4种菖蒲属植物的生药学鉴别研究

骆 航，黄仕芳，孙兴力，易 方

（1.永州职业技术学院，湖南 永州 425100；2.湖南中医药研究院，湖南 长沙 410013）

菖蒲为化湿和胃、醒神益智的常用中药材，自古以来以菖蒲为名的药材就有多种植物来源。作为中药的“菖蒲”始载于《神农本草经》，列为上品，原名为“昌蒲”“昌阳”等［1］，后《新修本草》《证类本草》《本草纲目》等历代诸家本草均有收录。据本草文献记载，古时候并未将菖蒲的种类细分，将可供药用的菖蒲种类均称为菖蒲。据考证中国古代本草文献记载的菖蒲至少包括了石菖蒲、水菖蒲、金钱蒲等天南星科植物来源的物种［2-3］。

目前商品菖蒲的来源种类繁多，各地药用习惯也不一样，导致市场上不同基原的菖蒲相互混用的情况较为严重；再者随着近年来部分菖蒲品种需求增加，价格上涨等因素，人为掺杂的现象也是屡见不鲜。商品菖蒲品种之混乱，同属植物难以区分的情况已严重影响到了中药材及其制剂的质量和疗效。因此加强对菖蒲类药材原植物的分类学研究，厘清目前市售菖蒲种类及基原并加以科学有效的鉴别，就显得十分必要。本文通过对天南星科菖蒲属植物及相关药材进行调查和研究，对石菖蒲、水菖蒲、金钱蒲、茴香菖蒲进行了较为详细的比较和鉴别，研究结果解决了一些目前菖蒲类药材在商品流通中存在的品种混淆、基原不明、鉴别困难等问题，进一步阐明了不同菖蒲类药材的基原界定和区分特征，为菖蒲属中药材的鉴别研究和相关质量标准的增补与修订提供了有益参考。

1 仪器与材料

1.1 仪器与试剂

OLYMPUS-CX41光学显微镜（日本Olympus公司）；苏丹Ⅲ、间苯三酚、浓盐酸、稀甘油、水合氯醛等试剂均为分析纯（长沙市试剂化工厂）。

1.2 实验材料

石菖蒲（Acorns tatarinowiiSchott.）、水菖蒲（Acorus calamusL.）、金钱蒲（Acorus gramineusSoland.）、茴香菖蒲［Acorus macrospadiceus（Yamamoto）F.N.Wei et Y.K.Li.］，以上植物经湖南省南岳树木园夏江林研究员鉴定并确认，凭证标本保存于永州职业技术学院，采集信息见表1。菖蒲药材主要购于全国各地中药房和药材交易市场，并经湖南中医药大学潘清平教授鉴定并确认。

表1 4种菖蒲原植物样品采集信息

2 方法

2.1 植物采集和市场调查

基于菖蒲属植物的分布特点，本研究仅对黄河以南，湖南、四川、贵州等菖蒲资源分布相对集中的地区进行了原植物采集，对每个物种类群的群居点随机采集不少于6株植物，并压制腊叶标本；市场调查则通过收集菖蒲类药材商品和信息并做出鉴定，以了解菖蒲类药材的市场相关品种、流通和使用的情况。

2.2 基原鉴定

对每个物种类群群居点收集到的植株，利用五官检查法配合立体显微镜观察记录原植物样品的外观性状及组织构造特征，通过与植物模式标本的对照观察，结合文献资料，确定植物样品的学名，找出区别特征，同时建立4种菖蒲属植物的分类检索表。

2.3 性状鉴定

菖蒲传统用药习惯主要以植物的根茎作中药使用。对不同基原菖蒲根茎的形状、大小、表面颜色、节间长短、断面特征等方面进行观察和描述，气味主要通过嗅、尝感知。

2.4 组织显微鉴别

取新鲜药材根茎作为观察材料，经FAA固定液处理固定保存，按永久装片的制作方式制作根茎横切片。徒手切片可根据需要先用水合氯醛溶液进行透化，再滴加间苯三酚溶液和浓盐酸进行木质化反应，或滴加苏丹Ⅲ试液进行木栓化反应，最后用稀甘油装片。置于光学显微镜下，先用低倍镜检查其轮廓，再以高倍镜观察各个组织特征，并以显微测微计测量各组织或细胞大小。

