新疆貝母屬植物鑒定技術研究進展△

王果平，樊叢照，李曉瑾，朱軍

(新疆中藥民族藥研究所，新疆 烏魯木齊 830002)

新疆貝母屬植物鑒定技術研究進展△

王果平，樊叢照，李曉瑾*，朱軍

(新疆中藥民族藥研究所，新疆 烏魯木齊 830002)

貝母FritillariaL.以干燥鱗莖入藥，味苦、甘，微寒，具有清熱潤肺，化痰止咳之功效，是新疆民族地區(qū)特色中藥材，作者就近年來以新疆貝母屬植物為對象所開展的分類鑒定學研究進行了綜述。

貝母屬；鑒定方法；新疆

貝母屬FritillariaL.植物廣泛分布于北溫帶，種間變異復雜，受山區(qū)小氣候和地理環(huán)境的影響，貝母外部形態(tài)存在很大變異。我國貝母種質資源以四川和新疆兩省最為豐富，在新疆則以準噶爾盆地以南塔城、伊犁一帶居多。新疆自然條件獨特，地形多變。貝母屬植物的某些器官變異尤為突出，給傳統(tǒng)形態(tài)分類法帶來很大沖擊，植物分類學家在選擇分類性狀特征方面也存在不同見解。本文就新疆貝母屬植物的分類鑒定學方面進行了文獻追蹤。

1 貝母屬下等級劃分

貝母屬劃分等級在歷史上有著不同的學術觀點：J.G.Baker將其劃分為10個亞屬，J.G.Hooker分為5組，P.E.Boisser將其分為4組，A.S.Lozina-Lozinskaya將該屬分3組，W.B.Turrill將Fritillaria屬分成4組，即Sect Fritillaria，Sect Theresia，Sect Liliorhiza，Sect Petillium，并在Sect Fritillaria中劃分出兩個亞組：Subsect.Fritillaria和Subsect.Olostylese?！吨袊参镏尽穂1]第14卷將國產(chǎn)貝母屬植物分為Sect.Fritillaria(貝母組)，Sect Theresia(多花組)和Sect Liliorhiza(多鱗片組)3組。新疆產(chǎn)貝母分屬于貝母組和多花組。

2 貝母鑒定分類方法

2.1 經(jīng)典形態(tài)分類法

植物的表型是基因型和環(huán)境型共同作用的結果，如植株的大小、營養(yǎng)器官的絕對大小、表皮毛的多少等等。在長期的演化過程中有一些特殊的器官或性狀很少或完全不發(fā)生改變，即使是在近緣分類群之間也很少變化，這些器官或性狀的差異幾乎完全可以理解為是遺傳差異的表現(xiàn)。而那些由于環(huán)境條件的變化，為了適應某些特殊的演化壓力而逐漸形成的器官或性狀，在指示系統(tǒng)發(fā)育的親緣關系時，價值是有限的[2]。然而在大多情況下，利用形態(tài)性狀來短期估測遺傳變異是最現(xiàn)實、最有價值的選擇[3]。貝母屬新疆植物主要是圍繞花被片的顏色、花被片長度、雄蕊花絲長短、柱頭分裂與否以及莖葉被毛情況等形態(tài)學特征來進行分類的(見表1)。

表1 貝母屬新疆植物形態(tài)學特征分類依據(jù)

2.2 孢粉學分類法

貝母屬花粉形態(tài)的研究國外有零星報道：波克羅夫卡婭研究發(fā)現(xiàn)阿爾泰貝母(F.meleagrisL.)的花粉粒為不規(guī)則橢圓形、小瘤狀、單溝、無孔、外壁薄[4]。20世紀80～90年代，中國分類學家利用光學顯微鏡和掃描電鏡系統(tǒng)觀察了新疆貝母屬植物(小白花貝母、砂貝母、額敏貝母、伊貝母、新疆貝母、裕民貝母、托里貝母)的花粉形態(tài)[5]、葉上下表皮及莖組織結構[6]，通過葉表皮垂周壁、表皮細胞、角質栓形狀、花粉紋飾、網(wǎng)脊、網(wǎng)眼等特征對貝母進行了區(qū)分鑒定。

2.3 細胞學分類法

染色體在分類學上起著特殊的作用，在探討屬間、種間的進化和變異時，染色體可作為植物分類差別的依據(jù)。翟詩虹[7]早在80年代就對新疆貝母屬植物的核型進行了分析，指出貝母屬染色體數(shù)為2n=24。陸靜梅[8]報道，伊貝母染色體數(shù)為2n=20(25%)和2n=24(75%)，新疆貝母染色體數(shù)為2n=30，可見不同貝母資源種其染色體數(shù)和核型結構不完全相同。

2.4 貝母化學、特征性成分分類法

淀粉是高等植物的初生代謝產(chǎn)物，更容易表現(xiàn)為植物的分類特征，王書軍[9-10]，程存歸[11]使用熱分析(TG，DTA)和粉末X射線衍射(XRD)對貝母類中藥材進行了區(qū)分和鑒別；同時從淀粉的晶體學性質和熱性質對不同來源的貝母類中藥材進行了鑒別。Li Xia[12]分析了幾種新疆貝母栽培種淀粉的理化性質、形態(tài)及熱性質，指出基于高分子化學化合物(淀粉)的分類方法，在各種貝母的質量控制是原始可信的，為系統(tǒng)地就行分類鑒定提供了更多的信息。

