全 文 ：·研究论文·
卷柏属植物微形态学特征及其在分类学和
药材鉴定上的意义探讨
常崇艳 陈晓端
(北京师范大学分析测试中心 100875)
肖新月＊ 林瑞超
(中国药品生物制品检定所 100050)
摘要 目的:探讨卷柏属植物微形态学特征及其在植物分类学和药材鉴定学上的意义 , 方法:应用扫描电子显
微镜对卷柏属 8 种植物的微形态学特征进行了观察。结果:本文所述的 8 种卷柏的微形态特征为首次报道 , 包
括营养叶 、 孢子叶穗的微细特征。结论:叶表面 、 叶缘微细特征 , 气孔带的有无和宽窄 、 气孔的亚显微结构以
及大小孢子囊排列方式 , 可以作为卷柏属种间鉴别依据。
关键词 卷柏属 微形态学 扫描电子显微镜 鉴别
＊ 联系人
卷柏为少常用中药 。始载于 《神农本草经》 ,
列为上品。中国药典 (1995 年版)收载的为卷柏
Selaginel la tamariscina (Beauv.)Spring 或垫状卷
柏 S .pulv inata Hook.et Grev.Maxim.的干燥全
草。卷柏属植物约有 700 种 , 我国约产 50种 , 其
中可供药用者有 22 种之多[ 1] 。该属植物多具有清
热解毒 , 活血止血 , 舒筋活络功效 。近年来 , 在对
该属植物江南卷柏和深绿卷柏的化学成分和药理实
验研究中发现有大叶酸 、 木脂素 、 生物碱和双黄酮
类等成分 , 这些成分具有抗菌消炎 , 抗癌 , 增强机
体免疫功能及对血压具有双向调节作用[ 2 ～ 4] 。
有关卷柏属药材的生药学方面的研究[ 5 ,6]文献
很少 , 微形态方面的研究几乎没有 。然而正如植物
学家福斯特 (1983)所说 , 本属植物在维管植物中
的重要性 , 是不能用现存植物的经济价值来衡量
的。这一类植物在形态上的一致性 , 和在维管植物
演化趋势解释上的价值 , 早已引起了许多植物分类
学家的注意[ 7] 。本文旨在通过对国产的 、 可供药
用的卷柏属 8 种植物微形态学方面较为详细的研
究 , 探讨卷柏属植物种类和微形态的相关性 , 力求
为卷柏属植物的分类和卷柏类药材的鉴定提供有价
值的资料 。
1 样品和方法
1.1 样品 卷柏 Selaginella tamariscina(Beauv.)
Spring (福建), 垫状卷柏 S .pulv inata Hook.et
Grev.Maxim.(亳州商品), 江南卷柏 S .moel-
lendorf i i Hieron.(亳州商品), 毛枝卷柏 S .t ri-
choclada Alston. (福建), 深绿卷柏 S .doeder-
leinii Hieron (福建), 中 华卷 柏 S . sinensis
(Desv .)Spring (河北), 旱生卷柏 S .stauntoni-
ana Spring (河北), 峨嵋卷柏 S .omeiesis Ching ex
H.S.Kung.(贵州)。以上 8种样品均由中国药
品生物制品检定所张继 、徐纪民鉴定 。
1.2 方法 日立 X-650扫描电子显微镜 (每种
植物观察 6 ～ 8个样品);扫描条件:加速电压 20
kV , 束流100μA 。日本 EIKO IB-Ⅲ离子溅射仪 ,
镀金条件:电流 2 mA , 时间 5 min。
2 结果与讨论
2.1 卷柏属植物营养叶的微形态特征
卷柏属植物营养叶细小 , 有卵圆形 、 披针形或
圆形 , 长几毫米。叶通常二型 , 沿茎部成 4纵行排
列;无柄 , 具 1脉 。位于茎侧面的 2行为侧叶 (腹
叶), 较大且宽 , 近平展;中间的 2行为中叶 (背
叶), 贴生且指向枝顶 。
2.1.1 叶缘 借助扫描电子显微镜观察 , 8种卷
柏的叶缘可分为全缘和非全缘 2类。全缘的情况很
少见 , 仅有毛枝卷柏的叶缘光滑无刺 。非全缘性叶
缘刺的形状或大小在不同的种间差异很大 , 可分为
5个类型:型 Ⅰ是叶缘具刚毛状刺 , 刺的下端粗 ,
