区，属典型的岩石伴生型树种，具强耐旱，喜阳、喜钙等生态习性[10]。我们通过对海南龙血树营养器官根、茎、叶的解剖学研究发现，其解剖特征与它的生长环境相适应。海南龙血树的叶片表皮细胞排列紧密，具有较厚的的角质膜，气孔主要分布在下表皮等，这些都是旱生植物的特点[9]。同时叶片上下表皮内侧均匀分布的纤维束，一方面可以起到防止水分蒸发和遮光等作用，另一方面可能在减少岩石热辐射以及减弱失水萎焉等方面起着重要的作用[9]。海南龙血幼根的内皮层细胞形成马蹄形增厚，在根内形成了一个不透气、不透水的保护屏障，可有效控制根内液流的方向，在一定程度上又增强了耐旱能力[11]。海南龙血树根、茎和叶的某些薄壁细胞中均含有晶束，这在一定程度上解释了海南龙血树喜钙的生态习性，或者说这是海南龙血树长期适应石灰岩生态环境演化的结果。

分布在我国的龙血树属植物有5种[12]，其中剑叶龙血树所产的血竭在1991年被我国国家卫生部批准为一类新药[13]，由于资源有限和多年来毁灭式的采集，剑叶龙血树资源已日渐稀少[14]。近年来，经过植物和药物工作者的共同努力，发现海南龙血树可作为龙血竭的另一新基源[2,15～17]。本研究首次报道了海南龙血树根、茎、叶的解剖特征，结果揭示海南龙血树营养器官的结构特征与剑叶龙血树基本一致，例如两者的叶片同为等面叶，其叶片的上下表皮内方都均匀分布成束的机械组织；两者的老茎都由栓化层，皮层，形成层和基本组织等4部份组成且排列方式相同[9]。更重要的是，海南龙血树和剑叶龙血树一样，两者茎中的树脂都主要分布在维管束的导管和纤维中[1]。这些研究结果为海南龙血树作为生产龙血竭的新基源提供了解剖学依据。

本研究发现海南龙血树茎中的树脂主要分布在基本组织的维管束的导管和纤维中，而导管填充物是植物在受到外界伤害或胁迫时产生防御反应的典型特征[18]，结合前人的研究结果，我们认为龙血竭的形成，是龙血树对外界伤害产生防御反应而诱导引起的[5～7]，为下一步深入研究龙血竭的形成机理奠定了基础。

维管束是树脂分布的主要场所这一发现在指导药用部位的采收和人工诱导技术等方面具有重要的指导意义。海南龙血树的幼茎只在茎的中央部位分布着少量维管束，从形态结构上来看，幼茎中只能积累少量的树脂，因此在生产上应尽量不用幼茎来生产血竭。海南龙血树老茎的基本组织可以明显的分为2部分，外基本组织和内基本组织，其中外基本组织维管束密度大，内基本组织中的维管束密度小，同时在外基本组织的薄壁细胞中也存在少量的树脂，说明外基本组织中树脂的含量远远高于内基本组织，因此外基本组织可作为药材采收的优选目标，同时外基本组织的厚度可作为品种选育的评价指标之一。

1.樊兰兰,屠鹏飞,何鉴星,等.中药龙血竭原植物剑叶龙血树的形态组织学研究及所含树脂的分布和成分检测[J].中国中药杂志,2008,33(10):1112-1117.

Fan L L,Tu P F,He J X,et al.Microscopical study of original plant of Chinese drug “Dragon’s Blood” Dracaena cochinchinensis and distribution and constituents detection of its resin[J].China Journal of Chinese Materia Medica,2008,33(10):1112-1117.

2.蒋和梅,王辉,王军,等.人工诱导海南龙血树所产血竭的抗菌活性成分研究[J].中国中药杂志,2015,40(20):4002-4006.

Jiang H M,Wang H,Wang J,et al.Antibacterial components from artificially induced dragon’s blood ofDracaenacambodiana[J].China Journal of Chinese Materia Medica,2015,40(20):4002-4006.

3.蔡希陶,许再富.国产血竭植物资源的研究[J].云南植物研究,1979,1(2):1-3.

Cai X T,Xu Z F.A study on the resource of Chinese dragon’s blood[J].ACTA Botanica Yunnanica,1979,1(2):1-3.

4.Luo Y,Wang H,Zhao Y X,et al.Cytotoxic and antibacterial flavonoids from dragon’s blood ofDracaenacambodiana[J].Planta Medica,2011,77(18):2053-2056.

5.杨晓虹,郑水,王兴红.化学诱导龙血树产生血竭的初步研究[J].氨基酸和生物资源,2014,36(1):49-54.

Yang X H,Zheng S,Wang X H.Preliminary study on chemical inducers for dragon’s blood formed byDracaenacambodiana[J].Amino Acids & Biotic Resources,2014,36(1):49-54.

6.Cui J L,Wang C L,Guo S X,et al.Stimulation of dragon’s blood accumulation inDracaenacambodianavia fungal inoculation[J].Fitoterapia,2013,87:31-36.

7.Wang X H,Zhang C H,Yang L L,et al.Production of dragon’s blood inDracaenacochinchinensisplants by inoculation ofFusariumproliferatum[J].Plant Science,2011,180(2):292-299.

8.杨靖,江东福,马萍.特异性真菌作用于龙血树材质形成血竭的研究[J].中草药,2004,35(5):572-574.

