日本薯蓣茎叶的显微鉴别研究

刘义芳，徐 贝，刘应蛟，彭买姣，彭 菲，肖冰梅*

(湖南中医药大学药学院，湖南 长沙 410208)

日本薯蓣茎叶的显微鉴别研究

刘义芳，徐 贝，刘应蛟，彭买姣，彭 菲，肖冰梅*

(湖南中医药大学药学院，湖南 长沙 410208)

目的 通过观察日本薯蓣茎叶的显微构造及显微化学反应，明确其鉴别特征，为制定日本薯蓣的质量标准及开发利用提供实验依据。方法 取植株的茎叶进行徒手切片，采用显微成像技术进行粉末鉴定；将切片用三氯化锑的浓盐酸溶液或三氯化锑的高氯酸溶液显色，进行显微化学定位研究。 结果 明确了日本薯蓣茎和叶的显微特征;通过其显微化学反应可知，茎叶部分薯蓣皂苷含量甚微或没有。结论 显微特征可作为日本薯蓣的鉴别手段；显微化学方法及其反应现象作为日本薯蓣资源评价以及筛选育种过程中一个快速选择的检测指标，是切实可行的。

日本薯蓣；茎叶；显微化学研究；显微鉴别

日本薯蓣（Dioscorea japonica）为薯蓣科薯蓣属的植物，可食用，也可入药，为强壮健胃剂。分布于我国西南、华南、华中、华东地区；日本也有分布。喜生于向阳山坡或灌木丛中或林下。目前尚未由人工引种栽培。李飞飞等[1]对其块茎进行了诱导反应的研究，茎叶未见报道。显微化学方面，曹玉芳等[2]对我国薯蓣皂苷元的主要原料植物盾叶薯蓣进行了有关其根状茎中薯蓣皂苷元的积累与分布定位研究；肖冰梅等[3]对盾叶薯蓣茎叶发育过程的形态解剖学特征及组织化学反应进行观察研究。本研究根据薯蓣属（Dioscorea）在湖南省的资源分布情况，选择2012年实地调查采到的日本薯蓣D.japonica，对其地上茎叶的显微结构及显微化学反应进行鉴别研究，明确了茎与叶的显微特征与其化学反应现象，并大致分析了各结构与薯蓣皂苷元分布规律、含量高低的关系，以期为育种筛选工作提供快速检测指标。

1 材料与方法

1.1 徒手切片的制备

样品取自于湖南中医药大学药用植物园栽培的植株，经肖冰梅副教授鉴定为日本薯蓣，取其茎叶进行徒手切片并显微成像。

1.2 制片

分析材料同“1.1”，对其茎叶进行切片的制片以及粉末制片，显微观察以及拍照。

1.3 显微化学观察

依“1.1”法徒手切片后，用三氯化锑的浓盐酸溶液或三氯化锑的高氯酸溶液对切片进行显色[4]，在xsj-2型生物显微镜（重庆光学仪器厂）观察。

图1 日本薯蓣茎横切面显微构造显微图（×40）

2 结果

2.1 茎的显微特征

2.1.1 茎横切面 （1）表皮细胞较小，多角形，排列紧密，无细胞间隙；（2）表皮下方有3～4层纤维束排列成环形。纤维细胞多角形，排列紧密，细胞壁强烈木化，靠近纤维束的皮层薄壁细胞也相应木化；（3）维管束的类型为周韧型，中柱宽广，导管发达，类多边形。见图1。

2.1.2 粉末特征 （1）木纤维大量存在，成束或散在，细胞壁木化。（2）木化薄壁细胞，多角形。（3）环纹及螺纹导管多见。见图2。

2.2 叶的显微特征

图2 日本薯蓣茎粉末显微图（×40）

2.2.1 叶横切面 （1）上表皮由l列细胞组成，细胞呈切向延长，类长方形，排列紧密，无气孔存在；下表皮细胞含有大量气孔；（2）栅栏组织排成数列，细胞为不规则方形，海绵组织2～5列；（3）上、下表皮的内侧均有厚角组织，由2～3层细胞组成；（4）主脉维管束排列方式也为周韧型，木质部导管发达，由中央向四周辐射排列，韧皮部则将木质部包围，成圆形，细胞较小，排列紧密，维管束周围有厚角细胞包围。见图3。

