王果平，樊叢照，李曉瑾，朱軍

(新疆中藥民族藥研究所，新疆 烏魯木齊 830002)

新疆貝母屬植物鑒定技術(shù)研究進(jìn)展△

王果平，樊叢照，李曉瑾*，朱軍

(新疆中藥民族藥研究所，新疆 烏魯木齊 830002)

貝母FritillariaL.以干燥鱗莖入藥，味苦、甘，微寒，具有清熱潤(rùn)肺，化痰止咳之功效，是新疆民族地區(qū)特色中藥材，作者就近年來(lái)以新疆貝母屬植物為對(duì)象所開(kāi)展的分類(lèi)鑒定學(xué)研究進(jìn)行了綜述。

貝母屬；鑒定方法；新疆

貝母屬FritillariaL.植物廣泛分布于北溫帶，種間變異復(fù)雜，受山區(qū)小氣候和地理環(huán)境的影響，貝母外部形態(tài)存在很大變異。我國(guó)貝母種質(zhì)資源以四川和新疆兩省最為豐富，在新疆則以準(zhǔn)噶爾盆地以南塔城、伊犁一帶居多。新疆自然條件獨(dú)特，地形多變。貝母屬植物的某些器官變異尤為突出，給傳統(tǒng)形態(tài)分類(lèi)法帶來(lái)很大沖擊，植物分類(lèi)學(xué)家在選擇分類(lèi)性狀特征方面也存在不同見(jiàn)解。本文就新疆貝母屬植物的分類(lèi)鑒定學(xué)方面進(jìn)行了文獻(xiàn)追蹤。

1 貝母屬下等級(jí)劃分

貝母屬劃分等級(jí)在歷史上有著不同的學(xué)術(shù)觀點(diǎn)：J.G.Baker將其劃分為10個(gè)亞屬，J.G.Hooker分為5組，P.E.Boisser將其分為4組，A.S.Lozina-Lozinskaya將該屬分3組，W.B.Turrill將Fritillaria屬分成4組，即Sect Fritillaria，Sect Theresia，Sect Liliorhiza，Sect Petillium，并在Sect Fritillaria中劃分出兩個(gè)亞組：Subsect.Fritillaria和Subsect.Olostylese。《中國(guó)植物志》[1]第14卷將國(guó)產(chǎn)貝母屬植物分為Sect.Fritillaria(貝母組)，Sect Theresia(多花組)和Sect Liliorhiza(多鱗片組)3組。新疆產(chǎn)貝母分屬于貝母組和多花組。

2 貝母鑒定分類(lèi)方法

2.1 經(jīng)典形態(tài)分類(lèi)法

植物的表型是基因型和環(huán)境型共同作用的結(jié)果，如植株的大小、營(yíng)養(yǎng)器官的絕對(duì)大小、表皮毛的多少等等。在長(zhǎng)期的演化過(guò)程中有一些特殊的器官或性狀很少或完全不發(fā)生改變，即使是在近緣分類(lèi)群之間也很少變化，這些器官或性狀的差異幾乎完全可以理解為是遺傳差異的表現(xiàn)。而那些由于環(huán)境條件的變化，為了適應(yīng)某些特殊的演化壓力而逐漸形成的器官或性狀，在指示系統(tǒng)發(fā)育的親緣關(guān)系時(shí)，價(jià)值是有限的[2]。然而在大多情況下，利用形態(tài)性狀來(lái)短期估測(cè)遺傳變異是最現(xiàn)實(shí)、最有價(jià)值的選擇[3]。貝母屬新疆植物主要是圍繞花被片的顏色、花被片長(zhǎng)度、雄蕊花絲長(zhǎng)短、柱頭分裂與否以及莖葉被毛情況等形態(tài)學(xué)特征來(lái)進(jìn)行分類(lèi)的(見(jiàn)表1)。

表1 貝母屬新疆植物形態(tài)學(xué)特征分類(lèi)依據(jù)

