平?jīng)鲚啦藢僦参锶~顯微特征及分類意義

江龍龍，黃文迪，張 倩，呂小旭*

（1 蘭州新區(qū)農(nóng)業(yè)科技開發(fā)有限責任公司，甘肅蘭州 730000；2 甘肅醫(yī)學院，甘肅平?jīng)?744000）

相關(guān)研究表明，脈島數(shù)、柵表比、氣孔指數(shù)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，可作為區(qū)別不同植物種類的鑒別特征[7]。史冬燕等[8]通過牡丹葉表皮微形態(tài)、氣孔數(shù)目及氣孔指數(shù)的變異系數(shù)為牡丹各品種間的遺傳關(guān)系提供依據(jù)。張春榮[9]通過扶桑葉的柵表比、脈島數(shù)和氣孔指數(shù)的測量為扶桑葉藥材的鑒別提供依據(jù)。張燕[10]通過測定葉氣孔指數(shù)及柵表比對不同種紫堇屬植物進行區(qū)分。張春宇等[11]研究表明，堇菜屬植物氣孔結(jié)構(gòu)、柵欄組織及海綿組織形狀等葉顯微結(jié)構(gòu)特征可作為分類依據(jù)。但對于種類繁多、形態(tài)相近的堇菜屬植株，仍未做到較好的區(qū)分鑒別，尤其占據(jù)相同生態(tài)位的近緣種在無花期的鑒別仍存在困難，是否將更加穩(wěn)定的脈島數(shù)、柵表比、氣孔指數(shù)等葉顯微常數(shù)引入堇菜屬植物的分類鑒定，值得進一步探究。

堇菜屬植物分布廣泛、資源豐富。紫花地丁、早開堇菜及裂葉堇菜等廣泛分布于平?jīng)龀菂^(qū)周邊和崆峒山，資源蘊藏量較大，具有一定的開發(fā)利用價值[12]。但在相同生態(tài)位的堇菜屬植物，尤其是無花期的分類上仍是困擾研究人員的一大難題。因而，對平?jīng)鲋苓? 種堇菜屬植物（維西堇菜有2 種生態(tài)型）葉的顯微結(jié)構(gòu)及顯微常數(shù)進行測量比較，尋找該屬植物無花期近緣種分類鑒定的關(guān)鍵特征，以期為園林綠化和藥材引種馴化提供支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

采集平?jīng)龇植嫉? 種堇菜屬植物的新鮮葉片（見表1），其中維西堇菜有2 種生態(tài)型（同種植物采集7株，每株隨機取葉片3 枚），用清水沖洗干凈備用。

表1 堇菜屬植物采集地點

1.2 顯微結(jié)構(gòu)觀察

采用徒手切片法對植物葉進行橫切，在顯微鏡下觀察其顯微結(jié)構(gòu)。

1.3 脈島數(shù)與柵表比測定

剪取主脈與葉緣之間的葉片，置沸水中以水合氯醛溶液透化，水洗，95%乙醇溶液中浸泡脫色，待葉片透明，以稀甘油裝片待用[13]。

在低倍鏡下，取相鄰的4 個視野并對其脈島數(shù)計數(shù)，求每1mm2中含有的脈島數(shù)目，取其平均值，即為該片葉的脈島數(shù)。

在高倍鏡下，使上表皮細胞與柵欄細胞同時出現(xiàn)在同一視野，計數(shù)相鄰4 個上表皮細胞中柵欄細胞數(shù)量除以4，重復4 次并取平均值，即為該葉片的柵表比[14]。

1.4 氣孔指數(shù)測定

取備好的植物葉片，用鑷子撕下其上、下表皮，濕潤面朝下置于滴有水滴的載玻片上，蓋好蓋玻片，在高倍鏡下，計數(shù)10 個相同視野面積下的表皮細胞數(shù)與氣孔數(shù)，氣孔指數(shù)的計算公式：I=S/（S+E）×100%（I 為氣孔指數(shù)，S 為氣孔數(shù)，E 為相同面積下的表皮細胞數(shù)）[6]。

2 結(jié)果與分析

2.1 葉的顯微結(jié)構(gòu)特征對比

堇菜屬植物葉片橫切顯微觀察結(jié)果如表2 所示，表明6 種堇菜屬植物葉形及顯微結(jié)構(gòu)存在不同程度差異，如葉形區(qū)別于其他種類的裂葉堇菜和南山堇菜，上、下表皮區(qū)別于其他種類的紫花地丁及南山堇菜。

