4種麻黃屬植物種子的掃描電鏡觀察

武季玲,靳奇峰,牛俊義,高玉紅

(1.甘肅農業大學生命科學技術學院,甘肅,蘭州 730070;2.甘肅農業大學 草業學院,甘肅 蘭州 730070;3.甘肅農業大學農學院,甘肅蘭州 730070)

麻黃為麻黃科麻黃屬(Ephedra)多年生草本狀小灌木植物,我國現存15種2變種和1變型,麻黃是治療風寒感冒、全身疼痛、咳嗽和氣喘的良藥,也是提取麻黃素的唯一原料。麻黃中所含麻黃堿、揮發油、黃酮類和鞣質及麻黃多糖等化學成分,具有平喘、生壓、收縮血管、利尿、降壓和降溫的作用;除藥用價值外,麻黃還具有重要的生態價值,麻黃多生長在沙丘、黃土丘陵,對防治水土流失,保護草地,改善沙地生態環境等發揮著巨大作用[1]。近年來葉表面細微結構的研究在植物分類學和植物鑒定上的應用價值倍受關注,將掃描電鏡應用于葉類藥材鑒定或植物學的研究以往多有報道[2-5]。有關麻黃化學成分、藥理作用及臨床應用等方面的研究,國內外學者已積累了豐富的資料[6-9],但對其微形態特征的研究報道較少,麻黃葉表面微形態特征的研究曾有報道[10]。本研究借助掃描電子顯微鏡,對草麻黃、中麻黃、膜果麻黃、木賊麻黃4種麻黃屬植物的種子進行掃描電鏡觀察,探討4種麻黃屬植物種子表面細微結構特征的差異,以期為麻黃屬植物的起源、進化、遺傳育種及分類提供依據。

1 材料和方法

1.1 試驗材料及儀器

供試材料于2006年9月采自中國科學院新疆吐魯番沙漠植物園,分別為膜果麻黃(Ephedra przewalskii)、草麻黃(E.sinisa)、中麻黃(E.intermedia)、木賊麻黃(E.equisitina)。儀器為SBC-2試樣表面處理機,JEM-5600JV掃描電鏡。

1.2 方法

選擇發育良好的成熟種子,蒸餾水漂洗,超聲波振蕩清洗 5 min,蒸餾水漂洗 2～3次,依次用 30%,50%,70%,90%及100%乙醇處理,每次10 min。臨界點干燥,粘貼,噴金,掃描電鏡下觀察照相。

2 結果與分析

2.1 草麻黃

種子狹卵形,背面隆起,腹面平;表面光滑,種子背面表皮細胞長條形,縱軸與種子長軸向相同,表面紋飾為縱條紋狀,溝槽較淺;腹面表皮細胞、表面紋飾與背面略有不同,細胞呈長方形,表面有小凸起或凹陷。種子紅褐色或灰褐色,有光澤(圖1,1～2;圖2,1～4)。

2.2 中麻黃

種子狹卵形,背面隆起,腹面平。種子表面光滑。種子背面表皮細胞長條形,縱軸與種子長軸向相同,表面紋飾為縱條紋狀,有溝槽;腹面表皮細胞、表面紋飾與背面相似。種子栗褐色或淡紅褐色,有光澤(圖1,3～4;圖2,5～ 8)。

2.3 膜果麻黃

種子狹卵形,三棱狀,頂端縮小為尖頭。淡黃褐色,稍有光澤。掃描電鏡下,種子表面紋飾為不規則縱條紋狀,條紋常有扭曲或傾斜交錯現象;腹面有明顯的縱向窄條狀隆起和溝槽。種子淡黃褐色,稍有光澤(圖1,7;圖2,9～14)。

圖1 4種麻黃屬植物種子外觀Fig.1 Seeds of Ephedra species

圖2 4種麻黃屬植物種子表面掃描電鏡觀察Fig.2 Seed epidermal of Ephedra species observed by SEM

2.4 木賊麻黃

種子長卵形,背腹兩側凸起。種子表面具疣狀凸起。種子表面紋飾為縱條紋狀,條紋較不規則。表皮細胞長條形,縱軸向與種子長軸向相同。種子棕褐色,光滑、有光澤(圖1,5～6;圖2,15～19)。

3 討論

成熟麻黃種子具2層蓋被,外蓋被革質,內蓋被膜質,外蓋被是由2個葉性器官變態、融合形成,而并非由真正的珠被發育形成的種皮,膜質內蓋被為其真正的珠被[11,12]。本研究集中在外蓋被表面的飾紋式樣。限于材料,僅對草麻黃等4個麻黃種的種子形狀、顏色、表面特征進行了研究。結果表明,草麻黃和中麻黃種子在顏色、形狀上較相似,較難區分,但與木賊麻黃容易辨別;草麻黃、中麻黃和木賊麻黃雌球花成熟后苞片呈肉質,在麻黃屬植物分類中均屬于肉苞組。膜果麻黃雌球花成熟后苞片具寬膜質翅,屬于膜苞組,膜果麻黃也是我國僅有的一種屬于膜苞組的麻黃屬植物。木賊麻黃和膜果麻黃的種子在外形、大小和顏色上于其他2種有明顯區別;麻黃種子表面微形態特征在種內相當穩定,每個種僅有一種類型的種子表面微形態,且幾乎不受地理分布的影響,可作為分種的重要依據。草麻黃、中麻黃具有相似的種子表面特征,膜果麻黃和木賊麻黃具有獨特的種子表面飾紋。由于種子表面特征與其他特征(如種子大小、數量等)存在一定的相關性,因此,種子表面微構造的特化式樣可能也反映了麻黃屬的屬內分化的一些式樣。這些性狀為該屬分類的自然性和種間密切的親緣關系提供了又一佐證,對麻黃屬植物的分類是有價值的。從植物分類學上看,草麻黃和中麻黃為歐亞麻黃亞派,屬麻黃組;膜果麻黃為翅麻黃亞派,屬膜果麻黃組;木賊麻黃為單子麻黃亞派。

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