貴州羅甸與海南儋州的艾納香種質(zhì)葉片的顯微結(jié)構(gòu)比較

劉立偉, 陳曉鷺, 龐玉新, 楊 全,于福來, 陳振夏, 王 丹

(1.廣東藥學院中藥學院， 廣東 廣州 510006； 2.中國熱帶農(nóng)業(yè)科學院熱帶作物品種資源研究所/農(nóng)業(yè)部華南作物基因資源與種質(zhì)創(chuàng)制重點開放實驗室， 海南 儋州 571737； 3.海南省艾納香工程技術研究中心， 海南 儋州 571737)

貴州羅甸與海南儋州的艾納香種質(zhì)葉片的顯微結(jié)構(gòu)比較

劉立偉1,2,3, 陳曉鷺2,3, 龐玉新2,3, 楊 全1*,于福來2,3, 陳振夏2,3, 王 丹2,3

(1.廣東藥學院中藥學院， 廣東 廣州 510006； 2.中國熱帶農(nóng)業(yè)科學院熱帶作物品種資源研究所/農(nóng)業(yè)部華南作物基因資源與種質(zhì)創(chuàng)制重點開放實驗室， 海南 儋州 571737； 3.海南省艾納香工程技術研究中心， 海南 儋州 571737)

為對海南和貴州兩地的艾納香栽培、定向選育和藥材生產(chǎn)提供理論參考，對兩地的艾納香葉片進行石蠟切片顯微觀測。結(jié)果表明：艾納香葉片為異面葉，柵欄組織、海綿組織分化明顯；兩種質(zhì)的艾納香葉片均為上表皮顯著厚于下表皮，海南儋州的艾納香葉片厚度、上表皮厚度、柵欄組織厚度、海綿組織厚度和柵海比均顯著高于貴州羅甸的艾納香種質(zhì)；兩種質(zhì)艾納香葉片細胞結(jié)構(gòu)緊密度和細胞結(jié)構(gòu)疏松度均有顯著性差異，儋州的艾納香葉片細胞結(jié)構(gòu)緊密度較大。海南儋州的艾納香葉片對氣溫高、日照強的氣候具有更好的適應性。

艾納香； 葉； 不同種質(zhì)； 顯微結(jié)構(gòu)

艾納香(Blumeabalsamifera)又名大風艾，因會散發(fā)出冰片香氣，又名冰片艾，是我國一種歷史悠久的黎藥和苗藥[1]，屬菊科艾納香屬多年生木質(zhì)草本，是中藥艾片的唯一來源植物[2]。艾納香葉、嫩枝及根均可藥用，性味溫辛，具有清熱、利尿、祛風消腫、溫中活血、消炎鎮(zhèn)痛、補虛壯陽的功效，也是金喉健噴霧劑等中成藥中的重要成分艾納香油的唯一來源，該植物主產(chǎn)于我國貴州、海南、云南和東南亞各國等熱帶、亞熱帶地區(qū)。艾納香作為貴州省重點發(fā)展的藥材之一，已有學者在調(diào)查貴州羅甸艾納香種質(zhì)的基礎上，對引入GAP基地的艾納香種群葉形、葉色及手感等表征性狀進行了描述[3]，為艾納香的定向選育提供了最原始的參考資料。由于艾納香是以葉片為艾片的提取原料，因此，葉片性狀與生產(chǎn)目的關系最為密切，但迄今為止，尚未有對艾納香葉片的顯微結(jié)構(gòu)性狀，如葉厚度、上表皮厚度、柵欄組織厚度、海綿組織厚度和柵海比等的差異性描述報道。已有研究表明，貴州省羅甸縣栽培艾納香的產(chǎn)量與質(zhì)量與當?shù)匦…h(huán)境的氣候特性有關[4]，海南儋州作為艾納香的主要產(chǎn)區(qū)之一，其氣候特征與貴州羅甸不同，其與貴州的艾納香種質(zhì)在葉結(jié)構(gòu)上是否有差異，筆者就此問題對貴州羅甸和海南儋州的艾納香種質(zhì)進行了葉片顯微結(jié)構(gòu)觀察和比較，以期對兩地的艾納香栽培、定向選育和藥材生產(chǎn)提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料

艾納香分別來取貴州省羅甸縣和海南省儋州市，經(jīng)中國農(nóng)業(yè)科學院熱帶作物品種資源研究所南藥研究室鑒定。經(jīng)引種，保存在海南省儋州市的農(nóng)業(yè)部儋州熱帶藥用植物種質(zhì)資源圃，露天栽培，常規(guī)水肥管理。

1.2 石蠟切片

取生長發(fā)育正常的成熟葉片，分割成1 cm×0.5 cm的小片，迅速放入FAA固定液中，固定24 h，系列酒精脫水、二甲苯透明、透蠟、包埋，德國Leica RM 2245切片機切片，切片厚度8 μm，后經(jīng)二甲苯脫蠟、系列酒精復水、番紅-固綠染色，中性樹膠封片，德國萊卡(Leica)DMI4000B數(shù)碼光學顯微成像系統(tǒng)觀察、拍照及測量。

