张雅琼，黄 莉，尹元萍，刘 萍，董蓉娇，彭进乔，杨晓菲，梁 泉*

(1. 云南中医药大学, 云南 昆明 650500；2.中国西南野生生物种质资源库，云南 昆明 650204；3.云南农业大学资源与环境学院，云南 昆明 650201；4.云南农业大学农学与生物技术学院，云南 昆明 650201)

【研究意义】白及属(Bletilla)为兰科(Orchidaceae)多年生草本植物，不仅具有较高的经济价值，亦是中国重要的中药材之一。白及属全世界约有6种[1]，中国该属植物有 4 种，分别为白及[Bletillastriata(Thunb.)Reichb.f.]、小白及[Bletillaformosana(Hayata)Schltr.]、华白及[Bletillasinensis(Rolfe)Schltr.]、黄花白及[BletillaochraceaSchltr.][2]。白及属植物药用历史已有千年，始载于《神农本草经》，以干燥块茎入药，既具有收敛止血、消肿生肌的传统功效作用[3-5]，又在抗菌及抗癌方面显示出了新的活性[6-7]。姚宗凡等[8]比较了白及属4个种，认为紫红花的大种白及[B.striata(Thunb.)Rchbf.]药效最好。目前，中国药典收载的仅 1种，即白及[Bletillastrata.(Thumb.)Rchbf.]。白及属植物在中国分布于北起灌南、江苏至台湾，东起浙江至西藏东南部等地[1]。虽然民间习用药材由来已久，但从2014年才开始大规模人工种植[9]。因生态环境和遗传基础不同，以及由于人工种植历史短，未经过长期严格的人工选择，在种间和种内其形态和基因型均保留了较高的多样性。近年来，由于白及用量的增加，价格也不断上升，大量混伪品也随之进入市场，对相关产品的品质和功效造成较大影响[9]。【前人研究进展】花粉携带有种子植物大量的遗传信息，其表型特征可以作为植物分类的重要依据。王彩霞等[10]详细观察和描述了白及花的外部特征，田爱梅等[11]对白及花粉和种子进行了扫描电子显微比较，王明君等[12]对白及属4个种种子进行了扫描电镜形态学观察，也有利用分子标记技术对白及属植物资源进行遗传多样性分析[13-16]。【本研究切入点】种间或属外的区分度较高，种内分类依据尚未明确。国内外关于白及属花粉显微形态比较的研究尚未见报道。【拟解决的关键问题】拟对白及属3个种的花粉形态进行电镜扫描比较分析，为白及属植物形态学分类研究提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

供试材料为白及属的3个种：①白及：白及(白花，B1)、白及(良宝大白及1号，云种鉴定 2014023号，桃红，B2)、白及(皖白及1号，皖 S-SV-BS-023-2014，玫瑰红，B3)，共3个品种(品系)。②黄花白及(B4)：分别来自陕西汉中、云南昭通市、云南大理市的3个品系；③小白及(B5)：分别来自云南镇沅县、云南禄劝县、云南大理市的3个品系。

植物鉴定由梁泉和黄莉完成，并统一种植于白及属植物种质资源圃。

供试品种(品系)花色见图1(封三)。

1.2 试验方法

(1)取样。选择3年生白及属植物，随机取样10株，测量株高、叶片和花朵等器官相关性状，取平均值。在白及3个品种(系)及黄花白及、小白及的每个品系中分别选取典型的花朵样品20朵，调查其花部特征性状，取平均值。

(2)电子扫描显微镜观察。供试材料花粉成熟后采集新鲜花朵，采用常温硅胶干燥法对花朵进行干燥，将新鲜花朵装入硫酸纸袋，然后放入有变色硅胶的密封盒内干燥保存24～72 h。将经过硅胶干燥处理的花粉分散撒到粘有双面胶的样台上，将粘有花粉的载物铜台放入SBC-2离子溅射仪中喷镀铂金，置于SS-570 型扫描电子显微镜下，在7kV加速电压下对花粉的形状、外壁纹饰等进行观测拍照，并测量单粒花粉的极轴长(P) 、赤道轴长(E)。

