基于葉表皮特征對(duì)25科40種藥用植物顯微鑒別的研究

李賀敏，王 森，張紅瑞，黃 勇，周 艷，夏 至

基于葉表皮特征對(duì)25科40種藥用植物顯微鑒別的研究

李賀敏，王 森，張紅瑞，黃 勇，周 艷，夏 至*

河南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院 河南 鄭州 450002

研究葉表皮形態(tài)特征對(duì)藥用植物顯微鑒定的意義。利用光學(xué)顯微鏡和顯微測(cè)繪器對(duì)25科40種藥用植物的葉表皮形態(tài)進(jìn)行觀察、分類和研究，對(duì)特征參數(shù)進(jìn)行相關(guān)性分析。40種藥用植物氣孔軸式分為不規(guī)則類、不等類、橫列類、平列類和四細(xì)胞類5種類型，47.5%的種類屬于不規(guī)則類；表皮細(xì)胞形態(tài)分為不規(guī)則形、多邊形和矩形，其垂周壁分為平直、平滑、V-波形和U-波形4種類型；50%的藥用植物氣孔指數(shù)在10～20，45%藥用植物氣孔密度為100～200個(gè)/mm2，70%藥用植物葉片氣孔器長(zhǎng)寬比為1.00～1.50，為寬橢圓形，42%的藥用植物氣孔面積在401～600 μm2；77.5%藥用植物葉片脈島數(shù)在1.00～10.00個(gè)/mm2；88.2%藥用植物柵表比在1～10。單一葉表皮特征在藥用植物顯微鑒定中雖有物種差異性，但不具有專屬性，多個(gè)葉表皮特征的結(jié)合或基于多個(gè)葉表皮特征建立的植紋是藥用植物顯微鑒定的有效途徑。

葉表皮；氣孔軸式；氣孔參數(shù)；柵表比；脈島數(shù)

顯微常數(shù)測(cè)定和顯微定量是中藥材顯微鑒定中常用的方法[1-2]。主要是利用藥材某一顯微特征如花粉粒、晶體、石細(xì)胞、油細(xì)胞、葉表皮組織等的獨(dú)特性對(duì)藥材進(jìn)行定性或?qū)χ谐伤幹心撤N藥材成分進(jìn)行定性定量[3-5]。現(xiàn)有研究表明中藥材的某些顯微特征常數(shù)還與其有效成分有相關(guān)性[6-8]。與葉表皮組織有關(guān)的顯微常數(shù)主要包括表皮細(xì)胞形態(tài)、垂周壁類型、氣孔軸式、氣孔密度、氣孔指數(shù)、脈島數(shù)和柵表比等，這些指標(biāo)在同種植物中相對(duì)穩(wěn)定，常被用來(lái)鑒定常見(jiàn)葉類藥材的混淆品和偽品[9-10]，同時(shí)，這些形態(tài)特征具有較高的分類學(xué)和系統(tǒng)學(xué)的價(jià)值，也是探討藥用植物親緣關(guān)系的主要特征[11-15]，為藥用植物的分類和系統(tǒng)演化提供一定的科學(xué)依據(jù)。

近年來(lái)，葉表皮顯微特征主要用于藥用植物基原物種的真?zhèn)舞b定，聚焦的類群往往局限于同屬的1～2個(gè)物種[9-10]。對(duì)不同科屬的常見(jiàn)藥用植物葉表皮的顯微特征比較研究較少。葉表皮顯微特征在不同科屬藥用植物中鑒別的可靠性有待于進(jìn)一步評(píng)估。因此，本實(shí)驗(yàn)基于25科共40種常見(jiàn)藥用植物的葉表皮顯微常數(shù)觀察比較研究，探討葉表皮顯微常數(shù)在不同藥用植物中顯微鑒別的差異性，為藥用植物資源的開(kāi)發(fā)利用和常見(jiàn)大宗藥材的顯微鑒定提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗(yàn)材料均采自河南中醫(yī)學(xué)院藥用植物園，共25科40種，見(jiàn)表1。以上材料由河南農(nóng)業(yè)大學(xué)高致明教授和夏至副教授鑒定。2019年7月，供試當(dāng)天10?00—11?00時(shí)隨機(jī)選取生長(zhǎng)健壯的藥用植物各3株，取中部完整健康葉片供試。

