陕西小檗属14种植物叶脉序式样的研究

王博强，刘潘莲，沈 坤，王宇坤，姜 悦，王 磊，杨文权

(西北农林科技大学 生命科学学院，陕西 杨凌 712100)

小檗属(Berberis)是小檗科(Berberidaceae)最大的属，全世界约有500种，主要分布于北温带。中国是小檗属植物物种多样性较丰富的地区之一，约有250多种[1]。陕西亦是小檗属植物分布较多的地区，共有28种[2]。小檗属植物因多数含有小檗碱、小檗胺、巴马亭等多种生物活性物质，因此具有抗菌、消炎、抗肿瘤、降血脂等多种药理作用。同时，小檗属植物的枝叶美观，是重要的绿化树种，具有重要的经济价值[3]。

小檗属植物的分类十分复杂，落叶与否、枝条的颜色、叶片质地、萼片的轮数、果实的形态、花梗的长短等都是分类的重要依据[1]。但由于形态特征的重叠，使得种间的区分十分困难。虽然也有关于小檗属植物的细胞学、分子生物学、叶表皮微形态等方面的分类资料，但由于涉及的种类较少，因此还需要其他方面的研究支持[4-6]。植物的叶脉序特征稳定，具有科、属、种的特异性，尤其在种的分类和鉴定上具有独特的优势，解决了一些植物属内种间的分类难题[7-9]。而关于小檗属植物的叶脉序特征，只有施小平和王永等对云南、贵州等地的部分小檗属植物的研究报道，发现了一些重要的信息，但这与小檗属在我国的分布数量还有一定的差异[10-11]。为此，我们对陕西分布的14种常见小檗属植物的叶脉序进行研究，以期给小檗属植物在叶脉序方面的分类及形态鉴定提供更多的理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验材料均为来自于西北农林科技大学标本馆(WUK)的蜡叶标本，凭证标本详见表1。

表1 试验材料及凭证标本

1.2 试验方法

将叶片置于3%NaOH和1.5%NaHCO3溶液中，加热至沸，保持微沸15～20 min，至叶片表皮大部分脱落后取出置于清水中，用毛笔刷去残余叶肉，再用流水洗去残留物。接着用10%NaClO进行漂洗，待叶脉颜色呈乳白色时取出，用流水冲洗漂洗液。然后用75%酒精脱水，5%番红染色。染色后用流水洗去染色液，最后将叶脉封存于两片载玻片之间保存，照相。

1.3 描述术语

描述术语主要参考喻诚鸿等对叶脉序的研究报道[12]。

2 结果与分析

2.1 陕西小檗属14种植物叶片的基本特征

陕西小檗属14种植物的叶片形状有椭圆形、倒卵形和披针形3种。其中，秦岭小檗的叶形为倒卵形，豪猪刺和假豪猪刺的叶形为披针形，其余11种小檗的叶形全为椭圆形。叶片质地有纸质和革质2种，除豪猪刺和假豪猪刺的叶片为革质外，其余12种小檗的叶片全为纸质。多数小檗的叶边缘具齿，少数种类如直穗小檗、涝峪小檗和延安小檗兼有全缘叶片和具齿叶片。

2.2 陕西小檗属14种植物叶脉特征描述

(1)黄芦木B.amurensis

叶纸质，宽椭圆形，长宽比为1.5∶1；花环状弓形脉，一级脉粗度中等，宽度是叶片宽度的1.6%；粗二级脉6～8条，与一级脉的分叉角范围为28°～44°，属于窄锐角，上端二级脉比下端二级脉尖，环形分支的行为表现为二级脉以锐角与上端相邻二级脉相连；细二级脉真曲形；三级脉结网型，构网角度有变化，随机网状；多级脉序贯串型；盲脉无分支，有一次或三次分支(图1a、2a)。