Yang J,Jiang D F,Ma P.Study on formation of Dragon’s blood inDracaenacochinchinensisinoculated with Fusarium 9568D[J].Chinese Traditional and Herbal Drugs,2004,35(5):572-574.

9.周琼,黎桦,谢义林,等.靖西珍稀药用植物剑叶龙血树(Dracaenacochinchinensis)生态解剖研究[J].中国农业大学学报,2014,19(2):137-142.

Zhou Q,Li H,Xie Y L,et al.Ecological anatomy ofDracaenacochinchinenisfrom Jingxi,Guangxi[J].Journal of China Agricultural University,2014,19(2):137-142.

10.郑道君,云勇,吴宇佳,等.海南龙血树野生资源分布及其与水热关系的分析[J].热带亚热带植物学报,2012,20(4):326-332.

Zheng D J,Yun Y,Wu Y J,et al.Geographical distribution of wildDracaenacambodianain China and its relationship with hydrothermal factors[J].Journal of Tropical and Subtropical Botany,2012,20(4):326-332.

11.陈万生,乔传卓.知母根的组织发育及其与生长环境的关系[J].西北植物学报,1997,17(2):170-175.

Chen W,Qiao C Z.Study on the histological development of the adventitious root ofAnemarrhenaasphodeloidesBunge and its relation with the living environment[J].Acta Botanica Boreali-Occidentalia Sinica,1997,17(2):170-175.

12.中科院“中国植物志”编辑委员会.中国植物志[M].北京:科学出版社,2004.

Editorial board of Flora of China.Flora of China[M].Beijing:Science Press,2004.

13.何兰,王竹红,屠鹏飞,等.龙血树属植物化学成分及药理活性研究进展[J].中草药,2004,35(2):221-228.

He L,Wang Z H,Tu P F,et al.Advances in study on chemical constituents and pharmacological activities in plants ofDracaenaVand.ex L[J].Chinese Traditional and Herbal Drugs,2004,35(2):221-228.

14.郑宵蓓,陈科力.麒麟血竭的研究概况[J].亚太传统医药,2007(2):35-38.

Zheng X P,Chen K L.Investigation on Daemonorops draco[J].Asia-Pacific Traditional Medicine,2007,(2):35-38.

15.杨先会,邓世明,范丽霞.海南龙血树植物资源的开发利用[J].海南大学学报:自然科学版,2004,22(3):270-272.

Yang X H,Deng S M,Fan L X.Exploitation to the resources of Hainan dragon tree(DracaenacambodianaPierre ex Gagnep)[J].Natural Science Journal of Hainan University,2004,22(3):270-272.

16.罗应,王辉,左文健,等.海南龙血树茎及其血竭脂溶性成分的气相色谱—质谱联用分析[J].时珍国医国药,2011,22(11):2603-2605.

Luo Y,Wang H,Zuo W J,et al.GC-MS analysis for liposoluble components in the stem and Dragon’s Blood of dracaena cambodiana[J].Lishizhen Medicine and Materia Medica Research,2011,22(11):2603-2605.

17.杨本鹏,张树珍,蔡文伟,等.海南龙血树组织培养过程中血竭形成的诱导[J].热带作物学报,2009,30(2):181-185.

Yang B P,Zhang S Z,Cai W W,et al.Induced formation of Dragon’s Blood in the process of tissue culture of cambodia dragonblood(DracaenacambodianaPierre ex Gagnep)[J].Chinese Journal of Tropical Crops,2009,30(2):181-185.

18.Sun Q,Sun Y L,Walker M A,et al.Vascular occlusions in grapevines with pierce’s disease make disease symptom development worse[J].Plant Physiology,2013,161(3):1529-1541.

Traditional Chinese Medicine Industry Special Project(201407005)

introduction：LIU Pei-Wei(1983—),male,research assistant,research on anatomy and active ingrendients of medicinal plant.

date:2017-03-09

AnatomicStudyofDracaenacambodianaPierreex.Gagnep

LIU Pei-Wei1,2ZHANG Yu-Xiu1,2HE Ming-Jun1,2*

(1.Hainan Branch,Institute of Medicinal Plant Development,Chinese Academy of Medical Sciences & Peking Union Medical College,Haikou 570311；2.Hainan Provincial Key Laboratory of Resources Conservation and Development of Southern Medicine,Haikou 570311)

The morphological characteristics of the stems(with or without resin), young roots and leaves ofDracaenacambodianaPierre ex. Gagnep were observed by traditional paraffin section and photomicrographic technique. Old stems mainly four parts, suberizative layer, cortex, cambium and basic tissue. The resin was mainly distributed in the vessels and fibers of vascular bundles in the basic tissue. Isolateral leaf, and stomata with a clear substomatic chamber were mainly distributed in the lower epidermis, a lot of fiber bundles in the upper and lower epidermis. The structure of younger roots consisted of velamen, cortex and central cylinder. Some parenchyma cells of root, stem and leaf containing calcium oxalate crystal bundle. The structural characteristics of nutritive organs suggested that the plant might adapt to the drought, high temperature and infertile environment. These results can provide the basic anatomical evidence for the development and utilization ofD.cambodiana.

DracaenacambodianaPierre ex. Gagnep;histology;anatomy

中医药行业科研专项(201407005)

刘培卫(1983—)，男，助理研究员，主要从事南药植物结构和活性成分研究。

* 通信作者：E-mail:hmj2008@163.com

2017-03-09

* Corresponding author：E-mail:hmj2008@163.com

Q944.5

A

10.7525/j.issn.1673-5102.2017.05.002