2.5 粉末显微鉴别

取干燥药材粉碎后过5号筛，根据观察目的的不同，制成适宜的临时制片。观察淀粉粒、糊粉粒、树胶、菊糖，用乙醇溶液制片；观察除淀粉粒以外的细胞及碎片特征，用水合氯醛溶液制片；观察细胞壁的木化程度，用间苯三酚浓盐酸溶液制片；观察一般细胞轮廓特征，用甘油-水（1∶1）混合液封锁制片，然后将制片置显微镜载物台上进行观察。

3 结果

3.1 菖蒲的分类和药用情况

菖蒲属（Acorus）原隶属于天南星科，现在分类学倾向于将菖蒲属独立出来成为菖蒲科。本属植物全世界约有7个品种和2个变种，我国多有引种和分布［4-7］。《中国植物志》［8］将菖蒲属植物分成4个基本种，即石菖蒲、水菖蒲、金钱蒲、长苞菖蒲4种，而茴香菖蒲不算1个基本种，只是石菖蒲下的1个物种，其中在历史上曾做中药使用并有过较多报道的主要是石菖蒲、水菖蒲、金钱蒲3种。

3.2 药材产销情况

通过笔者2015年—2019年前往湖南、四川、云南等菖蒲主产区进行药源调查，并对湖南廉桥、河北安国、安徽亳州、广西玉林等药材交易市场进行调研的情况来看，目前商品菖蒲是以来源于植物A.tatarinowiiSchott根茎的石菖蒲为主流，产地多以湖南、四川、江苏等地为主，销往全国；来源于植物A.calamusL.根茎的水菖蒲（藏菖蒲）和来源于植物A.macrospadiceusF.N.Wei et Y.K.Li根茎的茴香菖蒲为次要类型，其中水菖蒲产地以四川、湖北为主，茴香菖蒲以湖南、广西、贵州为主；来源于A.gramineusSoland的金钱蒲，作为地方习用品使用，市场占有量较少，主要是江苏、湖南、浙江等地的货源。以上商品除石菖蒲以野生来源为主外，其余都有栽培品，并占有一定的市场份额。

3.3 基原鉴定

本次采集到的石菖蒲、水菖蒲、金钱蒲、茴香菖蒲均为天南星科菖蒲属多年生常绿草本植物，植物形态有许多相似之处。共同特征为：根状茎平卧，肉质，分枝；叶2列，基生，剑形或线形，有叶鞘，叶脉平行；佛焰苞叶状，肉穗花序圆锥形，花密生，两性，花被6片。其中根茎的形态、叶形及中脉有无、佛焰苞的长短等特征是分类鉴别本属4种植物的重要依据。经植物形态学考查，参考《中国植物志》［8］将4种菖蒲属植物的区别编制成检索表，见表2，对主要特征进行比较见表3，野外原植物形态见图1。

表2 4种菖蒲原植物分类检索表

表3 4种菖蒲原植物形态特征比较

图1 菖蒲属4种植物形态图

3.4 药材性状鉴定

4种不同基原菖蒲的根茎药材在表面颜色、节间长短、断面特征和气味等方面存在差异，是药材性状鉴定的重点［9-10］。4种菖蒲属药材形态图见图2。

图2 4种菖蒲属药材形态图

3.4.1 石菖蒲 本品呈扁圆柱形，稍弯曲，常有分枝，长3～20 cm，直径0.3～1 cm。表面棕褐色或灰黄色，粗糙，多环节，节间长2～8 mm，上侧有略呈锐三角的叶痕，左右交互排列，下侧有圆点状根痕，节部有时残留有毛鳞状叶基；质硬脆，折断面纤维性，灰白色至黄褐色；横切面内皮层环明显，可见多数维管束小点及棕色油点；气芳香，味苦、微辛。

