茴香不同器官精油分布与累积规律的研究

本研究以内蒙古小茴香为材料，对茴香不同时期、不同器官（根、茎、叶、花、果实）进行连续取样（空间连续、时间连续），测定其精油的含量及组分，以期探明茴香各器官精油含量及其组分的时空变化特性，并通过分析这种时空变化特性，初步确定茴香不同器官间精油及其组分代谢积累的关系。同时，利用组织细胞化学法对茴香不同时期、不同器官进行连续的（时间连续、空间连续）切片观察，动态地展示茴香植株内部精油的合成、分布和累积，进而确定茴香精油从合成场所到贮藏部位的运转途径和运转方式。在综合分析以上两方面的研究结果的基础上，进一步明确茴香不同器官间精油及其组分代谢累积的关系。本研究将为确定植物精油累积是否存在库源关系奠定理论依据，并将为植物次生代谢规律的研究找到一个新的切入点。

茴香(Foeniculum vulgare Mill.)精油广泛应用于医疗、保健、食品、卫生等行业，但目前茴香精油产量和质量远远满足不了市场需求，而研究茴香精油的代谢及累积规律是解决其问题的根本。项目以内蒙古小茴香为材料，对其不同时期、不同器官进行连续取样，测定了其精油的含量及组分，基本探明了茴香各器官精油含量及其组分的时空变化特性，即：（1）茴香不同器官精油的主要成分及比例有所不同。根精油的主要成分是莳萝芹菜脑（64.93%），叶、茎、花和果实精油的主要成分是反式-茴香脑（51.14%~62.42%）和柠檬烯（16.52%～23.67%）。（2）不同生育时期不同部位茴香精油主要组分变化较大。根主要组分莳萝芹菜脑含量是主根﹥根颈﹥侧根；茎精油主要成分含量呈逐步增加趋势变化，在不同的发育阶段与不同部位第一主要成分反式-茴香脑（52.53%%~54.13%）和第二主要成分柠檬烯（13.43%~17.15%）含量相对稳定；叶精油含量呈逐步增加趋势，反式-茴香脑含量呈先迅速增加（31.99~57.70%；柠檬烯含量（30.60%~15.88%）则相反；花精油反式-茴香脑含量（49.75%~75.48%）呈递增趋势，柠檬烯（12.11%~32.95%）含量变化则相反。同时，采用石蜡包埋方法对茴香根、茎、叶柄和花序梗进行了连续切片制作，对其精油的分泌结构及其分布进行了系统观察。结果为：茴香精油分泌结构为分泌腔，且分布于根、茎、叶柄、花序梗的皮层、维管束及髓腔中维管束的对应部位。由此推断，茴香精油分泌结构的分化与发育与维管束有一定的内在联系。最后初步提出：茴香精油合成-运输-贮藏假说，即叶为精油合成器官，茎为精油运输器官，花、果、根为精油贮藏器官；地上部的主要成分反式-茴香脑向根运转时转变为莳萝芹菜脑，转变的部位可能是根茎。本项目通过比较茴香各器官的精油代谢累积特性，明确茴香不同器官间精油的代谢关系，进而提出了茴香精油的累积存在库源及运输转化关系这一观点。这对于植物次生代谢的研究具有重要的意义。