幾種丁香屬植物葉片顯微結(jié)構(gòu)初探

呂小旭 關(guān)鑒茹 張文靜 欒鑫 程亞青

(甘肅醫(yī)學(xué)院，甘肅 平?jīng)?744000)

木犀科丁香屬(Syringa)植物全世界約有19種，我國(guó)分布18種3亞種6變種。甘肅分布有9種1亞種4變種[4]。丁香屬植物是多年生落葉灌木，花序碩大、開花繁茂，花色淡雅、芳香，習(xí)性強(qiáng)健，栽培簡(jiǎn)易，因而在園林中被廣泛栽培應(yīng)用，作為觀賞植物，是著名的庭園花木。部分丁香屬植物具有溫脾胃、降逆氣的作用，主治胃寒嘔逆、吐瀉、脘腹作痛。丁香中所含的丁香油和丁香酚等物質(zhì)具有驅(qū)除害蟲[5]和抑菌[6]的作用。園林綠化，藥材種植過程中常存在種類混亂，品種混淆，影響綠化效果和藥材品質(zhì)。究其原因，既有主觀原因的以假充真，以次充好；也存在客觀原因。現(xiàn)有丁香屬的鑒定多從花果等形態(tài)特征來鑒定，尤其是花及花序等特征的鑒定，但作為木本的丁香屬植物幼年期長(zhǎng)，長(zhǎng)達(dá)5a左右，幼年無花期無法通過花特征進(jìn)行種及變種的鑒別，給園林綠化、藥材栽培等應(yīng)用造成較大困難。因此，通過葉形態(tài)特征進(jìn)行鑒別就成了主要的手段，但由于丁香屬部分種類葉形態(tài)相似，尋找丁香屬種間及變種間種類鑒定的可靠易操作的鑒定方法成為亟待解決的問題。

有相關(guān)研究表明，脈島數(shù)、柵表比、氣孔指數(shù)在同種植物中是恒定的，且不受植物年齡和葉片大小的影響，可用來作為區(qū)別不同種的植物或葉類、全草類中藥的參考依據(jù)[7]。丁香屬不同種植物葉片形態(tài)相似，顯微結(jié)構(gòu)、理化鑒別現(xiàn)象[10]及其抑菌活性成分[11]類同，種間、種內(nèi)區(qū)別不明顯。前人對(duì)賀蘭山丁香、華北紫丁香、北京丁香、小葉丁香、暴馬丁香、紫丁香等的表皮細(xì)胞、氣孔器、葉肉和主脈結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究[12]；對(duì)暴馬丁香、紫丁香、小葉丁香的葉片的解剖結(jié)構(gòu)進(jìn)行了觀察[13]；對(duì)紫丁香、什錦丁香的花芽分化進(jìn)行了研究[14]，但仍無法較好地解決丁香屬幼年期分類鑒定問題。何報(bào)作等對(duì)廣東桑葉、水半夏葉的脈島數(shù)的恒定性進(jìn)行了研究，結(jié)果顯示脈島數(shù)是恒定的不具備普適性[8]；張春榮對(duì)扶桑葉的柵表比、脈島數(shù)和氣孔指數(shù)進(jìn)行測(cè)量和統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果顯示，各顯微常數(shù)均存在顯著差異(p<0.01)[9]。探究顯微常數(shù)特征是否可以作為丁香屬植物分類特征，以便很好地區(qū)分幼年期丁香屬植物。本文主要選取分布于平?jīng)鍪?種2變種丁香屬植物葉片的顯微常數(shù)進(jìn)行測(cè)定。本次實(shí)驗(yàn)測(cè)量丁香屬不同種植物葉片顯微常數(shù)的變化，對(duì)得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，比較各個(gè)樣品之間的差異，以確定顯微常數(shù)的測(cè)量在丁香屬植物的鑒定及分類中是否具有可行性。

1 實(shí)驗(yàn)材料

選取平?jīng)龇植嫉?種2變種丁香屬植物成熟葉片，具體植株信息見表1。每種(變種)丁香隨機(jī)選取5株，每株隨機(jī)選取3枚成熟的葉片，將葉片洗凈，擦干，裝入自封袋備用。

表1 丁香屬植物的采集地點(diǎn)

