傷害誘導(dǎo)的白木香防御反應(yīng)與沉香形成的關(guān)系研究

傷害誘導(dǎo)的白木香防御反應(yīng)與沉香形成的關(guān)系研究沉香[LignumAquilariaeResinatum]為瑞香科(Thymelaeceae)沉香屬(Aquilaria)或擬沉香屬(Gyrinops)植物含樹脂的木材,是樹體受傷后分泌出來的油脂成分和木質(zhì)成分的固態(tài)凝聚物。白木香(Aquilariasinensis)為中國特有的珍貴藥用植物,是我國生產(chǎn)名貴芳香類藥材沉香的主要資源植物,也是中藥沉香的正品來源。白木香所形成的沉香為中國藥典(2010版)所收載,具有行氣止痛、溫中止嘔、納氣平喘等功效。本文以白木香為研究對象,對其木質(zhì)部結(jié)構(gòu)及誘導(dǎo)形成沉香的結(jié)構(gòu)防御、化學(xué)防御、不同來源的沉香的質(zhì)量評價、信號分子及與防御反應(yīng)相關(guān)的酶類進行了系統(tǒng)的研究,主要結(jié)果如下：1.白木香的木質(zhì)部結(jié)構(gòu)特征健康的3年生白木香的木質(zhì)部由五部分組成：髓心、放射狀木射線、島型內(nèi)涵韌皮部、纖維管胞、導(dǎo)管。髓心內(nèi)分布著大量的淀粉粒,且易塌陷；木射線和內(nèi)涵韌皮部的薄壁細胞內(nèi)含有大量淀粉粒、還原糖和蛋白質(zhì)等儲藏物質(zhì)；導(dǎo)管內(nèi)未見任何形態(tài)的內(nèi)含物。纖維管胞內(nèi)存在串聯(lián)十數(shù)個細胞的棒狀徑列條。各種細胞內(nèi)壁上具有不同類型的紋孔：導(dǎo)管內(nèi)壁上有附物紋孔,互列紋孔式,與相鄰的射線薄壁細胞、導(dǎo)管分別形成半具緣紋孔對和具緣紋孔對。纖維管胞內(nèi)壁上有單斜附物紋孔。導(dǎo)管和纖維管胞內(nèi)存在栓塞。2.沉香的形成是對外界傷害的物理防御通過對半斷干法誘導(dǎo)白木香形成的沉香進行解剖結(jié)構(gòu)研究,發(fā)現(xiàn)在沉香形成過程中,木質(zhì)部結(jié)構(gòu)發(fā)生了明顯的變化：導(dǎo)管內(nèi)出現(xiàn)2種內(nèi)含物：侵填體和樹膠,堵塞了導(dǎo)管；在傷口下16-20mm侵填體和樹膠所占百分比最大,樹膠數(shù)量為侵填體的8倍,白木香是可被誘導(dǎo)產(chǎn)生侵填體與樹膠而樹膠占優(yōu)勢的樹種；出現(xiàn)了明顯的分層特征：從上至下依次為腐爛層、沉香層、過渡層、白木層；腐爛層的各種組織內(nèi)都含有大量的菌絲,內(nèi)涵韌皮部和木射線薄壁細胞內(nèi)的淀粉粒消失,內(nèi)涵韌皮部細胞破裂形成孔洞,導(dǎo)管內(nèi)壁出現(xiàn)裂隙狀紋孔口,可見導(dǎo)管內(nèi)含物；沉香層內(nèi)涵韌皮部和木射線薄壁細胞內(nèi)的淀粉粒消失,大量油脂狀物質(zhì)出現(xiàn),并充滿內(nèi)涵韌皮部的薄壁細胞,且有較多的草酸鈣柱晶產(chǎn)生,導(dǎo)管內(nèi)發(fā)現(xiàn)侵填體與樹膠,此層內(nèi)只在靠上的位置發(fā)現(xiàn)有少量菌絲。過渡層內(nèi)木射線和內(nèi)涵韌皮部的淀粉粒減少,夾雜有油脂狀物質(zhì),內(nèi)涵韌皮部內(nèi)偶見結(jié)晶,未見菌絲；導(dǎo)管內(nèi)常見內(nèi)含物。白木層與健康的白木香結(jié)構(gòu)特征一致。菌絲最密集的位置并不是導(dǎo)管內(nèi)含物數(shù)量最多的地方。3.沉香的形成是對外界傷害的化學(xué)防御通過對不同處理時間的不同層的沉香樣品進行GC/MS分析,共鑒定出65種化合物。化合物的相對含量和種類在每層中是不同的。在對照樣品中僅有11種烷烴類成分,而傷害處理的樣品中大部分化合物是倍半萜與芳香族成分；隨著處理時間的延長,烷烴類物質(zhì)的相對含量急劇減少,而倍半萜和芳香族成分的種類和相對含量迅速增加。在處理15d、30d和60d的樣品中分別有20種(11種烷烴類和9種倍半萜和芳香族類物質(zhì))、28種化合物(14種烷烴類物質(zhì)和14種倍半萜和芳香族化合物)和53種(17種烷烴類和36種倍半萜和芳香族類物質(zhì))化合物被鑒定出來。已知這些倍半萜和芳香族類化合物對真菌具有抑菌、抗菌活性,形成對外界傷害的化學(xué)防御。4.沉香的形成是代謝途徑的改變通過對傷害處理不同時間的白木香的淀粉、糖和揮發(fā)性成分分析,結(jié)果發(fā)現(xiàn)隨處理時間的增加,淀粉含量逐漸減少,而糖含量呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢,在對照白木中有12種烷烴類成分,傷害處理的樣品中增加了8種倍半萜和芳香族化合物。隨著處理時間的延長,烷烴類物質(zhì)的相對含量急劇減少,而倍半萜和芳香族成分的相對含量迅速增加,反映了代謝方向發(fā)生了改變。5.沉香形成過程中信號分子的變化通過酶聯(lián)免疫分析技術(shù)和生理生化分析測定等方法,檢測傷害不同時間的白木香中信號分子(過氧化氫、水楊酸、茉莉酸、乙烯、一氧化氮)的濃度,揭示這些信號分子的變化規(guī)律,結(jié)果可知：傷害后信號分子的濃度短時間內(nèi)發(fā)生了較大變化,達到峰值的時間依次為一氧化氮,乙烯,水楊酸,過氧化氫,茉莉酸。6.與防御反應(yīng)有關(guān)的酶的變化通過試劑盒法和常規(guī)生理生化分析測定方法,檢測處理不同時間的白木香樣品中與防御反應(yīng)有關(guān)的酶及脂質(zhì)過氧化物的濃度變化,由結(jié)果可知：SOD,CAT,PAL,和NOs各酶的活力在極短的時間內(nèi)達到峰值,酶活性到達峰值的時間順序依次為：H202酶、NO合成酶、PAL、SOD:同時MDA濃度也發(fā)生極大的變化,并一直高于對照。7.通體結(jié)香法沉香的顯微特征與質(zhì)量評價對通體結(jié)香法、野生、半斷干和接菌法產(chǎn)生的沉香進行感官評價和顯微結(jié)構(gòu)、醇提物、TLC、GC/MS分析,發(fā)現(xiàn)通體結(jié)香法處理白木香20個月所得沉香達到了中國藥典(2010版)規(guī)定要求,且與野生沉香在化學(xué)成分種類、醇溶性浸出物以及揮發(fā)油得率方