中华白花丹参与其近缘种的形态分类鉴定

李晓娟 李建秀 徐宁 周国富 孟啸龙 孟繁蕴

摘 要：该研究采用光学显微镜和扫描电镜相结合的方法，对中华白花丹参（Salvia sinealba）与其近缘种丹参（S. miltiorrhiza）及山东丹参（S. shandongensis）根的解剖学、叶表皮、花及花粉粒进行了系统地比较研究。结果表明：中华白花丹参（S. sinealba）根的中央部位有多数薄壁细胞，在根横切面射线薄壁细胞间及韧皮部外侧与次生皮层部位有多数裂隙；叶片上表皮细胞外平周壁具有细密平行丝状褶皱（SEM）；花冠白色；花粉粒椭圆形，外壁具网状雕纹，网眼较大，多角形，少为单穿孔。上述这些显著的特征，不仅为中华白花丹参在植物分类学上的地位提供了形态解剖学依据，而且为近缘种丹参及山东丹参的分类鉴定提供了佐证，同时也为中华白花丹参这一特有新资源的保护和开发利用提供了资料。

关键词：中华白花丹参，白花丹参（变型），丹参，山东丹参，形态学，扫描电镜

中图分类号：Q944

文献标识码：A

文章编号：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

中華白花丹参（Salvia sinealba）依据传统植物分类学的分类，白花丹参（S. miltiorrhiza f. alba）是丹参（S. miltiorrhiza）的变型（吴征镒和李锡文，1977）。白花丹参（变型）（Salvia miltiorrhiza f. alba）是20世纪50年代山东中药工作者在山东章丘采集到的一个新分类群。吴征镒和李锡文（1977）鉴定为丹参的白花变型，与丹参（S. miltiorrhiza）的主要区别特征是花冠白色，并收载于《中国植物志》中，之后Flora of China（Wu & Racen，1994）又将白花丹参（变型）与丹参合并，采用丹参（S. miltiorrhiza）的学名。

多年来，我们对白花丹参（变型）（Salvia miltiorrhiza f. alba）花冠的颜色进行了认真观察，结果发现花冠白色是一个稳定的性状，同时对其根、叶、花粉粒、种子状果实，采用光学显微镜和扫描电镜与其近缘种丹参（S. miltiorrhiza）和山东丹参（S. shandongensis）进行了植物分类学（李建秀等，1993）、中药资源学（周凤琴等，1995）、孢粉学（李晓娟等，2013）、种子状果实（Li et al，2016）、DNA遗传分子（李晓娟等，2013）的比较研究，与此同时，也有学者从不同学科开展了研究工作（周荣汉，1993；王伏雄等，1997；郑宝江等，2003；刘长江等，2004；王培军等，2004；马骥等，2005；汪红和王强，2005；高允生等，2005；曹春泉等，2008，2009a，2009b；陈士林等，2009；史国玉等，2011；陈士林，2012），有力地支持了我们的研究结果，为中华白花丹参（Salvia sinealba）在植物分类学上是一个独立的山东特有的新分类群提供了佐证。根据国际植物命名法规，我们将其命名为中华白花丹参（Salvia sinealba） （Li et al，2016），为中华白花丹参（Salvia sinealba）在植物分类学上应有的种级地位正名。

1 材料

中华白花丹参（Salvia sinealba）（Li et al，2016）及其近缘种丹参（S. miltiorrhiza）和山东丹参（S. shandongensis）（李建秀等，1993；李晓娟等，2013） 的凭证标本见表1，凭证标本经山东中医药大学李建秀鉴定，收藏于山东中医药大学药用植物标本馆（SDCM）。

2 研究方法

2.1 三种丹参根形态解剖学研究

分别取中华白花丹参（Salvia sinealba）、丹参（S. miltiorrhiza）、山东丹参（S. shandongensis）新鲜根。按常规制片法做永久装片。

2.2 三种丹参叶片形态研究

2.2.1 光学显微镜观察（LM） 分别取三种丹参凭证标本茎中部发育良好成熟的叶上、下表皮，做永久装片，在光学显微镜下观察照相。

2.2.2 扫描电镜观察（SEM） 分别取三种丹参凭证腊叶标本茎中部发育良好成熟的叶上、下表皮，大小为4 mm×6 mm，粘于标本托双面胶纸上，SC7620喷金镀膜30 s，置于德国蔡司SUPRATM55热场发射扫描电镜下观察、记录并照相。

