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人工栽培条件下百里香属植物精油分泌特性及其动态变化规律研究

时间:2023-02-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:值得注意的是,黑龙江百里香五大连池种群在得率上远远高出其他材料和以往报道的文献,得率达到6.00%,是一般百里香属植物平均得率的5.3倍。正是这些差异直接影响了百里香属不同种质精油的产量,而且还对百里香属不同种质精油的质量也产生了一定的影响。精油分泌量最高的部位是花,其次是叶,茎的分泌率最低且前后波动不大。
人工栽培条件下百里香属植物精油分泌特性及其动态变化规律研究_中国百里香属植物

百里香属有着丰富的植物学多态性,同时具有广泛的化学多型性(Adzet et al .,1977;Stahl-Biskup et al.,1991)。由于近几年在地椒植物精油药理及食品化工方面取得了很有价值的研究成果,人们对这一物种的研究兴趣更加浓厚起来,其中对百里香属不同种质的挥发油成分的提取和鉴定成为该属植物研究的一个热点(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)。本研究在对中国分布的部分百里香属植物野外采集的基础上,采用《中国药典》的挥发油提取步骤,比较人工条件下不同种质不同生育期的精油分泌差异,为不同种质的精油价值评价和今后的开发及利用提供一定的科学依据。

一、材料与方法

(一)试验材料

供试材料为中国百里香属植物地椒(4个种群)、地椒亚洲变种(3个种群)、地椒展毛变种(兴凯湖种群)、百里香(5个种群)、短节百里香(尚志种群)以及黑龙江百里香(五大连池种群)的共计4个种2个变种的15个种群(表1),以及栽培品种的铺地百里香和柠檬百里香。均于花期采摘地上部分全株,于夏季30 ℃左右的温室内阴干,彻底干燥后密封冷藏保存于-20 ℃冰箱中,最后统一取出进行精油的提取。

表1 供试材料的基本情况

(二)挥发油的提取

参照《中国药典》(2005版)第一部附录XD挥发油测定法:将各干燥样品粉碎过40目筛,取100 g样品于5000mL圆底烧瓶中,加入3500mL蒸馏水,水蒸气蒸馏法提取,控制流速为每秒1~2滴,提取时间为3 h,馏出液收集后用乙醚萃取3次,合并后用少量Na2SO4干燥过滤后密封于2mL棕色瓶中,于-5 ℃冰箱中保存待测。

二、结果与讨论

(一)不同材料提取量比较

从野外采集的百里香属植物鲜样经阴干后测得的干湿生物量之比为1∶7~1∶4,属于含水量较少的植物资源。将供试材料的干样经水蒸气蒸馏提取后,进行挥发油得率比较(表2)。可以看出虽然由于不同材料在采集时的生育期、生境条件有所不同,其所测得率之间并不具有严格意义上的可比性,但总体可以看出中国百里香属植物的精油得率在0.67%~6.00%,除去得率特别低的黑龙江兴凯湖种群外,平均得率为1.13%。值得注意的是,黑龙江百里香五大连池种群在得率上远远高出其他材料和以往报道的文献,得率达到6.00%,是一般百里香属植物平均得率的5.3倍。

表2 百里香属不同种(变种)间精油得率比较

注:材料编号同表1

(二)百里香属不同种质精油腺体显微结构观测及分泌特性研究

通过对5种形态差异较大的百里香属种质叶片的光学切片及石蜡切片的显微结构进行观察,初步探明了百里香属植物主要分泌器官——腺体的形态结构特点及发育规律。根据试验观察,供试材料均具有两种类型的腺体:盾状腺体和头状腺体,总体表现为盾状腺体数量少于头状腺体数量。在不同放大倍数的显微镜下可以清楚地看到百里香属不同种质腺体形态特征以及存在部位基本相似,即腺体均着生在叶片表面形成的凹陷的凹槽状组织内,且这些凹槽状组织又均匀地分布在叶肉栅栏组织靠近叶表面的位置(图1)。虽然百里香属不同种质的腺体有一定的相似性,但是它们的腺体间仍然存在着一定的差异,包括腺体的形状、腺体的数量、腺体的大小等。正是这些差异直接影响了百里香属不同种质精油的产量,而且还对百里香属不同种质精油的质量也产生了一定的影响。

通过对百里香属不同种质间不同叶片进行光学显微观察,在同一放大倍数的显微镜下(200×)可以得到具体的腺体数量(表3,图2),方差分析表明百里香属不同种质间腺体数量差异显著。

图1 百里香属不同种质叶片显微特征

图2 百里香属不同种质叶片表皮腺体形态

表3 百里香属不同种质叶片腺体数量统计

(三)不同生长发育时期,不同组织部位精油提取量变化规律研究

本研究利用水蒸气蒸馏方法研究了百里香榆林种质不同采收时期花、叶、茎和全草精油提取量的差异。结果表明:不同采收时期对花和叶的精油提取量影响很大,而对茎的精油量影响较小。精油分泌量最高的部位是花,其次是叶,茎的分泌率最低且前后波动不大。全株和花的最佳采收时期均在第一次盛花期,以6月5~30日为宜,二次花期的得率明显下降(表4)。

表4 百里香榆林种质不同部位不同采收时期精油提取量比较

(续表)

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