(2)短柄小檗B.brachypoda

叶厚纸质，窄椭圆形，长宽比为2.72∶1；花环状半达缘脉，一级脉粗，宽度是叶片宽度的3.67%；粗二级脉9～11条，与一级脉的分叉角范围为35°～48°，属于窄锐角，上端二级脉比下端钝，环形分支的行为表现为二级脉以钝角与上端相邻二级脉相连；细二级脉半达缘；三级脉贯串型；多级脉序贯串型；盲脉无分支或有一次分支(图1b、2b)。

(3)秦岭小檗B.circumserrata

叶薄纸质，倒卵形；花环状弓形脉，一级脉细，宽度是叶片宽度的0.97%；粗二级脉7～9条，与一级脉的分叉角范围为20°～46°，属于窄锐角，上端二级脉比下端钝，环形分支的行为表现为二级脉以锐角与上端相邻二级脉相连；细二级脉真曲形；三级脉结网型，构网角度有变化，随机网状；多级脉序结网型；盲脉有一次分支(图1c、2c)。

(4)直穗小檗B.dasystachya

叶纸质，椭圆形，长宽比为1.86∶1；花环状弓形脉，一级脉细，宽度是叶片宽度的1.06%；粗二级脉7～9条，与一级脉的分叉角范围是34°～46°，属于窄锐角，上端二级脉比下端钝，环形分支的行为表现为二级脉以锐角与上端相邻二级脉相连；细二级脉真曲形；三级脉贯串型；多级脉序贯串型；盲脉无分支或有一次分支(图1d、2d)。

(5)松潘小檗B.dictyoneura

叶纸质，椭圆形，长宽比为2.33∶1；花环状弓形脉，一级脉细，宽度是叶片宽度的0.85%；粗二级脉8～10条，与一级脉的分叉角范围是34°～47°，属于窄锐角，分叉角度几乎一致，环形分支的行为表现为二级脉以锐角与上端相邻二级脉相连；细二级脉真曲形；三级脉结网型，构网角度主要是直角，方块网；多级脉序结网型；盲脉无分支，有一次或二次分支(图1e、2e)。

(6)异长穗小檗B.feddeana

叶纸质，椭圆形，长宽比为2∶1；花环状弓形脉，一级脉细，宽度是叶片宽度的1%；粗二级脉9～11条，与一级脉的分叉角范围是27°～44°，属于窄锐角，分叉角度几乎一致，环形分支的行为表现为二级脉以锐角与上端相邻二级脉相连；细二级脉半达缘；三级脉贯串型；多级脉序贯串型；盲脉无分支或有一次分支(图1f、2f)。

(7)涝峪小檗B.gilgiana

叶纸质，椭圆形，长宽比为2.47∶1；花环状弓形脉，一级脉粗，宽度是叶片宽度的2.72%；粗二级脉13～15条，与一级脉的分叉角范围是35°～50°，部分窄锐角，部分中锐角，分叉角度几乎一致，环形分支的行为表现为二级脉以锐角与上端相邻二级脉相连；细二级脉半达缘；三级脉结网型，构网角度主要是直角，方块网；多级脉序结网型；盲脉无分支，有一次或三次分支(图1g、2g)。

(8)川鄂小檗B.henryana

叶坚纸质，窄椭圆形，长宽比为3.33∶1；花环状弓形脉，一级脉细，宽度是叶片宽度的0.51%；粗二级脉11～13条，与一级脉的分叉角范围是38°～43°，属于窄锐角，分叉角度几乎一致，环形分支的行为表现为二级脉以锐角与上端相邻二级脉相连；细二级脉半达缘；三级脉结网型，构网角度主要是直角，方块网；多级脉序贯串型；盲脉无分支或有二次分支(图1h、2h)。