2.3 扫描电镜下三种丹参花粉粒比較（SEM）

分别取中华白花丹参、丹参、山东丹参发育良好成熟的花粉粒，做临时水装片，经水合氯醛透化，观察及测量20粒花粉极轴和赤道轴（王伏雄等，1997），按统计学处理。在此基础上，另从三种凭证标本上取成熟花粉粒，分别均匀散在标本托双面胶纸上，SC7620喷金镀膜30 s后，置德国蔡司SUPRATM55热场发射扫描电镜下，观察花粉的极面、赤道面，各10粒，挑选典型的、有代表性的花粉粒，放大倍数由高倍（×5 000）到低倍（× 1 500），待电压稳定15 kV，调整焦距，照相，使用Adobe Photoshop软件处理照片做图版。

3 结果与分析

3.1 三种丹参根的横切面

中华白花丹参皮层宽，约占半径的1/2，韧皮部较狭，呈半月形，形成层呈圆环状，木质部7～8束，呈放射状排列，射线明显。在根的中心部位有分离的2个维管束，每个维管束中有2～3个小导管，其周围为纤维，两分离的维管束间有多数薄壁细胞。在射线薄壁细胞间和韧皮部外侧及次生皮层部位有多数裂隙。如图版Ⅰ：a所示。

丹参木栓层有4～6列细胞，皮层较宽，韧皮部狭，呈半月形，形成层明显，呈圆环状，木质部8～10束，呈放射状排列，导管在形成层内侧较多，向中央形成单列，射线明显，纤维多集中分布在中央初生木质部周围。如图版Ⅰ：b所示。

山东丹参根的横切面，由外向内分为木栓层4～8列细胞，多数细胞内含橙色或棕红色物，有时可见落皮层存在，皮层宽广，约占半径的1/2，韧皮部较狭，呈半月形，形成层呈环状六角形，木质部5～6束，呈放射状排列，导管在形成层内侧较多，呈切向排列，彼此密集，在中央导管也较多，并有纤维束，集中在初生木质部周围，射线宽广，明显。如图版Ⅰ：c所示。

3.2 三种丹参叶上、下表皮微形态特征（LM）和叶上表皮细胞微形态特征（SEM）

3.2.1 三种丹参叶上表皮微形态特征比较 从图版Ⅱ：a-c可以看出，中华白花丹参（S. sinealba）叶上表皮细胞为椭圆状多边形，垂周壁平直；丹参（S. miltiorrhiza）叶上表皮细胞为卵圆形，垂周壁平直或弓形；山东丹参（S. shandongensis）叶上表皮细胞为不规则形，垂周壁波状。

3.2.2三种丹参叶下表皮微形态特征比较 从表3和图版Ⅲ：a-c可以看出，中华白花丹参叶下表皮垂周壁不规则弓形或平直，丹参叶下表皮垂周壁波状，山东丹参叶下表皮垂周壁波状或弓形。

3.2.3 三种丹参叶上表皮细胞微形态特征比较 从表4和图版Ⅳ：1-6可以看出，中华白花丹参（S. sinealba）叶上表皮细胞为椭圆形，垂周壁弓形，外平周壁为细密平行丝状皱纹；丹参 （S. miltiorrhiza）叶上表皮细胞为椭圆状多角形，垂周壁平直，清晰可见，外平周壁具细密长丝状弯曲皱纹；山东丹参（S. shandongensis）叶上表皮细胞为不规则形，垂周壁波状，外平周壁为断续平行微弯曲丝状皱纹。

