忍冬科的植物化学分类学研究的初探
作者：曾令杰 邢俊波 李萍
单位：曾令杰(中国药科大学 生物学教研室，江苏 南京 210038)；邢俊波(中国药科大学 生物学教研室，江苏 南京 210038)；李萍(中国药科大学 生物学教研室，江苏 南京 210038)
关键词：忍冬科；植物化学分类
中国中药杂志000319 摘 要：目的：研究忍冬科的分类。方法：以植物化学分类学的方法讨论了环烯醚类、黄酮类等化合物在忍冬科各属中的分布特点。结果：环烯醚类和黄酮类化合物为该科的特征性化学成分。结论：忍冬科各类群之间的分化较大，但不支持将接骨木属和荚迷属从忍冬科中分离出来单独成科。
Preliminary Studies on Chemotaxonomy of Caprifoliaceae L.
ZENG Ling-jie, XING Jun-bo, LI Ping
, 百拇医药
(Department of Pharmacognosy, China Pharmaceutical University, Nanjing 210038,Jiangsu,China)
Abstract：Objective: To study the taxonomy of Caprifoliaceae. Method: Using chemotaxonomical methods to discuss the distrubution characteristics of chemical constituents in Caprifoliaceae family.Results: Iridoids and flavonoids were confirmed as the characteristic constituents of Caprifoliaceae family. Conclusion: Though there are great deviations among the genera of Caprifoliaceae family, it is not recommended to separate genus Sambucus and genus Viburnum from Caprifoliaceae family.
, 百拇医药
Key words：Caprofoliaceae; chemotaxonomy▲
1 概述
忍冬科是一个古老的科，Muiler[1]在综述花粉化石资料时，认为忍冬科最早出现于加拿大下渐新世纪地层中。模式属：忍冬属Lonicera。Engler系统、Tahktajan系统[2]、Cronpuist系统[3]都将忍冬科归于川续断目Dipsacales中，该目包括忍冬科、败酱科、五福花科、川续断科。
有关本科的系统发育和分类的观点很多，一个世纪以来，许多分类学家应用了形态学、解剖学、胚胎学、细胞分类学、孢粉学、血清学和数量分类学等方法作了大量的工作，但均未能达成共识：特别是对接骨木属和荚迷属是否应包括在本科内的分歧较大。
2 化学研究
, 百拇医药
由于本科大多数属地理分布的间断性以及好几个属的种类极少，因而对它们的开发利用相当有限，本科植物的化学及药理研究大多集中在忍冬属、荚迷属和接骨木属这几个广布属中，有关六道木属、北极花属、毛核木属和锦带花属的化学及药理方面的研究报道较少，而双盾木属、七子花属和锦带花属以及莛子镳属这些属中尚未见化学及药理方面的报道。国内对本科的化学药理研究局限于忍冬属的金银花中。各类化学成分在本科各属中的分布如表1所示。
表1 各类化学成分在忍冬科一些属中的分布
黄酮
类
香豆
素类
环烯
醚类
, 百拇医药
皂甙
类
三萜
类
绿原
酸类
甾醇
类
忍冬属
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+
+
+
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接骨木属
+
+
+
+
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荚迷属
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+
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+