1.2 方法

1.2.1 氣孔各項(xiàng)指標(biāo)的觀察和測(cè)定 取各種植物的完整新鮮葉片，洗凈后用鑷子撕取下表皮，修剪成合適尺寸，做成臨時(shí)裝片，觀察氣孔軸式、葉表皮細(xì)胞形狀及其垂周壁形態(tài)；測(cè)量氣孔密度和氣孔指數(shù)。氣孔密度指單位面積內(nèi)的氣孔數(shù)目。用顯微描繪器描出1 mm2的方形圖像，計(jì)算方形圖像內(nèi)的氣孔數(shù)目，不同葉片重復(fù)檢視20次，求其平均值。用顯微描繪器描出1 mm2的方形圖像，計(jì)算方形圖像內(nèi)氣孔數(shù)目（）和表皮細(xì)胞數(shù)目（）。根據(jù)公式求出氣孔指數(shù)（）。不同葉片重復(fù)檢視20次，取其平均值。

I=/(+)

1.2.2 柵表比的測(cè)定 取新鮮植物葉片，撕取上表皮置于試管中，加水合氯醛試液2 mL，在沸水浴中加熱至材料完全透明。滴加稀甘油制成臨時(shí)裝片，測(cè)量柵表比。柵表比指葉肉中一個(gè)表皮細(xì)胞下的平均柵欄細(xì)胞數(shù)目。在高倍鏡（40倍）下找出相鄰5個(gè)表皮細(xì)胞，計(jì)算其下面柵欄細(xì)胞數(shù)目，將總數(shù)除以5得出柵表比。按上述方法重復(fù)檢視20次，取其平均值。

1.2.3 脈島數(shù)的觀察 取新鮮植物葉片，在葉片中脈兩側(cè)，剪取長(zhǎng)15 mm，寬10 mm的矩形塊，置于試管中，加入20倍量透化液（水合氯醛與乙醇等量混合），放入70 ℃水浴鍋進(jìn)行熱浴透化，視葉片厚薄透化5～20 h；后傾去透化液，水洗3次，每次數(shù)秒鐘；再加入適量10%鹽酸于試管中，70 ℃水浴鍋中熱浸45 min洗去晶體，水洗3次后進(jìn)行二次透化，直至能清晰區(qū)分葉肉與細(xì)脈。用低倍鏡（10倍）拍攝10個(gè)相鄰的視野，計(jì)算脈島數(shù)目，求出每平方毫米脈島數(shù)。按上述方法重復(fù)檢視20次，取其平均值。使用motic BA310光學(xué)顯微鏡及moticam 2506數(shù)碼攝像系統(tǒng)進(jìn)行觀察拍照測(cè)量。使用Excel和SPSS 25.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

表1 藥用植物種類

2 結(jié)果與分析

2.1 不同藥用植物葉片氣孔器的細(xì)胞形態(tài)及氣孔軸式

通過(guò)對(duì)25科40種藥用植物的氣孔器細(xì)胞形態(tài)及氣孔軸式進(jìn)行研究，結(jié)果表明，除了單子葉植物禾本科藥用植物，其他藥用植物氣孔器保衛(wèi)細(xì)胞的形態(tài)均為腎形。以Dileher系統(tǒng)[16-18]為參照，根據(jù)副衛(wèi)細(xì)胞的數(shù)量和排列方式將氣孔軸式分為不規(guī)則類、不等類、橫列類、平列類、四細(xì)胞5種類型，見(jiàn)圖1。

