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大羽藓形态学性状及挥发性成分的GC-MS分析

秦鑫婷 杨琳 许琼玉 胡旭 王新广 张莉娜

秦鑫婷, 杨琳, 许琼玉, 胡旭, 王新广, 张莉娜. 大羽藓形态学性状及挥发性成分的GC-MS分析[J]. 热带生物学报, 2020, 11(2): 163-169, 176. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.2020.02.006
引用本文: 秦鑫婷, 杨琳, 许琼玉, 胡旭, 王新广, 张莉娜. 大羽藓形态学性状及挥发性成分的GC-MS分析[J]. 热带生物学报, 2020, 11(2): 163-169, 176. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.2020.02.006
QIN Xinting, YANG Lin, XU Qiongyu, HU Xu, WANG Xinguang, ZHANG Lina. Morphology of Thuidium cymbifolium and GC-MS Analysis of Its Volatile Compounds[J]. Journal of Tropical Biology, 2020, 11(2): 163-169, 176. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.2020.02.006
Citation: QIN Xinting, YANG Lin, XU Qiongyu, HU Xu, WANG Xinguang, ZHANG Lina. Morphology of Thuidium cymbifolium and GC-MS Analysis of Its Volatile Compounds[J]. Journal of Tropical Biology, 2020, 11(2): 163-169, 176. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.2020.02.006

大羽藓形态学性状及挥发性成分的GC-MS分析

doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.2020.02.006
基金项目: 海南省自然科学基金项目(318MS018);国家自然科学基金项目(31760054);海南省高等学校科学研究项目(Hnky2017ZD-6);海南大学热带农林学院生物学学科优秀研究生培养项目
详细信息
    第一作者:

    秦鑫婷(1991−),女,海南大学生命科学与药学院2017级硕士研究生. E-mail:2049115100@qq.com

    通信作者:

    张莉娜(1971−),女,博士,副教授.研究方向:苔藓植物学. E-mail:zhanglina@hainanu.edu.cn

  • 中图分类号: R 284.1;Q 949.35

Morphology of Thuidium cymbifolium and GC-MS Analysis of Its Volatile Compounds

  • 摘要: 为探究传统中药大羽藓的形态学特征及挥发性化学成分,以海南黎母山的大羽藓(Thuidium cymbifolium (Dozy et Molk.) Dozy et Molk.)为研究材料,对其形态性状进行了描述,比较了该种与4个近缘种或变种的形态差异,并采用石油醚快速溶剂萃取技术结合GC-MS法对其挥发性物质进行萃取和化学成分分析。共鉴定出31种挥发性成分,占总组分的91.1%,主要成分类型包括酯类(25.48%),萜类(22.64%),酮类(20.64%)及甾醇类(10.61%);主要成分为丁酸丁酯(18.96%)、4−庚酮(10.90%)、角鲨烯(10.75%)和3−甲基−4−庚酮(9.74%)。
  • 图  2  大羽藓挥发性成分的总离子流色谱

    Fig.  2  Total ion current of volatile constituents from Thuidium cymbifolium

    表  1  大羽藓标本采集信息

    Table  1  Information of sampling of Thuidium cymbifolium from Limu Mountain in Hainan

    序号
    No.
    采集时间
    Collection time
    采集号
    Collection No.
    地点及生境
    Place, substratum
    海拔及经纬度
    Altitude, latitude & longitude
    12017−07张莉娜等
    20170721-105
    海南省琼中县黎母山林场到黎母山
    主峰路上,溪边石生
    1 147 m
    19°10′56.92″, 109°44′57.49″
    22017−09张莉娜等
    20170901-29
    海南省琼中县黎母山三星岭主峰路上,
    路边湿石壁
    411 m
    19°10′38.82″, 109°41′47.41″
    32017−09张莉娜等
    20170901-48
    海南省琼中县黎母山林场大河沟,岩面薄土543 m
    19°10′19.00″, 109°41′39.00″
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    表  2  大羽藓挥发性成分分析

    Table  2  Compounds identified of volatile constituents from Thuidium cymbifolium