3 化学分类研究 从忍冬科中分离出来的化学成分的类型较多，各属之间各成分的差异较大，从化学分类学观点来看，在忍冬科内研究环烯醚萜类和黄酮类有重要的意义。在所报道过的有关属中，都含有环烯醚类成分[4～16]，大多数属中的环烯醚类成分为马钱素或裂马钱素类成分。黄酮类化合物在本科中的分布为较普遍，它几乎存在于忍冬科中所研究过的所有属中。数量分类学、核型分析、花粉形态及血清研究认为，忍冬属与荚迷属和接骨木属之间的亲缘关系疏远，荚迷属和接骨木属之间的亲缘关系较近，荚迷属和接骨木属为本科中的进化类型。但从已获得的化学成分的数据看来，忍冬属和荚迷属及接骨木属之间又存在着紧密的联系，它们都含有绿原酸类、甾醇类及黄酮类成分中的同一成分。荚迷属具有忍冬属所含有的每一类化学成分，和忍冬属相比，荚迷属具有原始的化学性状，如黄酮中的三羟基黄酮、查耳酮、花白素类，三萜中的达玛烷型三萜等。
, 百拇医药
环烯醚类成分存在于有花植物中较进化的类群中，如鹿蹄草科、玄参科、茜草科、龙胆科等。越进化的类群，环烯醚类的结构组成也越复杂。从忍冬科的叶或茎皮中分离出多种类型的环烯醚及其甙类，糖甙中 连接位置主要有在环烯醚的C1位的和C11位的以及糖通过其C1位及忍冬科C4，6位和两个环烯醚连在一起的结构类型，各种结构类型在忍冬科各属中分布存在着较大的差异。环烯醚类化合物是该科的一个重要特征。忍冬科环烯醚化合物的主要类型及在各属间的分布差异如图1及表2所示。
图1 忍冬科中的主要的环烯醚类化合物
, http://www.100md.com 表2 主要环烯醚化合物在忍冬科各属中的分布 属
化合物
L.
V.
Sa.
A.
Sy.
W.
A1)
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+
+
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B
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++++
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C
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D
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E
+++++
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F
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G
+++++
H
++
I
+++++
J
+++
K
+++
注：1)A，B……表示化合物，结构见图1
以上环烯醚类的分布情况表明，忍冬属主要含有马钱子甙类等结构简单的环烯醚类成分，其糖甙的类型为葡萄连在环烯醚或裂环烯醚的C1位上，C11上为甲酯基或甲基；荚迷属中环烯醚类的结构类型则与之明显不同，其C1位上为异戊烯基，C11位上连有葡萄糖或其衍生物；从接骨木属中分离出来的环烯醚类化合物相对较少，该属中已报道过的环烯醚类的结构类型与荚迷属中的相同，均为结构复杂的C1位带有异戊烯基、C11位上连有糖的甙类；从糯米条属、毛核木属以及锦带花属中分离出来的环烯醚类化合物的结构类型都与忍冬属中的相似，为结构简单的马钱子甙类。从环烯醚类化合物的不同结构类型在各属中的分布情况可以反映出这些属之间的亲缘关系及其进化状况，毛核木属、锦带花属、六道木属和忍冬属之间的亲缘关系较近，属本科中较为原始的类型；而荚迷属和接骨木属之间的亲缘关系较近，为本科中的进化的类群。
, 百拇医药
除环烯醚成分外，忍冬科中亦富含黄酮类成分，日本学者Kikuchi，Iwagawa, Testsuo等先后从忍冬科的忍冬属、荚迷属、接骨木属等属中分离出许多黄酮类成分[17～22]。这些黄酮类成分主要是由槲皮素、山奈酚、木犀草素以及芹菜素等和葡萄糖、半乳糖以及鼠李糖所成的甙类。忍冬属中的黄酮甙类一般为糖连在黄酮甙元的C7位上，而荚迷属中则是连在黄酮或黄酮醇的C3位上，这是黄酮甙类中比较普遍的一种连接方式。黄酮类成分在忍冬科各属间的差异如表3所示。
表3 忍冬科中主要黄酮类化合物的分布
Lon.
V
Sa.
W.