3.4.2 水菖蒲 本品较粗大，少有分枝。长10～24 cm，直径0.8～1.5 cm；表面类白色至棕红色，节间长0.4～1.5 cm，上侧有较大的新月形叶痕，下侧有凹陷的圆点状根痕；质硬，折断面海绵样，类白色或淡棕色；横切面内皮层环明显，有多数小空洞及维管束小点，气较浓烈而特异，味辛。

3.4.3 金钱蒲 本品呈扁圆柱形，稍弯曲，分枝多，长2～11 cm，直径0.2～0.5 cm。表面黄棕色、浅绿色，多环节，节间长1.5～4 mm，上侧有锐三角形的叶痕，左右交互排列，下侧有圆点状根痕，节部有时残留有毛鳞状叶基；质较柔软，折断面纤维性，类白色、浅黄色；横切面内皮层环明显，可见多数维管束小点及棕色油点；气芳香，味苦、微辛。

3.4.4 茴香菖蒲 本品根状茎粗壮，多分支，稍扁，上侧有三角形的叶痕，下侧有圆点状根痕，节间显着，长约1 cm，直径0.8～1.2 cm，或更粗，外皮暗红色；折断面黄褐色或深褐色，横切面内皮层环明显，有多数维管束小点，气较浓烈而特异，具浓烈的八角茴香样香气，味辛。

3.5 根茎横切面显微鉴别

结果见表4、图3、图4。菖蒲属植物根茎的构造大致相同，由表皮、皮层和中柱3部分构成。其中石菖蒲根茎横切面：表皮细胞1层，外壁增厚，皮层宽广，薄壁组织中可见分泌细胞、纤维束、叶迹维管束以及淀粉粒；纤维束呈类圆形，大小不一；叶迹维管束为有限外韧型，束鞘纤维发达；纤维束和维管束鞘周围薄壁细胞均可见草酸钙方晶；内皮层明显，偶见凯氏点；中柱占横切面直径约1/3，中柱维管束不规则环列，以周木型为主，在邻近内皮层处可见外韧型维管束，束鞘纤维不发达；中柱偶见纤维束。

表4 4种菖蒲根茎横切面组织构造特征比较

图3 石菖蒲根茎横切面简图与显微结构图

水菖蒲与石菖蒲的主要区别为皮层较宽广，靠近表皮细胞内侧的1～8层薄壁细胞排列紧密，其余薄壁细胞常5～8个作圈链状排列，中间形成大型的细胞间隙；中柱的中央无纤维束。结果见图4。

图4 水菖蒲根茎横切面皮层示圈链结构（×380）

金钱菖蒲和茴香菖蒲根茎横切面特征基本同石菖蒲，在维管束和纤维束的数量及分布上有所差异。其中金钱菖蒲皮层纤维束的分布量较石菖蒲更多，而叶迹维管束较少，中柱未见纤维束；茴香菖蒲皮层叶迹维管束较少，而中柱维管束和纤维素分布较石菖蒲更多，余同石菖蒲。

3.6 粉末显微鉴别

4种菖蒲根茎粉末主要显微特征区别，见表5。石菖蒲粉末呈黄白色至黄棕色，可见导管、淀粉粒、表皮细胞、草酸钙方晶、油细胞、晶纤维等结构，见图5；水菖蒲粉末呈黄白色，不含草酸钙方晶，见图6。茴香菖蒲和金钱菖蒲特征基本类似于石菖蒲。

图6 水菖蒲粉末特征图（×400）

表5 4种菖蒲根茎粉末特征比较

图5 石菖蒲粉末特征图（×400）

4 讨论

4.1 菖蒲的生药鉴别要点

商品菖蒲系多来源的复杂药材，本文通过对市场常见的同科同属4种菖蒲的生药学考察研究，发现同属但不同基原的菖蒲间除共性外也存在一定的差异，可从原植物形态、药材性状和显微特征等方面进行比较以达到鉴别目的。

笔者认为4种菖蒲原植物比较容易区分。水菖蒲植株高大，叶长而宽有明显中脉，根茎粗大分枝少；石菖蒲叶较水菖蒲狭短，无明显中脉；金钱蒲，植株最矮小，叶宽0.6 cm以下，根茎细长而弯曲，叶较石菖蒲厚，更为芳香；茴香菖蒲外形上与石菖蒲类似，但全株有浓烈似茴香的气味，根茎特别是叶鞘呈明显紫红色，可与其他菖蒲相区别。

