4種菖蒲屬植物的生藥學(xué)鑒別研究

駱 航，黃仕芳，孫興力，易 方

（1.永州職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南 永州 425100；2.湖南中醫(yī)藥研究院，湖南 長沙 410013）

菖蒲為化濕和胃、醒神益智的常用中藥材，自古以來以菖蒲為名的藥材就有多種植物來源。作為中藥的“菖蒲”始載于《神農(nóng)本草經(jīng)》，列為上品，原名為“昌蒲”“昌陽”等［1］，后《新修本草》《證類本草》《本草綱目》等歷代諸家本草均有收錄。據(jù)本草文獻(xiàn)記載，古時(shí)候并未將菖蒲的種類細(xì)分，將可供藥用的菖蒲種類均稱為菖蒲。據(jù)考證中國古代本草文獻(xiàn)記載的菖蒲至少包括了石菖蒲、水菖蒲、金錢蒲等天南星科植物來源的物種［2-3］。

目前商品菖蒲的來源種類繁多，各地藥用習(xí)慣也不一樣，導(dǎo)致市場上不同基原的菖蒲相互混用的情況較為嚴(yán)重；再者隨著近年來部分菖蒲品種需求增加，價(jià)格上漲等因素，人為摻雜的現(xiàn)象也是屢見不鮮。商品菖蒲品種之混亂，同屬植物難以區(qū)分的情況已嚴(yán)重影響到了中藥材及其制劑的質(zhì)量和療效。因此加強(qiáng)對(duì)菖蒲類藥材原植物的分類學(xué)研究，厘清目前市售菖蒲種類及基原并加以科學(xué)有效的鑒別，就顯得十分必要。本文通過對(duì)天南星科菖蒲屬植物及相關(guān)藥材進(jìn)行調(diào)查和研究，對(duì)石菖蒲、水菖蒲、金錢蒲、茴香菖蒲進(jìn)行了較為詳細(xì)的比較和鑒別，研究結(jié)果解決了一些目前菖蒲類藥材在商品流通中存在的品種混淆、基原不明、鑒別困難等問題，進(jìn)一步闡明了不同菖蒲類藥材的基原界定和區(qū)分特征，為菖蒲屬中藥材的鑒別研究和相關(guān)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的增補(bǔ)與修訂提供了有益參考。

1 儀器與材料

1.1 儀器與試劑

OLYMPUS-CX41光學(xué)顯微鏡（日本Olympus公司）；蘇丹Ⅲ、間苯三酚、濃鹽酸、稀甘油、水合氯醛等試劑均為分析純（長沙市試劑化工廠）。

1.2 實(shí)驗(yàn)材料

石菖蒲（Acorns tatarinowiiSchott.）、水菖蒲（Acorus calamusL.）、金錢蒲（Acorus gramineusSoland.）、茴香菖蒲［Acorus macrospadiceus（Yamamoto）F.N.Wei et Y.K.Li.］，以上植物經(jīng)湖南省南岳樹木園夏江林研究員鑒定并確認(rèn)，憑證標(biāo)本保存于永州職業(yè)技術(shù)學(xué)院，采集信息見表1。菖蒲藥材主要購于全國各地中藥房和藥材交易市場，并經(jīng)湖南中醫(yī)藥大學(xué)潘清平教授鑒定并確認(rèn)。

表1 4種菖蒲原植物樣品采集信息

2 方法

2.1 植物采集和市場調(diào)查

基于菖蒲屬植物的分布特點(diǎn)，本研究僅對(duì)黃河以南，湖南、四川、貴州等菖蒲資源分布相對(duì)集中的地區(qū)進(jìn)行了原植物采集，對(duì)每個(gè)物種類群的群居點(diǎn)隨機(jī)采集不少于6株植物，并壓制臘葉標(biāo)本；市場調(diào)查則通過收集菖蒲類藥材商品和信息并做出鑒定，以了解菖蒲類藥材的市場相關(guān)品種、流通和使用的情況。

