幾種丁香屬植物葉片顯微結構初探

呂小旭 關鑒茹 張文靜 欒鑫 程亞青

(甘肅醫學院，甘肅 平涼 744000)

木犀科丁香屬(Syringa)植物全世界約有19種，我國分布18種3亞種6變種。甘肅分布有9種1亞種4變種[4]。丁香屬植物是多年生落葉灌木，花序碩大、開花繁茂，花色淡雅、芳香，習性強健，栽培簡易，因而在園林中被廣泛栽培應用，作為觀賞植物，是著名的庭園花木。部分丁香屬植物具有溫脾胃、降逆氣的作用，主治胃寒嘔逆、吐瀉、脘腹作痛。丁香中所含的丁香油和丁香酚等物質具有驅除害蟲[5]和抑菌[6]的作用。園林綠化，藥材種植過程中常存在種類混亂，品種混淆，影響綠化效果和藥材品質。究其原因，既有主觀原因的以假充真，以次充好；也存在客觀原因。現有丁香屬的鑒定多從花果等形態特征來鑒定，尤其是花及花序等特征的鑒定，但作為木本的丁香屬植物幼年期長，長達5a左右，幼年無花期無法通過花特征進行種及變種的鑒別，給園林綠化、藥材栽培等應用造成較大困難。因此，通過葉形態特征進行鑒別就成了主要的手段，但由于丁香屬部分種類葉形態相似，尋找丁香屬種間及變種間種類鑒定的可靠易操作的鑒定方法成為亟待解決的問題。

有相關研究表明，脈島數、柵表比、氣孔指數在同種植物中是恒定的，且不受植物年齡和葉片大小的影響，可用來作為區別不同種的植物或葉類、全草類中藥的參考依據[7]。丁香屬不同種植物葉片形態相似，顯微結構、理化鑒別現象[10]及其抑菌活性成分[11]類同，種間、種內區別不明顯。前人對賀蘭山丁香、華北紫丁香、北京丁香、小葉丁香、暴馬丁香、紫丁香等的表皮細胞、氣孔器、葉肉和主脈結構進行研究[12]；對暴馬丁香、紫丁香、小葉丁香的葉片的解剖結構進行了觀察[13]；對紫丁香、什錦丁香的花芽分化進行了研究[14]，但仍無法較好地解決丁香屬幼年期分類鑒定問題。何報作等對廣東桑葉、水半夏葉的脈島數的恒定性進行了研究，結果顯示脈島數是恒定的不具備普適性[8]；張春榮對扶桑葉的柵表比、脈島數和氣孔指數進行測量和統計分析，結果顯示，各顯微常數均存在顯著差異(p<0.01)[9]。探究顯微常數特征是否可以作為丁香屬植物分類特征，以便很好地區分幼年期丁香屬植物。本文主要選取分布于平涼市5種2變種丁香屬植物葉片的顯微常數進行測定。本次實驗測量丁香屬不同種植物葉片顯微常數的變化，對得到的數據進行統計分析，比較各個樣品之間的差異，以確定顯微常數的測量在丁香屬植物的鑒定及分類中是否具有可行性。

1 實驗材料

選取平涼分布的5種2變種丁香屬植物成熟葉片，具體植株信息見表1。每種(變種)丁香隨機選取5株，每株隨機選取3枚成熟的葉片，將葉片洗凈，擦干，裝入自封袋備用。

表1 丁香屬植物的采集地點

2 實驗方法

2.1 形態觀察

對采集的丁香屬不同種植物的葉片形態進行觀察，觀察葉形、葉色及被毛情況。

2.2 脈島數和柵表比的測定

剪取葉片中部主脈和葉緣之間的4mm2小片，加水合氯醛在沸水浴上透化，水洗，95%的乙醇溶液浸泡脫色，重復透化脫色處理，直至在鏡下葉肉與細脈能清晰地區分為止，且葉片呈透明狀，用稀甘油裝片待用[8]。

在低倍鏡下觀察，每個葉片取5個相鄰的視野，計數視野中的脈島數目，計算平均每平方毫米中含有的脈島個數，即為脈島數值，求平均值。

在高倍鏡下調節細準焦螺旋，使上表皮細胞與柵欄細胞出現在同一視野中且在同一位置聚焦，計算相鄰4個表皮細胞下方的柵欄細胞數，在葉片的不同部位重復測定5次，計算20個表皮細胞下柵欄細胞的平均值，即為柵表比[15]。

2.3 氣孔指數的測定

將備好的葉片剪成小片在沸水中煮至深綠色，取出葉片，用濾紙吸干葉面水分，將葉片上表面粘貼上透明膠帶，使膠帶與葉片充分粘著，用刀片輕輕刮取葉片下表面及葉肉，得到葉片上表皮，將其粘在載玻片上待觀察[16]。用鑷子輕輕撕取新鮮植物葉片下表皮，用蒸餾水裝片待觀察。在高倍鏡下觀察，選取大小相似的視野，計相同單位下表皮細胞數和氣孔數。氣孔指數計算公式：

