忍冬——一种新发现的镉超富集植物
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三种观赏植物对重金属镉的耐性与积累特性燕傲蕾;吴亭亭;王友保;张旭情【摘要】通过盆栽实验,对镉(Cd)胁迫下3种观赏植物含羞草、白雪姬和树马齿苋的生长、生理和重金属累积与分布情况进行了研究.结果表明:含羞草、白雪姬和树马齿苋的平均耐性指数分别为105.57、81.35和79.88;在100mg·kg-1Cd 浓度下三者叶绿素a、b的含量分别为对照的83.74%、69.83%;60.64%、51.26%和60.64%、51.26%;类胡萝卜素的含量和叶绿素a/b值无明显变化;三者在Cd胁迫下均表现出O2-离子生成速度上升,MDA含量增加,电导率升高的趋势,其中含羞草的变化幅度最低,白雪姬次之,树马齿苋最高.三者对Cd的耐性表现为含羞草>白雪姬>树马齿苋.3种观赏植物对Cd均具有较强累积能力,在土壤Cd含量为100mg·kg-1时,三者根和地上部分的Cd累积浓度均高于100mg·ks-1.且对Cd积累能力为树马齿苋>含羞草>白雪姬.含羞草、白雪姬和树马齿苋在土壤Cd污染的治理中有一定的应用价值.【期刊名称】《生态学报》【年(卷),期】2010(030)009【总页数】8页(P2491-2498)【关键词】Cd;观赏植物;耐性;积累特性【作者】燕傲蕾;吴亭亭;王友保;张旭情【作者单位】安徽师范大学生命科学学院,芜湖,241000;安徽师范大学生命科学学院,芜湖,241000;安徽师范大学生命科学学院,芜湖,241000;安徽师范大学生物环境与生态安全安徽省高校省级重点实验室,芜湖,241000;安徽师范大学生命科学学院,芜湖,241000【正文语种】中文Cd是一种对环境危害大且生物非必需的元素,在环境中具有化学活性强、移动性大、生物毒性强且持久的特性,易被植物吸收,能在植物体内残留对植物产生毒害,并通过食物链的富集危及人类健康[1- 2]。
随着工业化的迅速发展,人类活动加速了Cd的地球化学循环进程,导致Cd向环境中释放的速度加快,使人类生活环境中Cd的总量提高,土壤Cd污染日益严重,土壤镉污染的治理已相当紧迫[3- 5]。
植物指示找矿0000植物探矿就是利用指示植物帮助人们找矿,我国古代书籍就有过祥细的记载,《荀子·劝学篇》就说过:"玉在山而草木润",首次提出了山上赋存的矿物和周围植物生态有关的思想。
晋张华《博物志》也说:"山,…有谷者生玉"。
南北朝梁代有名的植物找矿著作--《地镜图》中就曾记载有"山上有葱,下有银;山上有薤(音同谢,又名藠(音同叫头),下有金;山上有姜,下有铜锡;山有宝玉,木旁枝皆下垂。
"的论述。
指出可以根据植物和矿物的共生关系来寻找矿床,比世界各国的植物探矿理论早了几百年。
植物的根系,除了从土壤中吸取氮、磷、钾等营养成份之外,有些植物还能吸收少量的其它各种元素、富集于植物体内;有的植物根系或种子受到放射性元素照射,使生态发生变异或使植株异常高大粗壮,或提早发芽,或果实硕大,人们据此推测找矿。
赞比亚和澳大利亚根据含铜量极高的铜草而发现了大型铜矿,英国在石南草帮助下,找到了钨矿和锡矿,德国和瑞典通过三色堇,找到了锌矿,50年代中期,美国科学家在科罗拉罗高原,根据桉树长势繁茂特点,找到具有放射性的铀矿,我国科技工作者运用植物探矿,也取得了成绩,如在湖北大冶铜绿山等地的海州香薷,测试其体内含铜极高,据此找到了不少铜矿,科学家还发现:石松生长好的地方有铝土矿,锦葵繁茂的地方有镍矿,紫苜蓿密集地方有钽矿,艾蒿成群生长地方常有锰矿,野苦麻生长茂密的地方常蕴藏有铁矿,难怪人们称这些指示植物为"绿色探矿员"。
