千金藤屬植物化學(xué)分類學(xué)的初步研

千金藤屬植物化學(xué)分類學(xué)的初步研

防己科千金藤屬(Stephania)［1］植物多數(shù)種類為藥用植物，可用于解熱、鎮(zhèn)痛、抗菌消炎、止血、散瘀、消腫、利尿等。

在此，特對該屬植物的化學(xué)分類學(xué)進(jìn)行了初步研究，提出了一些新的學(xué)術(shù)觀點(diǎn)，為科學(xué)的分類提供依據(jù)。1　千金藤屬植物的形態(tài)學(xué)演變規(guī)律和生物堿的分布

據(jù)羅獻(xiàn)瑞、楊鶴鳴多年調(diào)查的結(jié)果，中國千金藤屬植物至今已發(fā)現(xiàn)39種，其中多數(shù)新種由其建立。在《中國植物志》［2］中，該屬植物分為3個(gè)亞屬。Ⅰ粉防己亞屬(Subgen.Botryodiscia);Ⅱ千金藤亞屬(Subgen.Stephania)，包括Ⅱ1原千金藤組(Sect.Laxithyrsa)和Ⅱ2千金藤組(Sect.Stephania)；Ⅲ山烏龜亞屬(Subgen.Tuberiphania)，包括Ⅲ1地不容組(Sect.Transcostula)和Ⅲ2山烏龜組(Sect.Tuberiphania)。羅獻(xiàn)瑞［3］認(rèn)為，屬內(nèi)植物的進(jìn)化趨勢為雌花花被幅射對稱演化到左右對稱；花序由單傘形聚傘花序發(fā)展到復(fù)傘形聚傘花序；花序疏散到緊密團(tuán)集；雌雄花序同形進(jìn)化為雌雄花序異形；內(nèi)果皮上的雕紋小橫肋型比柱型原始。根據(jù)這些原則所確定的屬內(nèi)植物親緣關(guān)系為Ⅱ千金藤亞屬→Ⅲ山烏龜亞屬。亞屬下各組間進(jìn)化程序差異明顯，在Ⅱ亞屬下，Ⅱ1原千金藤組→Ⅱ2千金藤組；在Ⅲ亞屬下，Ⅲ1地不容組→Ⅲ2山烏龜組。Ⅰ粉防己亞屬只有粉防己S.tetrandra S.Moore一種，形態(tài)學(xué)特征上有一定的獨(dú)特性，歸入Ⅱ亞屬和Ⅲ亞屬皆不適宜，故單獨(dú)立一亞屬。

千金藤屬植物主要含生物堿，大致可分為6種類型。Ⅰ蓮花烷型(hasubanan,HAS)，Ⅱ阿樸堿型(aporphine,AP)，Ⅲ原阿樸堿型(proaporphine,PAP)，Ⅳ原小檗堿型(protoberberine,PBB)，Ⅴ雙芐基異喹啉型(bisbenzylisoquinoline,BBI)，Ⅵ嗎啡二烯酮型(morphinandienones,MOR)［1，4，5］。另有少數(shù)其它類型的生物堿。6類生物堿在中國千金藤屬32種植物中的分布見圖1(無成分報(bào)道的7種植物未收入)。現(xiàn)以此32種植物中生物堿的存在情況來探討該屬的化學(xué)分類學(xué)。

Fig1　The distribution of the alkaloids of6types in Stephania plants found in China，X axis stands for species of plants,Y axis stands for the numbers of alkaloids.No.1-17species belong to Sect.Tuberiphania,No.18-23species belong to Sect.Transcostula,No.24-26species belong to Sect.Stephania,No.27-31species belong to Sect.Laxithyrsa,No.32species belong to Subgen.Botryodiscia2　關(guān)于千金藤屬植物化學(xué)分類學(xué)的初步研究2.1　千金藤屬的化學(xué)成分特征　由上述千金藤屬植物所含生物堿的分布可以認(rèn)為，千金藤屬植物是芐基異喹啉類生物堿的重要分布中心；其中AP型為各亞屬共有的類型，已知有25種植物含此型生物堿；HAS型生物堿僅存在于本屬植物［4，6］；PBB型的l-tetrahydropalmatine分布于本屬20種植物中。以上特征可作為千金藤屬的屬極化學(xué)成分特征。2.2　亞屬和亞屬下各組的化學(xué)成分特征與進(jìn)化程度　粉防己亞屬僅粉防己Stephania tetrandra S.Moore一種，以富含BBI型生物堿為特征，另含PBB型3種，AP型2種，其它類型5種，無HAS型、PAP型、MOR型，其中19種成分為該屬獨(dú)有。粉防己本屬其它種植物的化學(xué)成分差異較大，其含有10余種結(jié)構(gòu)類型比較復(fù)雜的BBI型，以及許多專有成分，所以可能為特殊的、進(jìn)化程度較高的種類。形態(tài)學(xué)上，粉防己的雌花花被為保存完整的2輪，輻射對稱，不如另兩亞屬進(jìn)化；雄花只有1輪萼片，又顯示出高于另兩亞屬的進(jìn)化水平；粉防己的花及內(nèi)果皮雕紋也較特殊。無論從化學(xué)成分或形態(tài)學(xué)特征考察，粉防己都具有一定的獨(dú)特性，其與兩個(gè)亞屬的親緣關(guān)系也較難確定。因此，可能為一特化種類，將其列為一獨(dú)立亞屬較合理。