    编号
    No.
    保留时间/min
    Retention time
    化合物
    Compound
    分子式
    Molecular formula
    相对含量/%
    Relative content
    16.19Butanoic acid,butyl ester 丁酸丁酯C8H16O218.96
    23.6034-Heptanone 4−庚酮C7H14O10.90
    339.009Squalene 角鲨烯C30H5010.75
    44.6374-Heptanone,3-methyl 3−甲基−4−庚酮C8H16O9.74
    523.935Neophytadiene 新植二烯C20H385.46
    612.499Butane,1,1-dibutoxy 丁醛二丁基乙缩醛C12H26O23.90
    742.21Stigmasterol 豆甾醇C29H48O3.75
    842.709未鉴定3.42
    942.793γ-Sitosterol γ−谷甾醇C29H50O3.05
    1041.865Campesterol 菜油甾醇C28H46O3.03
    1134.259Phthalic acid,di(2-propylpentyl) ester
    二−N−2−丙基戊基邻苯二甲酸酯
    C24H38O42.68
    1226.023Phthalic acid,butyl hept-4-yl ester 邻苯二甲酸4−庚基丁酯C19H27O42.66
    1343.133β-Amyrin β−香树素C30H50O2.49
    145.213Hexanal,2-ethyl 2−乙基己醛C8H16O2.10
    1524.6413,7,11,15-Tetramethyl-2-hexadecen-1-ol 叶绿醇C20H40O1.66
    1640.454Hentriacontane 三十一烷C31H641.48
    1718.253未鉴定1.30
    1842.465Tetratriacontane 三十四烷C34H701.09
    1917.918α-Farnesene α−金合欢烯C15H240.99
    2044.198γ-Sitostenone γ−扶桑甾醇氧化物C29H48O0.78
    2137.567未鉴定0.76
    2224.348未鉴定0.75
    2341.228未鉴定0.74
    246.2962-Hexenal,2-ethyl 2−乙基−2−己烯醛C8H14O0.73
    2544.201未鉴定0.64
    2643.372Lup-20(29)-en-3-one 羽扇烯酮C30H48O0.62
    2728.289未鉴定0.52
    284.374Propanoic acid,2-methyl-,2- methylpropyl ester 异丁酸异丁酯C8H16O20.51
    2930.916Tricosane 二十三烷C23H480.51
    3040.932未鉴定0.46
    3110.52Benzene,(1,1-dimethylbutyl) (1,1−二甲基丁基)苯C12H180.44
    3233.563Pentacosane 二十五烷C25H520.42
    3341.228未鉴定0.42
    3442.888β-Amyrone β−香树脂酮C30H48O0.41
    3524.0442-Hexadecene,3,7,11,15-tetramethyl-,[R-[R*,R*-(E)]]
    3,7,11,15−四甲基−2−十六碳烯
    C20H400.39
    3632.307Hexanedioic acid, bis(2-ethylhexyl) ester 己二酸二辛酯C22H42O40.38
    3729.51Docosane 二十二烷C22H460.37
    3824.4881,2-Benzenedicarboxylic acid bis(2-methylpropyl) ester
    邻苯二甲酸二异丁酯
    C16H22O40.29
    3938.31Nonacosane 二十九烷C29H600.29
    4019.929(1R,3Z,7Z,11S)-1,5,5,8-Tetramethyl-12-oxabicyclo[9.1.0] dodeca-3,7-diene 环氧化蛇麻烯IIC15H24O0.26
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    表  3  大羽藓及其近缘种的形态学比较

    Table  3  Morphological comparison of Thuidium cymbifolium and other closely related Thuidium

