日本薯蕷莖葉的顯微鑒別研究

劉義芳，徐 貝，劉應(yīng)蛟，彭買(mǎi)姣，彭 菲，肖冰梅*

(湖南中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410208)

日本薯蕷莖葉的顯微鑒別研究

劉義芳，徐 貝，劉應(yīng)蛟，彭買(mǎi)姣，彭 菲，肖冰梅*

(湖南中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410208)

目的 通過(guò)觀察日本薯蕷莖葉的顯微構(gòu)造及顯微化學(xué)反應(yīng)，明確其鑒別特征，為制定日本薯蕷的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及開(kāi)發(fā)利用提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。方法 取植株的莖葉進(jìn)行徒手切片，采用顯微成像技術(shù)進(jìn)行粉末鑒定；將切片用三氯化銻的濃鹽酸溶液或三氯化銻的高氯酸溶液顯色，進(jìn)行顯微化學(xué)定位研究。 結(jié)果 明確了日本薯蕷莖和葉的顯微特征;通過(guò)其顯微化學(xué)反應(yīng)可知，莖葉部分薯蕷皂苷含量甚微或沒(méi)有。結(jié)論 顯微特征可作為日本薯蕷的鑒別手段；顯微化學(xué)方法及其反應(yīng)現(xiàn)象作為日本薯蕷資源評(píng)價(jià)以及篩選育種過(guò)程中一個(gè)快速選擇的檢測(cè)指標(biāo)，是切實(shí)可行的。

日本薯蕷；莖葉；顯微化學(xué)研究；顯微鑒別

日本薯蕷（Dioscorea japonica）為薯蕷科薯蕷屬的植物，可食用，也可入藥，為強(qiáng)壯健胃劑。分布于我國(guó)西南、華南、華中、華東地區(qū)；日本也有分布。喜生于向陽(yáng)山坡或灌木叢中或林下。目前尚未由人工引種栽培。李飛飛等[1]對(duì)其塊莖進(jìn)行了誘導(dǎo)反應(yīng)的研究，莖葉未見(jiàn)報(bào)道。顯微化學(xué)方面，曹玉芳等[2]對(duì)我國(guó)薯蕷皂苷元的主要原料植物盾葉薯蕷進(jìn)行了有關(guān)其根狀莖中薯蕷皂苷元的積累與分布定位研究；肖冰梅等[3]對(duì)盾葉薯蕷莖葉發(fā)育過(guò)程的形態(tài)解剖學(xué)特征及組織化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行觀察研究。本研究根據(jù)薯蕷屬（Dioscorea）在湖南省的資源分布情況，選擇2012年實(shí)地調(diào)查采到的日本薯蕷D.japonica，對(duì)其地上莖葉的顯微結(jié)構(gòu)及顯微化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行鑒別研究，明確了莖與葉的顯微特征與其化學(xué)反應(yīng)現(xiàn)象，并大致分析了各結(jié)構(gòu)與薯蕷皂苷元分布規(guī)律、含量高低的關(guān)系，以期為育種篩選工作提供快速檢測(cè)指標(biāo)。

1 材料與方法

1.1 徒手切片的制備

樣品取自于湖南中醫(yī)藥大學(xué)藥用植物園栽培的植株，經(jīng)肖冰梅副教授鑒定為日本薯蕷，取其莖葉進(jìn)行徒手切片并顯微成像。

1.2 制片

分析材料同“1.1”，對(duì)其莖葉進(jìn)行切片的制片以及粉末制片，顯微觀察以及拍照。

1.3 顯微化學(xué)觀察

依“1.1”法徒手切片后，用三氯化銻的濃鹽酸溶液或三氯化銻的高氯酸溶液對(duì)切片進(jìn)行顯色[4]，在xsj-2型生物顯微鏡（重慶光學(xué)儀器廠）觀察。

圖1 日本薯蕷莖橫切面顯微構(gòu)造顯微圖（×40）

2 結(jié)果

2.1 莖的顯微特征

2.1.1 莖橫切面 （1）表皮細(xì)胞較小，多角形，排列緊密，無(wú)細(xì)胞間隙；（2）表皮下方有3～4層纖維束排列成環(huán)形。纖維細(xì)胞多角形，排列緊密，細(xì)胞壁強(qiáng)烈木化，靠近纖維束的皮層薄壁細(xì)胞也相應(yīng)木化；（3）維管束的類(lèi)型為周韌型，中柱寬廣，導(dǎo)管發(fā)達(dá)，類(lèi)多邊形。見(jiàn)圖1。

2.1.2 粉末特征 （1）木纖維大量存在，成束或散在，細(xì)胞壁木化。（2）木化薄壁細(xì)胞，多角形。（3）環(huán)紋及螺紋導(dǎo)管多見(jiàn)。見(jiàn)圖2。

2.2 葉的顯微特征

圖2 日本薯蕷莖粉末顯微圖（×40）

2.2.1 葉橫切面 （1）上表皮由l列細(xì)胞組成，細(xì)胞呈切向延長(zhǎng)，類(lèi)長(zhǎng)方形，排列緊密，無(wú)氣孔存在；下表皮細(xì)胞含有大量氣孔；（2）柵欄組織排成數(shù)列，細(xì)胞為不規(guī)則方形，海綿組織2～5列；（3）上、下表皮的內(nèi)側(cè)均有厚角組織，由2～3層細(xì)胞組成；（4）主脈維管束排列方式也為周韌型，木質(zhì)部導(dǎo)管發(fā)達(dá)，由中央向四周輻射排列，韌皮部則將木質(zhì)部包圍，成圓形，細(xì)胞較小，排列緊密，維管束周?chē)泻窠羌?xì)胞包圍。見(jiàn)圖3。