2.2 孢粉學(xué)分類(lèi)法

貝母屬花粉形態(tài)的研究國(guó)外有零星報(bào)道：波克羅夫卡婭研究發(fā)現(xiàn)阿爾泰貝母(F.meleagrisL.)的花粉粒為不規(guī)則橢圓形、小瘤狀、單溝、無(wú)孔、外壁薄[4]。20世紀(jì)80～90年代，中國(guó)分類(lèi)學(xué)家利用光學(xué)顯微鏡和掃描電鏡系統(tǒng)觀察了新疆貝母屬植物(小白花貝母、砂貝母、額敏貝母、伊貝母、新疆貝母、裕民貝母、托里貝母)的花粉形態(tài)[5]、葉上下表皮及莖組織結(jié)構(gòu)[6]，通過(guò)葉表皮垂周壁、表皮細(xì)胞、角質(zhì)栓形狀、花粉紋飾、網(wǎng)脊、網(wǎng)眼等特征對(duì)貝母進(jìn)行了區(qū)分鑒定。

2.3 細(xì)胞學(xué)分類(lèi)法

染色體在分類(lèi)學(xué)上起著特殊的作用，在探討屬間、種間的進(jìn)化和變異時(shí)，染色體可作為植物分類(lèi)差別的依據(jù)。翟詩(shī)虹[7]早在80年代就對(duì)新疆貝母屬植物的核型進(jìn)行了分析，指出貝母屬染色體數(shù)為2n=24。陸靜梅[8]報(bào)道，伊貝母染色體數(shù)為2n=20(25%)和2n=24(75%)，新疆貝母染色體數(shù)為2n=30，可見(jiàn)不同貝母資源種其染色體數(shù)和核型結(jié)構(gòu)不完全相同。

2.4 貝母化學(xué)、特征性成分分類(lèi)法

淀粉是高等植物的初生代謝產(chǎn)物，更容易表現(xiàn)為植物的分類(lèi)特征，王書(shū)軍[9-10]，程存歸[11]使用熱分析(TG，DTA)和粉末X射線(xiàn)衍射(XRD)對(duì)貝母類(lèi)中藥材進(jìn)行了區(qū)分和鑒別；同時(shí)從淀粉的晶體學(xué)性質(zhì)和熱性質(zhì)對(duì)不同來(lái)源的貝母類(lèi)中藥材進(jìn)行了鑒別。Li Xia[12]分析了幾種新疆貝母栽培種淀粉的理化性質(zhì)、形態(tài)及熱性質(zhì)，指出基于高分子化學(xué)化合物(淀粉)的分類(lèi)方法，在各種貝母的質(zhì)量控制是原始可信的，為系統(tǒng)地就行分類(lèi)鑒定提供了更多的信息。

貝母屬植物的次生代謝產(chǎn)物主要為生物堿，皂苷、萜類(lèi)和甾體類(lèi)等化合物。早在20世紀(jì)80～90年代劉慶華[13]、張建興[14]先后對(duì)新疆貝母、裕民貝母、托里貝母種進(jìn)行了化學(xué)成分的研究。目前關(guān)于化學(xué)成分的研究，較多的是伊貝母[15-17]。顧雪中[18]、Hui-Jun Li[16]、Jian-Liang Zhou[17]等證實(shí)通過(guò)對(duì)甾體生物堿數(shù)量、質(zhì)量等特點(diǎn)進(jìn)行HPLC、UV、MS等譜系分析可以達(dá)到鑒定貝母屬植物的目的。

劉惠娟等[19]應(yīng)用電泳法對(duì)20種貝母藥材樣品的蛋白質(zhì)進(jìn)行了對(duì)比分析，研究結(jié)果表明20種貝母藥材樣品的蛋白質(zhì)區(qū)帶圖譜均有一定區(qū)別。貝母的蛋白質(zhì)電泳及掃描圖譜存在的這種明顯差異可作為鑒別貝母類(lèi)藥材的依據(jù)之一。同時(shí)指出：新疆產(chǎn)貝母(新疆貝母、伊貝母、額敏貝母、托里貝母、裕民貝母、小白花貝母、砂貝母等)多具有一定的差異，這種差異在原變種與變種之間也反映出來(lái)(如鄂北貝母與紫色鄂北貝母、浙貝母與東貝母等)，所含蛋白質(zhì)既具有一定的相似性，又具有明顯的差異，同種植物栽培品種與野生品種之間存在差異(如蒲圻貝母及裕民貝母)。