依然选择了美国科罗拉多州的大块菱锰矿。
选择的原因是够红够旺够大块!毕竟2009年需要红的东西太多了!大小:5.4x8cm价格依然不菲,27500美元,约合15万人民币,看来不只我们国人喜欢大红色,老美对大红的矿物也是偏爱啊,谁叫她够红火哦!在美洲一个神秘的山谷,那里土壤肥活,风和日丽,但到那里居住的人,都很难逃脱死亡的命运,因此当地的印第安人称它为"有去无回谷"。
山东科学SHANDONGSCIENCE第29卷第6期2016年12月出版Vol.29No.6Dec.2016DOI:10.3976/j.issn.1002 ̄4026.2016.06.005ʌ中药与天然活性产物ɔ收稿日期:2016 ̄02 ̄25基金项目:山东省科技发展计划(2014GSF119031)作者简介:朱姮(1990 )ꎬ硕士研究生ꎬ研究方向为天然产物分离与纯化ꎮE ̄mail:sdzbzdzh@sina.com忍冬叶化学成分的研究进展朱姮1ꎬ陈静娴2ꎬ文蕾1ꎬ王召平1ꎬ井凤3ꎬ王岱杰3∗(1.山东中医药大学药学院ꎬ山东济南250355ꎻ2.山东师范大学生命科学学院ꎬ山东济南250014ꎻ3.山东省中药质量控制技术重点实验室ꎬ山东省分析测试中心ꎬ山东济南250014)摘要:忍冬叶为金银花采摘后的副产物ꎬ产量约为花的10倍ꎬ且具有较强的药理活性ꎮ本文对忍冬叶中挥发油类㊁有机酸类㊁黄酮类以及环烯醚萜苷类等化学成分进行综述ꎬ发现忍冬叶中的化学成分与金银花相似ꎬ在目前药材市场上金银花价格居高不下的情况下ꎬ可以考虑作为金银花的替代品ꎮ目前对忍冬叶的研究热点主要集中在含量测定㊁成分分离及提取物药理研究方面ꎬ今后应开展对忍冬叶系统的化学分离及基于活性导向的活性部位研究ꎬ同时与列入药典的金银花和忍冬藤进行同类药理活性的比较研究ꎮ关键词:忍冬ꎻ忍冬叶ꎻ化学成分中图分类号:R284.2㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀文章编号:1002 ̄4026(2016)06 ̄030 ̄10ResearchadvancesonchemicalconstituentsofleavesfromLonicerajaponicaThunb.ZHUHeng1ꎬCHENJing ̄xian2ꎬWENLei1ꎬWANGZhao ̄ping1ꎬJINGFeng3ꎬWANGDai ̄jie3∗(1.SchoolofPharmacyꎬShandongUniversityofTraditionalChineseMedicineꎬJinan250355ꎬChinaꎻ2.SchoolofLifeSciencesꎬShandongNormalUniversityꎬJinan250014ꎬChinaꎻ3.ShandongProvincialKeyLaboratoryofTraditionalChineseMedicineQualityControlTechnologyꎬShandongAnalysisandTestCenterꎬJinan250014ꎬChina)AbstractʒLeavesfromLonicerajaponicaThunb.areby ̄productsofLoniceraejaponicaeflosꎬabout10timesyieldofflowersꎬandhavestrongerpharmacologicalactivity.WereviewchemicalconstituentsofvolatileoilꎬorganicacidsꎬflavonoidsandiridoidglycosidesinleavesofLoniceraejaponicaeanddiscoverthatthesearesimilarwiththoseoftheflowers.ThereforeꎬtheleavescanserveassubstitutesforLoniceraejaponicaeflosforit'sexistinghighprices.Theirresearchfocusliesincontentdeterminationꎬcomponentseparationandpharmacologyofextracts.TheirfutureresearchshouldhighlightchemicalseparationandactivityorientedactivesitesꎬandcomparisonofpharmacologicalactivitybetweenleavesandflowersfromLonicerajaponicaThunb.KeywordsʒLonicerajaponicaThunb.ꎻleavesfromLonicerajaponicaThunb.ꎻchemicalconstituents㊀㊀忍冬(LonicerajaponicaThunb.)为忍冬科(Caprifoliaceae)忍冬属(Lonicera)多年生常绿植物ꎬ是我国重要第6期朱姮ꎬ等:忍冬叶化学成分的研究进展的药用植物ꎬ其藤㊁叶㊁花均可入药ꎮ目前ꎬ忍冬不同部位在«中国药典»中区分开来ꎬ忍冬花又名金银花(Loniceraejaponicaeflos)是忍冬的干燥花蕾或带初开的花ꎻ忍冬藤(Loniceraejaponicaecaulis)是忍冬的干燥茎枝[1]ꎮ其中ꎬ金银花是目前药材市场上常用的抗病毒大宗药材ꎬ但是当前市场上金银花价格居高不下ꎬ寻找新的替代品成为未来的发展方向ꎮ在我国最早记录忍冬的医书为梁代陶弘景著作的«本草经集注»ꎬ书中以 忍冬 之名予以记述ꎬ指出忍冬的药用部位为忍冬藤和忍冬叶[2]ꎮ忍冬药用部位在历史上经历了茎叶 ̄茎叶花 ̄花的变迁历程ꎮ忍冬叶作为金银花药材的一种副产物ꎬ产量约为花的10倍ꎬ四季皆有ꎬ产量较大ꎬ资源丰富[3]ꎬ且与金银花在临床上功效相似ꎬ都有清热解毒之功效ꎬ有效成分也与花基本相似ꎬ甚至比花含量高ꎬ但长期以来都被作为非药用部分弃去而未得到利用ꎬ造成了药用植物资源的极大浪费[4]ꎮ本文对近十几年忍冬叶的化学成分研究进行了归纳和总结ꎬ为其化学成分和抗炎㊁抗病毒以及保肝等药理活性的进一步研究提供参考ꎮ1㊀挥发油类肖敏等[5]采用水蒸气蒸馏 ̄乙醚萃取法ꎬ用提取挥发油的装置提取出忍冬叶中挥发油成分ꎬ共识别出26种化合物ꎮ主要成分包括有机酸和有机酸酯ꎬ其他成分主要有酮㊁醛和醇类化合物ꎬ其中有机酸酯类化合物占29.44%ꎬ有机酸类化合物占27.56%ꎬ其他类如烷烃㊁醇㊁酮㊁醛类化合物占22.3%ꎮ忍冬叶中主要的挥发油成分包括棕榈酸㊁9ꎬ12ꎬ15 ̄十八碳三稀酸甲基酯㊁9ꎬ12 ̄十八碳二稀酸乙基酯㊁十六烷酸乙基酯㊁亚油酸以及芳樟醇等ꎮ钟玲等[6]运用超临界CO2流体萃取技术对忍冬叶中的绿原酸和脂溶性成分进行萃取ꎬ并用GC ̄MS对提取物的脂溶性成分进行分析并鉴定出39种化合物ꎬ主要成分有邻苯二甲酸单 ̄乙基己酯㊁反式角鲨烯㊁十八烷㊁植物醇和邻苯二甲酸二异丁酯等ꎮ2㊀有机酸类忍冬叶中有机酸类化合物主要为绿原酸类ꎬ其中包括单咖啡酰基绿原酸类和双咖啡酰基绿原酸类化合物ꎮ郭玉等[3]比较研究了同一株忍冬来源的忍冬叶㊁花中的绿原酸含量ꎬ绿原酸在忍冬花㊁叶中的含量分别为2.72%和2.30%ꎮ截止目前已经成功从忍冬叶中分离出10种化合物ꎬ名称和结构式如表1所示ꎮ表1㊀忍冬叶中的有机酸类化合物Table1㊀OrganicacidcompoundsfromleavesofLonicerajaponicaThunb序号化合物名称结构式来源对比参考文献1绿原酸花㊁叶[7 ̄8]21ꎬ5 ̄O ̄二咖啡酰基奎宁酸甲酯叶[9]13山㊀东㊀科㊀学㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀2016年续表1序号化合物名称结构式来源对比参考文献33ꎬ5 ̄O ̄二咖啡酰基奎宁酸甲酯花㊁叶[8 ̄9]43ꎬ5 ̄O ̄二咖啡酰基奎宁酸花㊁叶[8 ̄9]54ꎬ5 ̄O ̄二咖啡酰基奎宁酸花㊁叶[8 ̄9]61ꎬ5 ̄O ̄二咖啡酰基奎宁酸叶[9]75 ̄O ̄咖啡酰基奎宁酸甲酯叶[7]81ꎬ3 ̄O ̄二咖啡酰基奎宁酸甲酯叶[7]93ꎬ4 ̄O ̄二咖啡酰基奎宁酸花㊁叶[7 ̄8]23第6期朱姮ꎬ等:忍冬叶化学成分的研究进展续表1序号化合物名称结构式来源对比参考文献103ꎬ4 ̄O ̄二咖啡酰基奎宁酸甲酯花㊁叶[7 ̄8]3㊀黄酮类黄酮类化合物具有较好的抗菌㊁抗病毒㊁保肝降脂等活性[10 ̄13]ꎬ忍冬叶中黄酮类成分含量丰富ꎬ王丽婷等[14]测定了叶和花中槲皮素和木犀草素的含量ꎬ叶中二者的含量分别为27.53μg/g和147.3μg/gꎬ优于花中的20.94μg/g和41.66μg/gꎮ郭玉等[15]采用高效液相色谱法测定了同一株忍冬来源的花和叶中木犀草苷含量ꎬ叶中含量0.326%ꎬ为花中含量的3倍ꎮ目前已从叶中分离得到22个黄酮类化合物[16 ̄22]ꎬ化合物的名称㊁结构式与来源如表2所示ꎮ表2㊀忍冬叶中的黄酮类化合物Table2㊀FlavonoidscompoundsfromleavesofLonicerajaponicaThunb.序号化合物名称结构式来源对比参考文献13ᶄ ̄O ̄methylloniflavone花㊁叶[16 ̄17]2Loniflavone花㊁叶[16 ̄17]3白杨素叶[16]4木犀草素花㊁叶[16 ̄17]33山㊀东㊀科㊀学㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀2016年续表2序号化合物名称结构式来源对比参考文献5忍冬苷花㊁叶[17 ̄18]6似梨木双黄酮花㊁叶[17 ̄18]7似梨木双黄酮 ̄7 ̄O ̄β ̄D ̄吡喃葡萄糖苷叶[18]8次大风子素花㊁叶[17 ̄18]9木犀草苷花㊁叶[17ꎬ19]10木犀草素 ̄7 ̄鼠李葡萄糖苷叶[19]11似梨木双黄酮 ̄7'' ̄O ̄β ̄D ̄吡喃葡萄糖苷叶[20]43第6期朱姮ꎬ等:忍冬叶化学成分的研究进展续表2序号化合物名称结构式来源对比参考文献125ꎬ7ꎬ4ᶄ ̄三羟基 ̄8 ̄甲氧基黄酮叶[21]13木犀草素花㊁叶[17ꎬ21]14苜蓿素叶[21]15山奈素 ̄7 ̄O ̄β ̄D ̄吡喃葡萄糖苷叶[21]16木犀草素 ̄7 ̄O ̄β ̄D ̄吡喃葡萄糖苷花㊁叶[17ꎬ21]17香叶木素 ̄7 ̄O ̄β ̄D ̄吡喃葡萄糖苷叶[21]18香叶木素叶[22]53山㊀东㊀科㊀学㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀2016年续表2序号化合物名称结构式来源对比参考文献19槲皮素花㊁叶[17ꎬ22]20芦丁花㊁叶[17ꎬ22]21苜蓿素 ̄7 ̄O ̄β ̄D ̄吡喃葡萄糖苷叶[22]22槲皮素 ̄3 ̄O ̄β ̄D ̄吡喃葡萄糖苷花㊁叶[17ꎬ22]4㊀环烯醚萜苷类现已从忍冬叶㊁茎叶中分离得到的环烯醚萜苷类成分有10个[23-26]ꎬ钱正明等[27]研究结果显示ꎬ忍冬叶中环烯醚萜苷类成分含量丰富ꎬ且具有较高的生物活性ꎬ有潜在的开发利用价值ꎮ目前主要分离出的环烯醚萜苷类化合物有10种ꎬ见表3ꎮ表3㊀忍冬茎㊁叶中分离的环烯醚萜苷类化合物Table3㊀IridoidglycosidescompoundsfromstemsandleavesofLonicerajaponicaThunb.