    性状
    Characters
    大羽藓
    T. cymbifolium
    灰羽藓原变种
    T. pristocalyx var. pristocalyx
    灰羽藓南亚变种
    T. pristocalyx var. orientale
    绿羽藓
    T. assimile
    短肋羽藓
    T. kanedae
    茎上鳞毛
    Stem paraphyllia
    密生 缺失或稀少 密生 密生 密生
    茎叶Stem leaves
    形状 Shape 三角状卵形或基部呈心形的三角形 卵形至三角状卵形 三角状卵形至
    三角形
    三角状卵形或基部呈心形的三角形 三角状卵形至
    三角形
    边缘 Margin 下部多背卷或背曲,上部具齿或近全缘 平展或微内曲,
    具齿
    多背卷,具齿 下部多背卷,上部具齿或近全缘 平展至背卷,上部具齿
    先端 Apical part 狭长披针形,具6~10 (~15)个单列细胞组成的毛尖 锐尖,无毛尖 长渐尖,无毛尖 狭长披针形,具2~7 (~10)个单列细胞组成的毛尖 狭长披针形,具3~10 (~13)个单列细胞组成的毛尖
    中肋 Costa 达披针形尖部,背面具刺状疣或鳞毛 达叶片2/3处,背面平滑或具少数疣 达叶片3/4处,背面具刺状疣 消失于叶尖下,背面具疣 达披针形尖部,背面具刺状疣
    中部细胞 Median cells 多角形、卵状菱形至椭圆形,具单疣 卵形至卵状菱形,具1~6个疣或单个星状疣 卵形至椭圆形,具1~3个疣 卵形至椭圆形,具单疣 卵状菱形至椭圆形,具2~4个疣或单个星状疣
    枝叶 Branch leaves 卵形至长圆状卵形,具短尖,中肋达叶片2/3处 卵形至阔卵形,具短尖,中肋达叶片2/3处 卵形至阔卵形,具短尖,中肋达叶片2/3处 阔卵形至卵状三角形,具短尖,中肋达叶片2/3~4/5处 卵形至长圆状卵形,具短尖,中肋达叶片2/3~4/5处
    内雌苞叶边缘
    Inner perichaetial leaves
    具多数长纤毛 具齿,无纤毛 具齿,无纤毛 具齿,无纤毛 具多数长纤毛
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-11-05
  • 修回日期:  2020-01-30
  • 网络出版日期:  2020-07-03
  • 刊出日期:  2020-06-01

大羽藓形态学性状及挥发性成分的GC-MS分析

doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.2020.02.006
    基金项目:  海南省自然科学基金项目(318MS018);国家自然科学基金项目(31760054);海南省高等学校科学研究项目(Hnky2017ZD-6);海南大学热带农林学院生物学学科优秀研究生培养项目
    作者简介:

    秦鑫婷(1991−),女,海南大学生命科学与药学院2017级硕士研究生. E-mail:2049115100@qq.com

    通讯作者: 张莉娜(1971−),女,博士,副教授.研究方向:苔藓植物学. E-mail:zhanglina@hainanu.edu.cn
  • 中图分类号: R 284.1;Q 949.35

摘要: 为探究传统中药大羽藓的形态学特征及挥发性化学成分,以海南黎母山的大羽藓(Thuidium cymbifolium (Dozy et Molk.) Dozy et Molk.)为研究材料,对其形态性状进行了描述,比较了该种与4个近缘种或变种的形态差异,并采用石油醚快速溶剂萃取技术结合GC-MS法对其挥发性物质进行萃取和化学成分分析。共鉴定出31种挥发性成分,占总组分的91.1%,主要成分类型包括酯类(25.48%),萜类(22.64%),酮类(20.64%)及甾醇类(10.61%);主要成分为丁酸丁酯(18.96%)、4−庚酮(10.90%)、角鲨烯(10.75%)和3−甲基−4−庚酮(9.74%)。