千金藤亞屬集中分布有HAS型生物堿，而在另兩亞屬中僅地不容組的金線吊烏龜Stephania cepharantha Hayata和汝蘭S.sinica Diels各含1種HAS型生物堿，因此HAS型生物堿對3個(gè)亞屬的劃分有一定的意義。該亞屬下的兩個(gè)組中，原千金藤組含有各類型生物堿，千金藤組無MOR型和PAP型生物堿。從生物堿類型看，原千金藤組含有的類型多些；從其數(shù)量看，兩組差不多。楊鶴鳴［7］曾將含有化學(xué)成分較多的臺(tái)灣千金藤S.sasakii Hayata ex Yamamoto置于千金藤組。如果這種歸類比較合適，那么在兩組共有類型的生物堿中，原千金藤組的各類生物堿均明顯地較千金藤組為少，提示前者比后者原始。在形態(tài)學(xué)上，原千金藤組因單傘形聚傘花序和花序不緊縮，而比以復(fù)傘形聚傘花序和花序緊縮為特征的千金藤組原始。

山烏龜亞屬存在較多的AP型和PBB型生物堿。在該亞屬23種植物中，有19種含l-tetrahy-dropalmatine,而其它兩亞屬僅在臺(tái)灣千金藤S.sasakii Hayata ex Yamamoto中發(fā)現(xiàn)了此生物堿，所以l-tetrahydropalmatine的存在與否可為亞屬級的分類提供參考。在本亞屬下，山烏龜組不含HAS型，BBI型也極少，僅江南地不容S.excentrica Lo含有，而地不容組存在一定數(shù)量的BBI型。所以，生物堿成分能為兩組的區(qū)分提供信息。關(guān)于進(jìn)化趨勢，地不容組含有的生物堿類型多些，生物堿的數(shù)量兩組接近，很難就此說明地不容組反而比山烏龜組進(jìn)化。在植物形態(tài)上，羅獻(xiàn)瑞［3］認(rèn)為山烏龜組雌雄花序常異形，內(nèi)果皮柱型雕紋，比雌雄花序常同形，內(nèi)果皮小橫肋型的地不容組進(jìn)化。2.3　各亞屬間的親緣關(guān)系　千金藤屬下3個(gè)亞屬植物均含異喹啉生物堿，所以3個(gè)亞屬植物間可能具有密切的親緣關(guān)系，共置于千金藤屬下。

Fig2　The relationships of evolution as Stephania plants Ⅰ Subgen.Botryodiscia?、?Subgen.Stephania　Ⅲ Subgen.Tuberiphania

