新疆貝母屬8種藥用植物葉片的解剖學(xué)結(jié)構(gòu)

張鵬葛++盛萍++任慧梅

摘要：在數(shù)碼顯微鏡下，對新疆貝母屬（Fritillaria L.）7個(gè)種和1個(gè)變種的藥用貝母葉片進(jìn)行了解剖結(jié)構(gòu)觀察。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：新疆貝母屬8種藥用貝母的基本結(jié)構(gòu)相同，均由表皮、葉肉細(xì)胞和葉脈3個(gè)部分組成，上下表皮均為單層，無表皮毛等附屬物。葉表皮細(xì)胞表面觀為長方形或條形，除伊犁貝母（F. pallidiflora）的下表皮細(xì)胞類似平行四邊形，表皮細(xì)胞長軸與葉脈平行，垂周壁為平直稍彎曲、淺波狀或深波狀；氣孔器為Allium型，橢圓形，氣孔長軸與葉脈平行，除了新疆貝母、大白花貝母的氣孔器僅分布于下表皮一般同時(shí)分布于上表皮和下表皮，并且氣孔器在下表皮的分布指數(shù)大于上表皮。葉表皮細(xì)胞的形狀、垂周壁式樣、氣孔器的分布、維管束直徑等特征較為穩(wěn)定，可為新疆貝母屬種間的劃分及鑒別提供一定的試驗(yàn)依據(jù)和參考。

關(guān)鍵詞：貝母屬；葉片；解剖學(xué)；新疆

中圖分類號(hào)： S567.23+1.01文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A文章編號(hào)：1002-1302（2016）05-0267-04

貝母是一種常用中藥，具有十分悠久的藥用歷史，百合科（Liliaceae）貝母屬（Fritillaria L.）多種植物的鱗莖是中藥貝母的主要藥材來源，通常具有清熱潤肺，化痰止咳之功效[1]。貝母屬全世界約有130種，主要分布于北溫帶地區(qū)，尤以地中海地區(qū)、亞洲東部至中部和北美洲的種類為多。我國貝母屬植物有61個(gè)種、50個(gè)變種和5個(gè)變型，其中具藥用價(jià)值的貝母屬植物有20余種，主要分布于四川、新疆、甘肅、湖北、安徽、浙江等地區(qū)[2-3]，而新疆分布量較豐富的藥用貝母主要有8種[4]。

目前，有關(guān)新疆貝母屬藥用貝母在分類鑒別方面的研究已有報(bào)道。劉惠娟等應(yīng)用SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳法對新疆貝母屬植物的蛋白質(zhì)進(jìn)行了對比分析研究[5]；王果平等根據(jù)新疆貝母屬植物花被片的顏色、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(xué)特征進(jìn)行了分類學(xué)研究[6]；李萍等對新疆貝母屬植物的花粉和葉表皮進(jìn)行了顯微觀察[7-8]。但利用葉片解剖學(xué)特征對新疆貝母屬植物進(jìn)行種間的比較研究尚未見報(bào)道。為此，本研究選取新疆貝母屬植物7個(gè)種和1個(gè)變種，在數(shù)碼顯微鏡下，通過觀察葉片結(jié)構(gòu)、葉表皮細(xì)胞形狀及氣孔器類型等特征，尋求有意義的解剖學(xué)性狀[9-11]，為新疆貝母屬藥用貝母的解剖學(xué)研究提供一定的理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1材料

本試驗(yàn)所用新疆貝母屬材料葉片均于2013年5月采自新疆各產(chǎn)地，生長年限均為3年，各品種樣本數(shù)均為8。藥材樣品信息見表1，經(jīng)鑒定為百合科植物新疆貝母（Fritillaria walujewii Regel，S1）、伊犁貝母（F. pallidiflora Schrenk，S2）、托里貝母（F. tortifolia X.Z.Duan et X. J. Zheng，S3）、黃花貝母（F. verticillata Willd，S4）、大白花貝母（F. verticillata var. albidoflora，S5）、裕民貝母（F. yuminensis X. Z. Duan，S6）、灘貝母[F. karelinii （Fisch.） Baker.，S7]、小花貝母（F. meleagroides Patrin ex Schult.，S8）。憑證標(biāo)本存放于新疆醫(yī)科大學(xué)中醫(yī)學(xué)院中藥資源教研室。

1.2方法

1.2.1 葉片結(jié)構(gòu)觀測選擇正常植株上的完整成熟葉片，剪取1.5 cm×1.5 cm的小塊，用FAA固定，常規(guī)石蠟切片法切片，切片厚度為15 μm。在Mikroskop Primo Star X2005型數(shù)碼顯微鏡下觀察并記錄顯微組織結(jié)構(gòu)特征，顯微觀測葉的上表皮厚度、下表皮厚度、維管束直徑及葉片厚度。由于葉片厚度及維管束直徑受葉片位置影響較大，故選取主脈處的葉片厚度和維管束進(jìn)行測量。維管束直徑以水平直徑與垂直直徑的平均值表示，每個(gè)樣本參數(shù)測定8個(gè)值，取平均。