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陈皮素-7-O-葡萄糖甙
+
芹菜素-7-O-芦丁糖甙
++
芹菜素-4-O-葡萄糖甙
+
+
芹菜素
+++
木犀草素-3-O-葡萄糖甙
++
+
, 百拇医药
木犀草素-7-O-半乳糖甙
++
木犀草素
++
槲皮素-3-O-葡萄糖甙
+
+
+
槲皮素-3-O-(2-鼠李糖基)-芦丁糖甙
++
槲皮素-3，7-二葡萄糖甙
+++
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芦丁
+++
++
槲皮素
+++
++
山奈酚-3-O-槐糖甙
++
山奈酚-3-O-芦丁糖甙
+
山奈酚-3-O-龙胆二糖甙
+
山奈酚-7-O-鼠李糖-3-O-葡萄糖甙
, http://www.100md.com
++
山奈酚-3-O-葡萄糖甙
+
山奈酚
+++
++
金丝桃甙
+
+
+
4，4′-二羟-二氢查耳酮-2-葡萄糖甙
+
4，4′-二羟-查耳酮葡萄鼠李糖甙
, 百拇医药
++
异鼠李素-3-O-芦丁糖甙
+
花色素类
++
+++
+
花白素类
+
Harborne[23]等认为，缺少常见黄酮类的分类单位在演化上是进步的。黄酮类化合物中，查耳酮类、黄酮醇类、花白素类为原始的特征。荚迷属中大多数种含有黄酮醇类的山奈酚或其甙类，V. davidii[24]，V. cortinifolium[25]，V. lantana含有查耳酮类或二氢查耳酮类，V. opulus含有花白素类。这些原始的特征在忍冬属和接骨木属中都没有出现，忍冬属中的黄酮甙元主要为陈皮素、芹菜素、木犀草素等；接骨木属中的黄酮类主要为花色素类，此外，还有芦丁、槲皮素类，山奈酚等，忍冬属和接骨木属之间相同的黄酮类成分极少，而荚迷属则兼有忍冬属和接骨木属所具有的黄酮类成分。从此可以说明荚迷属可能是联系忍冬属和接骨木属的中间过渡类型。
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4 讨论
4.1 环烯醚类和黄酮类为该科的特征性化学成分
从环烯醚类的分布来看，忍冬属、六道木属、毛核木属、锦带花属等主要含有结构简单的常见类型的环烯醚类，而荚迷属既含有常见类型的环烯醚类，又具有C1为异戊烯基、C11连有葡萄糖或其衍生物的环烯醚甙类；从接骨木属中分离出来的环烯醚类与荚迷属中的相同。黄酮类在本科的分布亦极其普遍，所研究过的4个属中均含有槲皮素甙元。忍冬属中含有较多的芹菜素类、木犀草素类等；荚迷属中黄酮类的分布更是广泛，其黄酮类的甙元主要有芹菜素、木犀草素、槲皮素、山奈酚、查耳酮和花色素类。接骨木属中的黄酮类主要为花色素类，花色素类在本属的含量非常丰富，此外，还含有槲皮素、山奈酚和异鼠李素类等。
4.2 不支持将接骨木属及荚迷属移出忍冬科而独立成科
4.2.1 接骨木属、荚迷属和忍冬属等其它属一样，明显具有环烯醚类及黄酮类等该科的特征性成分。
, 百拇医药
4.2.2 各种结构类型的环烯醚类在忍冬科各属的分布说明，荚迷属是联系忍冬属和接骨木属的一个中间过渡类型。
4.2.3 黄酮类成分普遍分布于忍冬科内，忍冬属、荚迷属和接骨木属中均含有生源原始的槲皮素类；此外，荚迷属中尚具有山奈酚、查耳酮及花色素等原始成分；接骨木属中具有异鼠李素和山奈酚等原始成分，这和Wilkinson等认为由于接骨木属为该科的高级进化类型而把该科从忍冬科中分离出来独立成科的观点是相矛盾的。
4.2.4 接骨木属、荚迷属和其他属一样，雄蕊均着生于花冠筒上且与花冠裂片互生，无花盘；果和忍冬属、毛核木属、莛子镳属、猥实属、七子花属相同，为核果。
4.3 忍冬科各类群间的分化较大
如果以环烯醚类成分作为判断的标准，荚迷属和接骨木属应该属于比较进化的类群；但以黄酮类的分布作为判断的标准，荚迷属和接骨木属均保留了大量的生源原始的黄酮类成分，而忍冬属则极少含有这些生源原始的成分，其黄酮类成分为高级类型的芹菜素类和木犀草素类。以上结果表明，忍冬科这3个属间的分化较大。
, 百拇医药
基金项目：国家自然科学基金资助项目(39730500)
参考文献：
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[3]Cronquist A. An Integrated System of Coassfication of Flowering Plants, New York: 1981:1.
