几种丁香属植物叶片显微结构初探

吕小旭 关鉴茹 张文静 栾鑫 程亚青

(甘肃医学院，甘肃 平凉 744000)

木犀科丁香属(Syringa)植物全世界约有19种，我国分布18种3亚种6变种。甘肃分布有9种1亚种4变种[4]。丁香属植物是多年生落叶灌木，花序硕大、开花繁茂，花色淡雅、芳香，习性强健，栽培简易，因而在园林中被广泛栽培应用，作为观赏植物，是著名的庭园花木。部分丁香属植物具有温脾胃、降逆气的作用，主治胃寒呕逆、吐泻、脘腹作痛。丁香中所含的丁香油和丁香酚等物质具有驱除害虫[5]和抑菌[6]的作用。园林绿化，药材种植过程中常存在种类混乱，品种混淆，影响绿化效果和药材品质。究其原因，既有主观原因的以假充真，以次充好；也存在客观原因。现有丁香属的鉴定多从花果等形态特征来鉴定，尤其是花及花序等特征的鉴定，但作为木本的丁香属植物幼年期长，长达5a左右，幼年无花期无法通过花特征进行种及变种的鉴别，给园林绿化、药材栽培等应用造成较大困难。因此，通过叶形态特征进行鉴别就成了主要的手段，但由于丁香属部分种类叶形态相似，寻找丁香属种间及变种间种类鉴定的可靠易操作的鉴定方法成为亟待解决的问题。

有相关研究表明，脉岛数、栅表比、气孔指数在同种植物中是恒定的，且不受植物年龄和叶片大小的影响，可用来作为区别不同种的植物或叶类、全草类中药的参考依据[7]。丁香属不同种植物叶片形态相似，显微结构、理化鉴别现象[10]及其抑菌活性成分[11]类同，种间、种内区别不明显。前人对贺兰山丁香、华北紫丁香、北京丁香、小叶丁香、暴马丁香、紫丁香等的表皮细胞、气孔器、叶肉和主脉结构进行研究[12]；对暴马丁香、紫丁香、小叶丁香的叶片的解剖结构进行了观察[13]；对紫丁香、什锦丁香的花芽分化进行了研究[14]，但仍无法较好地解决丁香属幼年期分类鉴定问题。何报作等对广东桑叶、水半夏叶的脉岛数的恒定性进行了研究，结果显示脉岛数是恒定的不具备普适性[8]；张春荣对扶桑叶的栅表比、脉岛数和气孔指数进行测量和统计分析，结果显示，各显微常数均存在显著差异(p<0.01)[9]。探究显微常数特征是否可以作为丁香属植物分类特征，以便很好地区分幼年期丁香属植物。本文主要选取分布于平凉市5种2变种丁香属植物叶片的显微常数进行测定。本次实验测量丁香属不同种植物叶片显微常数的变化，对得到的数据进行统计分析，比较各个样品之间的差异，以确定显微常数的测量在丁香属植物的鉴定及分类中是否具有可行性。

1 实验材料

选取平凉分布的5种2变种丁香属植物成熟叶片，具体植株信息见表1。每种(变种)丁香随机选取5株，每株随机选取3枚成熟的叶片，将叶片洗净，擦干，装入自封袋备用。

表1 丁香属植物的采集地点

2 实验方法

2.1 形态观察

对采集的丁香属不同种植物的叶片形态进行观察，观察叶形、叶色及被毛情况。

2.2 脉岛数和栅表比的测定

剪取叶片中部主脉和叶缘之间的4mm2小片，加水合氯醛在沸水浴上透化，水洗，95%的乙醇溶液浸泡脱色，重复透化脱色处理，直至在镜下叶肉与细脉能清晰地区分为止，且叶片呈透明状，用稀甘油装片待用[8]。

在低倍镜下观察，每个叶片取5个相邻的视野，计数视野中的脉岛数目，计算平均每平方毫米中含有的脉岛个数，即为脉岛数值，求平均值。

在高倍镜下调节细准焦螺旋，使上表皮细胞与栅栏细胞出现在同一视野中且在同一位置聚焦，计算相邻4个表皮细胞下方的栅栏细胞数，在叶片的不同部位重复测定5次，计算20个表皮细胞下栅栏细胞的平均值，即为栅表比[15]。

2.3 气孔指数的测定

将备好的叶片剪成小片在沸水中煮至深绿色，取出叶片，用滤纸吸干叶面水分，将叶片上表面粘贴上透明胶带，使胶带与叶片充分粘着，用刀片轻轻刮取叶片下表面及叶肉，得到叶片上表皮，将其粘在载玻片上待观察[16]。用镊子轻轻撕取新鲜植物叶片下表皮，用蒸馏水装片待观察。在高倍镜下观察，选取大小相似的视野，计相同单位下表皮细胞数和气孔数。气孔指数计算公式：