药材方面，由于商品外形多有相似之处，且不同的生态环境如近水或旱生以及野生和栽培会使性状产生一定的变异［11］，增加了鉴定的困难。结合根茎组织及粉末的显微特征，从药材根茎大小、节间长短、气味、断面特征、横切面组织中薄壁细胞形态、纤维束和维管束的分布及密度、晶鞘纤维的有无等特征能进行有效鉴别。

4.2 水菖蒲和藏菖蒲

《中国药典》［12］从1963年开始收载菖蒲类药材标准，当时只收载了石菖蒲一种，其基原定义为天南星科植物Acorus gramineusSoland的干燥根茎；90版《中国药典》［13］对石菖蒲原植物的拉丁名进行了修正，修正后植物的拉丁学名为Acorns tatarinowiiSchott；2000版《中国药典》［14］则新增了藏菖蒲（传统中药名为水菖蒲）的药材标准，并对其基原定义为天南星科植物Acorus calamusL.的干燥根茎。水菖蒲为中医习用药材，也称之为菖蒲，一直以来都是地方和历史习用品，各地方中药材标准或炮制规范中多用其名，如湖北省中药材质量标准就有水菖蒲的药材标准［15］。藏菖蒲为藏医用药，两者基原是否相同，尚存争议。如邬家林等［16］认为藏菖蒲是菖蒲属中尚不确定的种，在形态上与水菖蒲有一定区别，特别是在挥发油的化学成分上有明显差异。但2020年最新版《中国药典》收载的天南星科来源的菖蒲类药材仍为“石菖蒲”和“藏菖蒲”两种［9］。

4.3 茴香菖蒲

菖蒲属中的茴香菖蒲是较晚被确认的一种菖蒲属物种，在我国一些民间地区除药用外尚作香料或调料使用。茴香菖蒲与石菖蒲，两者在过去经常混淆不清，也导致了应用上的差错，现在对于茴香菖蒲的认识仍有争议。《中国植物志》认为茴香菖蒲是石菖蒲下的一个物种，未将其作为一个种单列出来。但是据相关研究和文献报道茴香菖蒲在生物学、生态学和化学成分类型上与石菖蒲有很大区别［17-19］。《Flora of China》将菖蒲属植物修订为菖蒲科，包括1属2种，主要为菖蒲（AcoruscalamusL.）和金钱蒲（Acorus gramineusSolander.），茴香菖蒲则归属于金钱蒲（A.gramineusSolander）种［20］。近年来学界已普遍达成了将茴香菖蒲单独作为一个种的共识，作为我国的特有种，茴香菖蒲的开发利用前景非常广阔。

4.4 混淆品的问题

九节菖蒲是石菖蒲的别名之一，也是古代优质菖蒲的代名词，《名医别录》中就指出“一寸九节者良”。古今历史变迁，目前市售的九节菖蒲并非源于菖蒲属植物。笔者在市场调查中收集到的九节菖蒲经鉴定全部为毛茛科植物阿尔泰银莲花（Anemone altaicaFisch.ex C.A.Mey.）的根茎。参考古代本草中的文字描述及所绘药图，可以推定古人所用之菖蒲均为天南星科菖蒲属植物无疑，而非毛茛科植物。为突出菖蒲药材的品质，部分临床医生在处方用药中有书写和使用九节菖蒲的习惯，但毛茛科的九节菖蒲和石菖蒲的来源不同，亲缘关系相差较远，化学成分和性味功效应该不尽相同。将阿尔泰银莲花的根茎做九节菖蒲不符合传统用药习惯，应注意区别，避免混淆使用。

另外，由于石菖蒲近年来价格高涨，笔者在石菖蒲的市场抽样样品中发现有掺入金边菖蒲的情况。金边菖蒲为石菖蒲的变种，主要是人工栽培用于园林观赏，而非历史习惯用药，目前对其化学成分和药理研究较少，能否与石菖蒲通用还有待进一步研究。