自下而上逐渐变细 , 顶端很尖 (图 1-A), 有江南
卷柏和峨嵋卷柏。型Ⅱ是叶缘具针状刺 , 即上下粗
细相同 , 先端钝或尖的刺 (图 1 -B), 有中华卷
柏 。型Ⅲ是叶缘具粗刺 , 刺较粗大 , 头部钝 (图 1
-C), 有卷柏 。型Ⅳ是叶缘具小刺 , 刺很小 , 小
·75· 20 (2), 2000
DOI :10.16155/j.0254-1793.2000.02.001
于 25μm , 有深绿卷柏。型Ⅴ是叶缘参差不齐 , 缺
刻明显 (图 1-D), 有垫状卷柏 。值得注意的是 ,
中国药典将本种记载为叶缘全缘[ 8] 。然而 , 据我
们观察它的营养叶有缺刻;《四川植物志》[ 9] 中已
对此情况作过说明 , 认为本种叶缘有齿 , 但外缘向
后反折将齿隐没 , 因此多年来被误认为 “外缘全缘
加厚” 。
图 1 扫描电子显微镜下卷柏叶表面的微形态特征
A.江南卷柏 B.中华卷柏 C.卷柏 D.垫状卷柏 E, H.峨嵋卷柏 F , G.毛枝卷柏 I , K.旱生卷柏 J.深绿卷柏
2.1.2 叶的远轴面 卷柏属 8种植物营养叶的远
轴面微形态学特征差别很大。卷柏 、垫状卷柏 、 峨
嵋卷柏 、 旱生卷柏 、 毛枝卷柏和深绿卷柏 6种 , 叶
的远轴面在扫描电镜下呈现 3个区域:气孔沿叶脉
处的下表面轴向排列形成气孔带 , 气孔带至叶缘为
无气孔区域 (图 1-E)。江南卷柏叶气孔带至叶缘
还可见区别明显的 2个带:近叶缘的区域瘤状颗粒
大而稀疏 , 近气孔带区域瘤状颗粒小而密集 , 即分
为 5个区域 (图 1-A)。另外 , 在扫描电镜下 8种
卷柏叶远轴面的表皮细胞轮廓呈长条形 。通常这些
长条形表皮细胞表面均匀分布着瘤状突起 , 有卷
柏 、垫状卷柏 、 中华卷柏 、江南卷柏 、 旱生卷柏;
少数种类 , 深绿卷柏和毛枝卷柏 , 它们的长条形表
皮细胞表面光滑 (图 1-F)。在峨嵋卷柏中上述 2
种情况同时存在 , 只是有瘤状突起的表皮细胞较
少 , 而且它们均匀穿插于表面光滑的表皮细胞间
(图 1-E)。
2.1.3 叶的近轴面 扫描电镜下 , 8种卷柏叶的
近轴面未见到分区现象 , 基本由类矩形 、多角形或
类圆形的表皮细胞镶嵌而成。如毛枝卷柏表皮细胞
为类矩形 (图 1-G);峨嵋卷柏表皮细胞为多角形
纹饰 (图 1-H);多数种类表皮细胞为类圆形 , 并
且上面还均匀分布有瘤状突起 , 如江南卷柏等 , 也
有少数种类无颗粒状突起 , 如深绿卷柏。
由此可见 , 8种卷柏的叶缘和叶表面的微形态
特征有明显区别 , 叶的远轴面更为复杂些 , 有一定
的分类学意义。
2.2 卷柏属植物气孔微形态特征
2.2.1 卷柏属植物气孔的分布规律 气孔主要见
于叶的远轴面。在扫描电镜下 , 多数种的气孔不是
随意分布于叶的远轴面上 , 而是很有规律地沿叶长
轴方向 , 集中排列在叶脉附近 , 形成一条气孔带
(stomatal band)。不同种植物的气孔带的宽窄不
同;在同一片叶的表面上 , 基部气孔带最宽 , 气孔
列数最多 , 由下向上气孔列数逐渐减少 , 气孔带逐
渐变窄 。旱生卷柏气孔带最宽 , 基部气孔带宽 8 ～
9列 (图 1-I);其次是深绿卷柏 , 气孔带宽 6 ～ 8
列;峨嵋卷柏和垫状卷柏气孔带有 4 ～ 6 列气孔
(图 1-E);气孔带较窄的种类有卷柏 、 江南卷柏
和毛枝卷柏 , 有 2 ～ 4列气孔;江南卷柏的气孔尤
·76· 药物分析杂志
为特殊 , 气孔带区域明显加厚 (图 1-A)。也有少
数种类无气孔带 , 如中华卷柏 , 它们的气孔极少 ,
分散在叶表面 , 不形成气孔带 。也就是说 , 卷柏类
植物叶的远轴面气孔带的有无和宽窄 , 完全可以作
为鉴别卷柏的微观指标之一 , 其中江南卷柏具有明
显加厚的气孔带 , 是区别于其它种的显著标志之
一。
叶近轴面气孔很少 , 大多数种类未见气孔带 ,
只在峨嵋卷柏观察到气孔带 , 且仅有 1列气孔。