圖1 不同類型的氣孔軸式

不規(guī)則類指保衛(wèi)細(xì)胞為腎形，周圍有3至多數(shù)副衛(wèi)細(xì)胞以無(wú)規(guī)則方式排列，副衛(wèi)細(xì)胞的形狀、大小和垂周壁的形態(tài)與表皮細(xì)胞無(wú)異。具有此類型氣孔軸式的藥用植物有19種，占了所觀察種類的47.5%。不等類包括不等型和雙不等型。不等型是指副衛(wèi)細(xì)胞有3個(gè)，排成一輪，兩大一小，其中較小的副衛(wèi)細(xì)胞多與保衛(wèi)細(xì)胞近平行排列。萹蓄、柴胡、紫花地丁、菘藍(lán)和羊蹄屬于此種類型；雙不等型指有2輪副衛(wèi)細(xì)胞，內(nèi)輪細(xì)胞2大1小，外輪細(xì)胞不等。如輪葉八寶和佛甲。平列類指有2個(gè)副衛(wèi)細(xì)胞完全包圍著保衛(wèi)細(xì)胞，且其長(zhǎng)軸與保衛(wèi)細(xì)胞的長(zhǎng)軸平行。包括平列型、不等平列型和雙平列型。澤瀉、烏桕和雞屎藤屬于平列型，2個(gè)副衛(wèi)細(xì)胞腎形，垂周壁平滑或近平滑，垂周壁形態(tài)區(qū)別周圍表皮細(xì)胞。不等平列型指2個(gè)副衛(wèi)細(xì)胞1大1小，其垂周壁相態(tài)近似于其他表皮細(xì)胞，如決明。雙平列型是指有4個(gè)副衛(wèi)細(xì)胞成2輪平行保衛(wèi)細(xì)胞排列，如馬齒莧。橫列類：指2個(gè)副衛(wèi)細(xì)胞包圍保衛(wèi)細(xì)胞，其長(zhǎng)軸與保衛(wèi)細(xì)胞的長(zhǎng)軸垂直或成一定的角度。如夏枯草、地筍和紫蘇。其中夏枯草和地筍的副衛(wèi)細(xì)胞明顯比周圍表皮細(xì)胞小，垂周壁平滑，而紫蘇的2個(gè)副衛(wèi)細(xì)胞與周圍表皮細(xì)胞的大小、形狀及垂周壁的形態(tài)相近。四細(xì)胞類指有4個(gè)保衛(wèi)細(xì)胞較規(guī)則排列在保衛(wèi)細(xì)胞周圍，單子葉植物多屬于這種類型，包括十字型、禾本科型和平列型。十字型指4個(gè)副衛(wèi)細(xì)胞大小近相等，其長(zhǎng)軸與保衛(wèi)細(xì)胞的長(zhǎng)軸平行，2個(gè)位于兩極，另2個(gè)位于保衛(wèi)細(xì)胞的兩側(cè)，呈十字型排列，如黃精、玉竹和射干。黃精與玉竹的副衛(wèi)細(xì)胞為近長(zhǎng)方形；射干的副衛(wèi)細(xì)胞近菱形。禾本科型指保衛(wèi)細(xì)胞啞鈴形，位于兩極的兩個(gè)副衛(wèi)細(xì)胞近長(zhǎng)方形，兩側(cè)的2個(gè)副衛(wèi)細(xì)胞近三角形，如薏苡。短平列型指2個(gè)短副衛(wèi)細(xì)胞位于保衛(wèi)細(xì)胞兩側(cè)，與保衛(wèi)細(xì)胞近等長(zhǎng)，2個(gè)窄寬的副衛(wèi)細(xì)胞位于保衛(wèi)細(xì)胞的兩極，其長(zhǎng)軸與保衛(wèi)細(xì)胞的長(zhǎng)軸垂直。如紫玉簪和白及。