English Abstract

秦鑫婷, 杨琳, 许琼玉, 胡旭, 王新广, 张莉娜. 大羽藓形态学性状及挥发性成分的GC-MS分析[J]. 热带生物学报, 2020, 11(2): 163-169, 176. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.2020.02.006
引用本文: 秦鑫婷, 杨琳, 许琼玉, 胡旭, 王新广, 张莉娜. 大羽藓形态学性状及挥发性成分的GC-MS分析[J]. 热带生物学报, 2020, 11(2): 163-169, 176. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.2020.02.006
QIN Xinting, YANG Lin, XU Qiongyu, HU Xu, WANG Xinguang, ZHANG Lina. Morphology of Thuidium cymbifolium and GC-MS Analysis of Its Volatile Compounds[J]. Journal of Tropical Biology, 2020, 11(2): 163-169, 176. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.2020.02.006
Citation: QIN Xinting, YANG Lin, XU Qiongyu, HU Xu, WANG Xinguang, ZHANG Lina. Morphology of Thuidium cymbifolium and GC-MS Analysis of Its Volatile Compounds[J]. Journal of Tropical Biology, 2020, 11(2): 163-169, 176. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.2020.02.006
  • 苔藓植物是介于藻类和维管植物之间的高等植物类群,被划分为苔类植物门(Marchantiophyta)、藓类植物门(Bryophyta)和角苔门(Anthocerotophyta)3大门类,全世界约有21 000种[1-2]。苔藓植物在数量上仅次于被子植物,但具有个体微小、结构简单、种间常混杂生长、形态上不易区分等特点,物种鉴定较困难,而且难以做到大量采集,因而该类群化学成分的研究及应用受到极大制约。目前,全世界仅对不足其物种总量10%的苔藓植物(以苔类为主)开展了化学成分的研究,分离和发现了大量为该类群所特有的结构新颖的次生代谢产物,表现出多样而显著的生物活性[3-5]。苔藓植物次生代谢产物中含有丰富的萜类、联苄、双联苄、黄酮类及脂肪酸衍生物等,被认为是苔藓植物具有抗细菌、抗真菌和抗病毒等活性的物质基础[6-8],多种化合物还表现出抗肿瘤、抗氧化、昆虫拒食、调节植物生长以及预防有害生物体等生物学功能[7-10]。苔藓植物被誉为生物活性天然产物的宝库,然而对这一类群的研究和应用还十分匮乏,具有非常大的开发潜能。大羽藓(Thuidium cymbifolium (Dozy et Molk.) Dozy et Molk.)隶属于藓类植物门羽藓科(Thuidiaceae)羽藓属(Thuidium),多生于海拔400~1 400 m的热带和亚热带山地森林,分布于我国中部、东部及西南部[11]。该种为我国传统药用植物资源,可全草入药[12-13]。大羽藓不仅植株矮小,而且在形态上与同属的种类十分接近不易区分,尤其是与大羽藓分布区一致或分布区相重叠的一些种,如灰羽藓(T. pristocalyx (Müll.Hal.) A.Jaeger)、绿羽藓(T. assimile (Mitt.) A.Jaeger)及短肋羽藓(T. kanedae Sakurai)等,在野外采集时仅凭借肉眼无法将它们准确鉴别,在室内通过显微镜观察标本进行鉴定也具有一定难度,而分类上的困难严重阻碍了人们对该物种在化学成分和药用方面的进一步了解及应用。因此,笔者对大羽藓的形态学性状进行了描述,阐明该种及其近缘种的形态差异,同时采用GC-MS法对其挥发性成分进行分析,旨在为大羽藓作为药用植物资源的开发利用提供科学依据。

    • 大羽藓样本采自海南琼中黎族苗族自治县黎母山,经海南大学生命科学与药学院张莉娜副教授鉴定,凭证标本保存于“海南大学环南海生物多样性与生态环境研究中心”(表1)。

      表 1  大羽藓标本采集信息

      Table 1.  Information of sampling of Thuidium cymbifolium from Limu Mountain in Hainan

      序号
      No.
      采集时间
      Collection time
      采集号
      Collection No.
      地点及生境
      Place, substratum
      海拔及经纬度
      Altitude, latitude & longitude
      12017−07张莉娜等
      20170721-105
      海南省琼中县黎母山林场到黎母山
      主峰路上,溪边石生
      1 147 m
      19°10′56.92″, 109°44′57.49″
      22017−09张莉娜等
      20170901-29
      海南省琼中县黎母山三星岭主峰路上,
      路边湿石壁
      411 m
      19°10′38.82″, 109°41′47.41″
      32017−09张莉娜等
      20170901-48
      海南省琼中县黎母山林场大河沟,岩面薄土543 m
      19°10′19.00″, 109°41′39.00″
    • 大羽藓形态学和解剖学特征的观察和拍摄采用Olympus SZX7体式显微镜及配备的Olympus DP22显微数码相机,以及Olympus BX41光学显微镜及配备的Olympus DP72显微数码相机。野外生境照片采用数码相机Sony ILCE-6000拍摄。