2.5 分子標(biāo)記技術(shù)分類(lèi)法

近年來(lái)隨著分子生物學(xué)技術(shù)的發(fā)展，遺傳標(biāo)記作為物種分類(lèi)鑒定的一種輔助手段被廣泛應(yīng)用于屬間、種間、品種間的分類(lèi)鑒定和親緣關(guān)系的研究中[20-21]，尤其是RFLP(限制性?xún)?nèi)切酶酶切片段長(zhǎng)度多態(tài)性)和PCR(聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng))等技術(shù)應(yīng)用最廣。分子標(biāo)記用于貝母分類(lèi)鑒定、親緣關(guān)系分析上，國(guó)內(nèi)外已有報(bào)道[22-30]，解決了以前利用經(jīng)典形態(tài)分類(lèi)不易區(qū)分貝母屬藥用植物的難題。Cai Z H[31]通過(guò)對(duì)托里貝母、伊貝母的5S-rRNA基因區(qū)間測(cè)序可知，兩貝母有其特定的堿基序列，PCR-RFLP結(jié)果顯示：新疆貝母和裕民貝母有相同的EcoRⅠ酶切位點(diǎn)，而托里貝母和伊貝母則無(wú)EcoRⅠ酶切位點(diǎn)。彭昕[32]設(shè)計(jì)了一對(duì)用于鑒定伊貝母的特異性PCR引物FpdP2與FpdP3，在67 ℃復(fù)性溫度的條件下，只能特異地從伊貝母的DNA模板中得到擴(kuò)增產(chǎn)物，因此可成功地鑒別出伊貝母。Wang C Z[25]應(yīng)用RFLP方法對(duì)10種貝母藥材進(jìn)行鑒定，結(jié)果顯示川貝類(lèi)核糖體DNA的ITS1區(qū)存在限制性?xún)?nèi)切酶SmaⅠ的酶切位點(diǎn)，驗(yàn)證ITS1區(qū)的限制性?xún)?nèi)切酶的聚合鏈?zhǔn)椒磻?yīng)可以用來(lái)區(qū)分貝母屬。

3 展望

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷變革，應(yīng)用于貝母新疆植物的鑒定手段和方法也推陳出新。近10年來(lái)，色譜法[16-17]、光譜法[18]、質(zhì)譜法[16-17]、熱分析法[9-11]等新技術(shù)都對(duì)貝母屬藥用植物的分類(lèi)鑒定進(jìn)行了成功嘗試。但物種的差異不同程度地反映在形態(tài)、細(xì)胞、遺傳、生理、生態(tài)等方面，鑒定研究若僅局限于經(jīng)典形態(tài)、細(xì)胞學(xué)特征、化學(xué)(藥用)成分以及分子特性等的某一方面(見(jiàn)表2)，會(huì)導(dǎo)致對(duì)不同起源種類(lèi)的錯(cuò)誤劃分，而單純依賴(lài)分子生物學(xué)研究，會(huì)因分子信息量不足而造成許多誤差。若將幾種方法協(xié)同配合使用，則可使貝母屬及其藥用植物的分類(lèi)鑒定研究更加準(zhǔn)確化、科學(xué)化。因此，在繼承和發(fā)展貝母?jìng)鹘y(tǒng)分類(lèi)學(xué)的基礎(chǔ)上，廣泛結(jié)合形態(tài)解剖學(xué)、細(xì)胞學(xué)、孢粉學(xué)、生物化學(xué)等方面的研究成果，同時(shí)加強(qiáng)分子生物學(xué)方面的探索和挖掘，對(duì)新疆貝母屬的系統(tǒng)與進(jìn)化進(jìn)行全面綜合性的研究，有望創(chuàng)立一個(gè)更符合自然規(guī)律的植物分類(lèi)系統(tǒng)。

表2 貝母屬新疆植物分類(lèi)鑒定實(shí)驗(yàn)方法

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ResearchonauthenticationmethodsofFritillariaL.inXinjiang

WANG Guo-ping，F(xiàn)AN Cong-zhao，LI Xiao-jin，ZHU Jun

(XinJiangInstituteofChineseTraditionalMedicaandEthicalMateriaMedica，Urumq830002，China)

BulbsFritillaria(BF),an important traditional Chinese herbal medicine，was commonly used as an antitussive and expectorant.The article reviewed on taxonomic researches ofFritillariaplants in Xinjiang in recent years.

Fritillaria；Identification method；Xinjiang

新疆維吾爾自治區(qū)自然科學(xué)青年基金(2010211B34)

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李曉瑾，E-mail:xjlxj@126.com

2012-06-12)