中國產(chǎn)紫蘇果實形態(tài)特征研究張琛武

魏長玲+張芬++田景++陳安家+郭寶林

[摘要]該文對55份中國產(chǎn)紫蘇的果實形態(tài)特征（粒徑、百粒重、顏色、硬度、表面脊紋高度）進(jìn)行了描述和統(tǒng)計分析。經(jīng)聚類分析可以分為6個大類，分別是：Ⅰ，大粒（粒徑15 mm以上及百粒重016 g以上），脊紋低，硬；Ⅱ，大粒，脊紋低，軟；Ⅲ，大粒，脊紋高，軟，白色；Ⅳ，大粒，脊紋高，灰褐色或深褐色； Ⅴ，小粒（粒徑15 mm以下及百粒重016 g以下），脊紋低，硬，多深褐色；Ⅵ，小粒，脊紋低，硬，黃棕色。其中38份果實種植后獲得植株，其中31份可歸為紫蘇變種，4份回回蘇變種，3份野生紫蘇變種； 從紫蘇葉化學(xué)型歸類，29份為PK型，3份PA型，2份PL型，2份PP型，1份EK型，1份PAPK型。符合藥典規(guī)定形態(tài)的藥材紫蘇子來自于栽培紫蘇，但來自栽培紫蘇的紫蘇子不一定都符合藥典規(guī)定的形態(tài)特征。具白色果皮的白蘇子主要來自于紫色葉的栽培紫蘇。小粒、脊紋低、質(zhì)地硬、黃棕色或深褐色的果實形態(tài)具有較大可能為PA型紫蘇，且主要為回回蘇變種。

[關(guān)鍵詞]紫蘇果實； 形態(tài)； 聚類分析； 多元主成分分析； 揮發(fā)油化學(xué)型； 紫蘇子

[Abstract]The morphological traits of 55 Chinese Perilla fruit samples （size， 100 grains weight， color， hardness， surface ridge height） are described and the statistically analyzed. It can be divided into 6 categories by cluster analysis， namely： Ⅰ， big grain （diameter 1.5 mm above and 100 grains weight above 0.16 g）， low ridge， hard； Ⅱ， big grain， low ridge， soft； Ⅲ， big grain， high ridge， soft， fruit； Ⅳ， big grain. high ridge， gray brown or dark brown； Ⅴ， small grain （diameter 1.5 mm below and 100 grain weight 0.16 g below）， low ridge， hard， dark brown； Ⅵ， small grain， low ridge， hard， yellow brown. The 38 fruit samples were planted， among which 31 ones were P. frutescens var. frutescens， 4 ones P. frutescens var. crispa and 3 ones P. frutescens var. acuta. By chemotype classification， they were 29 PK type， 3 PA type， 2 PL type， 2 PP type， 1 EK type and 1 PAPK type. According the description of herb Perillae Fructus in China Pharmacopoeia， the plant originates from P. frutescens var. frutescens. In contrast， not all fruits of P. frutescens var. frutescens have accord features. The fruits with white pericarp are mainly from P. frutescens var. frutescens with purple leaves. The materials with small grain， low ridge， hard， yellow brown or dark brown， are likely to be PA type and mainly P. frutescens var. crispa.

[Key words]Perilla fruit； morphology； cluster analysis； multiple principal component analysis； chemical type of volatile oil； Perillae Fructus