1.2.2葉表皮觀測本試驗(yàn)所用材料均采自新鮮植株靠近基部的成熟葉片，剪取1.5 cm×1.5 cm的小塊，置于50% NaClO溶液中浸泡至葉片發(fā)白后取出[12]，蒸餾水沖洗后撕取上下表皮，在Mikroskop Primo Star X2005型數(shù)碼顯微鏡下觀察并記錄顯微組織結(jié)構(gòu)特征。每個(gè)樣本參數(shù)隨機(jī)測定8個(gè)值，取平均。

2結(jié)果與分析

2.1葉片解剖結(jié)構(gòu)

不同種間的新疆貝母屬植株葉片的基本結(jié)構(gòu)相同，均由表皮、葉肉和葉脈3個(gè)部分組成，但在上下表皮厚度、葉肉厚度、維管束大小等方面存在差異（圖1）。

2.1.1表皮上下表皮均為單層，表皮細(xì)胞為長方形或條形，無表皮毛等附屬物。上表皮細(xì)胞厚度的變化范圍為11.69～60.98 μm，平均值最大的是黃花貝母，最小的是伊犁貝母；下表皮細(xì)胞厚度的變化范圍為12.41～40.23 μm，平均值最大的是黃花貝母，最小的是灘貝母。除了大白花貝母以外，其余品種的上表皮厚度均大于下表皮，其中伊犁貝母和小花貝母、裕民貝母和灘貝母的上下表皮厚度相近。

2.1.2葉片葉片厚度的變化范圍為254.19～786.91 μm，平均值最大的是新疆貝母，最小的是托里貝母；其中伊犁貝母和小花貝母、大白花貝母和裕民貝母的葉片厚度相近。

2.1.3維管束在維管束周邊薄壁細(xì)胞體積從外至內(nèi)依次減少，閉合維管束在薄壁細(xì)胞之中，韌皮部在外，木質(zhì)部在內(nèi)，屬外韌維管束。維管束直徑的變化范圍為76.84～180.92 μm，平均值最大的是新疆貝母，最小的是托里貝母；其中伊犁貝母和小花貝母的維管束直徑相近。對新疆貝母屬8種植物葉片中上下表皮厚度、葉片厚度和維管束直徑進(jìn)行種內(nèi)及種間的變異系數(shù)計(jì)算，具體測量及計(jì)算結(jié)果見表2。

2.2 葉表皮觀察結(jié)果

2.2.1葉表皮細(xì)胞形狀及垂周壁式樣新疆貝母屬植物的葉表皮細(xì)胞（表面觀）多為長方形，偶有近平行四邊形，如伊犁貝母的下表皮細(xì)胞（圖1-4），葉表皮細(xì)胞長軸與葉脈平行，垂周壁多為平直稍彎曲，偶有深波，如大白花貝母的表皮細(xì)胞（圖1-11、圖1-12），少見淺波，如新疆貝母和小花貝母的下表皮細(xì)胞（圖1-2、圖1-18、圖1-20）。

2.2.2氣孔器類型與分布?xì)饪灼饕话阃瑫r(shí)分布于上表皮和下表皮，但氣孔器在下表皮的分布指數(shù)大于上表皮，僅有保衛(wèi)細(xì)胞無副衛(wèi)細(xì)胞，屬于單子葉氣孔器類型中的Allium 型；橢圓形，長軸與葉脈平行。氣孔器僅分布于下表皮的有新疆貝母、大白花貝母（圖1-1、圖1-11）；在灘貝母、大白花貝母和托里貝母中氣孔器均單個(gè)隨機(jī)分布，未見有多個(gè)氣孔器的保衛(wèi)細(xì)胞細(xì)胞壁黏連在一起，而其余貝母均只在下表皮中有多個(gè)氣孔器的保衛(wèi)細(xì)胞細(xì)胞壁黏連在一起（圖1-2、圖1-5、圖1-10、圖1-14、圖1-20）。

2.2.3氣孔器相連現(xiàn)象在新疆貝母屬植物葉表皮細(xì)胞中，存在有兩相鄰氣孔器的保衛(wèi)細(xì)胞通過一段加厚的細(xì)胞壁相連的現(xiàn)象（圖1-19），除在小花貝母上表皮中偶見有此現(xiàn)象，在其余新疆貝母屬植物葉表皮細(xì)胞中沒有發(fā)現(xiàn)。具體觀察結(jié)果見表3。