關(guān)于3個(gè)亞屬間的關(guān)系，假定由前述形態(tài)學(xué)得出的關(guān)系是正確的，則很難分析成分的變化。設(shè)想3個(gè)亞屬植物并行發(fā)展，如圖2的模式。因?yàn)棰?、?、Ⅲ1均含有一定數(shù)量的BBI型，故這3個(gè)類群可能有一定的聯(lián)系。Ⅱ1和Ⅲ1均發(fā)現(xiàn)含PAP型，但該型種類和植物種類均少，尚不能說明這4個(gè)組的密切關(guān)系。HAS型是本屬獨(dú)有的生物堿類型，在分類與演化過程中的意義較重要的。Ⅱ1、Ⅲ1均有HAS型，進(jìn)一步提示兩組關(guān)系較近，可能來源于共同祖先。羅獻(xiàn)瑞［3］在關(guān)于本屬植物分類學(xué)研究中也曾提出“地不容組的雕紋類型以及這個(gè)組中的某些種如地不容Stephania epigaea Lo(可能還有金線吊烏龜S.cepharantha Hayata)的單傘形聚傘花序，都表明它與原千金藤組有某種聯(lián)系”。此外，從6種生物堿的總體分布看，Ⅱ1和Ⅲ1都存在這6種生物堿，由Ⅱ1到Ⅱ2的發(fā)展中，PAP型和MOR消失；由Ⅲ1到Ⅲ2的發(fā)展中，HAS型消失，BBI型也基本上被淘汰?；蛟S是共同的祖先給予Ⅱ1和Ⅲ1各種類型的生物堿，然后它們根據(jù)各自生存發(fā)展的需要而選擇性地充分發(fā)展了某些類型生物堿。至于3個(gè)亞屬的進(jìn)化程度高低，從化學(xué)成分上目前尚難判別，依據(jù)形態(tài)學(xué)特征，亞屬Ⅲ雌花花被高度簡化因而較亞屬Ⅱ進(jìn)化。2.4　有關(guān)江南地不容S.excentrica Lo的歸屬問題　江南地不容的歸屬一直存在分歧。在形態(tài)學(xué)上，江南地不容的變異較大。其塊根可露于地面，呈團(tuán)塊狀，雌花多數(shù)左右對稱，表現(xiàn)出山烏龜亞屬的特征；但也可生于地下，呈條狀或紡錘狀，雌花也發(fā)現(xiàn)有輻射對稱的，表現(xiàn)出千金藤亞屬的特征。朱兆儀等［8］認(rèn)為，江南地不容的根橫切面組織無三生維管束，不含左旋四氫巴馬亭(l-tertrahydropalmatine)，將它置于千金藤亞屬更為合理。在山烏龜亞屬下，《中國植物志》［2］將其歸屬于山烏龜組，而楊鶴鳴曾歸入地不容組。從所含化學(xué)成分類型分析，江南地不容含有幾種BBI型，山烏龜組中除它以外的18種植物無一含BBI型，地不容組存在一定數(shù)量的BBI型，因此，認(rèn)為將其歸于地不容組可能會(huì)比山烏龜組更適宜。至于歸屬地不容組還是千金藤亞屬還有待進(jìn)一步研究。由于江南地不容兼有不同亞屬的一些特征，又可看出亞屬之間具有密切聯(lián)系。江南地不容可能是千金藤屬植物中亞屬間或組間的過渡類型，它的某些形態(tài)特征已經(jīng)進(jìn)化，但另一些形態(tài)特征和化學(xué)成分仍未達(dá)到相應(yīng)的進(jìn)化程度。2.5　關(guān)于以往一些觀點(diǎn)的討論　王憲楷等［6］和楊鶴鳴［7］都對千金藤屬植物中生物堿的分布進(jìn)行過分析，并提出有關(guān)分類學(xué)的一些觀點(diǎn)至今仍然適用，如HAS型為本屬專有成分，粉防己的成分具有獨(dú)特性等。但是隨著化學(xué)成分研究的不斷深入，過去的一些觀點(diǎn)已經(jīng)不再適用。

起初l-terahydropalmatine存在于山烏龜亞屬下的山烏龜組，楊鶴鳴［7］以此作為劃分山烏龜組與地不容組的依據(jù)之一?，F(xiàn)已在地不容組6種植物中的4種以及千金藤亞屬的1種植物中均已提得這一生物堿。因此，認(rèn)為這一成分的存在與否并不能作為上述分類依據(jù)之一，但仍可為山烏龜亞屬與其它兩亞屬的分類提供參考。楊鶴鳴［7］曾提出PBB型僅存在于山烏龜亞屬，而今在千金藤亞屬中亦發(fā)現(xiàn)此類型生物堿。

由于千金藤亞屬植物中HAS型生物堿的進(jìn)一步被發(fā)現(xiàn)，HAS型生物堿對原千金藤組和千金藤組的分類價(jià)值有所下降或已無意義。

近幾十年來，植物化學(xué)分類學(xué)取得了很大進(jìn)展，但仍難以整體地替代植物分類學(xué)，目前僅能用已有的化學(xué)資料對植物分類系統(tǒng)作某些補(bǔ)充或修改。隨著化學(xué)成分及其生源合成路線的不斷被發(fā)現(xiàn)，植物化學(xué)分類學(xué)也在逐漸發(fā)展。以植物外部形態(tài)與內(nèi)部特性相輔相成地研究，才能摸索出自然界中的合理集群與演化規(guī)律，并為開發(fā)利用植物資源提供可靠的途徑。

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