全 文 :• 2672 • 中华中医药杂志(原中国医药学报)2012年10月第27卷第10期 CJTCMP , October 2012, Vol . 27, No. 10
通讯作者:万定荣,武汉市武昌民族大道708号中南民族大学药学院,邮编:430074,电话:027-67841196,E-mail:wandr666@163.com
·研究报告·
景天属几种药用植物及混淆品的叶表皮比较鉴定
王璐瑶1,万定荣1,陈雨洁2
(1中南民族大学药学院,武汉 430074;2中国药科大学中药学院,南京 210000)
摘要:目的:通过研究景天属4种药用植物及2种混淆品的叶表皮显微特征,为它们的鉴别提供依据,并进一
步探讨气孔参数在药用植物鉴别中的价值。方法:利用叶表面片显微鉴别的方法,比较它们(部分种包括不同采
集地的样品)的叶表皮细胞形态及气孔参数(包括气孔指数、气孔密度和气孔长宽比)的共性与差异,确立鉴别
特征。结果:6种植物叶除具有部分共性特征外,在叶片上下表皮细胞的形态、排列状况、气孔分布以及叶缘细
胞的形态上有各自的特征。结论:可综合利用叶片、叶脉、叶基部及叶缘细胞的形态特征及排列状况将景天属4
种药用植物及2种混淆品一一鉴别;气孔指数与气孔密度对景天属药用植物的分类鉴定意义不大。
关键词:景天属;药用植物;叶表皮;显微特征
基金资助:湖北省自然科学基金项目(No.2009CDB419),中南民族大学中央高校基本科研业务费专项基金
项目(No.CZY11011)
Comparative identifi cation of the leaf epidermis microstructures of
several Sedum species
WANG Lu-yao1, WAN Ding-rong1, CHEN Yu-jie2
( 1Pharmay College, South-Central University for Nationalities, Wuhan 430074, China; 2Institute of Traditional Chinese Medicine,
China Pharmaceutical University, Nanjing 210000, China )
Abstract: Objective: To provide scientifi c references for the identifi cation of the 4 Sedum medicinal species and the
other 2 species of the same Genus and to probe into the identifi cation value of stomatal parameters. Methods: The microscopic
characters of the leaf epidermis of the 6 Sedum species collected from different places in Hubei province were observed
and researched under light microscope respectively. And the common characters and the differences of the leaf epidermis
microstructures and stomatal parameters of different species were compared to obtain the identifi ed characters. Results: Besides
some common characters, there were obvious differences of the 6 species on the morphology, size, arrangement of the leaf
epidermis cells and the stomatal distribution and the like. Conclusion: The 6 Sedum species can be authenticated easily according
to the cells shape and the arragenment of blade, vein, leaf base and leaf margin. In addition, the stomatal index and the stoma
density can hardly help identify and classify the Sedum species.
Key words: Sedum; Plant medicines; Leaf epidermis; Microstructure
Fund assistance: Natural Science Foundation of Hubei Province (No.2009CDB419), The Special Fund for Basic