(3)形态描述。形态描述的方法及专业术语参照王伏雄等[17]文献。

2 结果与分析

2.1 植物学形态特征比较

从表1中发现， B1、B2和B3是3个不同花色的白及品种(系)，分别为白花、桃红和玫瑰红。植株高36.5～70.4 cm，品种(系)之间有差异；叶长4.5～45.1 cm，宽1.8～5.9 cm；B1、B2和B3叶片夹角分别为52.67°、35.64°和56.67°；花序轴长103.5～288.6 cm，有花3～10朵；花直径44.5～56.7 mm；花苞片长16.8～19.3 mm；花瓣长28.6～32.6 mm，宽6.9～7.6 mm；萼片长24.2～29.2 mm，宽6.1～7.2 mm；唇瓣长24.1～27.1 mm，宽8～12 mm；蕊柱长20.0～21.6 mm；子房长18.6～20.9 mm。

表1 白及、黄花白及和小白及植物学特征比较

续表1(Continued table 1)

项目Item白及(B.striata)黄花白及(B.ochracea)小白及(B. formosana)B1B2B3B4B5范围Range平均Average范围Range平均Average范围Range平均Average范围Range平均Average范围Range平均Average叶片夹角(°)43.7～64.552.67±3.4532.1～43.435.64±3.6744.6～62.356.67±4.2254.3～70.460.43±4.5617.5～32.424.45±2.21花色白White桃红Pink 玫瑰红Purple黄Yellow紫红Purple花序轴长(cm)103.5～256.4178.5±20.4145.5～288.6245.6±25.2125.4～278.4256.2±24.8132.4～297.8273.42±18.46143.5～267.8214.63±16.54着生花朵(朵)4～94.65±1.244～106.87±1.453～105.89±1.673～83.45±0.523～83.25±0.44花直径(mm)44.5～52.249.67±4.7247.3～54.452.43±3.5646.6～56.754.67±3.6232.6～40.335.65±1.8728.9～36.832.43±1.64苞片长(mm)16.8～18.317.85±2.2117.2～18.918.63±1.6716.7～19.318.46±2.0418.4～20.419.54±0.669.8～13.610.66±0.45花瓣长(mm)28.6～30.829.35±1.4529.5～31.230.46±0.8729.4～32.631.28±0.6418.3～22.821.48±2.0615.8～21.120.78±2.03花瓣宽(mm)6.9～7.47.05±0.147.1～7.67.25±0.167.1～7.67.30±.0165.2～6.96.35±0.224.4～6.15.23±0.26中萼片长(mm)27.6～29.828.46±1.2428.7～31.430.08±2.2329.2～31.430.65±2.4618.2～22.721.27±2.1415.2～21.220.28±1.24中萼片宽(mm)6.6～7.16.76±0.246.7～7.27.03±0.226.7～7.27.08±0.185.1～7.06.28±0.264.3～6.05.18±0.16侧萼片长(mm)24.2～25.224.68±1.8724.6～26.426.04±2.3424.6～26.425.88±2.4518.2～22.421.24±1.8715.3～20.920.23±1.14侧萼片宽(mm)6.1～6.46.22±0.436.2～6.56.46±0.656.2～6.76.57±0.875.1～6.86.32±0.344.2～6.05.21±0.22唇瓣长(mm)24.1～25.624.46±1.7824.5～26.525.89±2.2124.6～27.125.96±3.4616.4～25.223.35±1.6515.2～17.816.43±1.12蕊柱长(mm)20.0～20.920.12±0.6520.2～21.521.04±0.8720.2～21.621.07±1.0213.4～14.814.13±0.8412.2～13.212.54±0.32子房长(mm)18.6～20.119.64±0.6419.1～20.819.87±0.8219.3～20.919.76±1.028.5～12.111.02±0.748.2～12.210.45±0.63

