全 文 ：栽培与野生马蓝叶及花粉粒的扫描电镜特征比较
刘家水， 张丹雁， 陈奕龙， 梁欣健， 陈伟华
（广州中医药大学中药学院，广东 广州 510006）
摘 要：比较栽培与野生马蓝叶表皮细胞和花粉粒扫描电镜的特征差异，探讨不同生长环境对马蓝的影响。 分别采集栽培与
野生马蓝的成龄叶片和成熟花粉粒，采用扫描电镜对叶片和花粉粒的表面形态特征进行对比分析。 结果表明，栽培马蓝气孔器的
极轴与赤道轴长度比为 1.2（±0.2），野生品为 1.4（±0.1），差异显著；栽培马蓝的气孔指数为 36.0（±4.2）%，野生品为 18.8（±3.6）%，差
异极显著；栽培马蓝的腺鳞指数为 7.8（±0.8）%，野生品为 3.6（±0.9）%，差异极显著；而两者的钟乳体指数、花粉粒形态无显著差异。
栽培与野生马蓝叶表皮细胞表面特征的差异，体现了植物结构与生态环境的相关性和适应性；两者花粉粒性状稳定，尚无孢粉学
变异。
关键词：马蓝； 叶表皮细胞； 花粉粒； 扫描电镜
中图分类号：S567.23+9 文献标识码：A 文章编号：1004-874X（2012）24-0012-03
Comparison on leaf epidermis cell and pollen grain characteristics
between cultivated and wild Baphicacanthus cusia (Nees) Bremek.
by the observation under scanning electron microscope
LIU Jia-shui, ZHANG Dan-yan, CHEN Yi-long, LIANG Xin-jian, CHEN Wei-hua
(School of Chinese Materia Medica, Guangzhou University of Chinese Medicine, Guangzhou 510006, China)
Abstract: In this paper, the differences of leaf epidermis cell and pollen grain characteristics between cultivated and wild
Baphicacanthus cusia (Nees) Bremek order to are compared, to explore the influence of different growth environment on B. cusia (Nees)
Bremek. The leaves and pollens of cultivated and wild B. cusia (Nees) Bremek are collected, their surface morphology and microstructure
are observed and compared respectively by scanning electron microscope. The results showed that the length ratio between poler axis and
equatorial axis of stomatal apparatus of cultivated B. cusia (Nees) Bremek is 1.2(±0.2) and wild B. cusia (Nees) Bremek is 1.4(±0.1), both
have significant difference. The stomatal index of cultivated B. cusia (Nees) Bremek. is 36.0(±4.2)% and wild B. cusia (Nees) Bremek is
18.8 (±3.6)%, both have highly significant difference. The glandular scale index of cultivated and wild B. cusia (Nees) Bremek is 7.8(±
0.8)% and 3.6 (±0.9)% respectively, both have highly significant difference. The cystolith index and pollen morphology have no significant
difference between cultivated and wild B. cusia (Nees) Bremek. The different characteristics of leaf epidermis cells reflect the correlation
and accessibility between plant structure and ecological environment. The pollen morphology of cultivated and wild B. cusia (Nees)
Bremek are stable, which have no sporopollen variation.