    • 取生物量最大的样本(张莉娜等20170901-48)去除枯枝和杂质,于45 ℃烘箱烘干,粉碎后过40目筛,样品密封保存,用于挥发性物质萃取和GC-MS实验。取样本粉末于ASE150快速溶剂萃取仪(美国Thermo Fisher Scientific)中70 ℃萃取3次,溶剂为石油醚,沸程为60~90 ℃。萃取液于旋转蒸发仪浓缩,4 ℃冰箱保存。

    • 采用美国Agilent-7890B-7000B型气相色谱−质谱仪。气相色谱条件:HP-5MS弹性石英毛细管柱(30 m × 0.25 mm × 0.25 μm);载气为氮气,柱流量2.2 mL·min−1;进样口温度280 ℃;辅助加热器300 ℃;压力8.231 7 psi,总流量24 mL·min−1,隔垫吹扫流量3 mL·min−1;分流比20︰1,分流流量20 mL·min−1。质谱条件:采用EI源,电离电压为70 eV,离子源温度为250 ℃,扫描范围为l0~500 amu,进样量1.0 μL。

    • 表1中各样本的居群进行形态学性状观察和测量,并结合前人的研究结果[11,14-15]进行形态学数据的修订;挥发性物质经GC-MS分析后获得的总离子流图通过NIST谱库对各峰进行检索,并采用峰面积归一化法计算各化合物的相对百分含量,结合人工谱图解析,分别对各色谱峰加以确认。

    • 图1A~1T可知,大羽藓植物体中等至大型,黄绿色至暗绿色,老时黄褐色,常交织成大片状生长。茎匍匐,长达20~25 cm,规则二至三回羽状分枝。枝长15~25 mm,两侧小枝密生可多达25。茎横切面呈椭圆形,直径300~450 μm;表皮为多层厚壁细胞,黄褐色,皮层细胞较大,壁稍厚,中轴略有分化但不显著。鳞毛密生茎和枝上,披针形至线形,具分枝,细胞表面常具单疣,顶端细胞有2~4个疣。茎叶干燥时疏松贴生,湿时倾立,内凹且具纵褶,基部三角状卵圆形或阔三角形,先端突趋窄成狭长披针形,进而延伸为6~15个矩形至短线形单列细胞组成的长毛尖,毛尖极易折断;叶长1.5~3.0 mm,宽0.6~0.8 mm;叶边缘下部常背卷或背曲,上部平展具细齿或近全缘;中肋长达披针形尖部,背面具疣或鳞毛;中部细胞壁厚,卵状菱形至椭圆形,10~25 μm × 5~10 μm,细胞背面中部常具单个刺状疣;先端细胞光滑或具微疣。枝叶内凹,卵形至长卵形,具短尖;长0.5~0.75 mm,宽0.35~0.5 mm;叶边具细齿;中肋长达叶片2/3处;中部细胞圆形至卵状菱形,7~14 μm × 7~10 μm,背面具单个刺状疣;先端细胞具2~4个疣。假根生于茎腹面,呈束状生长,棕红色或棕褐色。雌雄异株。孢子体未见。

      图  1  大羽藓形态学性状

      Figure 1.  Morphological characteristics of Thuidium cymbifolium

      大羽藓为世界广布种,但主要生长在热带和亚热带山区,习生于阴湿石面或附生于树干基部,在腐木、倒木或腐殖质土上也常见。

    • 按前述实验方法和条件进行GC-MS分析后,获得大羽藓挥发性成分总离子流图见图2,鉴定和分析结果见表2。由表2可知,从海南大羽藓挥发性成分中共分离出40种物质,鉴定出31种化合物,占总组分的91.1%,其主要成分类型包括酯类(25.48%),萜类(22.64%),酮类(20.64%)及甾醇类(10.61%),其中丁酸丁酯(18.96%)、4−庚酮(10.90%)、角鲨烯(10.75%)和3−甲基−4−庚酮(9.74%)等4种化合物含量较高。

