中華白花丹參與其近緣種的形態(tài)分類鑒定

李曉娟 李建秀 徐寧 周國(guó)富 孟嘯龍 孟繁蘊(yùn)

摘 要：該研究采用光學(xué)顯微鏡和掃描電鏡相結(jié)合的方法，對(duì)中華白花丹參（Salvia sinealba）與其近緣種丹參（S. miltiorrhiza）及山東丹參（S. shandongensis）根的解剖學(xué)、葉表皮、花及花粉粒進(jìn)行了系統(tǒng)地比較研究。結(jié)果表明：中華白花丹參（S. sinealba）根的中央部位有多數(shù)薄壁細(xì)胞，在根橫切面射線薄壁細(xì)胞間及韌皮部外側(cè)與次生皮層部位有多數(shù)裂隙；葉片上表皮細(xì)胞外平周壁具有細(xì)密平行絲狀褶皺（SEM）；花冠白色；花粉粒橢圓形，外壁具網(wǎng)狀雕紋，網(wǎng)眼較大，多角形，少為單穿孔。上述這些顯著的特征，不僅為中華白花丹參在植物分類學(xué)上的地位提供了形態(tài)解剖學(xué)依據(jù)，而且為近緣種丹參及山東丹參的分類鑒定提供了佐證，同時(shí)也為中華白花丹參這一特有新資源的保護(hù)和開(kāi)發(fā)利用提供了資料。

關(guān)鍵詞：中華白花丹參，白花丹參（變型），丹參，山東丹參，形態(tài)學(xué)，掃描電鏡

中圖分類號(hào)：Q944

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1000-3142（2018）05-0635-11

Abstract：To explore the status of Salvia sinealba in plant taxonomy，which is a uniquely important medicinal plant in Shandong，root anatomy，leaf epidermis，flowers and pollen grains morphology of S. sinealba and its relatives S. miltiorrhiza and S. shandongensis were compared by optical microscope and scanning electron microscopy （SEM）. The results proved that there were distinct differences between S. sinealba and its relatives S. miltiorrhiza and S. shandongensis. There were most parenchyma cells in the central part of the S. sinealba root，and there were numerous fissures in the root cross section of radiating parenchyma cells，phloem outside and the secondary cortical site； leaf upper epidermal cell outer peripheral wall with fine parallel filamentous wrinkles（SEM）； corolla white； at the same time，S. sinealba having oval pollen，the outer wall with network ornamentations，larger mesh，polygonal，less single perforation. These notable features not only provided morphological and anatomical basis for S. sinealba position in plant taxonomy，but also provided evidence for the identification of S. miltiorrhiza and S. shandongensis，it also provided information on the conservation and development of this unique new resource for S. sinealba.

Key words：Salvia sinealba，S. miltiorrihiza f. alba，S. miltiorrihiza，S. shandongensis，morphology，SEM

中華白花丹參（Salvia sinealba）依據(jù)傳統(tǒng)植物分類學(xué)的分類，白花丹參（S. miltiorrhiza f. alba）是丹參（S. miltiorrhiza）的變型（吳征鎰和李錫文，1977）。白花丹參（變型）（Salvia miltiorrhiza f. alba）是20世紀(jì)50年代山東中藥工作者在山東章丘采集到的一個(gè)新分類群。吳征鎰和李錫文（1977）鑒定為丹參的白花變型，與丹參（S. miltiorrhiza）的主要區(qū)別特征是花冠白色，并收載于《中國(guó)植物志》中，之后Flora of China（Wu & Racen，1994）又將白花丹參（變型）與丹參合并，采用丹參（S. miltiorrhiza）的學(xué)名。