1.3 測量指標及數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

測量指標包括葉厚度(μm)、上表皮厚度(μm)、下表皮厚度(μm)、柵欄組織厚度(μm)、海綿組織厚度(μm)、細胞結(jié)構(gòu)緊密度(CTR)、細胞結(jié)構(gòu)疏松度(SR)、變異系數(shù)(CV)及柵海比。數(shù)據(jù)均為15個樣本的平均值±標準誤差。CTR=(柵欄組織厚度/葉片厚度)×100%，SR=(海綿組織厚度/葉片厚度)×100%，CV=(標準偏差/平均值)×100%，柵海比=柵欄組織厚度/海綿組織厚度。應用SPSS 19.0軟件進行統(tǒng)計學分析計算平均值和標準誤差，結(jié)果為平均值±標準誤差，用獨立樣本t檢驗進行兩組數(shù)據(jù)差異顯著性分析(P<0.05)。

2 結(jié)果與分析

2.1 葉片顯微結(jié)構(gòu)

從圖示看出，儋州和羅甸的艾納香葉片顯微結(jié)構(gòu)基本特征相同，都具有上表皮、下表皮和葉肉組織，柵欄組織和海綿組織均分化明顯，是典型的異面葉，且都具有大量表皮毛。

2.2 葉片厚度

從表1可知，儋州的艾納香葉片近葉稍部、葉中部和近葉基部的厚度分別為(135.48±2.56)μm、(110.36±1.85)μm和(140.72±2.42)μm，均顯著厚于羅甸的葉片。葉片上表皮厚度儋州的為(18.02±0.75)μm，顯著厚于羅甸的；下表皮厚度儋州的略厚于羅甸的，但差異不顯著性。此外，兩地的艾納香葉上表皮厚度均比下表皮厚。儋州艾納香葉片的柵欄組織、海綿組織厚度分別為(35.33±0.74)μm和(44.69±1.55)μm，柵海比為(0.81±0.035)，均顯著大于羅甸的。

圖示 不同種質(zhì)來源艾納香葉橫切面

Fig. Leaf transverse section of different Blumea balsamifera germplasm

由表2可知，羅甸和儋州的艾納香葉片的變異系數(shù)均較低，在6.09%～28.82%。其中，葉片下表皮厚度變異系數(shù)稍高。因試驗樣本種植于同一生境條件下，因此，其變異程度大部分受基因調(diào)控影響。

2.3 葉片細胞結(jié)構(gòu)緊密度、細胞結(jié)構(gòu)疏松度及變異系數(shù)

細胞結(jié)構(gòu)緊密度、細胞結(jié)構(gòu)疏松度是植物的抗性指標之一[5-7]，植物葉片在不同生境中為了進行生態(tài)適應可能會產(chǎn)生較大變化[8]，變異系數(shù)可以反應其變異程度的大小。從表3可知，羅甸和儋州的艾納香葉片細胞結(jié)構(gòu)緊密度和細胞結(jié)構(gòu)疏松度均有顯著性差異，儋州的艾納香葉片細胞結(jié)構(gòu)緊密度較大，可能與海南高溫氣候有關，應具有更好的抗性。

表1 貴州羅甸和海南儋州艾納香葉片的各指標厚度

注：表中數(shù)值為均值±標準誤差，每列不同的字母表示t檢驗為差異顯著(P<0.05)，下同。

Note: The data in the table are the mean value±SD. Different lowercase letters in the same column indicate significance of difference atP<0.05. The same below.

表2 貴州羅甸和海南儋州艾納香葉各指標變異系數(shù)

表3 兩種來源種質(zhì)艾納香葉細胞結(jié)構(gòu)緊密度、 細胞結(jié)構(gòu)疏松度比較

Table 3 Leaf cellular structure tightness and porosity of different Blumea balsamifera germplasms

種質(zhì)來源Source細胞結(jié)構(gòu)緊密度Cellularstructuretightness細胞結(jié)構(gòu)疏松度Cellularstructureporosity羅甸Luodian0．32±0．01b0．44±0．02b儋州Danzhou0．36±0．01a0．37±0．01a

3 結(jié)論與討論

1) 作為提取中藥艾片和中成藥原料艾納香油的唯一來源，艾納香最主要的功能部位是葉片。在艾納香的顯微鑒別研究方面，安軍等[9]對利用石蠟切片技術對貴州省羅甸縣的艾納香進行了顯微鑒別研究，但是未對艾納香葉的厚度、表皮厚度、柵欄組織和海綿組織厚度等數(shù)量性狀進行測量和統(tǒng)計學分析；池馨等[10]對貴州省羅甸縣的16株艾納香單株進行了顯微結(jié)構(gòu)及親緣關系分析，對艾納香葉片厚度、柵欄組織厚度和海綿組織厚度進行了測量，但其測量結(jié)果16個單株的葉片厚度均超過600 μm，與保存在海南省儋州市的種質(zhì)資源測量結(jié)果(不超過200 μm)也有所不同。林志云[11]在對艾納香與大葉紫珠的區(qū)分鑒別研究時發(fā)現(xiàn)，艾納香的柵欄組織較后者短，但是未對其柵欄組織厚度進行顯微測量。本研究結(jié)果表明：貴州和海南是艾納香的兩個重要產(chǎn)區(qū)，兩地的艾納香葉片顯微結(jié)構(gòu)基本相同，此結(jié)果符合其此兩個不同種質(zhì)的艾娜香為同一物種的實際情況。儋州來源的艾納香葉稍部、中部和基部的葉片厚度、上表皮厚度、柵欄組織厚度、海綿組織厚度和柵海比均顯著大于羅甸的各項對應值，細胞結(jié)構(gòu)緊密度和細胞結(jié)構(gòu)疏松度也均顯著高于羅甸的，原因可能與海南高溫氣候有關，應具有更好的抗性。