紫蘇Perilla frutescens（L）Britt是唇形科一年生草本植物，《中國植物志》記載種下4個變種，分別為栽培類型的紫蘇P frutescens var frutescens（L）Britt（傳統(tǒng)所述的栽培紫蘇和白蘇被合并入該變種，為區(qū)別于種名稱，本文稱為栽培紫蘇變種）和回回蘇P frutescens var crispa（Thunb）HandMazz 2個變種，以及野生類型的野生紫蘇P frutescens var acuta（Thunb）Kudo， 耳齒紫蘇P frutescens var auriculatodentata CYWu et Hsuan ex HWLi，其中耳齒紫蘇變種為少見類型。《中國藥典》收載有來源于紫蘇的3個藥材，紫蘇葉、紫蘇子和紫蘇梗，均規(guī)定其來源植物為紫蘇P frutescens（L）Britt，未做種下變異類型的規(guī)定。我國從《證類本草》中就區(qū)別紫蘇和白蘇，前者叫蘇，后者叫荏，荏不能當(dāng)蘇使用，謝宗萬經(jīng)過考證品種，認(rèn)為藥用的紫蘇葉來自紫色葉的栽培紫蘇P frutescens var argute（本文稱紫葉栽培紫蘇變種），以葉兩面紫色或背面紫色為特征，區(qū)別于白蘇P frutescens var frutescens（本文稱為綠葉栽培紫蘇變種），而紫蘇子來自于紫葉栽培紫蘇P frutescens var argute和野生紫蘇P frutescens var acuta，尤以后者為主，特征為小而色黃黑[1]?！吨袊幍洹吩谧咸K葉和紫蘇子的藥材性狀部分記載與謝宗萬敘述的特征大致相同，但符合藥典描述的葉片還應(yīng)包括野生紫蘇，因為野生紫蘇包括葉兩面紫色、葉背面深紫色、葉背面淡紫色和葉兩面綠色4種情況，而謝宗萬認(rèn)為野生紫蘇僅有葉背面紫色較淡的情況[1]。野生紫蘇和回回蘇子又被認(rèn)為是紫蘇子的地方習(xí)用品或偽品[1，34]。紫蘇種下變異的多樣性，以及葉和果實形態(tài)的多樣性使得紫蘇葉和紫蘇子的來源和真?zhèn)舞b別方面一直比較混亂[3，5]，本文對搜集于國內(nèi)市場的幾十份紫蘇果實材料進(jìn)行形態(tài)和微形態(tài)描述和分類，然后將部分果實種植獲得植株進(jìn)行了種下變種歸類，并測定了紫蘇葉揮發(fā)油后進(jìn)行了化學(xué)型歸類。然后進(jìn)行分類間的分析。

1材料

11樣品55份紫蘇果實來源見表1。其中38份果實于2015年種植于北京藥用植物研究所實驗地，通過葉、花等形態(tài)經(jīng)郭寶林研究員鑒定為紫蘇的不同變種，揮發(fā)油的化學(xué)型分析和歸類方法參見文獻(xiàn)[2，6]，分析結(jié)果另文報道。

12儀器分析天平（FA2014N型，上海精密科學(xué)儀器有限公司），顯微鏡（OLYMPUS SZX9，成都勵揚精密機電有限公司），RAL K7 classic 色卡。

2方法

參照文獻(xiàn)[7]選擇了紫蘇果實形態(tài)中百粒重、平均粒徑、果實顏色和硬度4個指標(biāo)，增加了顯微鏡下可以觀察的果實脊紋高度特征，共5個特征指標(biāo)：百粒重（QN1），隨機選取100粒稱重，重復(fù)3次，平均；平均粒徑（QN2），取100粒并排一條直線，鋼尺測量，再算平均值；果實顏色（QL1），選擇代表性顏色的果實，用RAL K7 classic 色卡核對果皮顏色色號，再合并成一種顏色類型，所有果實樣品可以區(qū)分為6種顏色，分別賦值，白色0，黃棕色1，棕色2，灰棕色3，灰褐色4，深褐色5；脊紋高度（QL2），在顯微鏡下觀察果實外表紋路，脊紋顯著高出果皮，為脊紋高，見圖1A，B，脊紋略高于果皮或不明顯，為脊紋低，見圖1 C，賦值為低0和高1；果實硬度（QL3）：用拇指和食指擠壓來判斷果皮厚和堅硬程度，如果可以捏碎，定為軟果實，反之為硬果實，賦值為硬0和軟1。