多年來(lái)，我們對(duì)白花丹參（變型）（Salvia miltiorrhiza f. alba）花冠的顏色進(jìn)行了認(rèn)真觀察，結(jié)果發(fā)現(xiàn)花冠白色是一個(gè)穩(wěn)定的性狀，同時(shí)對(duì)其根、葉、花粉粒、種子狀果實(shí)，采用光學(xué)顯微鏡和掃描電鏡與其近緣種丹參（S. miltiorrhiza）和山東丹參（S. shandongensis）進(jìn)行了植物分類學(xué)（李建秀等，1993）、中藥資源學(xué)（周鳳琴等，1995）、孢粉學(xué)（李曉娟等，2013）、種子狀果實(shí)（Li et al，2016）、DNA遺傳分子（李曉娟等，2013）的比較研究，與此同時(shí)，也有學(xué)者從不同學(xué)科開(kāi)展了研究工作（周榮漢，1993；王伏雄等，1997；鄭寶江等，2003；劉長(zhǎng)江等，2004；王培軍等，2004；馬驥等，2005；汪紅和王強(qiáng)，2005；高允生等，2005；曹春泉等，2008，2009a，2009b；陳士林等，2009；史國(guó)玉等，2011；陳士林，2012），有力地支持了我們的研究結(jié)果，為中華白花丹參（Salvia sinealba）在植物分類學(xué)上是一個(gè)獨(dú)立的山東特有的新分類群提供了佐證。根據(jù)國(guó)際植物命名法規(guī)，我們將其命名為中華白花丹參（Salvia sinealba） （Li et al，2016），為中華白花丹參（Salvia sinealba）在植物分類學(xué)上應(yīng)有的種級(jí)地位正名。

1 材料

中華白花丹參（Salvia sinealba）（Li et al，2016）及其近緣種丹參（S. miltiorrhiza）和山東丹參（S. shandongensis）（李建秀等，1993；李曉娟等，2013） 的憑證標(biāo)本見(jiàn)表1，憑證標(biāo)本經(jīng)山東中醫(yī)藥大學(xué)李建秀鑒定，收藏于山東中醫(yī)藥大學(xué)藥用植物標(biāo)本館（SDCM）。

2 研究方法

2.1 三種丹參根形態(tài)解剖學(xué)研究

分別取中華白花丹參（Salvia sinealba）、丹參（S. miltiorrhiza）、山東丹參（S. shandongensis）新鮮根。按常規(guī)制片法做永久裝片。

2.2 三種丹參葉片形態(tài)研究

2.2.1 光學(xué)顯微鏡觀察（LM） 分別取三種丹參憑證標(biāo)本莖中部發(fā)育良好成熟的葉上、下表皮，做永久裝片，在光學(xué)顯微鏡下觀察照相。

2.2.2 掃描電鏡觀察（SEM） 分別取三種丹參憑證臘葉標(biāo)本莖中部發(fā)育良好成熟的葉上、下表皮，大小為4 mm×6 mm，粘于標(biāo)本托雙面膠紙上，SC7620噴金鍍膜30 s，置于德國(guó)蔡司SUPRATM55熱場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡下觀察、記錄并照相。

2.3 掃描電鏡下三種丹參花粉粒比較（SEM）

分別取中華白花丹參、丹參、山東丹參發(fā)育良好成熟的花粉粒，做臨時(shí)水裝片，經(jīng)水合氯醛透化，觀察及測(cè)量20粒花粉極軸和赤道軸（王伏雄等，1997），按統(tǒng)計(jì)學(xué)處理。在此基礎(chǔ)上，另從三種憑證標(biāo)本上取成熟花粉粒，分別均勻散在標(biāo)本托雙面膠紙上，SC7620噴金鍍膜30 s后，置德國(guó)蔡司SUPRATM55熱場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡下，觀察花粉的極面、赤道面，各10粒，挑選典型的、有代表性的花粉粒，放大倍數(shù)由高倍（×5 000）到低倍（× 1 500），待電壓穩(wěn)定15 kV，調(diào)整焦距，照相，使用Adobe Photoshop軟件處理照片做圖版。