2.2.2 卷柏属植物气孔的亚显微结构 卷柏属植
物气孔的亚显微结构有其共性 。多数种类的气孔器
组成一个椭圆形圆盘 , 圆盘中央隆起 , 气孔开口于
此 , 开口的边缘有明显的缺刻 (图 1-J)。垫状卷
柏 、 江南卷柏 、 旱生卷柏 、深绿卷柏 、 毛枝卷柏和
峨嵋卷柏的气孔均属于这种结构。但垫状卷柏气孔
开口缺刻不明显 。卷柏气孔器没有形成明显的圆盘
结构 , 而是位于凹窝内 , 并且气孔开口边缘无明显
的缺刻。
2.3 卷柏属植物孢子叶穗的微形态学特征
实验观察 , 8 种卷柏的孢子叶穗形态差别不
大。孢子叶穗通常为四棱形 , 由纵向排成 4列的孢
子叶组成 , 生于小枝顶端 。孢子叶基本同型 , 为卵
状三角形 , 尖端具一长芒 , 叶缘具刺 , 孢子叶的表
面微细特征与营养叶类似 。孢子囊着生于孢子叶叶
腋处 (图 1-K), 成熟时自行开裂 , 释放孢子。有
人曾观察了有关分类上的 、地理上的孢子叶穗内大
小孢子囊的分布型式 。北美 30种卷柏中 , 孢子囊
的分布主要有 3种类型:型Ⅰ , 孢子叶穗具一基部
的大孢子囊区和具一上部的小孢子囊区;型 Ⅱ , 孢
子叶穗具 2列大孢子囊和 2列小孢子囊;型 Ⅲ , 孢
子叶穗上大孢子囊轮生。并且认为孢子囊的排列方
式对卷柏的分类是很有意义的 。一般来说 , 一个自
然类群或一个种系只具一种型式[ 7] 。我们对8种卷
柏的孢子囊的排列方式进行了观察 , 大小孢子囊的
排列也基本上可分为上述 3种类型:中华卷柏和毛
枝卷柏属于型 Ⅰ , 孢子叶穗基部有一个大孢子囊
区;旱生卷柏 、 垫状卷柏 、峨嵋卷柏和卷柏均属型
Ⅱ , 为 2列大孢子囊和 2列小孢子囊;江南卷柏和
深绿卷柏为型 Ⅲ , 大孢子囊在孢子叶穗基部轮生。
大小孢子囊的排列方式在不同种间的差别很明显 ,
在卷柏属的分类上具有重要的参考价值。
3 结语
用于分类的性状始终要从生物学的广泛领域收
集 , 微形态学 (Micromorphology)、遗传学 、细胞
学 、生物化学及细胞生物学等学科的兴起和发展为
分类提供了许多新信息 。用细胞全息论来解释 , 即
所有细胞均有共同的基本组分和结构规律性[ 10] 。
这点无论在显微水平 、 超微水平还是分子结构水平
均毫无例外地表现出来 。通过对生物微细形态结构
变化规律的研究 , 可以得到亚显微水平特征量的变
化趋势 。实验证明 , 卷柏属植物的一些微形态特
征 , 有高度的种间专属性和稳定的遗传性 , 可以作
为卷柏分类 、药材鉴定的依据和标准 。
致谢:福建省药检所李宗 、 浙江省药检所郭增喜等惠赠部分样品。
参考文献
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类学与生物系统学.北京:科学出版社 , 1986.83
(本文于 1999年 2月 9日收到)
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Studies on Micromorphology and Its Significance in
Anatomy and Identification of Selaginella
Chang Chongyan and Chen Xiaoduan
(Analyt ical and Testing Center , Beij ing Norma l U niversity , 100875)
Xiao Xinyue and Lin Ruichao
(Nat ional Insti tu te for the Con trol of Pharmaceutical and B iological Products , Bei jing 100050)
Abstract Objective:The aim of this w ork is to probe into micromo rphological character of Selaginella and