2 實(shí)驗(yàn)方法

2.1 形態(tài)觀察

對(duì)采集的丁香屬不同種植物的葉片形態(tài)進(jìn)行觀察，觀察葉形、葉色及被毛情況。

2.2 脈島數(shù)和柵表比的測(cè)定

剪取葉片中部主脈和葉緣之間的4mm2小片，加水合氯醛在沸水浴上透化，水洗，95%的乙醇溶液浸泡脫色，重復(fù)透化脫色處理，直至在鏡下葉肉與細(xì)脈能清晰地區(qū)分為止，且葉片呈透明狀，用稀甘油裝片待用[8]。

在低倍鏡下觀察，每個(gè)葉片取5個(gè)相鄰的視野，計(jì)數(shù)視野中的脈島數(shù)目，計(jì)算平均每平方毫米中含有的脈島個(gè)數(shù)，即為脈島數(shù)值，求平均值。

在高倍鏡下調(diào)節(jié)細(xì)準(zhǔn)焦螺旋，使上表皮細(xì)胞與柵欄細(xì)胞出現(xiàn)在同一視野中且在同一位置聚焦，計(jì)算相鄰4個(gè)表皮細(xì)胞下方的柵欄細(xì)胞數(shù)，在葉片的不同部位重復(fù)測(cè)定5次，計(jì)算20個(gè)表皮細(xì)胞下柵欄細(xì)胞的平均值，即為柵表比[15]。

2.3 氣孔指數(shù)的測(cè)定

將備好的葉片剪成小片在沸水中煮至深綠色，取出葉片，用濾紙吸干葉面水分，將葉片上表面粘貼上透明膠帶，使膠帶與葉片充分粘著，用刀片輕輕刮取葉片下表面及葉肉，得到葉片上表皮，將其粘在載玻片上待觀察[16]。用鑷子輕輕撕取新鮮植物葉片下表皮，用蒸餾水裝片待觀察。在高倍鏡下觀察，選取大小相似的視野，計(jì)相同單位下表皮細(xì)胞數(shù)和氣孔數(shù)。氣孔指數(shù)計(jì)算公式：

氣孔指數(shù)=氣孔數(shù)/(氣孔數(shù)+表皮細(xì)胞數(shù))×100%

2.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

利用軟件SPSS 17.0對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，利用單項(xiàng)方差分析檢驗(yàn)不同種之間的顯著性差異(One-way ANOVA)，并進(jìn)行繪圖處理。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析

3.1 葉形態(tài)情況

平?jīng)鍪卸∠銓僦参锍^羽葉丁香和花葉丁香羽裂外，其余葉片常呈卵形或卵圓形，大小相差不大，顏色相似。平?jīng)鍪?種丁香屬植物葉形態(tài)特征見表2。

表2 丁香屬不同種植物葉片形態(tài)

從表2可知，丁香屬葉形態(tài)除過羽裂外，其余葉片形態(tài)差異不大，被毛情況變化較大，通過觀察葉形態(tài)不能對(duì)丁香屬植物進(jìn)行有效區(qū)分。

3.2 脈島數(shù)

丁香屬不同種植物的脈島數(shù)比較如圖1所示。

小葉丁香的脈島數(shù)(6.65±1.02個(gè)·mm-2)最大，毛丁香次之，兩者均與其它5種丁香屬植物有顯著性差異(p<0.05)。紫丁香(3.14±0.58個(gè)·mm-2)與白丁香(2.91±0.38個(gè)·mm-2)的脈島數(shù)差異不明顯，羽葉丁香和花葉丁香的脈島數(shù)差異不明顯，暴馬丁香的脈島數(shù)與其它丁香屬植物均有顯著性差異。

3.3 柵表比

丁香屬不同種植物的柵表比比較如圖2所示。

紫丁香、毛丁香和花葉丁香的柵表比差異不明顯(p>0.05)，但均與白丁香、小葉丁香、羽葉丁香差異顯著(p<0.05)。白丁香與小葉丁香、羽葉丁香的柵表比均無顯著性差異，但小葉丁香和羽葉丁香的差異顯著(p<0.05)。暴馬丁香的柵表比(2.14±0.31個(gè)柵欄細(xì)胞/每個(gè)表皮細(xì)胞)最小，與其它丁香屬植物差異較顯著。

3.4 氣孔指數(shù)