(9)豪猪刺B.julianae

叶革质，披针形；花环状半达缘脉，一级脉粗，宽度是叶片宽度的2.24%；粗二级脉19～21条，与一级脉的分叉角范围是55°～63 °，属于中锐角，分叉角度几乎一致，环形分支的行为表现为二级脉以钝角与上端相邻二级脉相连；细二级脉半达缘；三级脉结网型，构网角度主要是直角，方块网；多级脉序结网型；盲脉无分支或有一次分支(图1i、2i)。

(10)甘肃小檗B.kansuensis

叶厚纸质，宽椭圆形，长宽比为1.57∶1；花环状弓形脉，一级脉中等，宽度是叶片宽度的1.69%；粗二级脉9～11条，与一级脉的分叉角范围是31°～38°，属于窄锐角，分叉角度几乎一致，环形分支的行为表现为二级脉以锐角与上端相邻二级脉相连；细二级脉真曲形；三级脉结网型，构网角度主要是直角，方块网；多级脉序结网型；盲脉无分支或有一次分支(图1j、2j)。

(11)延安小檗B.purdomii

叶纸质，窄椭圆形，长宽比为3.13∶1；花环状弓形脉，一级脉中等，宽度是叶片宽度的1.48%；粗二级脉11～13条，与一级脉的分叉角范围是32°～46°，属于窄锐角，分叉角度几乎一致，环形分支的行为表现为二级脉以钝角与上端相邻二级脉相连；细二级脉半达缘；三级脉结网型，构网角度主要是直角，方块网；多级脉序结网型；盲脉无分支，有一次或二次分支(图1k、 2k)。

(12)网脉小檗B.reticulata

叶纸质，椭圆形，长宽比为2∶1；花环状弓形脉，一级脉细，宽度是叶片宽度的0.77%；粗二级脉7～9条，与一级脉的分叉角范围是36°～41°，属于窄锐角，分叉角度几乎一致，环形分支的行为表现为二级脉以锐角与上端相邻二级脉相连；细二级脉真曲形；三级脉结网型，构网角度有变化，随机网状；多级脉序结网型；盲脉无分支或有一次分支(图1l、2l)。

(13)陕西小檗B.shensiana

叶纸质，椭圆形，长宽比为2.1∶1；花环状弓形脉，一级脉中等，宽度是叶片宽度的1.28%；粗二级脉11～13条，与一级脉的分叉角范围是43°～48°，属于中锐角，环形分支的行为表现为二级脉以钝角与上端相邻二级脉相连，最底端二级脉所形成的角比上端都尖；细二级脉真曲形；三级脉结网型，构网角度有变化，随机网状；多级脉序结网型；盲脉无分支或有一次分支(图1m、2m)。

(14)假豪猪刺B.soulieana

叶革质，披针形；花环状半达缘脉，一级脉中等，宽度是叶片宽度的1.85%；粗二级脉21～23条，与一级脉的分叉角范围是44°～64°，属于中锐角，环形分支的行为表现为二级脉以钝角与上端相邻二级脉相连，分叉角度几乎一致；细二级脉半达缘；三级脉结网型，构网角度有变化，随机网状；多级脉序结网型；盲脉无分支或有一次分支(图1n、2n)。

a.黄芦木;b.短柄小檗;c.秦岭小檗;d.直穗小檗;e.松潘小檗;f.异长穗小檗;g.涝峪小檗;h.川鄂小檗;i.豪猪刺;j.甘肃小檗;k.延安小檗;l.网脉小檗;m.陕西小檗;n.假豪猪刺图1 叶脉序类型