3.3 中华白花丹参植株及三种丹参的雄蕊和花粉粒

3.3.1 中华白花丹参植株及资源 中华白花丹参的植株生长良好，每年在产地栽培近万亩，具有开发利用的空间（图版V）。

3.3.2 三种丹参花粉粒的亚显微形态结构特征（SEM） 花粉粒超微结构（SEM） 是近缘种间鉴别最重要的区别特征，从表5和图版Ⅵ可以看出，中华白花丹参（S. sinealba）花粉粒赤道面观椭圆形，外壁具网纹，网眼较大，多角形，少具单穿孔（图版Ⅵ：1-2）；丹参（S. miltiorrhiza）花粉粒长椭圆形，外壁具网纹，网眼圆形，多复穿孔（图版Ⅵ：3-4）；山东丹参（S. shandongensis）花粉粒类圆形，外壁具网纹，网眼小，多角形，网脊不平滑有明显区别（图版Ⅵ：5-6）。从扫描电镜下花粉粒亚显微形态结构特征表明两者有相同之处：赤道面观为椭圆形，极面观为扁球形，外壁具网状雕纹，具6沟，这些共同特征反映了两者之间有较近的亲缘关系。但两者又有明显的区别：中华白花丹参赤道面观网眼较大，为多角形，少具单穿孔，极面观网眼小，圆形，偶见单穿孔，与丹参赤道面网眼类圆形，多复穿孔，极面观网眼类圆形，多单穿孔或复穿孔有明显区别。

4 讨论与结论

中华白花丹参（S. sinealba）与近缘种丹参（S. miltiorrhiza）、山东丹参（S. shandongensis）的主要区别体现在以下方面：

4.1 根横切面解剖学主要区别

本研究中，中华白花丹参皮层宽广，约占半径的1/2，具7～8个无限外韧维管束，其中心有两个分离的维管束，维管束间有多数薄壁细胞，这是中华白花丹参根独有的解剖学特征，为首次记载。

4.2 叶上表皮细胞超微结构 （SEM）

本研究中，中华白花丹参的叶上表皮细胞为椭圆形，垂周壁弓形，外平周壁具細密平行丝状皱纹；而丹参和山东丹参的平周壁分别为细密长丝状弯曲褶皱和断续平行微弯曲丝状皱纹。

4.3 花冠颜色及雄蕊在近缘种间的区别

本研究中，中华白花丹参的花冠白色或少有淡黄白色稳定特征，而丹参的花冠为紫色，山东丹参的花冠为淡紫色，三者有明显区别。中华白花丹参有两条发育雄蕊与丹参的雄蕊近似，但山东丹参两条发育雄蕊、药隔上下壁与花丝、药囊四者近等长，为2～3 mm，且药囊向下反折，与中华白花丹参有明显区别。

4.4 花粉粒超微结构（SEM）是近缘种间鉴别最重要的区别特征

本研究中，中华白花丹参花粉粒赤道面观椭圆形，外壁具网纹，网眼较大，多角形，少具单穿孔；丹参花粉粒长椭圆形，外壁具网纹，网眼圆形，多复穿孔；山东丹参花粉粒类圆形，外壁具网纹，网眼小，多角形，网脊不平滑，三者有明显区别。三种丹参花粉形态相同特征为其近缘种提供孢粉学依据，而花粉粒形态特征的明显区别又为它们种间分类鉴定提供了孢粉学依据（埃尔特曼，1978）。花粉形态特征在同属植物种间的差异，可作为植物进行区分的依据（陈韦等，2010）；对花粉粒的描述在新种鉴定中，早已具有或多或少强制的成分（埃尔特曼，1978）；花粉形态的研究有助于解决某些植物在分类系统上的地位问题，新属或新种的发现有时也可以花粉的特征来证实（王伏雄等，1997）。这些区别特征远远超出了白花丹参是丹参变型的范围，为提升中华白花丹参在植物分类学上的种级地位，首次提供孢粉学依据。

4.5 种子状果实超微结构（SEM）是近缘种间鉴别又一个最重要的区别特征

本研究中，中华白花丹参种子状果实（SEM）与丹参均为卵球形，背、腹面外果皮均具网状雕纹，前者网眼不规则多角形，凹陷，而后者网眼类方形，具平行条状纹；山东丹参种子状果实椭圆形，背、腹面均具负网纹，是鉴别三者又一个最重要的特征（Li et al，2016）。

4.6 DNA遗传分子对三种丹参的鉴定

采用DNA遗传分子对中华白花丹参与近缘种丹参和山东丹参进行分类鉴定，中华白花丹参与丹参有22个变异位点，与山东丹参有15个变异位点（李晓娟等，2013），三者可明显的区别，这是鉴定中华白花丹参与近缘种丹参、山东丹参第三个最重要的特征。