2.2 不同藥用植物葉片表皮細(xì)胞形狀及垂周壁鑲嵌類型

不同藥用植物表皮細(xì)胞形態(tài)各異，主要有不規(guī)則形、多邊形、矩形等幾種類型。50%觀察藥用植物的表皮細(xì)胞較規(guī)則，呈多邊形，但表皮細(xì)胞的大小不等；其次為不規(guī)則形，表皮細(xì)胞大小不一，形態(tài)不定，占觀察種類37.5%；其余為矩形，多為單子葉植物，如黃精、玉竹、唐菖蒲和薏苡等，雙子葉植物只有佛甲草的表皮細(xì)胞為近矩形。在Dilcher[16]對(duì)垂周壁描述的基礎(chǔ)上，將不同藥用植物葉表皮細(xì)胞垂周壁的形態(tài)分為平直、平滑、V形波和U形波等幾種類型（表2和圖2）。平直型垂周壁指表皮細(xì)胞的垂周壁幾乎呈平滑的直線；若表皮細(xì)胞的垂周壁呈平滑的曲線，但并沒(méi)有形成明顯的波形，稱平滑型垂周壁；V形波垂周壁指垂周壁較規(guī)則的V形彎曲，若波的深度和寬度幾乎相等，稱為V-波形，若波的深度大于寬度則為V-深波，若波的深度小于寬度，為V-淺波；U形波垂周壁指表皮細(xì)胞的垂周壁彼此嵌合彎曲成U字，同樣，若波的深度和寬度相等，形成U-波形，若深度大于寬度為U-深波，反之為U-淺波。所觀察藥用植物種類中，平滑型垂周壁有7種，均為雙子葉植物，占觀察種類的17.5%；平直型垂周壁有13種，占32.5%，其中單子葉植物有5種，包括澤瀉、黃精、玉竹、紫玉簪和白及；V波形有10種，占25%，其中V-淺波有6種，V-波形3種，V-深波1種；U波形有10種，占25%，其中U-淺波1種，U-波形1種，U-深波8種。

表2 不同藥用植物葉片表皮細(xì)胞垂周壁類型

圖2 不同藥用植物葉表皮細(xì)胞垂周壁類型

2.3 不同藥用植物葉表皮特征指數(shù)

2.3.1 不同藥用植物葉表皮氣孔參數(shù) 氣孔參數(shù)是因植物種類不同有較大的差異，且同一物種具有相對(duì)穩(wěn)定性[19-20]。對(duì)25科40種藥用植物氣孔密度、氣孔指數(shù)和其他衡量氣孔大小的指標(biāo)進(jìn)行觀察測(cè)量（表3）。25科40種藥用植物的氣孔指數(shù)平均為20.82，最小的為澤瀉為8.30，最大的為玉竹，為35.23，氣孔指數(shù)小于10只有澤瀉1種，在10～20的有20種，占觀察種類50%，在21～30的有15種，占37.5%，30以上的有4種，分別是黃精、玉竹、唐菖蒲和紫蘇。

不同藥用植物的氣孔密度差異較大，氣孔密度最大的為地筍，413個(gè)/mm2，最小的為馬齒莧，21.67個(gè)/mm2。其中氣孔密度在100個(gè)/mm2以下的有8種，由小到大分別是馬齒莧、佛甲草、澤瀉、澤漆、輪葉八寶、羊蹄、薯蕷、牡丹；氣孔密度在100～200個(gè)/mm2有18種，占種類的45%，201～300的有9種，301以上的有5種。不同藥用植物氣孔大小各異，形態(tài)各異。不同藥用植物氣孔長(zhǎng)最小的為柴胡，為18.27 μm，最大的為馬齒莧，為50.72 μm，不同藥用植物氣孔大小各異，形態(tài)各異。不同藥用植物氣孔長(zhǎng)最小的為柴胡，為18.27 μm，最大的為馬齒莧，為50.72 μm，平均31.53 μm。氣孔寬最小的為薏苡，為10.10 μm，最大的是紫玉簪，為35.74 μm，平均為22.64 μm。不同藥用植物氣孔的長(zhǎng)寬比決定了氣孔的形態(tài)，黃精氣孔的長(zhǎng)寬比最小，是0.91，薏苡氣孔的長(zhǎng)寬比最大，為4.26，平均為1.47。其中1.00以下有2種，為近圓形，分別是薏苡和紫玉簪，1.00～1.50的有28種，為闊橢圓形，占全部的70%，1.51～2.00的有7種，為橢圓形，2.01以上的有3種，為長(zhǎng)橢圓形，分別是佛甲草、鳳仙花和薏苡。氣孔面積最小的為柴胡，為213.52 μm2，最大的為紫玉簪，為1075.74 μm2。其中氣孔面積在200～400 μm2的有10種，占25%；在401～600 μm2有17種，占42.5%；601～800 μm2的有2種，801～1000 μm2以上的有7種，1000 μm2以上的有4種，分別是紫玉簪、澤瀉、牡丹和馬齒莧。