2.3 陕西小檗属14种植物的叶脉序特征

本研究的陕西小檗属14种植物的一级脉构型都是羽状脉，一级脉根据粗细分为粗、中等和纤细3种，大部分种类为纤细。脉序类型有花环状弓形脉和花环状半达缘脉，其中，短柄小檗、豪猪刺和假豪猪刺为花环状半达缘型脉，其余11种均为花环状弓形脉(图1)。粗二级脉常为8～13条，少见15条以上，且环形分支多表现为以锐角与上端相邻二级脉相连，少数种类表现为以钝角与上端相邻二级脉相连，如短柄小檗(图1a)、豪猪刺(图1i)、延安小檗(图1k)、陕西小檗(图1m)、假豪猪刺(图1n)。间二级脉均为复合型。三级脉有结网型和贯串型，大多数为网状，包括随机网状和方块网。较高级脉序有四级脉和五级脉，两者呈直角网状，明显易辨，它们共同构成网眼和盲脉。叶缘末级脉弯曲形成结环状。盲脉有多种分支情况，包括无分支、一次分支、二次分支、三次分支，同种植物的叶片上会存在多种类型，如短柄小檗、直穗小檗、异长穗小檗、豪猪刺、甘肃小檗、网脉小檗、陕西小檗、假豪猪刺(图2)的叶片同时存在盲脉无分支和一次分支的类型。网眼的发育不完善，网眼形状不规则，大小的变异幅度不一。

2.4 基于叶脉序的陕西14种小檗属植物分种检索表

基于叶脉序特征，建立了陕西14种小檗属植物的分种检索表(表2)。

表2 陕西14种小檗属植物种的检索表

3 讨论与结论

3.1 讨论

本研究发现，小檗属植物的叶脉序具有许多共性，如一级脉为羽状脉，间二级脉均为复合型，网眼发育不完善，形状不规则，大小变化不一，叶缘末级脉结成环状等，表明小檗属植物的叶脉形态特征较一致，为小檗属是一个自然类群提供了叶形态学证据。但不同种的一级脉、二级脉、三级脉、盲脉等都存在一定的差异，具有种的特异性，可以用于一些外形相似种的分类和鉴定， 如豪猪刺和假豪猪刺在外部形态上极为相似， 叶均革质，披针形；中脉隆起，两面网脉不显，不被白粉，具刺齿；花簇生，花黄色，凭借外部形态特征区分较困难，即使在叶脉序特征上，也有许多共同点，如均为环状半达缘脉、一级脉粗、二级脉条数有19～23条、粗二级脉与主脉间的分叉角为中锐角等，但豪猪刺的三级脉为方块网，而假豪猪刺的三级脉为随机网状，通过此特征就可以将它们区分开，而川鄂小檗和异长穗小檗，松潘小檗和网脉小檗也类似，这与施小平、王永等对小檗属植物叶脉序特征的研究结果类似[10-11]。

a.黄芦木;b.短柄小檗;c.秦岭小檗;d.直穗小檗;e.松潘小檗;f.异长穗小檗;g.涝峪小檗;h.川鄂小檗;i.豪猪刺;j.甘肃小檗;k.延安小檗;l.网脉小檗;m.陕西小檗;n.假豪猪刺图2 网眼发育及盲脉分支

小檗属是小檗科中唯一在干旱地区有着强度分化的属[1]。根据王雨和施小平等对小檗属植物叶片微形态的研究，小檗属植物都有着厚度不同的角质层[6,10]。角质层覆盖在叶表面形成保护层，能够减少水分蒸发。同时，李乐等对叶脉网络功能性状的研究表明，植物在干旱和高温下，叶脉密度均会增加[13]。上述证据都支持小檗属植物具有抗旱能力。而本研究的14种小檗属植物中，秦岭小檗、延安小檗、网脉小檗、陕西小檗、假豪猪刺较其他9种植物的叶脉密度高，表明它们具有更好的耐高温和干旱能力。

3.2 结论

14种陕西小檗属植物全为羽状脉，叶脉序有花环状半达缘脉和花环状弓形脉2种，其中，短柄小檗、豪猪刺、假豪猪刺为花环状半达缘脉，其余11种均为花环状弓形脉，但可根据叶形，一级脉的粗细程度，二级脉的数量，粗二级脉与主脉间的分叉角大小、变化，环形分支的行为表现可以将这11种小檗区分开来。