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单词 独活属的生物学与化学
释义

【独活属的生物学与化学】
 

独活属(Heracleum L.)是伞形科的一个重要类群,早地后汉时期《神农本早经》中已有记载,其后历代本草对其形态特征、功效、药用价值等都有记述,是常用的传统中药,广泛用于治疗肠胃气痛、腹胀、外感、咳嗽及慢性气管炎。

20世纪50年代以前,主要从植物的外部形态及少量的植物解剖学工作,研究该属的分类学,探讨属的范围、种的划分、系统位置及经济意义;60年代以琰,进入微结构的观察分析,深入研究独属的生物学与化学,为该属的系统分类、资源的开发利用,积累了丰富的资料。

独活属全世界90余种,非洲东北部和北美山区各工种,其余种类分布于欧亚大陆,自喜马拉雅、斯里兰卡、泰国至远东、西伯利亚、北欧、地中海东岸;其分布的密集中心在高加索,约25种;喜马拉雅和中国西南部的横断山区,约40种;多数种类分布于海拔5000m,极少数种类出现在海拔260m的低山丘陵;该属植物为多年生草本,生长在阴湿沟道,林绿草地、高山灌丛草甸或阴蔽的碎石坡地上。

独活属为瑞典植物学家C.Linnaeus于1753年建立,当时包括欧洲产的奥地利独活H.austriacum,西伯利亚独活H.sibricum,高山独活H.alpinum,和欧洲独活H.spondylium 4种。其后200多年来,各国植物学家做了大量工作,主要有C.P.Ledebour(1827)记载了独属植物约70余种;C.B.Clarke(1879)曾记载了印度北部13种,斯里兰卡8种;L.Diels(1901-1912)、H.de Boissieu(1903)、H.Wollff(1930)等,相继发表了该属的一些新种;I.P.Mandenova(1950-1951)记载了高加索及苏联产的31种独活;P.H.Davis(1972)记载了土耳其产的14种独活;E.Nasir(1972)记载了巴基斯坦产的6种独活;W.A.Cannon(1979)记载了尼泊尔有9种;单人骅、王铁僧(1992)记载了中国独活属26种,上述工作为独活属的深入研究奠定了基础。

独活属自建立以来,由于各国学者对属的范围存在不同认识,种数不断增加,至1975年该属种的名称已达190余个,但多数学者认定,独活属的伞形花序外琢花具辐射瓣,果实内的油管不达果体基部,这是区别于伞形科其它属的主要特征,因此独活属实际上仅90余种。I.P.Mandenova(1951)根据花的颜色、果实中油管的形状、与果体长度的比例、叶片分裂形式及毛被等,将产于苏联的独活属植物分为5个组7个系;单人骅、王铁僧(1992)将中国的独活属植物分为少管组Sect Wendia(Hoffm)Manden。,独活组Sect Heracleum,长毛组Sect Villosa Manden.和多裂叶组Sect MillefoliaT.S.Wanget Shan 4组。

近半个世纪以来,结合解剖学、细胞学、孢粉学和化学,对独活属进行广泛深入研究。独活属的解剖学工作,首推G.P.Majumdar(1939-1947),对欧洲独活的导管壁次生加厚、导管多穿孔板的发生、厚角组织细胞的微细结构、茎叶的组建与光的关系等进行了研究。余孟兰等(1966)报道了永宁独活H.yungningense Hand.-Mazz.等4个种根的解剖结构。I.F.Satsyperova等(1978)研究了苏联独属的叶柄解剖结构指出:独活属叶柄维管束在横切面上有O-型和V-型两种排列形式,并认为V-型较O-型进化。何兴金、溥发鼎(1991)观察了平截独活H.vicinum Boissieu等115种及1变种的叶柄解剖结构,绝大多数的叶柄维管束为O-型,仅裂叶独活H.millefoliumDiels及其变种,长裂叶徇活H.millefolium var.longilobum Norman为U型排列。