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[7]Iwagawa Tetsuo, Shigetoshi Yaguchi and Tsunao Hase. Iridoid Glycosides for Viburnum suspensum. Phytochem,1994,35(5):1369.
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, 百拇医药
[13]Murai,Fujio, Motoko Tagawa,Satoko,Matsuda, et al. Abeliosides A and B,Secoiridoid Glucosides from Abelia grandiflora. Phytochem, 1985,24(10):2329.
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[16]Baillis F,A M Leueau and M Durand. A New Iridoid from the Fruits of Lonicera alpigena. J Nat Prod, 1981, 44(5):573.
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[20]Iwagawa Tetsuo,Hase Tsunao. Flavonoid Glycosides from Leaves of V. furcatum. Kagoshima Daigaku Rigakubu Kiyo, Sugaku Butsuriguku Kagaku，1983,3(16):87.
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[21]Kikuchi Masao, Matsuda Noriko. Flavone Glycosides from Lonicera gracilles var. glandulosa. J Nat Prod, 1996,59(3):314.
[22]Iwagawa Tetsuo, Hase Tsunao. Constituents of the Leaves of W.coreaneeasis. Kagoshima Daigaku Rigakubu Kiyo, Sugaku Butsuriguku Kagaku， 1988,21:81.
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[24]Jensenm Soren Rosendal,Bent Juhl Nielsen,Viggo Norn. Dihydrochalcones from Viburnum davidii & V.lantanoides. Phytochem,1977,16(2):2036.
[25]Santosh K Srivastava, Savitri D.Srivastava, Kamla P Tiwari. 4,4'-Dihydroxychalcone-2'-o(4-o-β-D-gluco-Pyranosyl)-a-L-Rhamnopyranoside from Viburnum cortinifolium. Indian J Chem， 1981,208(4):347.
收稿日期：1999-01-06, http://www.100md.com
单位：曾令杰(中国药科大学 生物学教研室，江苏 南京 210038)；邢俊波(中国药科大学 生物学教研室，江苏 南京 210038)；李萍(中国药科大学 生物学教研室，江苏 南京 210038)
关键词：忍冬科；植物化学分类
中国中药杂志000319 摘 要：目的：研究忍冬科的分类。方法：以植物化学分类学的方法讨论了环烯醚类、黄酮类等化合物在忍冬科各属中的分布特点。结果：环烯醚类和黄酮类化合物为该科的特征性化学成分。结论：忍冬科各类群之间的分化较大，但不支持将接骨木属和荚迷属从忍冬科中分离出来单独成科。
Preliminary Studies on Chemotaxonomy of Caprifoliaceae L.
ZENG Ling-jie, XING Jun-bo, LI Ping
, 百拇医药
(Department of Pharmacognosy, China Pharmaceutical University, Nanjing 210038,Jiangsu,China)
Abstract：Objective: To study the taxonomy of Caprifoliaceae. Method: Using chemotaxonomical methods to discuss the distrubution characteristics of chemical constituents in Caprifoliaceae family.Results: Iridoids and flavonoids were confirmed as the characteristic constituents of Caprifoliaceae family. Conclusion: Though there are great deviations among the genera of Caprifoliaceae family, it is not recommended to separate genus Sambucus and genus Viburnum from Caprifoliaceae family.