表2 堇菜屬植物葉片橫切

2.2 脈島數(shù)

由圖1 可知，南山堇菜的脈島數(shù)（5.03±0.68 個/mm2）最大，較其他品種均存在顯著性差異；斑葉堇菜、紫花地丁、早開堇菜三者之間差異不顯著；有著近似外形的南山堇菜和裂葉堇菜，其脈島數(shù)存在顯著性差異；2 種生態(tài)型維西堇菜脈島數(shù)存在顯著差異；維西堇菜（有斑）脈島數(shù)（1.77±0.31 個/mm2）最小（圖1）。

圖1 堇菜屬不同植物葉片脈島數(shù)比較

2.3 柵表比

由圖2 可知，紫花地丁的柵表比（14.35±1.08 個柵欄細胞/表皮細胞）最大，較其他品種均存在顯著性差異；維西堇菜（有斑）與早開堇菜柵表比差異不顯著，與其他堇菜屬植物葉片的柵表比差異顯著；2 種生態(tài)型維西堇菜柵表比存在顯著性差異；斑葉堇菜的柵表比最小（8.27±0.88 個柵欄細胞/表皮細胞）。

圖2 堇菜屬不同植物葉片柵表比比較

2.4 氣孔指數(shù)

2.4.1 上表皮氣孔指數(shù)。由圖3 可知，紫花地丁的上表皮氣孔指數(shù)最大（19.57±2.80），較其他品種均存在顯著性差異；維西堇菜（無斑）、維西堇菜（有斑）和斑葉堇菜在上表皮氣孔指數(shù)比較時差異不顯著；維西堇菜（無斑）、南山堇菜與裂葉堇菜在上表皮氣孔指數(shù)比較時差異不顯著；維西堇菜（有斑）的上表皮氣孔指數(shù)最?。?.03±2.21）（圖3）。

圖3 堇菜屬不同植物葉片上表皮氣孔指數(shù)比較

2.4.2 下表皮氣孔指數(shù)。由圖4 可知，早開堇菜葉片的下表皮氣孔指數(shù)最大（29.79±3.14），較其他品種均存在顯著性差異；斑葉堇菜葉片的下表皮氣孔指數(shù)最?。?9.20±2.33），較其他品種均存在顯著性差異；其他堇菜屬植物葉片的下表皮氣孔指數(shù)差異不顯著（圖4）。

圖4 堇菜屬不同植物葉片下表皮氣孔指數(shù)比較

3 結(jié)論與討論

平?jīng)龇植嫉? 種堇菜屬植物葉形及顯微結(jié)構(gòu)均存在不同程度差異。2 種生態(tài)型的維西堇菜中，維西堇菜（無斑）的脈島數(shù)和柵表比均高于維西堇菜（有斑），且均存在顯著性差異（P＜0.05）；易于混淆的紫花地丁與早開堇菜，紫花地丁的柵表比及上、下表皮氣孔指數(shù)均高于早開堇菜，且均存在顯著差性差異（P＜0.05）；在葉形上不易區(qū)分的南山堇菜和裂葉堇菜，南山堇菜的脈島數(shù)和柵表比均高于裂葉堇菜，且均存在顯著性差異（P＜0.05）；維西堇菜（有斑）與斑葉堇菜的葉上部均具有沿著葉脈的白紋，且葉下面帶有紫紅色，不易區(qū)分，但斑葉堇菜的脈島數(shù)高于維西堇菜（有斑），柵表比及下表皮氣孔指數(shù)低于維西堇菜（有斑），且均存在顯著性差異（P＜0.05）。因此，本研究測量葉顯微結(jié)構(gòu)和顯微常數(shù)可以作為無花期平?jīng)鲚啦藢僦参锓诸愯b別特征，結(jié)合形態(tài)鑒定可以很好地區(qū)分傳統(tǒng)形態(tài)鑒定不易區(qū)分的種類。

本研究僅以平?jīng)鍪屑爸苓叿植驾啦藢僦参餅椴牧希啦藢僦参锓N類較多，但該研究結(jié)果是否適用于堇菜屬其他植物，還需進一步研究。同時，下一步還要探究快速獲取堇菜屬植物顯微結(jié)構(gòu)及顯微常數(shù)的方法，以提高鑒別速度。在后續(xù)研究中可擴大采樣范圍，細化、精確堇菜屬植物葉顯微結(jié)構(gòu)及顯微常數(shù)指標，探究新的鑒定方法，以期為堇菜屬植物開發(fā)利用提供更快速、高效、準確的鑒別方法。