序号名称结构式来源对比参考文献1(Z) ̄aldosecologanin花㊁叶[23 ̄24]63第6期朱姮ꎬ等:忍冬叶化学成分的研究进展续表3序号名称结构式来源对比参考文献2(E) ̄aldosecologanin花㊁叶[23 ̄24]3L ̄phenylalaninosecologan花㊁叶[23 ̄24]47 ̄O ̄(4 ̄β ̄D ̄glucopyranosyloxy ̄3 ̄methoxybenzoyl)secologanolicacid花㊁叶[23 ̄24]56' ̄O ̄(7α ̄hydroxyswerosyloxy)loganin花㊁叶[23 ̄24]6裂环马钱素花㊁叶[24 ̄25]7裂环马钱子苷叶[25]8裂环马钱素二甲基乙缩醛花㊁叶[24 ̄25]73山㊀东㊀科㊀学㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀2016年续表3序号名称结构式来源对比参考文献9獐牙菜苷花㊁叶[24 ̄25]10裂环氧化马钱素花㊁叶[24 ̄25]5㊀三萜皂苷类马俊利等[22]采用硅胶柱色谱和制备薄层色谱法从忍冬叶中分离出齐墩果酸㊁忍冬苦苷A和忍冬苦苷Bꎮ6㊀其他类刘婵娟等[9]采用大孔树脂和聚酰胺色谱分离方法结合制备液相ꎬ从忍冬叶中分离得到β ̄谷甾醇和胡萝卜苷ꎮ7㊀研究现状与展望7.1㊀研究现状目前ꎬ国内外研究者虽已对忍冬叶进行了大量研究ꎬ但与金银花相比ꎬ研究还不够深入ꎬ未充分挖掘忍冬叶的化学物质基础ꎮ在药理活性方面ꎬ虽然已有报道忍冬叶与花的活性相似ꎬ但对于叶的药理作用研究范围仍不如金银花广泛ꎬ有待于对其活性单体㊁组分的作用机理深入研究ꎬ开发出有活性的特异性成分ꎮ同时ꎬ忍冬为 药食同源 类药材ꎬ对其在制药㊁食品㊁保健品㊁中兽药等领域有待于进行深入开发利用ꎮ7.2㊀展望近几年ꎬ全国金银花产量一直在一万吨以上ꎬ由此产生的忍冬叶废弃物达十几万吨ꎮ忍冬叶中主要化学成分与金银花类似ꎬ主要为有机酸类㊁黄酮类和环烯醚萜苷类ꎬ含量丰富ꎬ采摘简单ꎬ不受花期限制ꎬ如经相关基础性研究并加以开发ꎬ可作为长期的药用来源ꎮ因此ꎬ未来可以针对忍冬叶中黄酮类㊁咖啡酰奎宁酸类和环烯醚萜苷类化合物含量丰富的特点ꎬ建立特定组分的高效提取富集方法ꎻ继续对忍冬叶活性部位进行分离纯化工作ꎬ争取发现结构新颖㊁高效特异的活性先导化合物ꎻ建立忍冬叶活性物质的质量控制方法以及进行新产品开发ꎮ开展忍冬叶资源化利用ꎬ结合忍冬叶的特点ꎬ促进金银花资源产业化的转化ꎬ逐步建立起金银花资源循环经济发展的模式和体系ꎬ以实现节约资源和可持续发展的目的ꎬ对本行业和全社会都具有重要的现实价值和长远的战略意义ꎮ参考文献:8393第6期朱姮ꎬ等:忍冬叶化学成分的研究进展[2]王岱杰.忍冬叶化学成分及其抗H ̄5亚型禽流感病毒研究[D].泰安:山东农业大学ꎬ2013.[3]郭玉ꎬ阳育聪ꎬ刘运美ꎬ等.金银花及其叶中有效成分的比较研究[J].南华大学学报医学版ꎬ2008ꎬ36(2):154 ̄157. 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