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Key words：Caprofoliaceae; chemotaxonomy▲
1 概述
忍冬科是一个古老的科，Muiler[1]在综述花粉化石资料时，认为忍冬科最早出现于加拿大下渐新世纪地层中。模式属：忍冬属Lonicera。Engler系统、Tahktajan系统[2]、Cronpuist系统[3]都将忍冬科归于川续断目Dipsacales中，该目包括忍冬科、败酱科、五福花科、川续断科。
有关本科的系统发育和分类的观点很多，一个世纪以来，许多分类学家应用了形态学、解剖学、胚胎学、细胞分类学、孢粉学、血清学和数量分类学等方法作了大量的工作，但均未能达成共识：特别是对接骨木属和荚迷属是否应包括在本科内的分歧较大。
2 化学研究
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由于本科大多数属地理分布的间断性以及好几个属的种类极少，因而对它们的开发利用相当有限，本科植物的化学及药理研究大多集中在忍冬属、荚迷属和接骨木属这几个广布属中，有关六道木属、北极花属、毛核木属和锦带花属的化学及药理方面的研究报道较少，而双盾木属、七子花属和锦带花属以及莛子镳属这些属中尚未见化学及药理方面的报道。国内对本科的化学药理研究局限于忍冬属的金银花中。各类化学成分在本科各属中的分布如表1所示。
表1 各类化学成分在忍冬科一些属中的分布
黄酮
类
香豆
素类
环烯
醚类
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皂甙
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三萜
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3 化学分类研究 从忍冬科中分离出来的化学成分的类型较多，各属之间各成分的差异较大，从化学分类学观点来看，在忍冬科内研究环烯醚萜类和黄酮类有重要的意义。在所报道过的有关属中，都含有环烯醚类成分[4～16]，大多数属中的环烯醚类成分为马钱素或裂马钱素类成分。黄酮类化合物在本科中的分布为较普遍，它几乎存在于忍冬科中所研究过的所有属中。数量分类学、核型分析、花粉形态及血清研究认为，忍冬属与荚迷属和接骨木属之间的亲缘关系疏远，荚迷属和接骨木属之间的亲缘关系较近，荚迷属和接骨木属为本科中的进化类型。但从已获得的化学成分的数据看来，忍冬属和荚迷属及接骨木属之间又存在着紧密的联系，它们都含有绿原酸类、甾醇类及黄酮类成分中的同一成分。荚迷属具有忍冬属所含有的每一类化学成分，和忍冬属相比，荚迷属具有原始的化学性状，如黄酮中的三羟基黄酮、查耳酮、花白素类，三萜中的达玛烷型三萜等。
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环烯醚类成分存在于有花植物中较进化的类群中，如鹿蹄草科、玄参科、茜草科、龙胆科等。越进化的类群，环烯醚类的结构组成也越复杂。从忍冬科的叶或茎皮中分离出多种类型的环烯醚及其甙类，糖甙中 连接位置主要有在环烯醚的C1位的和C11位的以及糖通过其C1位及忍冬科C4，6位和两个环烯醚连在一起的结构类型，各种结构类型在忍冬科各属中分布存在着较大的差异。环烯醚类化合物是该科的一个重要特征。忍冬科环烯醚化合物的主要类型及在各属间的分布差异如图1及表2所示。
图1 忍冬科中的主要的环烯醚类化合物
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化合物
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注：1)A，B……表示化合物，结构见图1