4.7 中华白花丹参与丹参所含活性成分丹参酮ⅡA含量比较

近年来，许多学者对中华白花丹参和丹参所含丹参酮ⅡA等活性成分进行比较研究，中华白花丹参含丹参酮ⅡA 0.73%，远远高于丹参所含丹参酮ⅡA 0.36%（周荣汉，1993）。中华白花丹参活性成分的高含量，受到提取成分中药厂家的欢迎，山东莱芜市苗山镇栽培中华白花丹参近万亩，形成开发山东特产药材的一大基地，在产区章丘、莱芜，老中医用中华白花丹参治疗血栓闭塞性脉管炎有上百年历史，其效果是丹参不可替代的作用。

综上所述，中华白花丹参与近缘种丹参、山东丹参在7个特征方面有显著的区别，特别是花粉粒（李晓娟等，2013）、种子状果实超微结构（Li et al，2016；刘长江等，2004）以及DNA遗传分子（李晓娟等，2013）的鉴定，为中华白花丹参在植物界应该是一个独立的种群提供佐证，不能接受《中国植物志》、Flora of China的处理意见。因此，我们将白花丹参（变型）提升到植物分类学种级地位，按照国际植物命名法规，为白花丹参正名，命名为中华白花丹参（Salvia sinealba）（Li et al，2016），为中华白花丹参[S. sinealba （C. Y. Wu et H. W. Li） J. X. Li & X. J. Li]的开发利用提供合法学名。

参考文献：

CAO CQ，SUN LR，LOU HX，et al，2008. Advances in chemical constituents and pharmacological effects of Salvia miltiorrhiza f. alba [J]. J Chin Med Mat，31（6）：938-939. [曹春泉，孙隆儒，娄红祥，等，2008. 白花丹参化学成分与药理作用研究进展 [J]. 中药材，31（6）：938-939.]

CAO CQ，SUN LR，WANG XN，2009a. Chemical constituents of Salvia miltiorrhiza f. alba （Ⅱ） [J]. Chin Trad Herb Drugs，40（2）：173-175. [曹春泉，孙隆儒，王小宁，2009a. 白花丹参的化学成分研究（Ⅱ） [J]. 中草药，40（2）：173-175.]

CAO CQ，SUN LR，LOU HX，et al，2009b. Chemical constituents of Salvia miltiorrhiza f. alba [J]. Lishizhen Med Mat Med Res，20（3）：636-637. [曹春泉，孙隆儒，娄红祥，等，2009b. 白花丹参的化学成分研究 [J]. 时珍国医国药，20（3）：636-637.]

CHEN SL，SONG JY，YAO H，et al，2009. Strategy and key technique of identification of Chinese herba medicine using DNA barcoding [J]. Chin J Nat Med，7（5）：322-327. [陈士林，宋经元，姚辉，等，2009. 药用植物DNA 条形码鉴定策略及关键技术分析 [J]. 中国天然药物，7（5）：322-327.]

CHEN W，SHANG HW，GAO YS，et al，2010. Flower and pollen morphology of Solidago [J]. Guihaia，30（1）：55-59. [陈韦，商晗武，高永生，等，2010. 一支黄花属植物的花及花粉形态 [J]. 广西植物，30（1）：55-59.]

CHEN SL，2012. Molecular identification of DNA barcode in Chinese medicine [M]. Beijing：Peoples Health Publishing House：121-124. [陳士林，2012. 中药DNA条形码分子鉴定 [M]. 北京：人民卫生出版社：121-124.]

ERDFMAN G，1978. Palynology manual [M]. Beijing：Science Press：69； 87. [埃尔特曼，1978. 孢粉学手册 [M]. 北京：科学出版社：69； 87.]

GAO YS，JIANG LM，LIU YP，et al，2005. Effect of aqueous extract from stems and leaves of Salvia miltiorrhiza f. alba on hypoxia tolerance in mice [J]. Chin J Clin Rehabilit，9（1）：115-117. [高允生，姜隆梅，刘延平，等，2005. 白花丹参茎叶水提物对小鼠耐缺氧作用的影响 [J]. 中国临床康复，9（1）：115-117.]

LI JX，LI M，ZHOU FQ，et al，1993. Northern botanical research [M]. Tianjin：Nankai University Press：242-243. [李建秀，李明，周凤琴，等，1993. 北方植物学研究 [M]. 天津：南开大学出版社：242-243.]

LIU CJ，LIN Q，HE JX，2004. Methods and terminology of study on seed morphology from China [J]. Acta Bot Boreal-Occident Sin，24（1）：178-188. [刘长江，林祁，贺建秀，2004. 中国植物种子形态学研究方法和术语 [J]. 西北植物学报，24（1）：178-188.]

