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苍术属植物药用亲缘学研究

邹小兴  
【摘要】: 苍术属(Atractylodes DC.)是一个重要的药用植物类群,除鄂西苍术因其根茎不发达而不作药用外,其余均以根茎作药材使用。苍术属植物仅分布于东亚地区,是菊科中的一个小属,但是在中国,本属植物分布较广、形态变异很大,存在众多的过渡类型,特别是苍术,是一个极大多型性的种,因而长期以来本属植物的分类十分混乱,不同学者存在很大的争议。鉴于此,作者以药用植物亲缘学为理论指导,对全国5个省的苍术属药用植物资源进行了调查,应用植物分类学、形态组织学、数量分类学、分子生物学和化学分类学等方法,从本草考证、原植物鉴定、显微结构鉴定、ITS序列和叶绿体atpB-rbcL、psbB-psbF、trnL-trnF基因间隔区序列测定、挥发油成分分析等方面对其进行了较全面的分析和系统研究,主要得出如下结果: 1.通过本草考证,认为南北朝时陶弘景始有赤术与白术的记载,之前本草记载的“术”是专指苍术。直至宋代《本草衍义》始有苍术之名,并将“术”明确分为苍术与白术。 2.通过野外资源调查、查阅标本和相关文献,发现民间传统上将分布于北方地区的北苍术、关苍术和朝鲜苍术的根茎均作北苍术药用。鄂西苍术由于根茎太小而未见其药用的文献记载,但在民间也有用其根茎作祛风利湿药用。 3.通过野外资源调查、原植物形态鉴定和查阅标本,作者发现,在大别山地区,从苍术到罗田苍术具有一系列连续的过渡类型,其根茎从横走状逐渐向斜向下生长过渡,最后呈垂直向下生长状态;叶片从不裂、浅裂,逐渐向羽状半裂、深裂过渡;叶柄由无柄逐渐向短柄过渡;花序直径也是随着海拔高度的变化而逐渐发生变化。苍术和罗田苍术之间在形态上间断不明确,界限模糊不清。分布于辽东地区的朝鲜苍术和辽东苍术之间外部形态极为相似,只是在叶形上稍微有些差异。 鄂西苍术在苍术属植物中是较为特殊的一个类型,其根茎细长而不发达,基生叶呈莲座状,地上茎单生,不分枝,叶长是叶宽的5倍以上,是典型的线型叶,叶基渐狭而呈长或短的柄,叶片质地较薄,其分布范围也较狭窄,目前仅在湖北西部的秭归县五指山和神农架海拔1600m的山坡采到过,这些特征极易与该属其他种相区别。 野生白术根茎形态、头状花序大小和小花色泽等与苍术属其他植物差别较为明显,而易与本属其他植物相区别。 通过对大量标本的研究,实地观察,以及对花部的解剖,发现有的植株全部花序为两性花,有的全部为雌花,有的既有两性花又有雌花。因此,苍术属植物的花应为杂性花,而不是《中国植物志》描述的雌雄异株。 4.本文首次对苍术属植物的根进行了横切面显微鉴定,结果表明初生木质部束的数目和髓部有无等可作为种间的鉴别特征。 叶横切面和表面观显微鉴定结果表明,叶主脉维管束形态、厚角组织分布、栅表比、下表皮气孔数和气孔指数可作为苍术属植物分类的依据。 根据根和叶的显微形态特征分析,发现苍术和罗田苍术之间、朝鲜苍术和辽东苍术之间的差异很小,亲缘关系极近,与外观形态鉴定所得出的结论一致。 5.根据苍术属植物的30个性状指标,对苍术属植物进行了数量分类学研究。结果表明,这些类群可分为2个表征群。第一表征群仅有鄂西苍术1种。第二表征群包括苍术、罗田苍术、北苍术、朝鲜苍术、辽东苍术、关苍术和白术。该结果进一步验证了外观形态和显微鉴定的正确性,即鄂西苍术与苍术属其他植物亲缘关系较远,性状差别明显。 第二表征群中,苍术与罗田苍术、朝鲜苍术与辽东苍术、关苍术与白术亲缘关系较近,这与外观形态和微形态鉴定的结论比较一致。但是,北苍术与朝鲜苍术和辽东苍术亲缘关系较近而与苍术关系较远,与形态鉴定的结果有些差别。 在主成分分析中,性状的累积贡献率增长明显,前4个主成分累积贡献率达89.75%。主成分分析结果表明,根茎形态、叶尖、叶缘、叶柄、裂叶中裂片长、裂叶侧裂片宽、苞叶长和叶主脉维管组织等性状的绝对权重值较大,对分类最为重要,是苍术属分类中的主要依据。 6.对苍术属植物的ITS序列和叶绿体atpB-rbcL、psbB-psbF、trnL-trnF基因间隔区序列进行了测定,其结果与形态、组织结构和数量分类学研究结论很相似,苍术与罗田苍术、朝鲜苍术与辽东苍术之间亲缘关系很近,鄂西苍术与苍术属其他植物关系较远。 7.苍术属植物挥发油成分分析结果表明,苍术与罗田苍术、朝鲜苍术与辽东苍术、关苍术与鄂西苍术和白术分别聚成一类,说明它们挥发油成分比较相似。北苍术与朝鲜苍术和辽东苍术挥油成分比较接近,两者聚成一类,这与数量分类学聚类结果一致。 8.根据原植物形态鉴定、显微结构鉴定、ITS序列和叶绿体atpB-rbcL、psbB-psbF、trnL-trnF基因间隔区序列测定、挥发油成分分析、数量分类学聚类和主成分分析等研究结果,初步将苍术属植物分为5种1变种,即苍术A.lancea(Thunb.)DC.、北苍术A.lancea(Thunb.)DC.var.chinensis (Bunge)Kitam.、朝鲜苍术A.coreana(Nakai)Kitam.、关苍术A.japonica Koidz.、白术A.macrocephala Koidz.和鄂西苍术A.carlinoides (Hand.-Mazz.) Kitam.,并对属的形态、分种形态进行了描述,编写了原植物检索表. 9.结合本课题的研究工作,参阅文献,对苍术属植物进行了药用植物亲缘学的初步研究,发现亲缘相近的物种由于遗传物质基础相近,其外部形态、组织构造、化学成分、药理作用等方面都具有或多或少的相似性。如白术与关苍术之间不仅ITS序列和叶绿体atpB-rbcL、psbB-psbF、trnL-trnF基因间隔区序列间差异比较小,在外部形态、组织构造、化学成分和药理作用方面,两者也非常相似;鄂西苍术与苍术属其他植物ITS序列和叶绿体atpB-rbc、psbB-psbF、trnL-trnF基因间隔区序列间差异较大,其外部形态、组织构造、化学成分也与其他植物差别比较大。


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