以上环烯醚类的分布情况表明，忍冬属主要含有马钱子甙类等结构简单的环烯醚类成分，其糖甙的类型为葡萄连在环烯醚或裂环烯醚的C1位上，C11上为甲酯基或甲基；荚迷属中环烯醚类的结构类型则与之明显不同，其C1位上为异戊烯基，C11位上连有葡萄糖或其衍生物；从接骨木属中分离出来的环烯醚类化合物相对较少，该属中已报道过的环烯醚类的结构类型与荚迷属中的相同，均为结构复杂的C1位带有异戊烯基、C11位上连有糖的甙类；从糯米条属、毛核木属以及锦带花属中分离出来的环烯醚类化合物的结构类型都与忍冬属中的相似，为结构简单的马钱子甙类。从环烯醚类化合物的不同结构类型在各属中的分布情况可以反映出这些属之间的亲缘关系及其进化状况，毛核木属、锦带花属、六道木属和忍冬属之间的亲缘关系较近，属本科中较为原始的类型；而荚迷属和接骨木属之间的亲缘关系较近，为本科中的进化的类群。
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除环烯醚成分外，忍冬科中亦富含黄酮类成分，日本学者Kikuchi，Iwagawa, Testsuo等先后从忍冬科的忍冬属、荚迷属、接骨木属等属中分离出许多黄酮类成分[17～22]。这些黄酮类成分主要是由槲皮素、山奈酚、木犀草素以及芹菜素等和葡萄糖、半乳糖以及鼠李糖所成的甙类。忍冬属中的黄酮甙类一般为糖连在黄酮甙元的C7位上，而荚迷属中则是连在黄酮或黄酮醇的C3位上，这是黄酮甙类中比较普遍的一种连接方式。黄酮类成分在忍冬科各属间的差异如表3所示。
表3 忍冬科中主要黄酮类化合物的分布
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4 讨论
4.1 环烯醚类和黄酮类为该科的特征性化学成分
从环烯醚类的分布来看，忍冬属、六道木属、毛核木属、锦带花属等主要含有结构简单的常见类型的环烯醚类，而荚迷属既含有常见类型的环烯醚类，又具有C1为异戊烯基、C11连有葡萄糖或其衍生物的环烯醚甙类；从接骨木属中分离出来的环烯醚类与荚迷属中的相同。黄酮类在本科的分布亦极其普遍，所研究过的4个属中均含有槲皮素甙元。忍冬属中含有较多的芹菜素类、木犀草素类等；荚迷属中黄酮类的分布更是广泛，其黄酮类的甙元主要有芹菜素、木犀草素、槲皮素、山奈酚、查耳酮和花色素类。接骨木属中的黄酮类主要为花色素类，花色素类在本属的含量非常丰富，此外，还含有槲皮素、山奈酚和异鼠李素类等。
4.2 不支持将接骨木属及荚迷属移出忍冬科而独立成科
4.2.1 接骨木属、荚迷属和忍冬属等其它属一样，明显具有环烯醚类及黄酮类等该科的特征性成分。
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4.2.2 各种结构类型的环烯醚类在忍冬科各属的分布说明，荚迷属是联系忍冬属和接骨木属的一个中间过渡类型。
4.2.3 黄酮类成分普遍分布于忍冬科内，忍冬属、荚迷属和接骨木属中均含有生源原始的槲皮素类；此外，荚迷属中尚具有山奈酚、查耳酮及花色素等原始成分；接骨木属中具有异鼠李素和山奈酚等原始成分，这和Wilkinson等认为由于接骨木属为该科的高级进化类型而把该科从忍冬科中分离出来独立成科的观点是相矛盾的。
4.2.4 接骨木属、荚迷属和其他属一样，雄蕊均着生于花冠筒上且与花冠裂片互生，无花盘；果和忍冬属、毛核木属、莛子镳属、猥实属、七子花属相同，为核果。
4.3 忍冬科各类群间的分化较大
如果以环烯醚类成分作为判断的标准，荚迷属和接骨木属应该属于比较进化的类群；但以黄酮类的分布作为判断的标准，荚迷属和接骨木属均保留了大量的生源原始的黄酮类成分，而忍冬属则极少含有这些生源原始的成分，其黄酮类成分为高级类型的芹菜素类和木犀草素类。以上结果表明，忍冬科这3个属间的分化较大。
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基金项目：国家自然科学基金资助项目(39730500)
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收稿日期：1999-01-06, http://www.100md.com