三种居群金钗石斛的性状与显微鉴别特征比较分析

包英华，张海玲，黄依琳，陈天韵，黄晶晶，梁基敏

（韶关学院 英东生命科学学院，广东 韶关 512005）

金钗石斛（Dendrobium nobile Lindl）为兰科（Orchidaceae）石斛属（Dendrobium Sw.），多年生附生草本植物，是我国传统名贵中药材，主要分布于贵州、云南、四川、广西、广东、湖南、湖北、海南、西藏、福建、台湾等地区［1-2］.含有生物碱类、多糖类、萜类和酚类等活性成分，石斛碱是其特征性成分［3-4］，用于治疗心脑血管及血栓性疾病［5］、提高免疫功能［6-7］、降血糖、改善血脂［8］.

我国石斛属植物有 70余种，2个变种［9］，其中药用石斛有50余种［10］，金钗石斛是各版《中国药典》载录的石斛类药材之一［11］，由于市场上金钗石斛货源少，与其同科属的混淆品也较多，导致金钗石斛用药存在安全和有效性隐患.目前，金钗石斛的鉴别研究主要集中在金钗石斛与同属石斛种间［12］、金钗石斛与其伪品之间［13］，鉴别方法涉及到薄层色谱法［14］、紫外光谱法［15］、形态和显微鉴定法［16］、分子鉴定法［17-18］和有效成分比较法等等［19］.

本文在前人的工作基础上，通过比较广东始兴金钗石斛、贵州赤水金钗石斛和云南思茅金钗石斛等三种居群金钗石斛的性状和显微结构特征，阐释了不同居群金钗石斛品种间的特异性鉴别特征，为实现有效的品种区分和鉴别奠定基础.

1 试验材料

金钗石斛分别采自于广东始兴、贵州赤水、云南思茅等地；显微结构分析材料均采用三年期生茎.

2 主要仪器和试剂

仪器：光学显微镜（Nikon ECLIPSE E200）、电热干燥箱、电子天平、游标卡尺等.

试剂：番红-固绿染液、Schiff’s试剂、I2-KI染液、改良碘化铋钾溶液、碘化钾、乙醇等.

3 实验方法

3.1 形态特征分析

金钗石斛株高采用尺子测量；茎直径、节间长度、节长度、叶片长度和宽度等采用游标卡尺测量.每个居群测量15份样品.

3.2 显微特征分析法

采用徒手切片法，制作三种居群金钗石斛茎切片，选取具一层细胞的切片，进行番红-固绿复染后观察分析其显微结构特征.用改良碘化铋钾试液染色法［20］和Schiff试剂配方2法［21］，对各居群金钗石斛的生物碱和多糖进行组织化学定位.每个居群用3组样品，每组样品做5个切片，每个切片随机观察3个视野，各项测量指标共获得135个测量数据.

3.3 数据分析法

采用SPSS 25.0对试验数据进行统计分析.

4 结果与分析

4.1 三种居群金钗石斛的性状特征分析

贵州赤水和云南思茅金钗石斛茎多为圆柱形，广东始兴金钗石斛的为扁圆柱形；贵州赤水金钗石斛茎颜色为黄绿色至深绿色，而云南思茅与广东始兴金钗石斛为黄绿色至深黄绿色.叶片均为互生，呈长圆形的革质全缘绿叶.贵州赤水和云南思茅金钗石斛花瓣均为白色，先端淡紫红色，唇瓣斑点片状，呈暗红色至深紫红色；广东始兴金钗石斛的花瓣为浅粉色，先端淡紫红色，唇瓣斑点点状，呈深紫红色.贵州赤水金钗石斛的小花数最少，一株上具有3～6朵小花；反之云南思茅金钗石斛的小花数目最多，一株上可达10～15朵小花；广东始兴金钗石斛的在中间，一株上可达5～8朵小花.三种居群铁皮石斛的硕果长度一般在1.2～1.5 cm，最大的果实宽度可达1.8 cm.其中云南思茅金钗石斛的硕果较大，但数量少；广东始兴金钗石斛硕果较小，但数量多，见图1.

图1 三种居群金钗石斛的形态学特征注：A：贵州赤水金钗石斛；B：贵州赤水金钗石斛花；C：贵州赤水金钗石斛果实；D：广东始兴金钗石斛；E：广东始兴金钗石斛花；F：广东始兴金钗石斛果实；G：云南思茅金钗石斛；H：云南思茅金钗石斛花；I：云南思茅金钗石斛果实.

从表1可见，云南思茅金钗石斛的株高、茎直径、节间长度、叶片长宽度指标与其他居群之间均存在显著差异，并均高于其他两个居群，分别可达52.49 cm、8.21 mm、4.27 cm、3.22 mm、13.63 cm和2.69 cm.贵州赤水和广东始兴金钗石斛之间节间长度与叶长度指标间没有显著差异外，其他均有显著差异.

表1 三种居群金钗石斛茎的形态特征比较分析

4.2 三种居群金钗石斛茎的显微结构特征分析

三种居群金钗石斛茎组织构造由角质层、表皮、皮下层细胞与基本组织、维管束组成.角质层被番红-固绿复染后变成桔黄色；表皮细胞呈规则形一层细胞，排列较紧密，壁不增厚；皮下层细胞一般是2～3列，细胞大小不一、形状各异；基本组织细胞从外到内逐渐变大，变化较显著，其间多散布着呈外韧型维管束，圆形或椭圆形，外围排列有厚壁鞘纤维,见图2.

