凤丹器官组织结构与主要化学成分分布研究※

●刘中良 赵伟钰 宋艳波 李明霞 文锦平（山西农业大学 山西 晋中 030600）

凤 丹（Paeonia×suffruticosaAndrews.） 是 原产于中国的多年生落叶灌木，《本草纲目》中有“群花品中，以牡丹第一”的记载[1]。其根皮入药的历史同样悠久，在《唐·新修本草》和《本草纲目》中对牡丹皮功效均有详细记载，李时珍在书中写到“赤花者利，白花者补”[2]，《唐本草》中载：“今出合州者佳，合州、宣州者并良。白者补，赤者利”，皆表明不同牡丹功效是有差异的。凤丹是牡丹的一个重要原种[3]，也是如今安徽名产，以铜陵凤凰山所产入药质量更好，被载入《新版国家药典中药彩色图集》[4]。

近年研究发现，凤丹不仅是入药佳品，而且结实能力强，其籽出油率高达22%[5]，其作为油用牡丹两个推广栽培品种之一被大面积种植，凤丹的市场需求和经济价值倍增。目前，凤丹的根皮和籽实价值被极大开发，而关于其他组织部位的研究和利用较少，基于此，本研究对凤丹的根皮、叶和叶柄的组织结构与组织化学定位进行研究，为凤丹的进一步开发利用和品种鉴定提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

以五年生凤丹为试验材料，取自山西农业大学中药资源与开发种植实习基地。

研究所用仪器主要包括：尼康显微镜E100（尼康仪器有限公司）、Leica-DM6B显微镜（德国Leica 公司）、DY-315切片机（金华市益迪医疗设备有限公司）、DK-98-1型电热恒温水浴锅（天津市泰斯特仪器有限公司）等。

1.2 试验方法

1.2.1 组织显微结构选取凤丹植株，用流水冲洗根皮、叶和叶柄。按照李秀玲[6]常规石蜡切片法，切片厚度10～12 µm，番红固绿染色，中性树胶封片，显微镜下观察组织形态结构并拍照。

1.2.2 牡丹酚和单萜类组织化学定位分别对凤丹的根皮、叶、叶柄进行石蜡制片，切片厚度为25 µm，从不同部位切片中各选取10张组织完整、结构清晰的切片，采用三氯化铁醇溶液对牡丹酚显色[7]；另取10张组织完整、结构清晰的切片在紫外光下对单萜类显色[8]，显微镜下观察牡丹酚类和单萜类物质的分布。

1.3 观测与分析方法

选取各器官的不连续切片和连续切片各10张，观察每切片6个不同视野，连续切片有利于各器官显微结构特点的准确描述；而不连续切片用于结合牡丹酚和单萜类及草酸钙组织化学定位，分析其在各器官不同组织中的分布特点。

2 结果与分析

2.1 器官组织结构特征

2.1.1 根皮的结构特征由图 1可知，凤丹根皮主要包括周皮和韧皮部，在周皮外侧可见残留的表皮与皮层。周皮由外向内分别是木栓层、木栓形成层和栓内层。木栓层由9～16层排列整齐的类长方形或类方形细胞组成，常切向延长，有时壁会加厚，使其坚硬，增强保护功能，同时为了保证气体交换，有些木栓细胞壁会变薄，逐渐形成多孔道结构；木栓形成层由1～2层细胞组成，细胞壁较薄，类长椭圆形；栓内层由10～19层切向延长的薄壁细胞组成。韧皮部宽广，约占横切面的2/3，韧皮射线多为1列细胞，偶有2列。形成层由6～8层的较小细胞组成。

图1 凤丹根皮横切面的解剖结构（50×）

2.1.2 叶片的结构特征如图 2所示，叶片的上、下表皮为一列细胞，没有表皮毛，但均有角质层，且上表皮的明显比下表皮的发达，栅栏组织为一列长柱形细胞，厚度为90～110 µm，较为发达。中脉的下表皮向下突出，上表皮分为向下凹陷与向上凸起2种，上下表皮由1～2层的厚角组织细胞构成。中脉维管束为弧形，韧皮部位于远轴侧，属于外韧型，木质部与韧皮部之间有少量的形成层活动，所以次生结构并不明显。

图2 凤丹叶片的横切面的解剖结构

2.1.3 叶柄的结构特征如图 3所示，叶柄形状为类圆形，解剖结构与茎的初生结构大致一样，由表皮、皮层、维管柱3部分组成。表皮由一层排列紧密的细胞组成，有利于在干旱环境中减少水分的丢失，这样的结构与凤丹耐干旱的生活习性相一致。外皮层为1～2层厚角组织，细胞类菱形或类方形，细胞间隙小，有一定支撑作用。中皮层为薄壁细胞，细胞大且间隙明显。内皮层有一条间断的细胞壁加厚的细胞带（图3用字母A标识），几乎与维管柱一一对应，加强了对维管柱的保护作用。维管柱为双韧维管束，外韧维管束所占的比例远大于内韧维管束，韧皮部与木质部之间有1～3层束中形成层，没有束间形成层。中间是髓部，可以看到由于细胞解体而形成的髓腔，髓射线排列整齐。