圖3 葉脈橫切面顯微圖（×40）

2.2.2 葉表面制片：上表皮細(xì)胞呈多角形，壁平直，未見(jiàn)氣孔及針晶；下表皮多見(jiàn)氣孔及草酸鈣針晶，氣孔多為不定式，表皮細(xì)胞呈周壁波狀彎曲。見(jiàn)圖4。

圖4 日本薯蕷葉表面顯微圖（×40）

2.3 顯微化學(xué)觀察

按“1.2”中方法，切片與顯色劑作用5～10 min以后，觀察其顯色情況，日本薯蕷的莖葉對(duì)三氯化銻的高氯酸溶液幾乎不顯色。

3 討論

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，日本薯蕷莖葉的主要鑒別特征為：（1）莖表皮下方纖維束鞘的存在，周韌型維管束，木質(zhì)部寬大，被厚角組織包圍。(2)葉主脈維管束也為周韌型，韌皮部包圍木質(zhì)部排列成圓形，下表皮多含氣孔，為不定式，且草酸鈣針晶多。盾葉薯蕷[3]與日本薯蕷為同屬植物，其莖葉的顯微結(jié)構(gòu)特征也已有報(bào)道。二者莖葉顯微特征比較見(jiàn)表1～2。

表1 葉的顯微特征差別

表2 莖的橫切面特征

日本薯蕷的莖葉對(duì)三氯化銻的高氯酸溶液幾乎不顯色，說(shuō)明地上部分薯蕷皂苷含量甚微或沒(méi)有。其塊莖橫切面有顯色反應(yīng)，基本組織內(nèi)分布少數(shù)較大紅色液滴，直徑約30 μm；與其皂苷含量測(cè)定較低的結(jié)果是一致的[5]；維管束鞘及其中的細(xì)胞顯色較深，說(shuō)明這是薯蕷皂苷積累和分布的主要部位。小型維管束細(xì)胞中紅色液滴數(shù)量多且密集，說(shuō)明含量最豐富。如果有皂苷，則會(huì)呈現(xiàn)粉紅色到深紅色的顏色反應(yīng)，且顏色深淺應(yīng)與含量多少成正比，表明在植物不同的部位、不同結(jié)構(gòu)的細(xì)胞內(nèi)薯蕷皂苷的分布和積累情況不同。對(duì)日本薯蕷顯微化學(xué)研究顯示，其莖葉基本上不含薯蕷皂苷，不能作為薯蕷皂苷提取的原料來(lái)源，但是其塊莖可以考慮作為原料藥。

上述顯微特征可作為日本薯蕷區(qū)別于其他薯蕷的鑒別手段；顯微化學(xué)方法可作為日本薯蕷資源評(píng)價(jià)以及篩選育種的一個(gè)快速選擇的檢測(cè)指標(biāo)。

[1]李飛飛，黃佳斌.日本薯蕷的組培快繁及塊莖誘導(dǎo)[J].臺(tái)州學(xué)院學(xué)報(bào)，2012,34(6):32～35.

[2]曹玉芳，林 如，胡正海.盾葉薯蕷根狀莖的發(fā)育解剖學(xué)和組織化學(xué)研究[J]. 武漢植物學(xué)研究，2003，21(4)：288-294.

[3]肖冰梅，劉義芳，彭 菲，等.盾葉薯蕷莖葉的形態(tài)解剖及組織化學(xué)研究[J].中國(guó)民族民間醫(yī)藥，2013，22（15）：27-28.

[4]Hardman R.Antimony trichloride as atest reagent for steroids,especially diosgenin and yamogenin in plant tissue[J].Stain Technol,1972,47(4):205-208.

[5]肖冰梅，李詠梅，王朝暉，等.9種藥用薯蕷的質(zhì)量分析與評(píng)價(jià)[J].中國(guó)中醫(yī)藥現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育，2012，10（12）：72-73.

（本文編輯 楊 瑛）

Study on Microscopic Identification of Stems and Leaves of Dioscorea Japonica

LIU Yifang,Xu Bei,LIU Yingjiao,PENG Maijiao,PENG Fei,XIAO Bingmei*
(Pharmacy College,Hunan University of Chinese Medicine,Changsha,Hunan 410208,China)

Objective By observing the microscopic structure and microchemical reaction of stems and leaves of Dioscorea japonica,a clear identification was obtained,providing a scientific basis for the further development of Dioscorea japonica quality standards and exploitation.Methods Freehanding the plant stems and leaves with powder identification by microscopic imaging techniques,then coloring the sections with concentrated hydrochloric acid solution of antimonous chloride or perchloric acid solution of antimonous chloride,we conducted a histochemical localization study.Results Clear the microscopic characteristics of D.japonica stems and leaves and by their microchemical study,little even no dioscin exists.Conclusion These microscopic characteristics can be as a means of identification of D.japonica;Microchemical method and reaction phenomena as a quick select indexes of D.japonica resource evaluation and selection breeding process,is easible.

Dioscorea japonica;microchemical study;microscopic identification

R282.5

A

10.3969/j.issn.1674－070X.2014.05.007.028.03

2013－10－08

湖南省自然基金資助項(xiàng)目（02JJY2033）。

劉義芳，女，在讀碩士研究生，研究方向：中藥鑒定與資源研究。

*肖冰梅，女，副教授，碩士研究生導(dǎo)師，Email：xbm5@qq.com，