2.2 基原鑒定

對(duì)每個(gè)物種類群群居點(diǎn)收集到的植株，利用五官檢查法配合立體顯微鏡觀察記錄原植物樣品的外觀性狀及組織構(gòu)造特征，通過與植物模式標(biāo)本的對(duì)照觀察，結(jié)合文獻(xiàn)資料，確定植物樣品的學(xué)名，找出區(qū)別特征，同時(shí)建立4種菖蒲屬植物的分類檢索表。

2.3 性狀鑒定

菖蒲傳統(tǒng)用藥習(xí)慣主要以植物的根莖作中藥使用。對(duì)不同基原菖蒲根莖的形狀、大小、表面顏色、節(jié)間長短、斷面特征等方面進(jìn)行觀察和描述，氣味主要通過嗅、嘗感知。

2.4 組織顯微鑒別

取新鮮藥材根莖作為觀察材料，經(jīng)FAA固定液處理固定保存，按永久裝片的制作方式制作根莖橫切片。徒手切片可根據(jù)需要先用水合氯醛溶液進(jìn)行透化，再滴加間苯三酚溶液和濃鹽酸進(jìn)行木質(zhì)化反應(yīng)，或滴加蘇丹Ⅲ試液進(jìn)行木栓化反應(yīng)，最后用稀甘油裝片。置于光學(xué)顯微鏡下，先用低倍鏡檢查其輪廓，再以高倍鏡觀察各個(gè)組織特征，并以顯微測微計(jì)測量各組織或細(xì)胞大小。

2.5 粉末顯微鑒別

取干燥藥材粉碎后過5號(hào)篩，根據(jù)觀察目的的不同，制成適宜的臨時(shí)制片。觀察淀粉粒、糊粉粒、樹膠、菊糖，用乙醇溶液制片；觀察除淀粉粒以外的細(xì)胞及碎片特征，用水合氯醛溶液制片；觀察細(xì)胞壁的木化程度，用間苯三酚濃鹽酸溶液制片；觀察一般細(xì)胞輪廓特征，用甘油-水（1∶1）混合液封鎖制片，然后將制片置顯微鏡載物臺(tái)上進(jìn)行觀察。

3 結(jié)果

3.1 菖蒲的分類和藥用情況

菖蒲屬（Acorus）原隸屬于天南星科，現(xiàn)在分類學(xué)傾向于將菖蒲屬獨(dú)立出來成為菖蒲科。本屬植物全世界約有7個(gè)品種和2個(gè)變種，我國多有引種和分布［4-7］。《中國植物志》［8］將菖蒲屬植物分成4個(gè)基本種，即石菖蒲、水菖蒲、金錢蒲、長苞菖蒲4種，而茴香菖蒲不算1個(gè)基本種，只是石菖蒲下的1個(gè)物種，其中在歷史上曾做中藥使用并有過較多報(bào)道的主要是石菖蒲、水菖蒲、金錢蒲3種。

3.2 藥材產(chǎn)銷情況

通過筆者2015年—2019年前往湖南、四川、云南等菖蒲主產(chǎn)區(qū)進(jìn)行藥源調(diào)查，并對(duì)湖南廉橋、河北安國、安徽亳州、廣西玉林等藥材交易市場進(jìn)行調(diào)研的情況來看，目前商品菖蒲是以來源于植物A.tatarinowiiSchott根莖的石菖蒲為主流，產(chǎn)地多以湖南、四川、江蘇等地為主，銷往全國；來源于植物A.calamusL.根莖的水菖蒲（藏菖蒲）和來源于植物A.macrospadiceusF.N.Wei et Y.K.Li根莖的茴香菖蒲為次要類型，其中水菖蒲產(chǎn)地以四川、湖北為主，茴香菖蒲以湖南、廣西、貴州為主；來源于A.gramineusSoland的金錢蒲，作為地方習(xí)用品使用，市場占有量較少，主要是江蘇、湖南、浙江等地的貨源。以上商品除石菖蒲以野生來源為主外，其余都有栽培品，并占有一定的市場份額。