Scientifi c Research of Central Colledges, South-Central University for Nationalities (No.CZY11011)
景天属(Sedum)来源的植物药多有广泛的药用价值。其中
垂盆草为常用中药及我国多个民族使用的药材,又是多种单、
复方制剂的原料药材[1];垂盆草具清利湿热、解毒等功能,临床
上主要用于治疗各种急慢性肝炎,有降低血清降低谷丙转氨酶
的作用,被多版中国药典收载。同属几种植物药佛甲草、凹叶
景天、费菜在民间也常用于清热解毒、止血或抗肿瘤等[2],有重
要的研究开发价值。因外形相似的原因,该4种植物药以及同属
的另两者江南景天、宽叶景天之间常彼此混淆,时有误用,需
建立可靠的鉴别方法。笔者以不同产地的同种植物叶的表皮细
胞为对象,对6种药用植物或形态相近种进行了显微特征的比
较研究,包括对叶表皮细胞形态及气孔参数(气孔指数、气孔
密度和气孔长宽比)的全面比较,以期提供简便、快速而可靠的
鉴别方法,同时进一步探讨叶表皮显微特征在属内及种间(药
用)植物分类鉴定方面的价值。
材料与方法
1. 材料 各个种的植株均采自不同产地的多个采集点,见表1。
野外采样后部分移栽于中南民族大学校园内,均经药学院万定
荣教授鉴定。实验材料为新鲜叶片。
2. 方法 从当年或近年移栽的以上各植物植株的成熟叶片
上撕取叶上、下表皮,用蒸馏水制成临时装片,置光学显微镜下
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观察叶上、下表皮各部位的显微特征。包括研究观察不同植物
成熟叶片的不同部位(叶基部、中部及先端,叶脉,叶片及叶缘
处)的细胞形态特征,比较种内变异及种间异同;观察叶表皮气
孔器类型、分布特征,气孔器的大小、气孔指数及气孔密度等数
值特征均来源于各个种不同产地、不同采集点的植株的20个表
面撕片的平均值。
结果与分析
1. 4种植物药和2个易混种的叶表皮细胞共性 根据对4种
药用植物和2个形态近似种(包括部分种不同产地的样品)的叶
表皮细胞形态特征的观察研究,发现它们具有下列共性特征:
①叶片基部及叶脉处均无气孔或偶见气孔;②叶脉表皮细胞多
为沿叶脉方向纵向延长;③气孔为不等式;④叶缘细胞较大,
沿叶缘方向延长;⑤叶下表皮先端或其他部位通常有含紫红色
物质的细胞,上表皮先端也多有。
2. 各个种的叶表皮显微特征
2.1 垂盆草(Sedum sarmentosum)叶 上表皮:叶片基部
(距部)细胞呈类长方形、类方形或类多角形,无气孔或偶见气
孔;中脉处细胞呈长条形,沿叶脉方向纵向延长;有时可见紫红
色细胞。基部以上叶片表皮细胞呈不规则正方形、长方形或不
规则形;向叶片中部的叶脉细胞的壁渐变为波状弯曲;气孔不
等式,许多气孔两两相连。叶缘细胞1-2列,较大,呈长椭圆形
至长矩圆形,内壁波状弯曲。叶先端处有时可见紫红色细胞。
下表皮:基部(距部)细胞呈长方形或矩圆形,壁平直,沿
叶脉方向延长,无气孔。基部以上至近中部叶脉处细胞呈长条
形,壁平直,见图1,近中部或中上部以上的细胞的壁略呈波状
弯曲或呈波状弯曲。基部以上叶片叶脉两侧的细胞呈不规则长
方形,细胞壁呈波状弯曲;叶片气孔较多(中脉处较少),有大
量气孔两两相连,也有气孔3个相邻。叶缘细胞1-2列,较大,呈
类长方形、长矩圆形或长梭形,沿叶缘方向延长,内壁多呈微波
状或波状弯曲,见图2。近叶先端处气孔少见,有时可见近顶端
有一片呈类圆形或多角形的细胞,见图3。
2.2 佛甲草(Sedum lineare)叶 与垂盆草叶片表皮较为接
近,主要区别为:上表皮基部(距部)细胞呈类长方形,略纵向
延长,壁较平直;基部以上叶脉细胞壁较平直;叶脉两侧的叶
片表皮细胞壁较平直或略呈波状弯曲;叶缘细胞较狭,呈狭长
方形、狭长条形或长梭形,壁较直。下表皮基部(距部)细胞较
长,呈类长方形或长方形;其以上主脉细胞胞壁较平直;叶脉
两侧表皮细胞呈类长方形或不规则长多角形,壁较平直;叶缘
细胞更狭长,细胞壁较直。
2.3 江南景天(Sedum. kiangnanense)叶 上表皮:距部位
细胞呈类矩圆形、类长方形或类多角形,基部叶脉部位呈类长
条形,壁平直,两侧细胞呈长方形、类方形,壁平或略呈波状弯
曲,两侧有气孔。基部以上叶片两侧表皮细胞呈不规则方形、长
方形,壁波状弯曲,气孔不等式,散在,分布较密;基部以上叶
脉细胞的细胞壁在叶脉下部较直、在中下部略呈波状弯曲,在
上渐变为波状弯曲,细胞为不规则长方形或方形,形态上渐与
两侧细胞难以分辨。叶先端可见紫红色细胞。叶缘细胞1-3列,
细胞较大,呈长椭圆形或长菱形,内壁呈波状弯曲。
下表皮:基部(距部)细胞呈类长方形或矩圆形,叶基部中
央及两侧细胞为长方形或长多角形,细胞沿叶脉方向延长,壁
较直,叶脉处无气孔,两侧叶片部位有不等式气孔,见图4。基
部以上叶脉处细胞呈长条形,壁较直,叶中部附近的叶脉细胞
种名
垂盆草
Sedum sarmentosum Bunge.