3 結(jié)果與分析

3.1 三種丹參根的橫切面

中華白花丹參皮層寬，約占半徑的1/2，韌皮部較狹，呈半月形，形成層呈圓環(huán)狀，木質(zhì)部7～8束，呈放射狀排列，射線明顯。在根的中心部位有分離的2個(gè)維管束，每個(gè)維管束中有2～3個(gè)小導(dǎo)管，其周圍為纖維，兩分離的維管束間有多數(shù)薄壁細(xì)胞。在射線薄壁細(xì)胞間和韌皮部外側(cè)及次生皮層部位有多數(shù)裂隙。如圖版Ⅰ：a所示。

丹參木栓層有4～6列細(xì)胞，皮層較寬，韌皮部狹，呈半月形，形成層明顯，呈圓環(huán)狀，木質(zhì)部8～10束，呈放射狀排列，導(dǎo)管在形成層內(nèi)側(cè)較多，向中央形成單列，射線明顯，纖維多集中分布在中央初生木質(zhì)部周圍。如圖版Ⅰ：b所示。

山東丹參根的橫切面，由外向內(nèi)分為木栓層4～8列細(xì)胞，多數(shù)細(xì)胞內(nèi)含橙色或棕紅色物，有時(shí)可見(jiàn)落皮層存在，皮層寬廣，約占半徑的1/2，韌皮部較狹，呈半月形，形成層呈環(huán)狀六角形，木質(zhì)部5～6束，呈放射狀排列，導(dǎo)管在形成層內(nèi)側(cè)較多，呈切向排列，彼此密集，在中央導(dǎo)管也較多，并有纖維束，集中在初生木質(zhì)部周圍，射線寬廣，明顯。如圖版Ⅰ：c所示。

3.2 三種丹參葉上、下表皮微形態(tài)特征（LM）和葉上表皮細(xì)胞微形態(tài)特征（SEM）

3.2.1 三種丹參葉上表皮微形態(tài)特征比較 從圖版Ⅱ：a-c可以看出，中華白花丹參（S. sinealba）葉上表皮細(xì)胞為橢圓狀多邊形，垂周壁平直；丹參（S. miltiorrhiza）葉上表皮細(xì)胞為卵圓形，垂周壁平直或弓形；山東丹參（S. shandongensis）葉上表皮細(xì)胞為不規(guī)則形，垂周壁波狀。

3.2.2三種丹參葉下表皮微形態(tài)特征比較 從表3和圖版Ⅲ：a-c可以看出，中華白花丹參葉下表皮垂周壁不規(guī)則弓形或平直，丹參葉下表皮垂周壁波狀，山東丹參葉下表皮垂周壁波狀或弓形。

3.2.3 三種丹參葉上表皮細(xì)胞微形態(tài)特征比較 從表4和圖版Ⅳ：1-6可以看出，中華白花丹參（S. sinealba）葉上表皮細(xì)胞為橢圓形，垂周壁弓形，外平周壁為細(xì)密平行絲狀皺紋；丹參 （S. miltiorrhiza）葉上表皮細(xì)胞為橢圓狀多角形，垂周壁平直，清晰可見(jiàn)，外平周壁具細(xì)密長(zhǎng)絲狀彎曲皺紋；山東丹參（S. shandongensis）葉上表皮細(xì)胞為不規(guī)則形，垂周壁波狀，外平周壁為斷續(xù)平行微彎曲絲狀皺紋。

3.3 中華白花丹參植株及三種丹參的雄蕊和花粉粒

3.3.1 中華白花丹參植株及資源 中華白花丹參的植株生長(zhǎng)良好，每年在產(chǎn)地栽培近萬(wàn)畝，具有開(kāi)發(fā)利用的空間（圖版V）。