Key words: Baphicacanthus cusia (Nees) Bremek; leaf epidermal cell; pollen; scanning electron microscope
马蓝〔Baphicacanthus cusia （Nees）Bremek.〕为爵床科
多年生草本植物， 广泛分布于我国华南、 西南及华东地
区，其根茎及根可作南板蓝根药用，2010 年版《中国药典》
有收载，南板蓝根性寒、味苦，归心、胃经，具有清热解毒、
凉血消斑等功效[1]。 马蓝地上茎叶在我国南方地区作南大
青叶药用，亦可加工制成中药青黛，其作为南方地区常用
抗病毒中草药利用率高、用途广泛，具有良好的临床使用
价值和市场开发价值。 马蓝传统应用以野生品为主，但由
于近年的过度采挖及生态环境的人为破坏， 野生资源急
剧减少， 目前市售及厂商所用南板蓝根药材均以栽培品
为主[2]。 国内已有学者报道南板蓝野生品与栽培品在外观
性状及显微组织结构上的差异 [3]，而关于两者扫描电镜下
的差异则未见报道。本研究对马蓝野生品与栽培品的新鲜
叶片及花粉粒进行扫描电镜观察， 探讨两者在叶表皮细
胞、花粉粒表面结构的差异，为更科学准确鉴别马蓝提供
依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
供试的栽培马蓝叶片、成熟花粉粒采自梅州平远南板
蓝根规范化种植基地，野生马蓝叶片、成熟花粉粒采自广
州从化流溪河国家森林公园，原植物经广州中医药大学中
药鉴定学教研室张丹雁教授鉴定为爵床科植物马蓝。
试验用试剂包括 25%戊二醛水溶液、0.1 mol/L 磷酸
缓冲液、0.2 mol/L 磷酸缓冲液、1%四氧化锇、乙醇、叔丁醇
（以上试剂均由广州化学试剂厂生产，分析纯）。 4%戊二醛
固定液的配制： 在 50 mL 0.2 mol/L 磷酸缓冲液中加入
25%戊二醛水溶液 10 mL，然后加双蒸水定容至 100 mL。
试验用仪器包括 JFD-310 冷冻干燥仪、JFC-1600 离
子溅射仪、JSM-6360LV 扫描电子显微镜，购自日本 JEOL
收稿日期：2012-11-10
基金项目：广东省科技计划项目（2010B030700067）
作者简介：刘家水（1986-），男，在读硕士生，E-mail：ljs0513@
126.com
通讯作者：张丹雁（1964-），女，硕士，教授，E-mail：danyan64@
21cn.com
广东农业科学 2012 年第 24 期12
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DOI:10.16768/j.issn.1004-874x.2012.24.044
钟乳体指数
（%）
2.3±0.4
2.8±1.0
腺鳞指数
（%）
7.8±0.8
3.6±0.9**
气孔指数
（%）
36.0±4.2
18.8±3.6**
气孔极轴/
赤道轴
1.2±0.2
1.4±0.1*
气孔赤道轴
（μm）
9.7±1.5
9.8±1.3
气孔极轴
（μm）
11.4±1.2
14.1±1.8
表 2 栽培与野生马蓝叶表皮显微特征比较 （n=6）
注：“*”表示与栽培马蓝相比差异显著，“**”表示差异极显著。
种类
栽培马蓝
野生马蓝
钟乳体
长条状，明显
下陷
长条状，略突
出于叶表面
非腺毛
多细胞，单列 ，顶
端平尖 ， 表面疣
状突起短而密
多细胞，单列 ，顶
端平尖 ， 表面疣
状突起长而疏
腺鳞
表面光滑，
略呈球形
表面粗糙，
略呈球形
叶上表皮
表面较光滑，密布钟乳体，
腺鳞散在
表面稍粗糙，密布钟乳体，
偶见腺鳞
叶下表皮
表面较光滑，密布气孔，
气孔近圆形，腺鳞散在，
可见非腺毛
表面稍粗糙，气孔散在，
气孔近椭圆形， 偶见腺
鳞，可见非腺毛
种类
栽培马蓝
野生马蓝
表 1 栽培与野生马蓝叶表皮形态特征比较
公司。
1.2 试验方法
1.2.1 马蓝叶表皮细胞扫描电镜制样方法 取正常生长
的成龄叶片（栽培、野生品），在主叶脉中部附近切下 1～2
mm 2 小块，用蒸馏水洗净，放入 4%戊二醛固定液中，真
空泵抽空 15～30 min、固定 13 h，用 0.1 mol/L 磷酸缓冲液
冲洗 3次、 每次 30 min， 再用 1%四氧化锇固定 2.5 h，经
0.1 mol/L 磷酸缓冲液冲洗 3 次、每次 5 min，用乙醇逐级
脱水 30%→50%→70%（在 4℃冰箱内脱水）→80%→90%
（在室温下脱水）、 每个浓度 15 min， 用无水乙醇脱水 3
次、每次 10 min，再将无水乙醇换成叔丁醇脱水 3 次、每
次 10 min，然后用冷冻干燥仪进行干燥，粘托后再用离子
溅射仪溅射金膜约 10 nm，最后扫描电子显微镜观察叶表
皮细胞特征并拍照。
1.2.2 叶表皮细胞观察 观察叶上表皮： 放大 100 倍时，
分别随机统计叶片中部 6 个视野 （面积约为 1 000 μm×
1 000 μm）的钟乳体数和表皮细胞数。
观察叶下表皮：放大 2 000 倍时，随机选取 6 个气孔，
测量保卫细胞极轴和赤道轴长度；放大 300 倍时，随机选
取 6 个视野（面积约为 300 μm×400 μm），统计腺鳞、气孔
及表皮细胞的数目，计算气孔指数、腺鳞指数和钟乳体指