氣孔指數=氣孔數/(氣孔數+表皮細胞數)×100%

2.4 數據統計

利用軟件SPSS 17.0對所得數據進行統計分析，利用單項方差分析檢驗不同種之間的顯著性差異(One-way ANOVA)，并進行繪圖處理。

3 實驗結果及分析

3.1 葉形態情況

平涼市丁香屬植物除過羽葉丁香和花葉丁香羽裂外，其余葉片常呈卵形或卵圓形，大小相差不大，顏色相似。平涼市7種丁香屬植物葉形態特征見表2。

表2 丁香屬不同種植物葉片形態

從表2可知，丁香屬葉形態除過羽裂外，其余葉片形態差異不大，被毛情況變化較大，通過觀察葉形態不能對丁香屬植物進行有效區分。

3.2 脈島數

丁香屬不同種植物的脈島數比較如圖1所示。

小葉丁香的脈島數(6.65±1.02個·mm-2)最大，毛丁香次之，兩者均與其它5種丁香屬植物有顯著性差異(p<0.05)。紫丁香(3.14±0.58個·mm-2)與白丁香(2.91±0.38個·mm-2)的脈島數差異不明顯，羽葉丁香和花葉丁香的脈島數差異不明顯，暴馬丁香的脈島數與其它丁香屬植物均有顯著性差異。

3.3 柵表比

丁香屬不同種植物的柵表比比較如圖2所示。

紫丁香、毛丁香和花葉丁香的柵表比差異不明顯(p>0.05)，但均與白丁香、小葉丁香、羽葉丁香差異顯著(p<0.05)。白丁香與小葉丁香、羽葉丁香的柵表比均無顯著性差異，但小葉丁香和羽葉丁香的差異顯著(p<0.05)。暴馬丁香的柵表比(2.14±0.31個柵欄細胞/每個表皮細胞)最小，與其它丁香屬植物差異較顯著。

3.4 氣孔指數

丁香屬不同種植物的下表皮氣孔指數比較如圖3所示。

紫丁香與白丁香的下表皮氣孔指數無顯著性差異(p>0.05)，但均與毛丁香的下表皮氣孔指數差異顯著(p<0.05)。小葉丁香與羽葉丁香的下表皮氣孔指數也無明顯差異。花葉丁香的下表皮氣孔指數(12.92±2.03)最大，暴馬丁香的下表皮氣孔指數(5.90±0.42)最小，與其它丁香屬植物均有顯著性差異(p<0.05)。

4 討論

植物的顯微鑒定是鑒別植物最有效的手段之一，具有重要的參考價值[17]。當葉形外部特征不能很好區分種間以及變種時，結合葉片顯微特征可以對丁香屬不同種(變種)進行很好地鑒定和區分，尤其在葉形態不夠完整的情況下具有較好的鑒別意義。

4.1 種間差異

除羽葉丁香和花葉丁香的脈島數無顯著差異外，其余平涼市丁香屬植物脈島數均有顯著性差異；除花葉丁香與紫丁香的柵表比無顯著差異外，其余平涼市丁香屬植物柵表比均有顯著性差異；除羽葉丁香與小葉丁香的下表皮氣孔指數無顯著差異外，其余平涼市丁香屬植物下表皮氣孔指數均有顯著性差異。小葉丁香和暴馬丁香葉形相似，但比較其脈島數、柵表比、下表皮氣孔指數3個顯微常數，兩者差異顯著。而羽葉丁香和花葉丁香葉形相似，但柵表比和下表皮氣孔指數則差異顯著。所以葉形相似的同屬植物可以通過對葉片的顯微常數來區分。因此，在考慮種間鑒定時，可以考慮結合脈島數、柵表比和小表皮氣孔指數來鑒定丁香屬植物。

4.2 變種間差異

通過本次實驗，紫丁香、白丁香和毛丁香3個變種的顯微特征差異較小，無論從脈島數、柵表比或者下表皮氣孔只能區分其中2變種，但均無法全部區分3變種。因此，這3個顯微鑒定特征不能很好地用于變種間的鑒定，但可結合形態特征，有無被毛來區分，通過葉片被毛性狀無法區分的紫丁香和白丁香可以利用柵表比進行區分。丁香屬的變種鑒定需要結合形態特征和顯微特征，這可能與紫丁香及其變種的劃分依據有關。

初步研究表明，平涼市丁香屬植物的鑒定可以在葉形態的基礎上，將葉片的脈島數、柵表比、下表皮氣孔指數作為區分平涼市丁香屬植物的重要鑒別特征，測量顯微常數在平涼市丁香屬植物分類中具有可行性，尤其可應用在丁香屬幼年期分類鑒定上。

5 展望

本研究采樣僅局限于平涼市分布的丁香屬植物，其種類較少，顯微結構研究結果不能代表全部丁香屬植物，分類研究有一定的局限性。但從現有研究表明，丁香屬植物顯微結構特征(脈島數、柵表比和下表皮氣孔指數)具有差異性，在一定條件限制下，可以作為分類鑒別的依據，為丁香屬植物尤其是幼年期植物的分類鑒定提供了一個可靠方法。在后續研究中，除繼續尋找新的鑒別特征外，可以考慮選取其它丁香屬植物來驗證脈島數、柵表比和下表皮氣孔指數鑒定的可靠性，為更簡便、更快速地鑒別丁香屬植物種類提供可靠的方法。