佛甲草
S. lineare Thunb.
凹叶景天
S. emarginatum Migo.
江南景天
S. kiangnanense D. Q. Wang
et Z. F. Wu
费菜
S. aizoon L.
宽叶景天
S.ellacombianum Praeger.
产地
湖北秭归(县城附近)
湖北宜昌(雾渡河、土城、车溪等地)
湖北罗田(九资河、天堂寨等地)
湖北武汉(蛇山、洪山、本校、龟山)
湖北罗田(九资河、天堂寨等地)
湖北武汉(蛇山、洪山、本校)
湖北武汉(蛇山、洪山、磨山、龟山)
湖北英山(吴家山、南武当等地)
内蒙呼和浩特(植物园、街道马路边等地)
湖北罗田(天堂寨等地)
湖北英山(吴家山、南武当等地)
凭证标本
万定荣 090709
陈雨洁、王静 0907030
王静、陈雨洁 090705
万定荣 090601
万定荣 060706
万定荣 090703
徐燃、万定荣 060505
万定荣 090604
万定荣 090801
陈雨洁、王静 090803
万定荣 090806
万定荣 090730
万定荣 090708
万定荣 090709
表1 材料来源
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壁略呈波状弯曲或呈波状弯曲,且弯曲程度随叶脉向叶先端延
伸而逐渐加强。基部以上叶片两侧细胞呈不规则长方形或不规
则形,壁波状弯曲,气孔密布。叶片先端有时可见紫红色细胞;
叶缘细胞1-2列,较大,呈类长方形,沿叶缘方向延长,内壁较
平或呈微波状或波状弯曲,见图5。
有长方形细胞分布的部位无气孔,见图6。基部以上叶片表皮细
胞的壁呈波状弯曲或强烈波状弯曲,横向、竖向或与中脉呈一
定角度排列,气孔不等式,密布,多两两相邻或三个相近,见图
7。叶缘细胞呈不规则长条形、长梭形或矩圆形,外壁有时向外
凸起,内壁较直或略弯曲。
2.4 凹叶景天(Sedum emarginatum)叶 与江南景天叶表
皮较为相近,但主要区别为:上表皮叶片基部两侧细胞呈类长
方形或不规则类呈长方形,叶片基部中央细胞呈类长方形至长
条形,壁较直,沿叶脉方向延长(前者类矩圆形、类长方形或类
多角形)。下表皮叶片基部细胞呈长条形或长梭形;叶片中上部
叶缘1-2列细胞较大,呈长椭圆形至长矩圆形,外壁平直,其余
叶缘细胞壁呈密集小波状弯曲。
2.5 费菜(Sedum aizoon)叶 上表皮:基部上表皮细胞
呈类长方形或椭圆状长方形,沿与叶脉方向平行或斜上方向延
长,有少数气孔。全部叶脉处的细胞排列整齐,为数列纵向延
长的长方形或长条形细胞。叶脉两侧部位细胞形态不规则呈不
规则长方形、不规则梯形、肾形、三角形等,排列方向各异,细
胞壁较直、略呈波状弯曲或呈波状弯曲。叶缘细胞呈长方形、
长条形或矩圆形,内壁大多较平或略弯曲。
下表皮:基部主脉处细胞呈长方形、长条形、不规则长方
形或类方形;从基部至叶先端,叶脉细胞列数逐渐减少;主脉
2.6 宽叶景天(Sedum. ellacombianum)叶 与费菜叶表
皮较为接近,但主要区别为:上表皮的基部叶脉处细胞类长方
形、类方形、类圆形或菱形;叶片上表皮细胞的形状与费菜的
相似,但其长轴与叶脉方向垂直、呈一定角度或平行排列;上表
皮叶缘细胞类圆形、类方形、类矩圆形或类长条形。下表皮叶
缘细胞内壁略弯曲或呈微波状弯曲;叶缘细胞不规则长方形或
不规则矩圆形,有时向外显著膨大凸起。
3. 各个种的叶表皮气孔特征
3.1 叶表皮气孔观察结果 分别对不同产地的垂盆草、佛
甲草、凹叶景天、江南景天、费菜及宽叶景天6种植物的叶表皮
气孔器特征进行研究,结果见表2。
3.2 叶表皮气孔特征分析 气孔大小:观察结果表明,同种
不同产地样品的气孔大小、长宽比有的相对稳定(如多数产地