3討論

新疆貝母屬8種植物葉的結(jié)構(gòu)均由表皮、葉肉和葉脈3個(gè)部分組成，表皮細(xì)胞呈單層長方形或條形，表面無附屬物，外韌維管束。本研究中各樣本在葉結(jié)構(gòu)組成上無顯著差異，但在各結(jié)構(gòu)的大小、發(fā)達(dá)程度等特征上存在不同程度的差別。在新疆貝母屬8種植株中只有大白花貝母的上表皮厚度小于下表皮厚度，其余7種貝母上表皮厚度均大于下表皮厚度，這一結(jié)果可為今后大白花貝母與其他新疆貝母屬植株鑒別分類提供一定的參考依據(jù)。在新疆貝母屬8種植物中，伊犁貝母與小花貝母葉片的各組織結(jié)構(gòu)測量數(shù)據(jù)相似，表明這2個(gè)種間的各結(jié)構(gòu)的大小、發(fā)達(dá)程度等特征差異較小。

各參數(shù)的種內(nèi)變異系數(shù)平均值從大到小的順序?yàn)樯媳砥ず穸龋?.171 0）>下表皮厚度（0.132 6）>維管束直徑（0.039）>葉片厚度（0.019），表明葉的結(jié)構(gòu)特征在特定的小氣候生境中的趨異程度，其中表皮組織的趨異程度最大，其次是維管束，最后是葉片厚度。各參數(shù)的種間變異系數(shù)從大到小的順序?yàn)樯媳砥ず穸龋?.446 1）>葉片厚度（0.412 8）>下表皮厚度（0.339 1）>維管束直徑（0.285 2），表明葉的結(jié)構(gòu)特征在種間中的趨異程度，其中上表皮厚度的趨異程度最大，其次是葉片厚度、下表皮厚度，最后是維管束。綜合比較種間和種內(nèi)變異系數(shù)值發(fā)現(xiàn)維管束的變異程度相對較小，因此維管束可作為相對穩(wěn)定的種間區(qū)分參考項(xiàng)。

新疆貝母屬植物的一些葉表皮形態(tài)特征較為穩(wěn)定，如氣孔器橢圓形，長軸與葉脈平行，僅有保衛(wèi)細(xì)胞無副衛(wèi)細(xì)胞，屬于單子葉氣孔器類型中的Allium 型；一般同時(shí)分布于上表皮和下表皮，并且氣孔器在下表皮的分布指數(shù)大于上表皮，除了新疆貝母，大白花貝母的氣孔器僅分布于下表皮，這與李萍等的觀察結(jié)果[8]一致。

綜合比較葉片解剖結(jié)構(gòu)與葉表皮觀察結(jié)果，在種間有差異的特征，如垂周壁平直稍彎曲、淺波狀或深波狀，葉表皮細(xì)胞（表面觀）為長方形或近平行四邊形，氣孔器的分布及相連現(xiàn)象，維管束直徑的大小差異等等特征較為穩(wěn)定，可為新疆貝母屬種間的劃分及鑒別提供一定的試驗(yàn)依據(jù)和參考。

參考文獻(xiàn)：

[1]中國科學(xué)院中國植物志編輯委員會(huì).中國植物志[M]. 北京：科學(xué)出版社，1980：97-116.

[2]王果平，樊叢照，李曉瑾，等. 新疆貝母屬植物鑒定技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 中國現(xiàn)代中藥，2012，14（9）：51-54.

[3]肖培根，姜艷，李萍，等. 中藥貝母的基原植物和藥用親緣學(xué)的研究[J]. 植物分類學(xué)報(bào)，2007，45（4）：473-487.

[4]新疆生物土壤沙漠研究所.新疆藥用植物志[M]. 烏魯木齊：新疆人民出版社，1977：186-199.

[5]劉惠娟，李萍. 二十種貝母藥材的蛋白質(zhì)電泳鑒別[J]. 中國藥科大學(xué)學(xué)報(bào)，1993，15（1）：29.

[6]王果平，樊叢照，李曉瑾，等. 新疆貝母屬植物鑒定技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 中國現(xiàn)代中藥，2012，14（9）：51-54.

[7]李萍，濮祖茂，徐珞珊，等. 中國貝母屬花粉形態(tài)的研究[J]. 云南植物研究，1991，13（1）：41-46，113-115.

[8]李萍，蔣鑫，劉惠娟，等. 貝母屬植物葉表面顯微觀察研究[J]. 中國藥科大學(xué)學(xué)報(bào)，1993，24（4）：205-211.

[9]李波，陳雪梅，李鐵緣，等. 2種不同抗旱性冰草葉片解剖結(jié)構(gòu)的比較[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015，43（9）：247-249.

[10]陳夕軍，朱鍵鑫，陳羽，等. 抗白粉病黃瓜品種的葉片組織結(jié)構(gòu)及其生理生化[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2015，31（1）：55-61.

[11]姜永雷，鄧?yán)蛱m，黃曉霞. 不同海拔川滇高山櫟葉片的解剖結(jié)構(gòu)特征[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015，43（1）：195-198.

[12]王影，周守標(biāo)，王春景，等. 安徽貝母屬植物葉片的比較解剖學(xué)研究[J]. 植物研究，2006，26（6）：676-684.梁娟，周華芳，任建國，等. 黔產(chǎn)艾納香對鎘脅迫的生理響應(yīng)及其體內(nèi)鎘分布特征[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2016，44（5）：271-274.