      图  2  大羽藓挥发性成分的总离子流色谱

      Figure 2.  Total ion current of volatile constituents from Thuidium cymbifolium

      表 2  大羽藓挥发性成分分析

      Table 2.  Compounds identified of volatile constituents from Thuidium cymbifolium

      编号
      No.
      保留时间/min
      Retention time
      化合物
      Compound
      分子式
      Molecular formula
      相对含量/%
      Relative content
      16.19Butanoic acid,butyl ester 丁酸丁酯C8H16O218.96
      23.6034-Heptanone 4−庚酮C7H14O10.90
      339.009Squalene 角鲨烯C30H5010.75
      44.6374-Heptanone,3-methyl 3−甲基−4−庚酮C8H16O9.74
      523.935Neophytadiene 新植二烯C20H385.46
      612.499Butane,1,1-dibutoxy 丁醛二丁基乙缩醛C12H26O23.90
      742.21Stigmasterol 豆甾醇C29H48O3.75
      842.709未鉴定3.42
      942.793γ-Sitosterol γ−谷甾醇C29H50O3.05
      1041.865Campesterol 菜油甾醇C28H46O3.03
      1134.259Phthalic acid,di(2-propylpentyl) ester
      二−N−2−丙基戊基邻苯二甲酸酯
      C24H38O42.68
      1226.023Phthalic acid,butyl hept-4-yl ester 邻苯二甲酸4−庚基丁酯C19H27O42.66
      1343.133β-Amyrin β−香树素C30H50O2.49
      145.213Hexanal,2-ethyl 2−乙基己醛C8H16O2.10
      1524.6413,7,11,15-Tetramethyl-2-hexadecen-1-ol 叶绿醇C20H40O1.66
      1640.454Hentriacontane 三十一烷C31H641.48
      1718.253未鉴定1.30
      1842.465Tetratriacontane 三十四烷C34H701.09
      1917.918α-Farnesene α−金合欢烯C15H240.99
      2044.198γ-Sitostenone γ−扶桑甾醇氧化物C29H48O0.78
      2137.567未鉴定0.76
      2224.348未鉴定0.75
      2341.228未鉴定0.74
      246.2962-Hexenal,2-ethyl 2−乙基−2−己烯醛C8H14O0.73
      2544.201未鉴定0.64
      2643.372Lup-20(29)-en-3-one 羽扇烯酮C30H48O0.62
      2728.289未鉴定0.52
      284.374Propanoic acid,2-methyl-,2- methylpropyl ester 异丁酸异丁酯C8H16O20.51
      2930.916Tricosane 二十三烷C23H480.51
      3040.932未鉴定0.46
      3110.52Benzene,(1,1-dimethylbutyl) (1,1−二甲基丁基)苯C12H180.44
      3233.563Pentacosane 二十五烷C25H520.42
      3341.228未鉴定0.42
      3442.888β-Amyrone β−香树脂酮C30H48O0.41
      3524.0442-Hexadecene,3,7,11,15-tetramethyl-,[R-[R*,R*-(E)]]
      3,7,11,15−四甲基−2−十六碳烯
      C20H400.39
      3632.307Hexanedioic acid, bis(2-ethylhexyl) ester 己二酸二辛酯C22H42O40.38
      3729.51Docosane 二十二烷C22H460.37
      3824.4881,2-Benzenedicarboxylic acid bis(2-methylpropyl) ester
      邻苯二甲酸二异丁酯
      C16H22O40.29
      3938.31Nonacosane 二十九烷C29H600.29
      4019.929(1R,3Z,7Z,11S)-1,5,5,8-Tetramethyl-12-oxabicyclo[9.1.0] dodeca-3,7-diene 环氧化蛇麻烯IIC15H24O0.26
    • 与大羽藓有较近的亲缘关系且在我国南部热带和亚热带山区广泛分布的羽藓属种类有灰羽藓原变种(T. pristocalyx var. pristocalyx[15])、灰羽藓南亚变种(新拟) (T. pristocalyx var. orientale (Mitt. ex Dixon) Touw =南亚羽藓T. orientale Mitt. ex Dixon[15])、绿羽藓和短肋羽藓[11, 14-16]。这些种及变种通常具有的共同特征是:植物体大,粗壮,淡黄绿色至暗绿色,交织成片状生长。茎匍匐或倾立,二至三回羽状分枝;鳞毛密生,常分枝,多具齿。茎叶干燥时贴生,卵形至三角状卵形,具明显长皱褶;叶边常下部背卷,上部平展具齿;中肋粗壮,长达叶片2/3至叶尖或稍突出;枝叶干燥时紧贴,不卷曲;叶细胞卵形、卵状菱形至椭圆形,细胞厚壁,常具单疣。蒴柄略粗,孢蒴长卵形或圆柱形,蒴盖具长的喙状尖。对大羽藓及其近缘种的鉴别需要借助显微镜进行细致地解剖和分类,包括观察鳞毛的有无、叶形态差异以及植物体茎与叶的解剖学和细胞学特征等。