图2 三种居群金钗石斛的茎显微结构特征注：A、B、C：贵州赤水金钗石斛； D、E、F：广东始兴金钗石斛； G、H、I：云南思茅金钗石斛；Cu：角质层；ep：表皮；sc：皮下层细胞；gt：基本组织；v：维管束；A、D、G：10×4；B、E、H、C、F、I：10×40.

从表2可知，广东始兴金钗石斛茎的角质层厚度、表皮细胞直径、木质部厚度与贵州赤水金钗石斛和云南思茅金钗石斛之间存在显著差异；角质层厚度和表皮细胞直径均比后两者大，分别可达8.34 μm、18.96 μm，木质部厚度比后两者薄，达23.06 μm.三种居群金钗石斛茎的鞘纤维直径特征不存在显著性差异.

表2 三种居群金钗石斛茎的显微结构特征比较分析

4.3 三种居群金钗石斛茎的生物碱与多糖的组织化学定位分析

组织化学定位结果表明，金钗石斛茎的基本组织中分布着大量生物碱，多以不规则块状或颗粒状存在，前者更常见.其中维管束周围的基本组织中分布较多，呈现高度聚集状；在表皮细胞与维管束内分布较少，甚至没有.反之，三种居群金钗石斛茎中多糖的分布较少，零散分布于维管束和维管束与皮层之间的基本组织细胞中，呈不规则状且大小不一的不透明暗紫红色块状，有些维管束中存在连成一片的多糖.

三种居群金钗石斛所含生物碱和多糖直径有所差异.从表3可见，贵州金钗石斛生物碱直径与云南思茅金钗石斛之间无显著差异，但与广东始兴金钗石斛之间有显著性差异.其中广东始兴金钗石斛生物碱直径(18.28 μm)明显小于贵州赤水金钗石斛(24.04 μm)与云南思茅金钗石斛(21.39 μm)；贵州赤水金钗石斛和广东始兴金钗石斛多糖直径之间无显著差异，但两者与云南思茅金钗石斛之间存在显著差异，其中云南思茅金钗石斛多糖直径(7.90 μm)明显小于贵州金钗石斛(11.37 μm)和广东金钗石斛(13.42 μm).

表3 三种居群金钗石斛茎的生物碱与多糖组织化学定位分析

5 讨论

由于药用石斛具有较高的药用和保健作用，市场需求量很大，因其野生资源紧缺，药材基源复杂，导致商品药材混乱现象十分严重［22］.性状和显微鉴定方法作为中药传统鉴定方法之一，具有准确、简便、快速、经济、实用等独特的优势［23］.鉴于此，通过对不同居群金钗石斛的性状和显微特征进行比较研究，从而选出不同居群金钗石斛品种有效的鉴别特异性具有重要现实意义.

研究表明，在性状特征上充分反映出金钗石斛的遗传变异.分析发现，广东始兴金钗石斛的茎形状比贵州赤水和云南思茅较扁；花瓣为浅粉色，唇瓣斑点呈点状，后两者花瓣为白色，唇瓣斑点呈片状.贵州金钗石斛茎颜色比广东始兴和云南思茅要深，小花数目比后两者少.云南思茅金钗石斛小花数目比广东始兴和贵州赤水的多，株高、茎直径、节间长度、叶宽度、硕果均比后两者大.另外，在三种居群金钗石斛的引种栽培和生长发育过程中，其株高、茎直径、茎形状和颜色、节间长度、叶宽度、花瓣颜色和唇瓣斑点等性状特征，与其野生种相比未见出现明显的变化，说明这些性状特征可作为鉴别三种居群金钗石斛的鉴定和评价指标.

显微结构特征分析结果显示，三种居群金钗石斛中，维管束数目和韧皮部厚度存在显著差异，鞘纤维直径无显著差异.而广东始兴金钗石斛茎的角质层厚度、表皮细胞直径、木质部厚度与贵州赤水和云南思茅金钗石斛之间存在显著差异，对广东始兴金钗石斛的鉴别可提供参考依据.云南思茅与贵州赤水金钗石斛相比，皮下层细胞直径和层数、维管束直径和数目、韧皮部厚度等指标均存在显著差异，可作为云南思茅和贵州赤水金钗石斛的鉴别依据.

组织化学(histochemistry)技术是通过化学或物理反应原理显示组织切片某种化学成分，对其进行定位定量并分析相关的功能.利用组织化学技术在药用植物有效成分(多糖、生物碱、黄酮、香豆素和皂苷等)的分布规律和动态变化等方面研究发挥着越来越重要的作用［21］.组织化学定位方法能够快速而简单地观察和分析出，三种居群金钗石斛茎中的生物碱和多糖的分布特征.其中广东始兴金钗石斛茎的生物碱直径明显小于贵州赤水和云南思茅金钗石斛；而云南思茅金钗石斛茎的多糖直径明显小于广东始兴和贵州赤水金钗石斛.金钗石斛作为药用石斛的主要品种之一，其生物碱与多糖的含量与药材质量密切相关.三种产地的金钗石斛中所含生物碱与多糖的直径均有一定的差异，含量差异问题需进一步深入研究.