图3 叶脉横切面显微图（×40）

2.2.2 叶表面制片：上表皮细胞呈多角形，壁平直，未见气孔及针晶；下表皮多见气孔及草酸钙针晶，气孔多为不定式，表皮细胞呈周壁波状弯曲。见图4。

图4 日本薯蓣叶表面显微图（×40）

2.3 显微化学观察

按“1.2”中方法，切片与显色剂作用5～10 min以后，观察其显色情况，日本薯蓣的茎叶对三氯化锑的高氯酸溶液几乎不显色。

3 讨论

实验结果表明，日本薯蓣茎叶的主要鉴别特征为：（1）茎表皮下方纤维束鞘的存在，周韧型维管束，木质部宽大，被厚角组织包围。(2)叶主脉维管束也为周韧型，韧皮部包围木质部排列成圆形，下表皮多含气孔，为不定式，且草酸钙针晶多。盾叶薯蓣[3]与日本薯蓣为同属植物，其茎叶的显微结构特征也已有报道。二者茎叶显微特征比较见表1～2。

表1 叶的显微特征差别

表2 茎的横切面特征

日本薯蓣的茎叶对三氯化锑的高氯酸溶液几乎不显色，说明地上部分薯蓣皂苷含量甚微或没有。其块茎横切面有显色反应，基本组织内分布少数较大红色液滴，直径约30 μm；与其皂苷含量测定较低的结果是一致的[5]；维管束鞘及其中的细胞显色较深，说明这是薯蓣皂苷积累和分布的主要部位。小型维管束细胞中红色液滴数量多且密集，说明含量最丰富。如果有皂苷，则会呈现粉红色到深红色的颜色反应，且颜色深浅应与含量多少成正比，表明在植物不同的部位、不同结构的细胞内薯蓣皂苷的分布和积累情况不同。对日本薯蓣显微化学研究显示，其茎叶基本上不含薯蓣皂苷，不能作为薯蓣皂苷提取的原料来源，但是其块茎可以考虑作为原料药。

上述显微特征可作为日本薯蓣区别于其他薯蓣的鉴别手段；显微化学方法可作为日本薯蓣资源评价以及筛选育种的一个快速选择的检测指标。

[1]李飞飞，黄佳斌.日本薯蓣的组培快繁及块茎诱导[J].台州学院学报，2012,34(6):32～35.

[2]曹玉芳，林 如，胡正海.盾叶薯蓣根状茎的发育解剖学和组织化学研究[J]. 武汉植物学研究，2003，21(4)：288-294.

[3]肖冰梅，刘义芳，彭 菲，等.盾叶薯蓣茎叶的形态解剖及组织化学研究[J].中国民族民间医药，2013，22（15）：27-28.

[4]Hardman R.Antimony trichloride as atest reagent for steroids,especially diosgenin and yamogenin in plant tissue[J].Stain Technol,1972,47(4):205-208.

[5]肖冰梅，李咏梅，王朝晖，等.9种药用薯蓣的质量分析与评价[J].中国中医药现代远程教育，2012，10（12）：72-73.

（本文编辑 杨 瑛）

Study on Microscopic Identification of Stems and Leaves of Dioscorea Japonica

LIU Yifang,Xu Bei,LIU Yingjiao,PENG Maijiao,PENG Fei,XIAO Bingmei*
(Pharmacy College,Hunan University of Chinese Medicine,Changsha,Hunan 410208,China)

Objective By observing the microscopic structure and microchemical reaction of stems and leaves of Dioscorea japonica,a clear identification was obtained,providing a scientific basis for the further development of Dioscorea japonica quality standards and exploitation.Methods Freehanding the plant stems and leaves with powder identification by microscopic imaging techniques,then coloring the sections with concentrated hydrochloric acid solution of antimonous chloride or perchloric acid solution of antimonous chloride,we conducted a histochemical localization study.Results Clear the microscopic characteristics of D.japonica stems and leaves and by their microchemical study,little even no dioscin exists.Conclusion These microscopic characteristics can be as a means of identification of D.japonica;Microchemical method and reaction phenomena as a quick select indexes of D.japonica resource evaluation and selection breeding process,is easible.

Dioscorea japonica;microchemical study;microscopic identification

R282.5

A

10.3969/j.issn.1674－070X.2014.05.007.028.03

2013－10－08

湖南省自然基金资助项目（02JJY2033）。

刘义芳，女，在读硕士研究生，研究方向：中药鉴定与资源研究。

*肖冰梅，女，副教授，硕士研究生导师，Email：xbm5@qq.com，