3.3 基原鑒定

本次采集到的石菖蒲、水菖蒲、金錢蒲、茴香菖蒲均為天南星科菖蒲屬多年生常綠草本植物，植物形態(tài)有許多相似之處。共同特征為：根狀莖平臥，肉質(zhì)，分枝；葉2列，基生，劍形或線形，有葉鞘，葉脈平行；佛焰苞葉狀，肉穗花序圓錐形，花密生，兩性，花被6片。其中根莖的形態(tài)、葉形及中脈有無、佛焰苞的長短等特征是分類鑒別本屬4種植物的重要依據(jù)。經(jīng)植物形態(tài)學(xué)考查，參考《中國植物志》［8］將4種菖蒲屬植物的區(qū)別編制成檢索表，見表2，對(duì)主要特征進(jìn)行比較見表3，野外原植物形態(tài)見圖1。

表2 4種菖蒲原植物分類檢索表

表3 4種菖蒲原植物形態(tài)特征比較

圖1 菖蒲屬4種植物形態(tài)圖

3.4 藥材性狀鑒定

4種不同基原菖蒲的根莖藥材在表面顏色、節(jié)間長短、斷面特征和氣味等方面存在差異，是藥材性狀鑒定的重點(diǎn)［9-10］。4種菖蒲屬藥材形態(tài)圖見圖2。

圖2 4種菖蒲屬藥材形態(tài)圖

3.4.1 石菖蒲 本品呈扁圓柱形，稍彎曲，常有分枝，長3～20 cm，直徑0.3～1 cm。表面棕褐色或灰黃色，粗糙，多環(huán)節(jié)，節(jié)間長2～8 mm，上側(cè)有略呈銳三角的葉痕，左右交互排列，下側(cè)有圓點(diǎn)狀根痕，節(jié)部有時(shí)殘留有毛鱗狀葉基；質(zhì)硬脆，折斷面纖維性，灰白色至黃褐色；橫切面內(nèi)皮層環(huán)明顯，可見多數(shù)維管束小點(diǎn)及棕色油點(diǎn)；氣芳香，味苦、微辛。

3.4.2 水菖蒲 本品較粗大，少有分枝。長10～24 cm，直徑0.8～1.5 cm；表面類白色至棕紅色，節(jié)間長0.4～1.5 cm，上側(cè)有較大的新月形葉痕，下側(cè)有凹陷的圓點(diǎn)狀根痕；質(zhì)硬，折斷面海綿樣，類白色或淡棕色；橫切面內(nèi)皮層環(huán)明顯，有多數(shù)小空洞及維管束小點(diǎn)，氣較濃烈而特異，味辛。

3.4.3 金錢蒲 本品呈扁圓柱形，稍彎曲，分枝多，長2～11 cm，直徑0.2～0.5 cm。表面黃棕色、淺綠色，多環(huán)節(jié)，節(jié)間長1.5～4 mm，上側(cè)有銳三角形的葉痕，左右交互排列，下側(cè)有圓點(diǎn)狀根痕，節(jié)部有時(shí)殘留有毛鱗狀葉基；質(zhì)較柔軟，折斷面纖維性，類白色、淺黃色；橫切面內(nèi)皮層環(huán)明顯，可見多數(shù)維管束小點(diǎn)及棕色油點(diǎn)；氣芳香，味苦、微辛。

3.4.4 茴香菖蒲 本品根狀莖粗壯，多分支，稍扁，上側(cè)有三角形的葉痕，下側(cè)有圓點(diǎn)狀根痕，節(jié)間顯著，長約1 cm，直徑0.8～1.2 cm，或更粗，外皮暗紅色；折斷面黃褐色或深褐色，橫切面內(nèi)皮層環(huán)明顯，有多數(shù)維管束小點(diǎn)，氣較濃烈而特異，具濃烈的八角茴香樣香氣，味辛。

3.5 根莖橫切面顯微鑒別

結(jié)果見表4、圖3、圖4。菖蒲屬植物根莖的構(gòu)造大致相同，由表皮、皮層和中柱3部分構(gòu)成。其中石菖蒲根莖橫切面：表皮細(xì)胞1層，外壁增厚，皮層寬廣，薄壁組織中可見分泌細(xì)胞、纖維束、葉跡維管束以及淀粉粒；纖維束呈類圓形，大小不一；葉跡維管束為有限外韌型，束鞘纖維發(fā)達(dá)；纖維束和維管束鞘周圍薄壁細(xì)胞均可見草酸鈣方晶；內(nèi)皮層明顯，偶見凱氏點(diǎn)；中柱占橫切面直徑約1/3，中柱維管束不規(guī)則環(huán)列，以周木型為主，在鄰近內(nèi)皮層處可見外韌型維管束，束鞘纖維不發(fā)達(dá)；中柱偶見纖維束。