2.3.2 不同藥用植物葉片的脈導(dǎo)數(shù)及脈島類型 脈島數(shù)為葉脈所環(huán)繞的最小光合作用組織數(shù)目。不同藥用植物脈導(dǎo)數(shù)差異很大，脈導(dǎo)數(shù)最少的是黃精，為1.20個(gè)/mm2，最大的萹蓄，為20.44個(gè)/mm2，平均為6.69個(gè)/mm2。脈導(dǎo)數(shù)在1～5有15種，占全部的37.5%，在5.01～10.00個(gè)/mm2的有16種，占全部的40%，10.00～15.00個(gè)/mm2有7種，占全部的17.5%，15.01個(gè)/mm2以上的有2種，占全部的5%，分別是小薊和萹蓄。單子葉植物除了薏苡外，脈導(dǎo)數(shù)都較小，在1.20～3.06個(gè)/mm2。

表3 不同藥用植物葉表皮特征指數(shù)

“－”表示單子葉植物，葉肉組織中沒(méi)有柵欄組織，無(wú)柵表比

“－”means samples 35－40 are monocotyledons, and there is no palisade tissue in mesophyll tissue, Palisade ratio can not be observed

不同藥用植物脈島內(nèi)自由末梢的數(shù)量和形態(tài)不同，形成了不同的脈島類型。單子葉植物除了薯蕷外，脈島形狀均較規(guī)則，多為近長(zhǎng)方形，雙子葉植物脈島多呈不規(guī)則型。根據(jù)突入自由脈梢的數(shù)量和分支情況將不同藥用植物葉片的脈島分為4種類型：寡少型、稀疏型、樹(shù)狀分枝型和花紋型（圖3）。寡少型是指脈島相對(duì)較規(guī)則，多為方形或不規(guī)則型，脈島內(nèi)幾乎沒(méi)有突入自由末梢，比如除了薯蕷的其他7種單子葉植物，葉片肉質(zhì)的佛甲草和輪葉八寶。稀疏型是指脈島內(nèi)有突入的自由末梢，但較少，只有1～2條，且常不分枝。如鳳仙花、栝樓、萹蓄、羊蹄、馬齒莧、牡丹、芍藥、龍葵、苦參9種。樹(shù)狀分枝型是指脈島內(nèi)自由末梢多為單條突入，突入的單條末梢再進(jìn)行1～3級(jí)分枝，脈島內(nèi)突入的自由末梢呈樹(shù)狀分枝，如夏枯草、小薊、大薊、佩蘭、紫蘇、地筍、芍藥、雞屎藤、商陸、紫茉莉、玄參、薯蕷12種。花紋型指脈島內(nèi)自由末梢突入多條，每條又進(jìn)行不同等級(jí)的分枝，每個(gè)脈島內(nèi)的自由末梢形成圖案各異的花紋。如烏桕、紫花地丁、沙參、紅花、金蕎麥、菘藍(lán)、柴胡、珊瑚菜、白花曼陀羅、澤漆10種。