3.3.2 三種丹參花粉粒的亞顯微形態(tài)結(jié)構(gòu)特征（SEM） 花粉粒超微結(jié)構(gòu)（SEM） 是近緣種間鑒別最重要的區(qū)別特征，從表5和圖版Ⅵ可以看出，中華白花丹參（S. sinealba）花粉粒赤道面觀橢圓形，外壁具網(wǎng)紋，網(wǎng)眼較大，多角形，少具單穿孔（圖版Ⅵ：1-2）；丹參（S. miltiorrhiza）花粉粒長(zhǎng)橢圓形，外壁具網(wǎng)紋，網(wǎng)眼圓形，多復(fù)穿孔（圖版Ⅵ：3-4）；山東丹參（S. shandongensis）花粉粒類圓形，外壁具網(wǎng)紋，網(wǎng)眼小，多角形，網(wǎng)脊不平滑有明顯區(qū)別（圖版Ⅵ：5-6）。從掃描電鏡下花粉粒亞顯微形態(tài)結(jié)構(gòu)特征表明兩者有相同之處：赤道面觀為橢圓形，極面觀為扁球形，外壁具網(wǎng)狀雕紋，具6溝，這些共同特征反映了兩者之間有較近的親緣關(guān)系。但兩者又有明顯的區(qū)別：中華白花丹參赤道面觀網(wǎng)眼較大，為多角形，少具單穿孔，極面觀網(wǎng)眼小，圓形，偶見(jiàn)單穿孔，與丹參赤道面網(wǎng)眼類圓形，多復(fù)穿孔，極面觀網(wǎng)眼類圓形，多單穿孔或復(fù)穿孔有明顯區(qū)別。

4 討論與結(jié)論

中華白花丹參（S. sinealba）與近緣種丹參（S. miltiorrhiza）、山東丹參（S. shandongensis）的主要區(qū)別體現(xiàn)在以下方面：

4.1 根橫切面解剖學(xué)主要區(qū)別

本研究中，中華白花丹參皮層寬廣，約占半徑的1/2，具7～8個(gè)無(wú)限外韌維管束，其中心有兩個(gè)分離的維管束，維管束間有多數(shù)薄壁細(xì)胞，這是中華白花丹參根獨(dú)有的解剖學(xué)特征，為首次記載。

4.2 葉上表皮細(xì)胞超微結(jié)構(gòu) （SEM）

本研究中，中華白花丹參的葉上表皮細(xì)胞為橢圓形，垂周壁弓形，外平周壁具細(xì)密平行絲狀皺紋；而丹參和山東丹參的平周壁分別為細(xì)密長(zhǎng)絲狀彎曲褶皺和斷續(xù)平行微彎曲絲狀皺紋。

4.3 花冠顏色及雄蕊在近緣種間的區(qū)別

本研究中，中華白花丹參的花冠白色或少有淡黃白色穩(wěn)定特征，而丹參的花冠為紫色，山東丹參的花冠為淡紫色，三者有明顯區(qū)別。中華白花丹參有兩條發(fā)育雄蕊與丹參的雄蕊近似，但山東丹參兩條發(fā)育雄蕊、藥隔上下壁與花絲、藥囊四者近等長(zhǎng)，為2～3 mm，且藥囊向下反折，與中華白花丹參有明顯區(qū)別。