5個形態(tài)特征量化后用Ward法聚類分析，使用SPSS 190軟件統(tǒng)計分析結(jié)合多元主成分分析檢測種質(zhì)間差異，推測對變種類型和化學(xué)型分類影響較大的形態(tài)學(xué)特征。

3結(jié)果和討論

31形態(tài)特征聚類分析按照果實形態(tài)特征用系統(tǒng)聚類Ward法聚類分析，結(jié)果見圖2，可以將紫蘇果實分為Ⅰ～Ⅵ 6個類型，每個類型在5個特征方面的表現(xiàn)見表2。平均粒徑和百粒重具有良好的相關(guān)性，將果實平均粒徑15 mm以下或百粒重016 g以下，稱為小粒，粒徑15 mm以上或百粒重016 g以上稱為大粒。這樣可以將紫蘇果實的6個類別的特征簡單總結(jié)為：Ⅰ為大粒，脊紋低，硬度硬，顏色多灰褐色和灰棕色；Ⅱ為大粒，脊紋低，硬度軟，顏色深色（非白色）；Ⅲ為大粒，脊紋高，顏色深褐色；Ⅳ為大粒，脊紋高，硬度軟，顏色白色；Ⅴ為小粒，脊紋低，硬度硬，顏色多深褐色；Ⅵ為小粒，脊紋低，硬度多硬，顏色黃棕色。

從其中38個已經(jīng)種植后獲得的化學(xué)型和變種類型數(shù)據(jù)看（表1），6個分類對應(yīng)的化學(xué)型和變種類型的特點可總結(jié)為：Ⅰ為PK型，紫蘇變種；Ⅱ多為PK型，多為紫蘇變種；Ⅲ為PK，PP，紫蘇變種；Ⅳ化學(xué)型有PK，PL，PP，多為紫蘇變種；Ⅴ化學(xué)型有PK，PA，PAPK，EK，有紫蘇、野生紫蘇和回回蘇3個變種；Ⅵ化學(xué)型為PA和PK型，變種類型有紫蘇、野生紫蘇和回回蘇。

32形態(tài)特征的多元主成分分析用主成分分析來評估目標(biāo)類型間的分化。第一主成分（F1）和第二主成分（F2）分別占總方差4338%，2866%，見表3。

根據(jù)研究結(jié)果，平均粒徑和百粒重主要在F1正方向和F2負(fù)方向起作用；果實顏色在F1，F(xiàn)2負(fù)方向起主要作用；果實脊紋和硬度在F1，F(xiàn)2正方向起作用，見表3。所有樣品在F1，F(xiàn)2 2個主成分坐標(biāo)上的分布情況參見圖3。可以看出：Ⅰ，Ⅱ兩類主要分布在第四象限，說明影響它們和其他類別分化的主要因素是平均粒徑和百粒重；Ⅲ，Ⅳ兩類分布在第一象限，說明影響因素主要是脊紋和硬度；Ⅴ分布在第三象限，說明影響因主要素是顏色；Ⅵ分布在第二象限，說明影響的因素主要是顏色，其次是脊紋和硬度。

38份紫蘇不同變種類型在F1，F(xiàn)2 2個主成分坐標(biāo)上的分布情況見圖4。6種類型均有栽培紫蘇，也就是說栽培紫蘇變種分布于所有象限，包括了所有的種子形態(tài)的所有類型，其中綠葉栽培紫蘇主要分布于第四象限，其次分布于第三象限，少量分布于

第一象限，未分布于第二象限，說明綠葉栽培紫蘇顏色多樣，大粒為主，以軟為多；紫葉栽培紫蘇主要分布于第一象限和第四象限，少量分布于第二象限和第三象限，說明顏色多樣，大粒為多，軟硬均有；野生紫蘇散布于第二和第三象限說明影響因素主要是顏色；回回蘇出現(xiàn)在第三象限，說明影響因素主要是顏色，脊紋和硬度也有影響。