气孔指数=气孔数/(气孔数+表皮细胞数)×100%

2.4 数据统计

利用软件SPSS 17.0对所得数据进行统计分析，利用单项方差分析检验不同种之间的显著性差异(One-way ANOVA)，并进行绘图处理。

3 实验结果及分析

3.1 叶形态情况

平凉市丁香属植物除过羽叶丁香和花叶丁香羽裂外，其余叶片常呈卵形或卵圆形，大小相差不大，颜色相似。平凉市7种丁香属植物叶形态特征见表2。

表2 丁香属不同种植物叶片形态

从表2可知，丁香属叶形态除过羽裂外，其余叶片形态差异不大，被毛情况变化较大，通过观察叶形态不能对丁香属植物进行有效区分。

3.2 脉岛数

丁香属不同种植物的脉岛数比较如图1所示。

小叶丁香的脉岛数(6.65±1.02个·mm-2)最大，毛丁香次之，两者均与其它5种丁香属植物有显著性差异(p<0.05)。紫丁香(3.14±0.58个·mm-2)与白丁香(2.91±0.38个·mm-2)的脉岛数差异不明显，羽叶丁香和花叶丁香的脉岛数差异不明显，暴马丁香的脉岛数与其它丁香属植物均有显著性差异。

3.3 栅表比

丁香属不同种植物的栅表比比较如图2所示。

紫丁香、毛丁香和花叶丁香的栅表比差异不明显(p>0.05)，但均与白丁香、小叶丁香、羽叶丁香差异显著(p<0.05)。白丁香与小叶丁香、羽叶丁香的栅表比均无显著性差异，但小叶丁香和羽叶丁香的差异显著(p<0.05)。暴马丁香的栅表比(2.14±0.31个栅栏细胞/每个表皮细胞)最小，与其它丁香属植物差异较显著。

3.4 气孔指数

丁香属不同种植物的下表皮气孔指数比较如图3所示。

紫丁香与白丁香的下表皮气孔指数无显著性差异(p>0.05)，但均与毛丁香的下表皮气孔指数差异显著(p<0.05)。小叶丁香与羽叶丁香的下表皮气孔指数也无明显差异。花叶丁香的下表皮气孔指数(12.92±2.03)最大，暴马丁香的下表皮气孔指数(5.90±0.42)最小，与其它丁香属植物均有显著性差异(p<0.05)。

4 讨论

植物的显微鉴定是鉴别植物最有效的手段之一，具有重要的参考价值[17]。当叶形外部特征不能很好区分种间以及变种时，结合叶片显微特征可以对丁香属不同种(变种)进行很好地鉴定和区分，尤其在叶形态不够完整的情况下具有较好的鉴别意义。

4.1 种间差异

除羽叶丁香和花叶丁香的脉岛数无显著差异外，其余平凉市丁香属植物脉岛数均有显著性差异；除花叶丁香与紫丁香的栅表比无显著差异外，其余平凉市丁香属植物栅表比均有显著性差异；除羽叶丁香与小叶丁香的下表皮气孔指数无显著差异外，其余平凉市丁香属植物下表皮气孔指数均有显著性差异。小叶丁香和暴马丁香叶形相似，但比较其脉岛数、栅表比、下表皮气孔指数3个显微常数，两者差异显著。而羽叶丁香和花叶丁香叶形相似，但栅表比和下表皮气孔指数则差异显著。所以叶形相似的同属植物可以通过对叶片的显微常数来区分。因此，在考虑种间鉴定时，可以考虑结合脉岛数、栅表比和小表皮气孔指数来鉴定丁香属植物。

4.2 变种间差异

通过本次实验，紫丁香、白丁香和毛丁香3个变种的显微特征差异较小，无论从脉岛数、栅表比或者下表皮气孔只能区分其中2变种，但均无法全部区分3变种。因此，这3个显微鉴定特征不能很好地用于变种间的鉴定，但可结合形态特征，有无被毛来区分，通过叶片被毛性状无法区分的紫丁香和白丁香可以利用栅表比进行区分。丁香属的变种鉴定需要结合形态特征和显微特征，这可能与紫丁香及其变种的划分依据有关。

初步研究表明，平凉市丁香属植物的鉴定可以在叶形态的基础上，将叶片的脉岛数、栅表比、下表皮气孔指数作为区分平凉市丁香属植物的重要鉴别特征，测量显微常数在平凉市丁香属植物分类中具有可行性，尤其可应用在丁香属幼年期分类鉴定上。

5 展望

本研究采样仅局限于平凉市分布的丁香属植物，其种类较少，显微结构研究结果不能代表全部丁香属植物，分类研究有一定的局限性。但从现有研究表明，丁香属植物显微结构特征(脉岛数、栅表比和下表皮气孔指数)具有差异性，在一定条件限制下，可以作为分类鉴别的依据，为丁香属植物尤其是幼年期植物的分类鉴定提供了一个可靠方法。在后续研究中，除继续寻找新的鉴别特征外，可以考虑选取其它丁香属植物来验证脉岛数、栅表比和下表皮气孔指数鉴定的可靠性，为更简便、更快速地鉴别丁香属植物种类提供可靠的方法。