4.4 花粉粒超微結(jié)構(gòu)（SEM）是近緣種間鑒別最重要的區(qū)別特征

本研究中，中華白花丹參花粉粒赤道面觀橢圓形，外壁具網(wǎng)紋，網(wǎng)眼較大，多角形，少具單穿孔；丹參花粉粒長(zhǎng)橢圓形，外壁具網(wǎng)紋，網(wǎng)眼圓形，多復(fù)穿孔；山東丹參花粉粒類圓形，外壁具網(wǎng)紋，網(wǎng)眼小，多角形，網(wǎng)脊不平滑，三者有明顯區(qū)別。三種丹參花粉形態(tài)相同特征為其近緣種提供孢粉學(xué)依據(jù)，而花粉粒形態(tài)特征的明顯區(qū)別又為它們種間分類鑒定提供了孢粉學(xué)依據(jù)（埃爾特曼，1978）?；ǚ坌螒B(tài)特征在同屬植物種間的差異，可作為植物進(jìn)行區(qū)分的依據(jù)（陳韋等，2010）；對(duì)花粉粒的描述在新種鑒定中，早已具有或多或少?gòu)?qiáng)制的成分（埃爾特曼，1978）；花粉形態(tài)的研究有助于解決某些植物在分類系統(tǒng)上的地位問(wèn)題，新屬或新種的發(fā)現(xiàn)有時(shí)也可以花粉的特征來(lái)證實(shí)（王伏雄等，1997）。這些區(qū)別特征遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了白花丹參是丹參變型的范圍，為提升中華白花丹參在植物分類學(xué)上的種級(jí)地位，首次提供孢粉學(xué)依據(jù)。

4.5 種子狀果實(shí)超微結(jié)構(gòu)（SEM）是近緣種間鑒別又一個(gè)最重要的區(qū)別特征

本研究中，中華白花丹參種子狀果實(shí)（SEM）與丹參均為卵球形，背、腹面外果皮均具網(wǎng)狀雕紋，前者網(wǎng)眼不規(guī)則多角形，凹陷，而后者網(wǎng)眼類方形，具平行條狀紋；山東丹參種子狀果實(shí)橢圓形，背、腹面均具負(fù)網(wǎng)紋，是鑒別三者又一個(gè)最重要的特征（Li et al，2016）。

4.6 DNA遺傳分子對(duì)三種丹參的鑒定

采用DNA遺傳分子對(duì)中華白花丹參與近緣種丹參和山東丹參進(jìn)行分類鑒定，中華白花丹參與丹參有22個(gè)變異位點(diǎn)，與山東丹參有15個(gè)變異位點(diǎn)（李曉娟等，2013），三者可明顯的區(qū)別，這是鑒定中華白花丹參與近緣種丹參、山東丹參第三個(gè)最重要的特征。

4.7 中華白花丹參與丹參所含活性成分丹參酮ⅡA含量比較

近年來(lái)，許多學(xué)者對(duì)中華白花丹參和丹參所含丹參酮ⅡA等活性成分進(jìn)行比較研究，中華白花丹參含丹參酮ⅡA 0.73%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于丹參所含丹參酮ⅡA 0.36%（周榮漢，1993）。中華白花丹參活性成分的高含量，受到提取成分中藥廠家的歡迎，山東萊蕪市苗山鎮(zhèn)栽培中華白花丹參近萬(wàn)畝，形成開(kāi)發(fā)山東特產(chǎn)藥材的一大基地，在產(chǎn)區(qū)章丘、萊蕪，老中醫(yī)用中華白花丹參治療血栓閉塞性脈管炎有上百年歷史，其效果是丹參不可替代的作用。

綜上所述，中華白花丹參與近緣種丹參、山東丹參在7個(gè)特征方面有顯著的區(qū)別，特別是花粉粒（李曉娟等，2013）、種子狀果實(shí)超微結(jié)構(gòu)（Li et al，2016；劉長(zhǎng)江等，2004）以及DNA遺傳分子（李曉娟等，2013）的鑒定，為中華白花丹參在植物界應(yīng)該是一個(gè)獨(dú)立的種群提供佐證，不能接受《中國(guó)植物志》、Flora of China的處理意見(jiàn)。因此，我們將白花丹參（變型）提升到植物分類學(xué)種級(jí)地位，按照國(guó)際植物命名法規(guī)，為白花丹參正名，命名為中華白花丹參（Salvia sinealba）（Li et al，2016），為中華白花丹參[S. sinealba （C. Y. Wu et H. W. Li） J. X. Li & X. J. Li]的開(kāi)發(fā)利用提供合法學(xué)名。

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