表2 白及、黄花白及和小白及植物学特征区别

A：花粉囊；B：白及(白花，B1)花粉(2000倍)；C：白及(桃红，B2)花粉(2000倍)；D：白及(玫瑰红，B3)花粉(2000倍)；E：黄花白及(1980倍)；F：小白及(2000倍)A: The anther structure of B. striata; B: B1(2000×); C: B2(2000×); D: B3(2000×); E: B4(1980×); F: B5(2000×)图2 白及、黄花白及和小白及的花粉形态Fig.2 The pollens morphology of B.striata, B.ochracea and B. formosana

黄花白及植株高40.8～50.4 cm；叶长3.1～35.2 cm，宽1.8～3.7 cm；叶片夹角为60.43°；花序轴长132.4～297.8 cm，有花3～8朵，黄色；花直径32.6～40.3 mm；花苞片长18.4～20.4 mm；萼片与花瓣几乎等长，18.2～22.7 mm，宽5.1～6.9 mm；唇瓣长16.4～25.2 mm，宽8～11 mm；蕊柱长13.4～14.8 mm；子房长8.5～12.1 mm。

小白及植株高19.2～40.6 cm；叶长3.8～22.5 cm，宽0.9～2.2 cm；叶片夹角为24.45°；花序轴长143.5～267.8 cm，有花3～8朵，紫色；花直径28.9～36.8 mm；花苞片长9.8～13.6 mm；萼片与花瓣几乎等长，15.2～21.2 mm，宽4.3～6.1 mm；唇瓣长15.2～17.8 mm，宽8～10 mm；蕊柱长12.2～13.2 mm；子房长8.2～12.2 mm。

白及3个品种(系)之间除了花色不同、株高略有差异外，其花部特征性状没有明显的差异。

表3 白及、黄花白及和小白及花粉大小比较

注：花粉长度和宽度的差异性采用t测验，同一行数字后不同小写字母表示不同种(品种)间的差异显著(P<0.05)。

Note: The difference comparison using of the t test with the length and width of pollens. Data following by different small letters in the same line indicated significant difference at 0.05 level.

从表2可以看出，白及、黄花白及和小白及除了植株、假鳞茎和叶部性状等方面均有明显区别，尤其是在花部特征性状方面的差异较大，既可定性也可定量的区分上述3个种。

2.2 白及属的花粉形态观察

2.2.1 花粉形态和大小比较 白及属3个种的花粉外观形态无明显差异。蕊柱的顶端为药床，花粉着生于药床的齿状中裂片上，帽状，4个花粉团，镰刀状，粒粉质，每2个花粉团对生成2对，呈左右两群，共8个花粉块。花粉块为囊状，宽卵形，大小约为808 μm×586 μm，花粉块轮廓线不平；花粉块由四合花粉组成，四合花粉近圆球形，局部凹陷或圆拱，无明显的对称性，花粉连接处隆起呈脊，外壁结构呈光滑或不同程度的褶皱状；未见明显的萌发孔。花药下方为柱头，呈笑口状，略透明，成熟时表面有晶莹的粘性物。

白及3个品种(系)以及黄花白及、小白及的花粉形态无明显差异(图2)，但花粉大小有差异(表3)，其中白及3个品种(系)花粉长25～42 μm，平均为(37.22±3.25)μm，宽25～36 μm，平均为(33.44±2.21)μm，三者之间差异不显著；黄花白及花粉长度30～42 μm，平均为(33.38±1.71)μm，宽度28～38 μm，平均为(30.15±1.54)μm；小白及花粉长度20～41 μm，平均为(31.35±2.32)μm，宽度18～32 μm，平均为(27.24±1.65)μm；白及与黄花白及在花粉长度上差异显著，宽度的差异不显著；黄花白及与小白及在花粉长度和宽度上的差异均不显著。说明虽然白及属3个种之间花粉大小略有差异，但是这种差异仍不足以作为种间和品种(系)间的分类标准。