their significance in Classificat ion.Method:Ten dried specimens w ere examined and photographed w ith Scan-
ning Electron Microscope.Results:M icromo rphological features of eight species , especially stomatal band , in
the genus of Selaginella were reported here for the fi rst t ime.Including leaf , st robilus.Conclusion:The mi-
cromorphological characters of leaf margin , surface , the ult ra-structure of stoma and the dist ribution of spo-
rangium in spo rophyll were found useful in Taxonomy.The authors considered that it w ould be reasonable to i-
dentify eight species Selaginel la by micromorphological characters.
Key words Selaginella , micromo rphology , scanning electron microscope , identification
四川凉山杜鹃挥发油成分的同时蒸馏萃取与 GC/MS分析
李红霞 董晓楠 丁明玉＊
(清华大学化学系 北京 100084)
王文清
(北京大学技术物理系 北京 100871)
摘要 目的:测定中药材杜鹃叶中挥发油成分。方法:凉山杜鹃叶中的挥发油成分经改进的同时蒸馏萃取仪提
取 (水蒸气蒸馏 , 乙酸乙酯萃取), 然后经毛细管气相色谱法进行测定 , 用面积归一化法进行了定量。 色谱条
件:HP5 中性石英毛细管柱 (0.25 mm×30 m×0.25μm), 柱温 150 ℃, 分流进样 , 分流比75∶1 , 进样温度 250
℃, MS 检测器。载气为高纯氦气。结果:挥发油中共分离出 72 个化合物 , 初步鉴定了其中的 27 个化合物。其
成分主要包括烯烃类 (32.53%)、 烷烃类 (10.13%)、 醇类 (6.26%)、 酯类 (15.29%)等。含量较高的是α-
蒎烯 、 十四烷 、 邻苯二甲异丁酯 、 8-异丙基环 [ 5.1.0] 辛烷 、 邻苯二甲酸二丁酯 、 4-甲基-1-异丙基-环
[ 3.1.0] 己烷 、 α-松油醇 、 己酸甲酯等。结论:本法是一个快速 、 简便 、 准确的测定挥发油的方法 。
关键词 同时蒸馏萃取 气质联用 杜鹃 挥发油
＊ 通讯联系人 , E-mail:dingmy@chem.tsinghua.edu.cn
杜鹃花科 (Ericaceae)杜鹃属植物的叶中普遍
含有黄酮类化合物和挥发油 , 对慢性气管炎疗效较
好[ 1] 。近年来对挥发油研究较多 , 发现大多数挥
发油具有生物活性[ 2 ～ 6] 。本文研究的凉山杜鹃是
生长在四川省凉山州海拔 3500 m 以上山区的野生
植物 , 属杜鹃花科杜鹃属植物 , 是 “金鹃咳喘停口
服液” 的原料。该药对祛痰止咳效果显著 , 但其化
学成分未见报道。为此 , 我们分析了其挥发油成
分 , 以便更好地探索其药用机理。 “同时蒸馏萃取
法” (SDE , simultaneous distillation and solvent ex-
t ract ion)是 Nickerson 和 Likens在 1966 年发展起
·78· 药物分析杂志