2.3.3 不同藥用植物葉片的柵表比 不同藥用植物葉片柵表比差異顯著，藥用植物葉片柵表比的大小與表皮細(xì)胞和柵欄細(xì)胞面積有關(guān)，如圖4，有圖可知，在同樣的放大倍數(shù)下，小薊的葉表皮細(xì)胞與其他種相比較小，而其柵欄細(xì)胞頂端面積與其它種相比則較大，故其柵表比則較小，平均為1.63，而牡丹的則相反，牡丹的表皮細(xì)胞較大，而其柵欄細(xì)胞頂端面積則較小，其柵表比在所觀察種類中則最大，為24.13。柵表比最小的為佛甲草，只有1.01，不同藥用植物柵表比平均為5.02。其中柵表比在1.01～5.00的有14種，占觀察種類的41.18%，5.01～10.00的有16種，占47.06，10.01以上的有4種，占11.76%。其他6種單子葉植物沒(méi)有觀察到柵欄細(xì)胞，沒(méi)有計(jì)算柵表比，包括黃精、玉竹、紫玉簪、射干、薏苡、白及。

圖3 不同藥用植物葉片脈島形狀

圖4 不同藥用植物葉片柵表比

2.3.4 不同藥用植物葉表皮特征指數(shù)的相關(guān)性 對(duì)不同藥用植物葉表皮各特征指數(shù)進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果見(jiàn)表4。氣孔指數(shù)與氣孔密度呈極顯著正相關(guān)，與氣孔的長(zhǎng)度呈顯著負(fù)相關(guān)；氣孔密度與氣孔長(zhǎng)、氣孔寬和氣孔面積呈極顯著負(fù)相關(guān)；氣孔長(zhǎng)與氣孔寬呈極顯著正相關(guān)，氣孔長(zhǎng)寬比與氣孔長(zhǎng)呈顯著正相關(guān)，與氣孔寬呈極顯著負(fù)相關(guān)；脈導(dǎo)數(shù)與氣孔密度呈顯著正相關(guān)，與氣孔寬和氣孔面積呈極顯著負(fù)相關(guān)；柵表比與其他葉表皮特征指數(shù)無(wú)顯著相關(guān)性。

3 討論

本實(shí)驗(yàn)選取40種25科藥用植物進(jìn)行葉表皮顯微特征的探討，選取樣品時(shí)盡量考慮到樣品的多樣性和代表性，同時(shí)兼顧藥用植物比較多的科，比如傘形科、唇形科、菊科等。40種25科在恩格勒系統(tǒng)中分屬于15個(gè)目，包括雙子葉植物綱離瓣花亞綱蓼目、中子目、毛茛目、罌粟目、薔薇目、無(wú)患子目、堇菜目、葫蘆目和傘形目，合瓣花亞綱的龍膽目、管花目，單子葉植物綱的沼生目、百合目、微子目和禾本目。氣孔軸式在植物系統(tǒng)學(xué)研究中具有重要的意義[12-15]。氣孔軸式分類方法有多種，各種分類依據(jù)不同，但互相有交叉重合，在各種植物學(xué)教材和專著中名稱混亂。本實(shí)驗(yàn)依據(jù)Dileher系統(tǒng)[16]為參照，對(duì)25科40種藥用植物的葉表皮氣孔軸式進(jìn)行分類，40種觀察藥用植物的葉表皮氣孔軸式大多為不規(guī)則類（19種），其次是不等類（7種），四細(xì)胞類（6種）、平列類（5種）和橫列類（3種）。除了薏苡保衛(wèi)細(xì)胞是啞鈴型的之外，其他種類氣孔的保衛(wèi)細(xì)胞均為腎形。不同藥用植物表皮細(xì)胞垂周壁的形態(tài)各異，所觀察藥用植物種類中，平直型垂周壁較多，為32.5%，其次為V-波形和U-波形，分別占觀察種類的25%，最少的為平滑型，為17.5%。氣孔軸式、表皮細(xì)胞的形態(tài)和其垂周壁的類型具有物種穩(wěn)定性，可能在同屬近緣物種具有鑒別的意義。因此在藥用植物顯微鑒別中并不具有專屬性，在藥材鑒別中要結(jié)合其他特征才能在藥材鑒別中具有重要意義。