表4 4種菖蒲根莖橫切面組織構(gòu)造特征比較

圖3 石菖蒲根莖橫切面簡圖與顯微結(jié)構(gòu)圖

水菖蒲與石菖蒲的主要區(qū)別為皮層較寬廣，靠近表皮細(xì)胞內(nèi)側(cè)的1～8層薄壁細(xì)胞排列緊密，其余薄壁細(xì)胞常5～8個(gè)作圈鏈狀排列，中間形成大型的細(xì)胞間隙；中柱的中央無纖維束。結(jié)果見圖4。

圖4 水菖蒲根莖橫切面皮層示圈鏈結(jié)構(gòu)（×380）

金錢菖蒲和茴香菖蒲根莖橫切面特征基本同石菖蒲，在維管束和纖維束的數(shù)量及分布上有所差異。其中金錢菖蒲皮層纖維束的分布量較石菖蒲更多，而葉跡維管束較少，中柱未見纖維束；茴香菖蒲皮層葉跡維管束較少，而中柱維管束和纖維素分布較石菖蒲更多，余同石菖蒲。

3.6 粉末顯微鑒別

4種菖蒲根莖粉末主要顯微特征區(qū)別，見表5。石菖蒲粉末呈黃白色至黃棕色，可見導(dǎo)管、淀粉粒、表皮細(xì)胞、草酸鈣方晶、油細(xì)胞、晶纖維等結(jié)構(gòu)，見圖5；水菖蒲粉末呈黃白色，不含草酸鈣方晶，見圖6。茴香菖蒲和金錢菖蒲特征基本類似于石菖蒲。

圖6 水菖蒲粉末特征圖（×400）

表5 4種菖蒲根莖粉末特征比較

圖5 石菖蒲粉末特征圖（×400）

4 討論

4.1 菖蒲的生藥鑒別要點(diǎn)

商品菖蒲系多來源的復(fù)雜藥材，本文通過對(duì)市場常見的同科同屬4種菖蒲的生藥學(xué)考察研究，發(fā)現(xiàn)同屬但不同基原的菖蒲間除共性外也存在一定的差異，可從原植物形態(tài)、藥材性狀和顯微特征等方面進(jìn)行比較以達(dá)到鑒別目的。

筆者認(rèn)為4種菖蒲原植物比較容易區(qū)分。水菖蒲植株高大，葉長而寬有明顯中脈，根莖粗大分枝少；石菖蒲葉較水菖蒲狹短，無明顯中脈；金錢蒲，植株最矮小，葉寬0.6 cm以下，根莖細(xì)長而彎曲，葉較石菖蒲厚，更為芳香；茴香菖蒲外形上與石菖蒲類似，但全株有濃烈似茴香的氣味，根莖特別是葉鞘呈明顯紫紅色，可與其他菖蒲相區(qū)別。

藥材方面，由于商品外形多有相似之處，且不同的生態(tài)環(huán)境如近水或旱生以及野生和栽培會(huì)使性狀產(chǎn)生一定的變異［11］，增加了鑒定的困難。結(jié)合根莖組織及粉末的顯微特征，從藥材根莖大小、節(jié)間長短、氣味、斷面特征、橫切面組織中薄壁細(xì)胞形態(tài)、纖維束和維管束的分布及密度、晶鞘纖維的有無等特征能進(jìn)行有效鑒別。