的垂盆草),有的差异较大(如佛甲草等),说明气孔大小不宜
作为种间鉴别的依据。另外,垂盆草、佛甲草样品叶下表皮的气
孔长宽比一般比上表皮的大;费菜、宽叶景天叶上下表皮长宽
比基本相同。这4种药用植物种间上下表皮的气孔长宽比的情
药材 产地
重盆草(秭归)
重盆草(宜昌)
重盆草(罗田)
重盆草(武汉)
佛甲草(罗田)
佛甲草(武汉)
凹叶景天
江南景天
费菜(内蒙古)
费菜(罗田)
宽叶景天
气孔长度
(μm)
34.1
34.8
33.8
30.4
28.0
38.1
40.3
23.2
37.8
40.8
39.2
气孔宽度
(μm)
20.0
18.4
20.3
19.7
17.3
24.8
20.3
13.4
24.6
23.9
26.7
气孔长宽比
1.7
1.9
1.7
1.6
1.6
1.5
2.0
1.7
1.5
1.7
1.5
气孔指数
(%)
12.4
13.5
15.1
14.1
15.1
13.6
13.5
15.0
14.2
11.7
12.1
气孔密度
(mm-2)
31.8
37.0
49.8
45.0
49.8
28.0
18.9
65.0
41.8
21.7
18.9
气孔长度
(μm)
34.7
31.5
30.5
32.6
29.0
38.6
32.3
22.4
37.4
40.0
36.9
气孔宽度
(μm)
18.8
18.4
17.7
19.1
16.9
22.8
20.2
12.0
24.2
24.9
25.4
气孔长宽比
1.8
1.7
1.7
1.7
1.7
1.7
1.6
1.9
1.5
1.7
1.4
气孔指数
(%)
13.1
16.6
12.1
12.8
12.1
10.3
13.3
17.1
14.7
16.1
15.0
气孔密度
(mm-2)
31.2
40.1
41.2
36.4
41.2
23.8
55.0
96.6
51.7
66.0
55.7
表2 景天属6种植物叶表皮气孔器有关参数
叶上表皮 叶下表皮
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况基本与其植物形态的相似性一致,似乎从一个侧面反映出种
类间的亲缘关系。但这是否具一定的普遍意义,还有待更广泛
的研究。
气孔指数:气孔指数是指单位面积上的气孔数与表皮细胞
数的比例。对6种植物及不同产地的样品气孔指数研究结果可
看出,同种植物的气孔指数相对稳定,不同产地的样品在一定
的幅度内变化。对不同的植物种而言,各个种的叶表皮气孔指
数也较为一致,如垂盆草、佛甲草、凹叶景天、江南景天上表皮
的气孔指数均在12.4-15.1的范围内。
气孔密度(气孔数):气孔的密度是单位面积上气孔的数
目。垂盆草和佛甲草叶下表皮气孔密度一般比上表皮小,或上、
下表皮气孔密度相当,而另4种药用植物叶下表皮气孔密度均比
上表皮大。气孔密度在不同植物之间以及同种植物不同产地的
样品间差别均较大。
4.4种植物药和2个易混种的叶表皮细胞鉴别检索
1.成熟叶片下表皮叶脉顶端多有一片类圆形、类方形或多角形
的细胞;气孔散在或两两相连。
2.叶片气孔有时两两相连;下表皮气孔密度略小于上表皮。
3.叶脉两侧的表皮细胞壁呈波状弯曲⋯⋯⋯垂盆草S.
sarmentosum Bunge.
3 .叶脉两侧的表 皮细胞壁 较平直或略 呈波状弯
曲⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯佛甲草S. lineare Thunb.
2. 叶片表皮气孔通常散在;下表皮气孔密度显著大于上表皮。
4.气孔较大,分布较密集,下表皮气孔长宽比小于上表皮
气孔长宽比⋯⋯⋯⋯⋯凹叶景天S. emarginatum Migo.