图3 凤丹叶柄横切面的解剖结构（50×）

2.2 组织化学定位

2.2.1 牡丹酚类定位如图 4所示，牡丹酚类在根皮木栓形成层、栓内层、韧皮射线、筛管、维管形成层中的分布相对集中，据显色面积与颜色深浅判断其含量变化规律为：木栓形成层 >束中形成层>韧皮射线>筛管，故市场上常认为凤丹皮的外表皮或内表皮有牡丹酚针状结晶者品质为佳。在叶中只有栅栏组织显蓝色，说明这个部位含有酚类物质。叶柄中未看到显黑色与蓝色的部位。

图4 牡丹酚的组织化学定位

2.2.2 单萜类组织化学定位如图 5所示，荧光下单萜类化合物呈现黑色，集中在韧皮射线的两边，即韧皮薄壁细胞中；在木芯中集中分布在导管处，这可能与物质的运输有关系；在叶柄中主要分布在髓部，在中、内皮层和维管束的射线中也有分布；在叶片中主要分布在基本组织中，在木质部与上皮细胞中也有少量分布。

图5 单萜类的组织化学定位（10×）

3 讨论与结论

3.1 凤丹根皮的木栓层结构特征

显微鉴别是药材鉴定的重要方法。凤丹根皮的横切面显微结构显示，其木栓层由9～16层类长方形细胞组成，细胞壁笔直，排列紧密，沿切向延长，中间有孔道结构；而“姚黄”牡丹的木栓层由5～7层不规则形细胞组成，细胞壁常弯曲，中间鲜有孔道结构（图6）。

3.2 凤丹中牡丹酚和单萜组织化学定位

凤丹皮的药效成分主要有酚及酚苷类、单萜及其苷类。其中牡丹酚的药理活性广泛，具抗菌消炎和提高免疫能力作用[9]，在体内可被迅速吸收 、代谢和排泄 ，且毒副作用小，被广泛用于医药、保健品和日化等产品中[10-11]。牡丹酚作为特征化合物，其含量多少被作为凤丹皮质量分析与控制的主流指标[12]。本研究中，凤丹的牡丹酚组织化学定位结果显示，木栓层、皮层、韧皮射线、筛管处均有明显的黑色显色反应，尤其是木栓形成层含量丰富，在凤丹的木芯中也发现有少量特征反应，再次论证了去掉栓皮层会造成有效成分的损失，应该注重木芯的回收利用。丁盈等[13]采用液相色谱法测定了湖南邵阳和四川绵竹的三年生牡丹皮栓皮部、韧皮部、木质部中牡丹酚的含量，发现栓皮层中的含量最高，为韧皮部的1.3倍以上，与本研究结果一致。用高效液相色谱法测定凤丹和牡丹中牡丹酚的含量，发现其含量分别是0.259%～0.903%和0.057%～0.556%，认为二者的有效成分含量无明显差异[14]，更不能以此将凤丹和其他牡丹区分开，但采用组织化学方法时，“姚黄”牡丹皮表现为不显色，或显色效果不明显且显色的部位也不同（图6）；单萜组织化学分析也显示出差异，凤丹根皮中单萜组织化学显黑色荧光的程度强而饱满，且荧光的底色深蓝色，而“姚黄”牡丹所显黑色荧光颜色较浅，在数量上也远不如凤丹，荧光的背景色显白色或黄色。这些可 作为凤丹与其他牡丹区别的依据。

图6 “姚黄”牡丹组织化学定位

3.3 凤丹叶片的价值

生产中较多关注凤丹的籽实、根皮和花的利用，而忽视了植株中数量最多的叶片的开发。谢娟平等[15]对安康油用牡丹的细枝、粗枝、籽壳、籽粕和叶中的牡丹酚和没食子酸含量进行了比较研究，表明叶中牡丹酚含量仅次于籽粕；而没食子酸含量以叶中最高；凤丹叶中还含有大量黄酮类、酚酸类等活性物质，其中总黄酮对大肠杆菌、沙门氏菌等多种致病菌均有抑制作用[1]；油用牡丹的根、花、叶、籽以及籽粕中已报道了275种化合物[16]，凤丹叶中含有16种氨基酸和近20种微量元素[17]。本研究显示凤丹叶栅栏组织含有酚类物质，叶柄髓部和叶基本组织中含有单萜化合物。这些研究表明，凤丹叶具有潜在的药用价值和保健功能，可进行适度开发和利用。