LI XJ，LI JX，SUN JX，et al，2013. Observation and comparison on morphological characteristics of pollen of Salvia shandongensis and its relatives by SEM [J]. Guihaia，33（1）：20-24. [李晓娟，李建秀，孙经兴，等，2013. 扫描电镜下山东丹参与近缘种花粉形态特征比较观察 [J]. 广西植物，33（1）：20-24.]

LI XJ，HAN JP，LI JX，et al，2013. Identification of Salvia shandongensis new species based on sequences of the plastid psbA-trnH intergenic region [J]. Acta Pharm Sin，48 （8）：1338-1344. [李晓娟，韩建萍，李建秀，等，2013. 基于叶绿体psbA-trnH基因间区序列鉴定山东丹参为新种 [J]. 药学学报，48（8）：1338-1344.]

LI XJ，LI JX，MENG FY，et al，2016. Study on the seed-like fruits of subgenus Sclarea of Salvia of Labiatae in China [J]. Bangl J Bot，45（4）：947-955.

MA J，LI XR，ZHANG JG，et al，2005. Progress in research on microstructure features of seeds （Domestic Part） [J]. J Zhejiang Norm Univ （Nat Sci Ed），28（2）：121-127. [马骥，李新荣，张景光，等，2005. 我国种子微形态结构研究进展 [J]. 浙江师范大学学报（自然科学版），28（2）：121-127.]

SHI GY，ZHOU FQ，GUO QM，2011. Advances in leaves chemical constituents and pharmacological research of Salvia miltiorrhiza and Salvia miltiorrhiza f. alba [J]. Lishizhen Med Mat Med Res，22（2）：465-467. [史国玉，周凤琴，郭庆梅，2011. 丹参与白花丹参叶化学成分与药理临床研究进展 [J]. 时珍国医国药，22（2）：465-467.]

WU ZY，LI XW，1977. Flora of China [M]. Beijing：Science Press，66：145-150. [吴征镒，李锡文，1977.中国植物志 [M]. 北京：科学出版社，66：145-150.]

WU ZY，RACEN P T，1994. Flora of China [M]. Beijing：Science Press，17：195-222.

WANG FX，QIAN NF，ZHANG YL，et al，1997. Chinese plant pollen morphology [M]. Beijing：Science Press，2：390. [王伏雄，钱南芬，张玉龙，等，1997. 中国植物花粉形态 [M]. 北京：科学出版社，2：390.]

WANG PJ，GAO CQ，LI M，2004. Study on the content of TanshinoneⅡA in Salvia miltiorrhiza and Salvia miltiorrhiza f. alba [J]. Gansu Trad Chin Med，17（4）：42-43. [王培军，高长清，李蜜，2004. 丹参与白花丹参中丹参酮ⅡA的含量研究 [J]. 甘肃中医，17（4）：42-43.]

WANG H，WANG Q，2005. Analysis of rDNA ITS sequences of radix et rhizoma Salviae miltiorrhizae and plants of Salvia L. [J]. Chin Trad Herb Drugs，36（9）：1381-1385. [汪紅，王强，2005. 丹参及鼠尾草属植物的rDNA ITS序列分析 [J]. 中草药，36（9）：1381-1385.]

ZHOU RH，1993. Chinese medicine resources [M]. Beijing：China Medical Science and Technology Press：448-450. [周荣汉，1993. 中药资源学 [M]. 北京：中国医药科技出版社：448-450.]

ZHOU FQ，PENG XL，LI JX，1995. Investigation and identification of raw plants of Salvia miltiorrhiza in Shandong Pro-vince [M]// LI FZ. Shandong plant research. Beijing：Science and Technology Press：358-364. [周凤琴，彭学莲，李建秀，1995. 山东产丹参原植物调查和生药鉴定 [M]//李法曾. 山东植物研究. 北京：科学技术出版社：358-364.]

ZHENG BJ，XING SQ，LI YB，et al，2003. The micromorphological features in Lamiaceae and the significance in taxonomy [J]. J NE For Univ，31（3）：34-35. [郑宝江，邢淑清，李艳波，等，2003. 唇形科植物果皮微形态特征及其分类学意义 [J]. 东北林业大学学报，31（3）：34-35.]