数。 视野面积的计算参考王灶安 [4]的方法，气孔指数的计
算参照汪矛[5]的方法。
气孔指数 （%）=每个视野气孔数/（视野中气孔数+表
皮细胞数）×100
腺磷指数 （%）=每个视野腺鳞数/（视野中腺鳞数+表
皮细胞数）×100
钟乳体指数 （%）=每个视野钟乳体数/视野中表皮细
胞数×100
1.2.3 马蓝花粉扫描电镜制样方法 取新鲜成熟的花粉，
置于防尘处自然干燥 48 h 以上， 将花粉直接粘在具有双
面胶带的样品台上，离子溅射仪溅射金膜约 10 nm，再用
扫描电子显微镜观察并拍照， 分别测量 10个花粉粒极轴
和赤道轴长度。
2 结果与分析
2.1 马蓝叶表皮电镜特征
由图 1（封二）可知，栽培与野生马蓝叶下表皮细胞形
态均多呈不规则状，类三角形、类四方形或类多边形，垂周
壁多波状弯曲，气孔多为直轴式，副卫细胞大小悬殊。 腺
鳞散在，头部扁球形，柄极短。非腺毛表面有疣状突起。栽
培与野生马蓝叶下表皮显微特征的差异主要体现在气孔
数及腺鳞数。 此外，栽培马蓝叶表皮细胞和腺鳞的表面略
显饱满及光滑，非腺毛表面疣状突起短而密，而野生品的
叶表皮细胞和腺鳞表面则稍显皱缩及粗糙， 非腺毛表面
疣状突起长而疏（表 1）。
对栽培与野生马蓝气孔器保卫细胞的极轴和赤道
轴测量发现 ，栽培马蓝气孔器大小为 11.4 （±1.2）μm×
9.7 （±1.5）μm，极轴与赤道轴长度之比为 1.2 （±0.2）；
野生品气孔器大小为 14.1 （±1.8）μm×9.8 （±1.3）μm，
极轴与赤道轴长度之比为 1.4 （±0.1），栽培和野生马
蓝气孔器的极轴与赤道轴长度比有显著差异。 而栽培
马蓝叶下表皮的气孔指数为 36.0 （±4.2）% 、腺鳞指数
为 7.8（±0.8）%，野生马蓝叶下表皮的气孔指数为 18.8
（±3.6）%、腺鳞指数为 3.6（±0.9）%，差异均极显著 （表
2）。
栽培与野生马蓝叶上表皮均可见腺鳞散在，偶见多细
胞非腺毛，钟乳体为长条状，栽培者钟乳体下陷，而野生者
钟乳体则略突出于叶片表面（图 2，封二）。 比较其钟乳体
指数，栽培马蓝为 2.3（±0.4）%，野生马蓝为 2.8（±1.0）%，
两者无显著差异（表 2）。
2.2 栽培与野生马蓝花粉粒显微特征比较
栽培与野生马蓝花粉粒均呈长球形，具 3 孔沟，孔沟
长而细窄，内孔纵长，孔膜突出、呈近椭圆形。 数条假沟与
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种类
栽培马蓝
野生马蓝
极轴/
赤道轴
1.6±0.2
1.5±0.1
赤道轴
（μm）
46.2±4.4
48.1±3.1
极轴
（μm）
73.5±5.8
72.8±4.3
表 3 栽培、野生马蓝花粉粒显微特征比较（n=6）
孔沟并排，假沟将沟间区分成宽度均匀的肋条带状，在条
带中央具纵向排列成齿牙状或细网纹状纹饰 （图 3，封
二）。 而二者区别仅为栽培马蓝花粉粒内孔膜突出程度略
小于野生者。 对花粉粒极轴和赤道轴的测量结果表明，栽
培马蓝花粉粒大小为 73.5（±5.8）μm×46.2（±4.4）μm，极轴
与赤道轴长度之比为 1.6 （±0.2）； 野生者花粉粒大小为
72.8（±4.3）μm×48.1（±3.1）μm，极轴与赤道轴长度之比为
1.5（±0.1），两者均无显著差异（表 3）。
3 结论与讨论
不同生态环境中的植物， 常表现出不同的形态特征，
这通常被认为是植物对特殊生态环境的演化适应 [6]，同时
这种演化适应较多地反映在叶的特征上[7]。 叶是植物进行
蒸腾作用和光合作用的主要器官， 与周围环境有密切联
系， 是植物进化过程中对环境变化较敏感且可塑性较大
的器官[8]，体现着植物对环境变化的适应[9-12]。
马蓝为半阴生植物，喜温暖潮湿的环境，野生马蓝多
生于山坡、路旁、草丛及林边等较潮湿的地方[13]，水分蒸发
量小；而栽培马蓝为大田种植，荫蔽度低，光照强，蒸腾作
用强，代谢旺盛。 因此，栽培马蓝叶下表皮细胞与气孔器
体积明显变小，排列紧密，单位面积内气孔数明显增多，
气孔指数变大，腺鳞及非腺毛增多，叶脉变密，输导组织发
达；其次，腺鳞指数的增大，腺鳞数的增加，能更多地反射
太阳光，减少叶片表面空气的流动，降低蒸腾作用[14]，同样
可防止水分过度丧失。 此外，为减少过度光照所造成的大
量水分蒸腾，栽培马蓝叶片长宽缩短变厚，叶肉细胞增加，
在扫描电镜下底层细胞内的钟乳体较难观察， 栽培马蓝
钟乳体较野生马蓝少；而野生马蓝由于光照弱，其叶片大
而薄、叶肉细胞少，故扫描电镜下底层细胞内钟乳体易于
观察到，钟乳体较栽培马蓝多。
传统认为，花粉在植物个体发育中出现得最晚，且生
活力短，受环境因素的影响较小，性状十分稳定[15]，而本试
验结果显示，栽培和野生马蓝花粉粒性状无显著差异，与
传统观点相一致。
生态环境不仅影响植物宏观的外部形态特征，对植物
组织细胞及其细胞内含物、 表皮附属物等微观特征亦产
生影响。 栽培与野生马蓝的叶表皮细胞之间的差异是马
蓝为适应环境变化而产生的生态适应性状， 体现了植物
结构与环境的相关性和适应性。 短时间内环境的变化对
两者花粉粒性状影响较小，两者花粉粒尚无孢粉学变异。
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