33不同變種類型對應(yīng)的果實形態(tài)和化學(xué)型類型21份紫葉栽培紫蘇果實，多是大粒（19/21），顏色多樣，灰褐色居多（11/21），其次是白色（4/21）和深褐色（3/21）次之，脊紋有高（6/21）有低（15/21），硬度有軟（9/21）有硬（12/21），化學(xué)型多數(shù)是PK（16/21），其次PL（2/21）和PP（2/21），僅有1份是PA；10份綠葉栽培紫蘇，多是大粒（8/10），脊紋多為低（9/10），硬度有軟（6/10）有硬（4/10），顏色變化大，化學(xué)型都是PK（10/10）；4份回回蘇，小粒（4/4），脊紋低（4/4），硬度硬（4/4），顏色深褐色（3/4）或黃棕色（1/4），化學(xué)型包含PA（2/4），PAPK（1/4）、EK（1/4）；3份野生紫蘇，小粒（3/3），脊紋低（3/3），硬度硬（3/3），黃棕色（1/3）、深褐色（1/3）或灰褐色（1/3），化學(xué)型都是PK（3/3）。

34不同化學(xué)型對應(yīng)的果實形態(tài)類型29份PK型，多數(shù)是大粒（23/29），多數(shù)脊紋低（25/29）、硬度有軟（11/29）有硬（18/29），顏色多樣，灰褐色（14/29）居多，其次深褐色（5/29）和白色次（3/29）之；PL型（2份）和PP型（2份）的形態(tài)大粒（4/4）、脊紋多數(shù)高（3/4）、硬度軟（4/4）、顏色白色（2/4）或深褐色（2/4）； PA型（3份）、PAPK型（1份）和EK型（1份）的形態(tài)小粒（5/5）、脊紋低（5/5）、硬度硬（5/5），黃棕色（2/5）或深褐色（3/5）。

從分布上來看，PK型紫蘇果實分布于所有象限，對應(yīng)的果實形態(tài)的所有類型，PA分布于第二象限和第三象限，在這一區(qū)域，果實顏色影響力最大，

并且果實顏色在F1上影響力最大進(jìn)而引發(fā)果實顏色在F2上的影響力也將最大；其他化學(xué)型由于樣品量小，規(guī)律不明顯，見圖5。

4結(jié)論

無論是果實形態(tài)還是化學(xué)型，栽培紫蘇非常多樣化，且難以從果實的大小和顏色形態(tài)上區(qū)分出綠葉或紫葉，如果出現(xiàn)脊紋高的果實更多可能是紫葉栽培紫蘇。

按照藥典描述，紫蘇子為大粒（15 mm及以上），灰棕色和灰褐色，符合的主要來自于栽培紫蘇變種，化學(xué)型情況是PK型居多，紫葉和綠葉類型均有，但是來自栽培紫蘇變種的紫蘇子不一定符合藥典規(guī)定的形態(tài)特征，也有小粒，白色等特征類型。白蘇子（白色的紫蘇果實）和白蘇（綠葉紫蘇變種）并無對應(yīng)關(guān)系。對于紫蘇子用藥擯棄白蘇子，以及小粒的回回蘇子和野生紫蘇子做法是否具有一定的道理，也有待研究。但目前紫蘇廣泛栽培導(dǎo)致復(fù)雜的變異使得問題的闡明變得十分困難。

本研究組已有報道[2]，紫蘇葉藥用僅用紫色葉的紫蘇而不用綠色葉的做法，可能來自于前者更多紫蘇醛化學(xué)型（PA型），而后者為紫蘇酮化學(xué)型（PK型）具有一定的相關(guān)性，本草中也有人認(rèn)為紫蘇和白蘇差別重在香氣而不在顏色[8] 。本文結(jié)果也支持該情況，繼續(xù)證明當(dāng)前PA型紫蘇極為稀少，且主要集中在回回蘇變種中。

果實形態(tài)的特征為小粒、脊紋低、質(zhì)地硬、黃棕色或深褐色是，更可能為PA型紫蘇，并大多數(shù)為回回蘇變種。

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