4.气孔较小,分布十分密集,下表皮气孔长宽比大于上表
皮气孔长宽比⋯⋯⋯江南景天S. kiangnanense D. Q.
Wang et Z. F. Wu
1.成熟叶片下表皮叶脉顶端无一片类圆形、类方形或多角形的
细胞;气孔有时两两相连或3个相邻。
5.叶片上表皮叶缘细胞呈长方形、长条形或矩圆形,外壁较
平或略凸出,内壁大多较平或略弯曲⋯⋯费菜S. aizoon L.
5.叶片上表皮叶缘细胞类圆形、类方形、类矩圆形或类长条
形,壁较平或略弯曲,常在外侧显著膨大凸起⋯⋯⋯⋯⋯
宽叶景天S. ellacombianum Praeger.
讨论
上述4种药用植物以及易混品江南景天、宽叶景天之间由
于具有相近的亲缘关系,在叶表皮显微构造上具有诸多共性,
鉴别中应排除这些共性。4种植物药及2种易混品的叶表皮气孔
指数的种间差异虽均较小,但它们的表皮细胞形态特征、排列
状况及气孔分布情况在种内较稳定,种间差异大,是彼此鉴别
的重要依据。
植物叶表皮的显微特征在一定程度上能反应出分类群间
的关系,如表皮细胞形状、气孔特征等对探讨现存植物的分类
系统有着重要的意义[3-4]。综合叶基部、叶脉、叶片及叶缘细胞
的形态特征、排列状况及气孔的各项参数,可以初步推断垂盆
草、佛甲草亲缘关系较近,凹叶景天与江南景天有密切的亲缘
关系,费菜与宽叶景天亲缘也关系较近。这与上述药用植物的
形态学特征及前人的研究结果是一致的[5]。
关于气孔密度(气孔数)和气孔指数,往往认为其常因植物
种类不同而异,对植物药品种鉴定具有一定的意义[6],但笔者对
景天属几种植物叶上、下表皮气孔参数的研究表明,同一种植
物的气孔指数虽然相对恒定,但不同产地样品的气孔指数还是
有所差异;属内不同种植物之间气孔指数有的虽存在一定的差
异,但有的种差异不明显。说明气孔指数对于属内种间鉴别的
价值是很有限的。另外,气孔密度在几种不同植物之间差别虽
较大,但在同种植物不同产地的样品间也差别悬殊。因此笔者
认为,气孔密度在植物药或药用植物的分类鉴定上意义不大。
参 考 文 献
[1] 万定荣,徐燃,汪玉娟.近缘种药材垂盆草与佛甲草的比较鉴
定.中华中医药杂志,2008,23(3):201-204
WAN Ding-rong,XU Ran,WANG Yu-juan.Comparison and
identification of Herba Sedi and Herba Sedi Linearis.China Journal
of TCM and Pharmacy,2008,23(3):201-204
[2] 万定荣.垂盆草及其同属(景天属)药用种的民族医疗应用.时
珍国医国药,2007,18(8):1853-1855
WAN Ding-rong.A survey of Chuipencao and the other
ethnomedicines from the Same Genus (Sedum L.).Lishizhen
Medicine and Materia Medica Research,2007,18(8):1853-1855
[3] Ma H Y,Peng H,Wang Y H.Morphology of leaf epidermis
of Calamagrostis s.l.(Poaceae:Pooideae) in China.Acta
Phytotaxonomica Sinica,2006,44(4):371-392
[4] Qi X P,Zhang X C.Taxonomic revision of Lepisorus(J.Sm.) Ching
sect.Lepisorus(Polypodiaceae) from China.Journal of Systematics
and Evolution,2009,47(6):581-598
[5] 吴华杰,徐燃,万定荣,等.景天属药用植物遗传多样性的
RAPD分析.华中农业大学学报,2008,27(6):782-786
WU Hua-jie,XU Ran,WAN Ding-rong,et.al.Genetic diversity
analysis on the medicinal plants of Sedum L.by RAPD.Journal of
Huazhong Agricultural University,2008,27(6):782-786
[6] 张贵君.中药鉴定学.2版.北京:科学出版社,2009:28
ZHANG Gui-jun.Identificology of Chinese Materia Medica.2nd
editon.Beijing:Science Press,2009:28
(收稿日期:2011年8月20日)