2)較厚的葉片厚度、上表皮厚度、柵欄組織厚度可能有助于艾納香葉片在高溫、強光照環(huán)境下減少水分的散失和葉片的萎蔫，從而維持植株正常生理功能。同時兩種不同來源的艾納香葉片顯微結(jié)構(gòu)顯著性差異也反應了其基因型的不同。通過對海南儋州和貴州羅甸兩種不同來源艾納香葉片顯微結(jié)構(gòu)觀察與分析，可進一步為不同地區(qū)、不同氣溫特征進行針對性艾納香栽培、定向選育和藥材GAP生產(chǎn)提供參考。

[1] 官玲亮,龐玉新,王 丹,等.中國民族特色藥材艾納香研究進展[J].植物遺傳資源學報,2012(4):695-698.

[2] 國家藥典委員會.中華人民共和國藥典(一部)[S].北京:人民衛(wèi)生出版社,2010.

[3] 何元農(nóng),丁 映,冼福榮,等.貴州艾納香種質(zhì)變異結(jié)構(gòu)的觀察及初選[J].貴州農(nóng)業(yè)科學,2005(4):33-36.

[4] 劉朝英,譚清波,顧 欣.羅甸縣艾納香種植氣候適宜性區(qū)劃[J].貴州氣象,2013(4):38-40.

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[10] 池 馨,劉濟明,歐國騰,等.艾納香葉片顯微結(jié)構(gòu)及其親緣關系分析[J].貴州農(nóng)業(yè)科學,2014,42(9):86-89.

[11] 林志云.艾納香及其混淆品大葉紫珠的鑒別[J].中藥材,2005,28(3):179-181.

(責任編輯： 聶克艷)

Leaf Microstructure of Blumea balsamifera Germplasm from Guizhou and Hainan

LIU Liwei1,2,3, CHEN Xiaolu2,3, PANG Yuxin2,3, YANG Quan1*, YU Fulai2,3, CHEN Zhenxia2,3, WANG Dan2,3

(1.SchoolofTraditionalChineseMedicine,GuangdongPharmaceuticalUniversity,Guangzhou,Guangdong510006; 2.InstituteofTropicalCropsGermplasmResources,CATAS/SouthChinaKeyLaboratoryCropsGeneResourcesandGermplasmCreation,Danzhou,Hainan571737,China)

The microstructure ofB.balsamiferaleaf from Guizhou and Hainan was observed under an optical microscope by the paraffin section method to provide a theoretical reference for cultivation and directive breeding ofB.balsamiferaand production of medicinal materials in Hainan and Guizhou. Results: Blumea balsamifera leaf is a bifacial leaf and the differentiation of its palisade tissue and spongy tissue is obvious. The leaf upper epidermis thickness of twoB.balsamiferagermplasms is higher than the hypodermis significantly. The thickness of leaf, upper epidermis, palisade tissue and spongy tissue and ratio of palisade tissue/spongy tissue ofB.balsamiferagermplasm from Danzhou, Hainan are higher than those ofB.balsamiferagermplasm from Luodian, Guizhou significantly. There are significant differences in leaf cellular structure tightness and cellular structure porosity between twoB.balsamiferagermplasms and the leaf cellular structure tightness ofB.balsamiferagermplasm from Danzhou is higher than that from Luodian. The leaf ofB.balsamiferagermplasm from Danzhou is of better adaptation to high temperature and strong sunshine compared with the leaf ofB.balsamiferagermplasm from Luodian.

Blumeabalsamifera; leaf; different germplasm; microstructure

2015-11-23； 2016-04-12修回

海南省自然科學基金項目“艾納香葉的精油分泌結(jié)構(gòu)顯微鑒定”(20153074)；貴州省重大專項“貴州地道藥材艾納香產(chǎn)業(yè)化開發(fā)關鍵技術研究與集成應用”[黔科合重大專項字(2013)6011]

劉立偉(1990-)，男，在讀碩士，研究方向：中藥學。E-mail：liuliwei-2013@.126.com

*通訊作者：楊 全(1972-)，男，教授，博士，從事中藥資源開發(fā)與藥材道地性研究。E-mail：yangquan7208@vip.163.com

1001-3601(2016)04-0174-0120-03

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