表4 不用藥用植物葉表皮特征指數(shù)的相關(guān)性

*< 0.05**< 0.01

不同藥用植物的氣孔參數(shù)不同，50%的藥用植物氣孔指數(shù)多在10～20；45%的藥用植物氣孔密度為100～200個(gè)/mm2；70%藥用植物葉片氣孔器長(zhǎng)寬比為1.00～1.50，為寬橢圓形，少數(shù)為圓形或長(zhǎng)橢圓形；不同藥用植物氣孔面積在413 μm2～1075 μm2，42%的藥用植物氣孔面積在401～600 μm2。植物的各種氣孔參數(shù)雖具有物種差異性，但易受各種環(huán)境因素的影響[11]，因此，首先界定各種氣孔參數(shù)的變化范圍才能在藥材顯微鑒別中具有實(shí)際意義。

不同藥用植物葉片脈島數(shù)差異較大，大多數(shù)（77.5%）藥用植物葉片脈導(dǎo)數(shù)在1.00～10.00個(gè)/mm2。本實(shí)驗(yàn)首次根據(jù)脈島內(nèi)自由末梢的突入形狀將脈島分為不同的類型。其中，寡少型可能是單子葉植物和葉片肉質(zhì)的藥用植物所具有主要脈島類型（圖3）。關(guān)于脈島數(shù)的作為鑒定指標(biāo)的意義，何報(bào)作等[21]認(rèn)為同種植物的脈島數(shù)是恒定的，不具有普適性，不同大小的廣東桑葉，不同形狀的水半夏葉其脈島數(shù)均存在差異顯著性。Ballard等[22]也認(rèn)為葉片面積影響脈導(dǎo)數(shù)的恒定性。Hassan等[23]研究了馬利筋屬不同植物的脈導(dǎo)數(shù)，認(rèn)為不同植物葉片脈導(dǎo)數(shù)存在顯著差異性，且葉片的生長(zhǎng)部位和同一葉片的不同部位其脈島數(shù)存在差異性。脈島數(shù)作為鑒定指標(biāo)的意義，何報(bào)作等[21]認(rèn)為只要某種生藥的脈島數(shù)的變化范圍與待區(qū)別生藥脈島數(shù)的變化范圍不重疊，仍具有重要的鑒定意義，因此，他認(rèn)為脈島數(shù)在作為藥用植物鑒定指標(biāo)時(shí)應(yīng)先確認(rèn)其恒定性。綜上所述，某種藥用植物的脈島數(shù)不是一個(gè)恒定的常數(shù)，而是有一定的變化區(qū)間。影響脈島數(shù)變化的因素較多，除了以上提到的葉片大小、生長(zhǎng)部位、葉片形狀、同一葉片的不同部位，通過(guò)本文的研究可知脈島數(shù)與氣孔密度呈顯著正相關(guān)，與氣孔面積呈顯著負(fù)相關(guān)。其他環(huán)境因素比如土壤肥力等對(duì)脈島面積有顯著影響，繼而單位面積上的脈導(dǎo)數(shù)也會(huì)受顯著影響[24]。因此，如何界定藥用植物脈島數(shù)的恒定性還需進(jìn)一步探討，但脈島數(shù)結(jié)合脈島形狀，氣孔密度及氣孔面積可能在生藥鑒別上具有相對(duì)專屬性。

不同藥用植物葉片柵表比差異顯著。在所觀察藥用植物種類中，絕大多數(shù)（88.24%）的藥用植物柵表比在1～10。Hassan等[23]研究了馬利筋屬6種植物的葉片柵表比，同屬不同植物柵表比具有差異顯著性，同種植物柵表比因著葉片在植株上的生長(zhǎng)部位和同一葉片不同部位具有差異性，但其他環(huán)境因素對(duì)柵表比的影響鮮見(jiàn)有報(bào)道，從本文的研究中可知，柵表比與其它葉表皮特征無(wú)顯著相關(guān)性，因此，柵表比在藥用植物鑒定中，其“恒定性”的界定也需要進(jìn)一步探討和研究。