M.Th.Cerceae-Larrival(1971-1977)对绵毛独活H.lanatum Michx等6种的花粉形态进行了研究;O.Tavoda(1982)观察了欧洲独活的花粉形态;席以珍等(1983)对短毛徇活H.moellendoffii Hance等3种的花粉形态作了观察;王萍莉、何兴金等(1991)对城口独活H.fargesii Boissieu等14种的花粉形态作了光镜和扫描电镜观察,以上研究表明,独活属的花粉形态,主要分为矩型或近矩型及赤道收缩两种类型,是伞形科中较进化的类群之一。

R.I.Gagnidze(1975);L.Constance等(1976,1982);潘泽惠等(1981,1985)研究了独活属的染色体数目,绝大多数种类2n=22,为二倍体;但也出现四倍体和非整倍四倍体,如:P.Subramanian(1986)报道的印度南部产的单叶独活H.hookerianum Wight.et Arn.等8个种的染色体数目为2n=14,40、44、46,其核型分析结果,均为不对称核型;秦惠贞等(1989)观察了产于云南的思茅独活H.heenryi H.Wolff,染色体数目为2n=44;何兴金、溥发鼎(1991)研究了渐尖叶独活H.franchettii Hiroe等9种及1变种的染色体数目及核型,2n=22,其中长裂叶独活90%2n=22,仅个别植株2n=24;这些种的核型为对称和稍不对称型。从近年对独活属细胞学的研究中看出,由北向南染色体多倍化和核型不对称性有加强的趋势。

20世纪50年代有关独活属化学成分的研究尚少,M.Fujita等(1954)研究绵毛独活H.lanatumMichx根的化学成分;70年代以来,无论研究范围和深度都有很大进展,对该属一些种的根、叶、果实化学成分进行较深入的研究,由于白亮独活H.candicans Wall.ex DC.的根中,呋喃香豆素(Furanocoumarins)含量高达5%-7%,从而引起人们重视,M.Bandopadhyay等(1970)先后分离出17个呋喃香豆素即:独活素(Heraclenin)、独活脑(Heraclenol)、8-牧牛儿补骨脂素(8-geranoxypsoralen)、花椒毒素(Xanthotoxin)、花椒毒酚(Xanthotoxol)、补骨脂毒素(Psoralen)、佛手柑内酯(Bergaten)、特-O-葡萄糖酰-独活醇(Tert-O-B-gincosyl-heraclenol)、特-O-甲基独活醇(Tert-Omethyl-heraclenol)、欧芹乙素(Imperotorin)、白亮独活素(Candicanin)、比克白芷素(Hyakangelicin)、别欧前胡素(Alloimperatorin)、栓果芹酮(Isoheraclenin)、牛防风素(Sphondin)、异补骨脂素(Isoposoralen)及简单香豆素瑞香素(Daphnetin)。周爱玲等(1983)从白亮独活根中首次分离出前胡甙元(Marmesin)。O.Molho等(1971)从斯里兰卡独活H.ceylanicum Gardn等18个种的根、叶和果实中分离出呋喃香豆素化合物16个,多数与白亮独根中所含的成分相同,其不同的成分有:甲氧基欧芹酚(Osthol)、水芹蝶呤(Phellopterin)、茴芹素(Pimpinellin)异茴芹素(Isopimpinellin)、异佛手柑内酯(Isobergapten)、当归素(angelicin)。孙汉董等(1978,11982)报道了中国特有的白云花H.rapula Franchet、糙独活H.scabridum Franchet和思茅独活根的化学成分,并从思茅独活根中分离出与上述不同的成分,长前胡丙素(Turgeniifolin C)、r-菠甾醇(r-spinasterol)。张涵庆等(1986)从糙独活果实中分离出异茴芹素和比克白芷素。独活属不同的种、或同种的根、叶、果实之间,它匀的化学成分都有差异。

该属植物多分而于高海拔地区,不易获得标本和实验材料,有必要继续收集足够的材料。该属细胞学的研究,特别是核型分析工作较少,不到20种,但从现有的资料已能看出,其对探讨该属的细胞地理,具有重要的学术价值。该属化学成分仅接近1/3的种作过分析。该属约13种供药用,其有效成分与种间关系及地区差异,还特研究。独活属肯有丰富的种质资源,对该属生物与化学的进一步研究,将更充分合理地开发利用及有效地保护独活属资源。

(中国科学院成都生物研究所溥发鼎研究员撰)

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