2.2.2 花粉外壁纹饰差异比较 白及属3个种的花粉虽然在形状、结构上极为相似，但在其外壁纹饰上有一定差异。白及(B1、B2、B3)的花粉外壁具有明显的网状脉纹，网眼小，网壁粗；黄花白及的花粉表面不呈网状纹饰，拱起的部分略光滑，凹陷的部分褶皱成无规则的纹饰；小白芨的花粉表面不呈网状纹饰，拱起的部分略光滑，凹陷的部分呈脑状纹饰或圆片状凸起。在放大12 000倍的电镜下表面纹饰差异更明显，白及花粉外壁具有明显的网状脉纹(图3A～C)，黄花白及的表面纹饰更密集连接成片(图3D)，而小白及的表面纹饰为断片状，呈小圆形或不规则形彼此分离(图3E)。

3 讨 论

花粉是植物遗传信息的携带者。在植物漫长的进化过程中，不同种类植物的花粉会形成一些独特、稳定的形态特征，而同一类群的植物花粉形态往往具有一定程度的相似性。花粉的形态差异常常应用于植物的系统进化、分类和亲缘关系研究等[18-23]。中国有白及属植物4个种，中国药典仅收录白及(B.striata)1个种。王彩霞等[10]详细描述了白及的花部特征。田爱梅等[11]对白及花粉进行扫描电镜观察，发现花粉外壁表面有波状饰纹。王明君等[12]比较了白及属4个种的种子形态扫描电镜特征，认为以蒴果、种子、胚的大小和颜色、表面纹饰等，可以明确区分白及属4个种。

白及属植物在我国分布较广，因遗传基础和生态环境不同，在种间和种内均保留了较高的多样性。种子植物花粉形态特征是由基因控制并且相对稳定的性状，不同种间往往存在一定的差异。同时，花粉形态性状在不同程度上受到其所处环境的各个因子的影响。研究发现，白及属3个种的花粉外观形态无明显差异，但花粉大小有差异(表2)，白及与黄花白及在花粉长度上差异显著，而宽度的差异不显著；黄花白及与小白及在花粉长度和宽度上的差异均不显著。一般来说，花粉大小是相对稳定的性状。研究发现白及属3个种花粉存在微小的差异，但不足以作为种间和品种(系)间分类的可靠标准。分析其原因，一是所测量的种、品种(系)和个体的花粉数量不足，无法代表整个群体；二是与在电镜拍摄中花粉的极面不一致；三是与供试材料的批次、干燥处理时间长短不一样。

A：白及(白花，B1)(12 000倍)；B：白及(桃红，B2)(12 000倍)；C：白及(玫瑰红，B3)(12 000倍)；D-黄花白及(12 000倍)；E-小白及(12 000倍)A: B1(B.striata., 12 000×); B: B2(B.striata., 12 000×); C: B3(B.striata., 12 000×); D: B4(B. ochracea, 12 000×); E: B5(B. formosana , 12 000×)图3 白及、黄花白及、小白及的花粉表面纹饰比较Fig.3 The comparison for exine omamentation of pollens of B.striata, B.ochracea and B. formosana

花粉外壁表面纹饰常常作为植物分类、鉴定的重要依据。孙崇波等[24]扫描电镜观察兰科5属10种植物花粉，其花粉外壁纹饰上差异明显。本研究在放大12 000倍的电镜下观察白及属3个种花粉表面纹饰，发现白及花粉外壁具有明显的网状脉纹(图3A～C)，黄花白及的表面纹饰更密集连接成片(图3D)，而小白及的表面纹饰为断片状，呈小圆形或不规则形彼此分离(图3E)。

4 结 论

白及的3个品种(系)花部特征性状没有明显的差异；白及、黄花白及和小白及在植株、假鳞茎和叶部性状等方面均存在明显差异，花粉外观形态无明显差异，但白及与黄花白及在花粉长度上差异显著，黄花白及与小白及在花粉长度和宽度上的差异不显著；在12 000倍的电镜下白及花粉外壁具有明显的网状脉纹，黄花白及的表明纹饰密集连接成片，而小白及的表面纹饰为断片状，呈小圆形或不规则形彼此分离。因此，花部特征性状可以明显区分白及属的3个种。

致 谢：感谢中国科学院昆明植物研究所在白及花粉电镜扫描上提供的帮助。