陸靜梅[25]將植物莖、葉外切向壁特有的紋理以及印痕，包括表皮細(xì)胞、氣孔器的保衛(wèi)細(xì)胞和副衛(wèi)細(xì)胞、以及表皮毛等宏觀形態(tài)和微觀結(jié)構(gòu)稱為植物的植紋。因此，植紋結(jié)構(gòu)穩(wěn)定不變，耐酸堿、高溫等各種逆境。本研究探討了部分葉表皮特征對(duì)植物的顯微鑒別，基于目前對(duì)葉表皮的認(rèn)識(shí)所建立的植紋特征只能有限支持鑒別出某一大類植物，很難鑒別到種。但植紋概念的提出具有重要的意義，隨著對(duì)葉表皮特征認(rèn)識(shí)的不斷深入，越來(lái)越多的葉表皮特征和其他植紋特征的聯(lián)合，將會(huì)為每種植物提供專屬的植紋。目前，在藥材的顯微鑒定中，很多單一特征并不具有專一性，很難與其混偽品區(qū)別，因此，在藥用植物種類，開(kāi)展葉表皮的形態(tài)特征研究，同時(shí)，在藥材的顯微鑒別中引入多特征的植紋鑒別勢(shì)必成為顯微鑒別的主要方法。

利益沖突 所有作者均聲明不存在利益沖突

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Research of microscopic identification of 40 medicinal plants from 25 families based on characteristics of leaf epidermis

LI He-min, WANG Sen, ZHANG Hong-rui, HUANG Yong, ZHOU Yan, XIA Zhi

College of Agriculture, Henan Agricultural University, Zhengzhou 450002, China

To study the significance of leaf epidermis morphological characteristics on microscopic identification of medicinal plants.The leaf epidermis of 40 medicinal plants species from 25 families were observed and studied by optical microscope and micro-mapper, and the characteristic parameters were analyzed by correlation analysis.The stomata shaft type of 40 medicinal plants species can be devided into five types: irregular type, unequal type, horizontal type, paracytic type and four-cell type, and 47.5% of species were irregular types. The morphology of epidermal cells can be divided into irregular, polygon and rectangle shape, while the anticlinal wall can be divided into straight, smooth, V-waveform and U-waveform. Stomatal index of 50% medicinal plants was between 10—20, stomatal density of 45% medicinal plants was 100—200 N/ mm2. The length to wideth ratio of stomatal apparatus of 70% medicinal plants was between 1.00 and 1.50 with wide oval shape. Stomatal area of 42% medicinal plants was between 401—600 um2; The vein islet numbers of 77.5% medicinal plants were between 1.00 and 10.00 N/ mm2, while the palisade ratio of 88.2% medicinal plants was between 1—10.A single characteristics of leaf epidermis is species-specific withnot specificity in the microscopic identification of medicinal plants. The combination of multiple leaf epidermal features or the establishment of plant apparent pattern based on multiple leaf epidermal features is an effective way for the microscopic identification of medicinal plant.

leaf epidermis; stomata shaft type; stomatal parameter; palisade ratio; vein islet numbers

R282

A

0253 - 2670(2021)23 - 7331 - 08

10.7501/j.issn.0253-2670.2021.23.028

2021-03-06

國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目（31770370）；河南省高等學(xué)校重點(diǎn)科研項(xiàng)目計(jì)劃（22A360010）

李賀敏（1972—），博士，副教授，碩士生導(dǎo)師，從事中藥資源與栽培方向的研究。Tel: 13592667307 E-mail: lihemin2002@henau.edu.cn

夏 至，副教授，主要從事中藥資源的分子鑒定及功能基因組學(xué)研究研究。E-mail: xiazhi@henau.edu.cn

[責(zé)任編輯 時(shí)圣明]