      上述5个种(或变种)形态十分相似而难以区分,是由于这些种或变种之间在形态性状上具有连续变异的特点,如茎上鳞毛缺失到密生,茎叶具短尖至长披针形尖进而形成长毛尖,叶细胞具单疣至多疣、星状疣等,这些种类的主要形态性状变化及种间差异见表3。在地理分布上大羽藓主要分布于各大洲热带及亚热带山区,灰羽藓原变种分布在亚洲大部分地区及太平洋岛屿,灰羽藓南亚变种分布于亚洲热带地区、中国南部及日本,短肋羽藓主要分布在中国、朝鲜和日本,绿羽藓分布于中国、日本、俄罗斯、欧洲和北美洲。目前在海南岛有分布记录的是大羽藓、灰羽藓原变种及灰羽藓南亚变种。之前报道在中国南部山区有分布的拟灰羽藓(T. glaucinoides Broth.)[11,16]在中国实际为灰羽藓南亚变种,T. glaucinoides已被归并为T. pristocalyx var. samoanum (Mitt.) Touw[15],该变种在中国没有分布记录,应予以排除。

      表 3  大羽藓及其近缘种的形态学比较

      Table 3.  Morphological comparison of Thuidium cymbifolium and other closely related Thuidium

      性状
      Characters
      大羽藓
      T. cymbifolium
      灰羽藓原变种
      T. pristocalyx var. pristocalyx
      灰羽藓南亚变种
      T. pristocalyx var. orientale
      绿羽藓
      T. assimile
      短肋羽藓
      T. kanedae
      茎上鳞毛
      Stem paraphyllia
      密生 缺失或稀少 密生 密生 密生
      茎叶Stem leaves
      形状 Shape 三角状卵形或基部呈心形的三角形 卵形至三角状卵形 三角状卵形至
      三角形
      三角状卵形或基部呈心形的三角形 三角状卵形至
      三角形
      边缘 Margin 下部多背卷或背曲,上部具齿或近全缘 平展或微内曲,
      具齿
      多背卷,具齿 下部多背卷,上部具齿或近全缘 平展至背卷,上部具齿
      先端 Apical part 狭长披针形,具6~10 (~15)个单列细胞组成的毛尖 锐尖,无毛尖 长渐尖,无毛尖 狭长披针形,具2~7 (~10)个单列细胞组成的毛尖 狭长披针形,具3~10 (~13)个单列细胞组成的毛尖
      中肋 Costa 达披针形尖部,背面具刺状疣或鳞毛 达叶片2/3处,背面平滑或具少数疣 达叶片3/4处,背面具刺状疣 消失于叶尖下,背面具疣 达披针形尖部,背面具刺状疣
      中部细胞 Median cells 多角形、卵状菱形至椭圆形,具单疣 卵形至卵状菱形,具1~6个疣或单个星状疣 卵形至椭圆形,具1~3个疣 卵形至椭圆形,具单疣 卵状菱形至椭圆形,具2~4个疣或单个星状疣
      枝叶 Branch leaves 卵形至长圆状卵形,具短尖,中肋达叶片2/3处 卵形至阔卵形,具短尖,中肋达叶片2/3处 卵形至阔卵形,具短尖,中肋达叶片2/3处 阔卵形至卵状三角形,具短尖,中肋达叶片2/3~4/5处 卵形至长圆状卵形,具短尖,中肋达叶片2/3~4/5处
      内雌苞叶边缘
      Inner perichaetial leaves
      具多数长纤毛 具齿,无纤毛 具齿,无纤毛 具齿,无纤毛 具多数长纤毛
    • 为避免不同生境或不同季节对大羽藓挥发性成分产生影响,本研究选取一个居群的植株作为研究材料,在体式显微镜下认真挑选去除其他藓类及杂质,获得了少量可供实验的样本。以石油醚快速溶剂萃取法结合GC-MS法对样本的挥发性物质进行化学成分分析,获得了较满意的结果,不仅分离得到多种挥发性成分,而且萜类化合物的种类和含量均较高。