4.2 水菖蒲和藏菖蒲

《中國藥典》［12］從1963年開始收載菖蒲類藥材標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)時(shí)只收載了石菖蒲一種，其基原定義為天南星科植物Acorus gramineusSoland的干燥根莖；90版《中國藥典》［13］對(duì)石菖蒲原植物的拉丁名進(jìn)行了修正，修正后植物的拉丁學(xué)名為Acorns tatarinowiiSchott；2000版《中國藥典》［14］則新增了藏菖蒲（傳統(tǒng)中藥名為水菖蒲）的藥材標(biāo)準(zhǔn)，并對(duì)其基原定義為天南星科植物Acorus calamusL.的干燥根莖。水菖蒲為中醫(yī)習(xí)用藥材，也稱之為菖蒲，一直以來都是地方和歷史習(xí)用品，各地方中藥材標(biāo)準(zhǔn)或炮制規(guī)范中多用其名，如湖北省中藥材質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)就有水菖蒲的藥材標(biāo)準(zhǔn)［15］。藏菖蒲為藏醫(yī)用藥，兩者基原是否相同，尚存爭議。如鄔家林等［16］認(rèn)為藏菖蒲是菖蒲屬中尚不確定的種，在形態(tài)上與水菖蒲有一定區(qū)別，特別是在揮發(fā)油的化學(xué)成分上有明顯差異。但2020年最新版《中國藥典》收載的天南星科來源的菖蒲類藥材仍為“石菖蒲”和“藏菖蒲”兩種［9］。

4.3 茴香菖蒲

菖蒲屬中的茴香菖蒲是較晚被確認(rèn)的一種菖蒲屬物種，在我國一些民間地區(qū)除藥用外尚作香料或調(diào)料使用。茴香菖蒲與石菖蒲，兩者在過去經(jīng)常混淆不清，也導(dǎo)致了應(yīng)用上的差錯(cuò)，現(xiàn)在對(duì)于茴香菖蒲的認(rèn)識(shí)仍有爭議。《中國植物志》認(rèn)為茴香菖蒲是石菖蒲下的一個(gè)物種，未將其作為一個(gè)種單列出來。但是據(jù)相關(guān)研究和文獻(xiàn)報(bào)道茴香菖蒲在生物學(xué)、生態(tài)學(xué)和化學(xué)成分類型上與石菖蒲有很大區(qū)別［17-19］。《Flora of China》將菖蒲屬植物修訂為菖蒲科，包括1屬2種，主要為菖蒲（AcoruscalamusL.）和金錢蒲（Acorus gramineusSolander.），茴香菖蒲則歸屬于金錢蒲（A.gramineusSolander）種［20］。近年來學(xué)界已普遍達(dá)成了將茴香菖蒲單獨(dú)作為一個(gè)種的共識(shí)，作為我國的特有種，茴香菖蒲的開發(fā)利用前景非常廣闊。

4.4 混淆品的問題

九節(jié)菖蒲是石菖蒲的別名之一，也是古代優(yōu)質(zhì)菖蒲的代名詞，《名醫(yī)別錄》中就指出“一寸九節(jié)者良”。古今歷史變遷，目前市售的九節(jié)菖蒲并非源于菖蒲屬植物。筆者在市場調(diào)查中收集到的九節(jié)菖蒲經(jīng)鑒定全部為毛茛科植物阿爾泰銀蓮花（Anemone altaicaFisch.ex C.A.Mey.）的根莖。參考古代本草中的文字描述及所繪藥圖，可以推定古人所用之菖蒲均為天南星科菖蒲屬植物無疑，而非毛茛科植物。為突出菖蒲藥材的品質(zhì)，部分臨床醫(yī)生在處方用藥中有書寫和使用九節(jié)菖蒲的習(xí)慣，但毛茛科的九節(jié)菖蒲和石菖蒲的來源不同，親緣關(guān)系相差較遠(yuǎn)，化學(xué)成分和性味功效應(yīng)該不盡相同。將阿爾泰銀蓮花的根莖做九節(jié)菖蒲不符合傳統(tǒng)用藥習(xí)慣，應(yīng)注意區(qū)別，避免混淆使用。

另外，由于石菖蒲近年來價(jià)格高漲，筆者在石菖蒲的市場抽樣樣品中發(fā)現(xiàn)有摻入金邊菖蒲的情況。金邊菖蒲為石菖蒲的變種，主要是人工栽培用于園林觀賞，而非歷史習(xí)慣用藥，目前對(duì)其化學(xué)成分和藥理研究較少，能否與石菖蒲通用還有待進(jìn)一步研究。