丁香屬不同種植物的下表皮氣孔指數(shù)比較如圖3所示。

紫丁香與白丁香的下表皮氣孔指數(shù)無顯著性差異(p>0.05)，但均與毛丁香的下表皮氣孔指數(shù)差異顯著(p<0.05)。小葉丁香與羽葉丁香的下表皮氣孔指數(shù)也無明顯差異?；ㄈ~丁香的下表皮氣孔指數(shù)(12.92±2.03)最大，暴馬丁香的下表皮氣孔指數(shù)(5.90±0.42)最小，與其它丁香屬植物均有顯著性差異(p<0.05)。

4 討論

植物的顯微鑒定是鑒別植物最有效的手段之一，具有重要的參考價(jià)值[17]。當(dāng)葉形外部特征不能很好區(qū)分種間以及變種時(shí)，結(jié)合葉片顯微特征可以對(duì)丁香屬不同種(變種)進(jìn)行很好地鑒定和區(qū)分，尤其在葉形態(tài)不夠完整的情況下具有較好的鑒別意義。

4.1 種間差異

除羽葉丁香和花葉丁香的脈島數(shù)無顯著差異外，其余平?jīng)鍪卸∠銓僦参锩}島數(shù)均有顯著性差異；除花葉丁香與紫丁香的柵表比無顯著差異外，其余平?jīng)鍪卸∠銓僦参飽疟肀染酗@著性差異；除羽葉丁香與小葉丁香的下表皮氣孔指數(shù)無顯著差異外，其余平?jīng)鍪卸∠銓僦参锵卤砥饪字笖?shù)均有顯著性差異。小葉丁香和暴馬丁香葉形相似，但比較其脈島數(shù)、柵表比、下表皮氣孔指數(shù)3個(gè)顯微常數(shù)，兩者差異顯著。而羽葉丁香和花葉丁香葉形相似，但柵表比和下表皮氣孔指數(shù)則差異顯著。所以葉形相似的同屬植物可以通過對(duì)葉片的顯微常數(shù)來區(qū)分。因此，在考慮種間鑒定時(shí)，可以考慮結(jié)合脈島數(shù)、柵表比和小表皮氣孔指數(shù)來鑒定丁香屬植物。

4.2 變種間差異

通過本次實(shí)驗(yàn)，紫丁香、白丁香和毛丁香3個(gè)變種的顯微特征差異較小，無論從脈島數(shù)、柵表比或者下表皮氣孔只能區(qū)分其中2變種，但均無法全部區(qū)分3變種。因此，這3個(gè)顯微鑒定特征不能很好地用于變種間的鑒定，但可結(jié)合形態(tài)特征，有無被毛來區(qū)分，通過葉片被毛性狀無法區(qū)分的紫丁香和白丁香可以利用柵表比進(jìn)行區(qū)分。丁香屬的變種鑒定需要結(jié)合形態(tài)特征和顯微特征，這可能與紫丁香及其變種的劃分依據(jù)有關(guān)。

初步研究表明，平?jīng)鍪卸∠銓僦参锏蔫b定可以在葉形態(tài)的基礎(chǔ)上，將葉片的脈島數(shù)、柵表比、下表皮氣孔指數(shù)作為區(qū)分平?jīng)鍪卸∠銓僦参锏闹匾b別特征，測(cè)量顯微常數(shù)在平?jīng)鍪卸∠銓僦参锓诸愔芯哂锌尚行?，尤其可?yīng)用在丁香屬幼年期分類鑒定上。

5 展望

本研究采樣僅局限于平?jīng)鍪蟹植嫉亩∠銓僦参?，其種類較少，顯微結(jié)構(gòu)研究結(jié)果不能代表全部丁香屬植物，分類研究有一定的局限性。但從現(xiàn)有研究表明，丁香屬植物顯微結(jié)構(gòu)特征(脈島數(shù)、柵表比和下表皮氣孔指數(shù))具有差異性，在一定條件限制下，可以作為分類鑒別的依據(jù)，為丁香屬植物尤其是幼年期植物的分類鑒定提供了一個(gè)可靠方法。在后續(xù)研究中，除繼續(xù)尋找新的鑒別特征外，可以考慮選取其它丁香屬植物來驗(yàn)證脈島數(shù)、柵表比和下表皮氣孔指數(shù)鑒定的可靠性，為更簡(jiǎn)便、更快速地鑒別丁香屬植物種類提供可靠的方法。