      藓类植物因细胞中缺乏油体,其挥发性成分的总含量通常比苔类少,而三萜、甾体、脂肪族物质如酮、醛、醇、烷烃、脂肪酸及其衍生物较丰富[17]。本研究发现海南产大羽藓挥发性成分除了含有较多种类或数量的酯、酮、醛及饱和烷烃外,萜类化合物有8种,含量达22.64%,主要为三萜化合物。这些已知的萜类化合物具有重要的生理或药理活性,如角鲨烯是生物体内胆固醇、激素及维生素合成的前体,具有抗氧化、抗菌、抵御紫外线、抗肿瘤以及预防和治疗心血管疾病等功能[18],已经被广泛应用在医疗、保健品、化妆品等领域。β−香树素是五环三萜类化合物,与其异构体α−香树素被报道存在于药用植物和橄榄科植物的油性树脂中,具有抗炎症,抗细菌、真菌、病毒感染和抑制肿瘤细胞等作用,也可用于治疗糖尿病等[19]。新植二烯在本研究的萜类成分中含量仅次于角鲨烯,该化合物也具有良好的止痛、退热、消炎、抗菌和抗氧化功能[20]。藓类植物挥发性成分中还具有较丰富的甾体类化合物[3],本研究从大羽藓分离出豆甾醇、γ−谷甾醇、菜油甾醇等植物甾醇的含量达到10.61%。这些甾醇化合物能通过降低胆固醇而减少心血管病的风险,还有较强的抗炎、抗氧化及抗癌功效,也已被广泛使用在临床医学、药物合成、保健食品和畜禽养殖等方面[21]。此外,多项研究显示大羽藓对细菌和真菌的生长有抑制作用,如印度产大羽藓乙醇提取物可抑制肺炎杆菌、变形杆菌、绿脓杆菌、黑曲霉、串珠镰刀菌及甘薯丝核菌等细菌或真菌的生长[22];贵州产大羽藓乙醇提取物对金黄色葡萄球菌、志贺氏痢疾杆菌、流行性感冒杆菌、根霉和曲霉有不同程度的抑菌性[23];黑龙江产大羽藓乙醇或丙酮提取物对小麦赤霉病菌、葡枝根霉、灰色梨孢和链格孢等植物病原菌的生长具有显著的抑制作用[24]

      综上所述,从大羽藓挥发性成分中鉴定出多种具有生物活性的化合物,这些丰富的萜类、植物甾醇和酯类等,应是该种在治疗烫伤中起到抗菌、消炎及镇痛等作用的物质基础。此外,大羽藓为世界广布种和苔藓植物群落优势种,具备探索人工培养及扩繁等开发技术的条件,有望在人类疾病治疗或农作物病害防治中成为可深入开发的抗菌药物资源。

      致 谢:海南大学分析测试中心在GC-MS测试中提供了帮助;海南大学生命科学与药学院罗先群教授在实验过程中给予了指导。一并致谢!

参考文献 (24)

目录

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