貝母屬植物的次生代謝產(chǎn)物主要為生物堿，皂苷、萜類和甾體類等化合物。早在20世紀80～90年代劉慶華[13]、張建興[14]先后對新疆貝母、裕民貝母、托里貝母種進行了化學成分的研究。目前關于化學成分的研究，較多的是伊貝母[15-17]。顧雪中[18]、Hui-Jun Li[16]、Jian-Liang Zhou[17]等證實通過對甾體生物堿數(shù)量、質量等特點進行HPLC、UV、MS等譜系分析可以達到鑒定貝母屬植物的目的。

劉惠娟等[19]應用電泳法對20種貝母藥材樣品的蛋白質進行了對比分析，研究結果表明20種貝母藥材樣品的蛋白質區(qū)帶圖譜均有一定區(qū)別。貝母的蛋白質電泳及掃描圖譜存在的這種明顯差異可作為鑒別貝母類藥材的依據(jù)之一。同時指出：新疆產(chǎn)貝母(新疆貝母、伊貝母、額敏貝母、托里貝母、裕民貝母、小白花貝母、砂貝母等)多具有一定的差異，這種差異在原變種與變種之間也反映出來(如鄂北貝母與紫色鄂北貝母、浙貝母與東貝母等)，所含蛋白質既具有一定的相似性，又具有明顯的差異，同種植物栽培品種與野生品種之間存在差異(如蒲圻貝母及裕民貝母)。

2.5 分子標記技術分類法

近年來隨著分子生物學技術的發(fā)展，遺傳標記作為物種分類鑒定的一種輔助手段被廣泛應用于屬間、種間、品種間的分類鑒定和親緣關系的研究中[20-21]，尤其是RFLP(限制性內(nèi)切酶酶切片段長度多態(tài)性)和PCR(聚合酶鏈式反應)等技術應用最廣。分子標記用于貝母分類鑒定、親緣關系分析上，國內(nèi)外已有報道[22-30]，解決了以前利用經(jīng)典形態(tài)分類不易區(qū)分貝母屬藥用植物的難題。Cai Z H[31]通過對托里貝母、伊貝母的5S-rRNA基因區(qū)間測序可知，兩貝母有其特定的堿基序列，PCR-RFLP結果顯示：新疆貝母和裕民貝母有相同的EcoRⅠ酶切位點，而托里貝母和伊貝母則無EcoRⅠ酶切位點。彭昕[32]設計了一對用于鑒定伊貝母的特異性PCR引物FpdP2與FpdP3，在67 ℃復性溫度的條件下，只能特異地從伊貝母的DNA模板中得到擴增產(chǎn)物，因此可成功地鑒別出伊貝母。Wang C Z[25]應用RFLP方法對10種貝母藥材進行鑒定，結果顯示川貝類核糖體DNA的ITS1區(qū)存在限制性內(nèi)切酶SmaⅠ的酶切位點，驗證ITS1區(qū)的限制性內(nèi)切酶的聚合鏈式反應可以用來區(qū)分貝母屬。

3 展望

隨著科學技術的不斷變革，應用于貝母新疆植物的鑒定手段和方法也推陳出新。近10年來，色譜法[16-17]、光譜法[18]、質譜法[16-17]、熱分析法[9-11]等新技術都對貝母屬藥用植物的分類鑒定進行了成功嘗試。但物種的差異不同程度地反映在形態(tài)、細胞、遺傳、生理、生態(tài)等方面，鑒定研究若僅局限于經(jīng)典形態(tài)、細胞學特征、化學(藥用)成分以及分子特性等的某一方面(見表2)，會導致對不同起源種類的錯誤劃分，而單純依賴分子生物學研究，會因分子信息量不足而造成許多誤差。若將幾種方法協(xié)同配合使用，則可使貝母屬及其藥用植物的分類鑒定研究更加準確化、科學化。因此，在繼承和發(fā)展貝母傳統(tǒng)分類學的基礎上，廣泛結合形態(tài)解剖學、細胞學、孢粉學、生物化學等方面的研究成果，同時加強分子生物學方面的探索和挖掘，對新疆貝母屬的系統(tǒng)與進化進行全面綜合性的研究，有望創(chuàng)立一個更符合自然規(guī)律的植物分類系統(tǒng)。

表2 貝母屬新疆植物分類鑒定實驗方法

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ResearchonauthenticationmethodsofFritillariaL.inXinjiang

WANG Guo-ping，F(xiàn)AN Cong-zhao，LI Xiao-jin，ZHU Jun

(XinJiangInstituteofChineseTraditionalMedicaandEthicalMateriaMedica，Urumq830002，China)

BulbsFritillaria(BF),an important traditional Chinese herbal medicine，was commonly used as an antitussive and expectorant.The article reviewed on taxonomic researches ofFritillariaplants in Xinjiang in recent years.

Fritillaria；Identification method；Xinjiang

新疆維吾爾自治區(qū)自然科學青年基金(2010211B34)

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李曉瑾，E-mail:xjlxj@126.com

2012-06-12)