中国产紫苏果实形态特征研究张琛武

魏长玲+张芬++田景++陈安家+郭宝林

[摘要]该文对55份中国产紫苏的果实形态特征（粒径、百粒重、颜色、硬度、表面脊纹高度）进行了描述和统计分析。经聚类分析可以分为6个大类，分别是：Ⅰ，大粒（粒径15 mm以上及百粒重016 g以上），脊纹低，硬；Ⅱ，大粒，脊纹低，软；Ⅲ，大粒，脊纹高，软，白色；Ⅳ，大粒，脊纹高，灰褐色或深褐色； Ⅴ，小粒（粒径15 mm以下及百粒重016 g以下），脊纹低，硬，多深褐色；Ⅵ，小粒，脊纹低，硬，黄棕色。其中38份果实种植后获得植株，其中31份可归为紫苏变种，4份回回苏变种，3份野生紫苏变种； 从紫苏叶化学型归类，29份为PK型，3份PA型，2份PL型，2份PP型，1份EK型，1份PAPK型。符合药典规定形态的药材紫苏子来自于栽培紫苏，但来自栽培紫苏的紫苏子不一定都符合药典规定的形态特征。具白色果皮的白苏子主要来自于紫色叶的栽培紫苏。小粒、脊纹低、质地硬、黄棕色或深褐色的果实形态具有较大可能为PA型紫苏，且主要为回回苏变种。

[关键词]紫苏果实； 形态； 聚类分析； 多元主成分分析； 挥发油化学型； 紫苏子

[Abstract]The morphological traits of 55 Chinese Perilla fruit samples （size， 100 grains weight， color， hardness， surface ridge height） are described and the statistically analyzed. It can be divided into 6 categories by cluster analysis， namely： Ⅰ， big grain （diameter 1.5 mm above and 100 grains weight above 0.16 g）， low ridge， hard； Ⅱ， big grain， low ridge， soft； Ⅲ， big grain， high ridge， soft， fruit； Ⅳ， big grain. high ridge， gray brown or dark brown； Ⅴ， small grain （diameter 1.5 mm below and 100 grain weight 0.16 g below）， low ridge， hard， dark brown； Ⅵ， small grain， low ridge， hard， yellow brown. The 38 fruit samples were planted， among which 31 ones were P. frutescens var. frutescens， 4 ones P. frutescens var. crispa and 3 ones P. frutescens var. acuta. By chemotype classification， they were 29 PK type， 3 PA type， 2 PL type， 2 PP type， 1 EK type and 1 PAPK type. According the description of herb Perillae Fructus in China Pharmacopoeia， the plant originates from P. frutescens var. frutescens. In contrast， not all fruits of P. frutescens var. frutescens have accord features. The fruits with white pericarp are mainly from P. frutescens var. frutescens with purple leaves. The materials with small grain， low ridge， hard， yellow brown or dark brown， are likely to be PA type and mainly P. frutescens var. crispa.

[Key words]Perilla fruit； morphology； cluster analysis； multiple principal component analysis； chemical type of volatile oil； Perillae Fructus

紫蘇Perilla frutescens（L）Britt是唇形科一年生草本植物，《中国植物志》记载种下4个变种，分别为栽培类型的紫苏P frutescens var frutescens（L）Britt（传统所述的栽培紫苏和白苏被合并入该变种，为区别于种名称，本文称为栽培紫苏变种）和回回苏P frutescens var crispa（Thunb）HandMazz 2个变种，以及野生类型的野生紫苏P frutescens var acuta（Thunb）Kudo， 耳齿紫苏P frutescens var auriculatodentata CYWu et Hsuan ex HWLi，其中耳齿紫苏变种为少见类型。《中国药典》收载有来源于紫苏的3个药材，紫苏叶、紫苏子和紫苏梗，均规定其来源植物为紫苏P frutescens（L）Britt，未做种下变异类型的规定。我国从《证类本草》中就区别紫苏和白苏，前者叫苏，后者叫荏，荏不能当苏使用，谢宗万经过考证品种，认为药用的紫苏叶来自紫色叶的栽培紫苏P frutescens var argute（本文称紫叶栽培紫苏变种），以叶两面紫色或背面紫色为特征，区别于白苏P frutescens var frutescens（本文称为绿叶栽培紫苏变种），而紫苏子来自于紫叶栽培紫苏P frutescens var argute和野生紫苏P frutescens var acuta，尤以后者为主，特征为小而色黄黑[1]。《中国药典》在紫苏叶和紫苏子的药材性状部分记载与谢宗万叙述的特征大致相同，但符合药典描述的叶片还应包括野生紫苏，因为野生紫苏包括叶两面紫色、叶背面深紫色、叶背面淡紫色和叶两面绿色4种情况，而谢宗万认为野生紫苏仅有叶背面紫色较淡的情况[1]。野生紫苏和回回苏子又被认为是紫苏子的地方习用品或伪品[1，34]。紫苏种下变异的多样性，以及叶和果实形态的多样性使得紫苏叶和紫苏子的来源和真伪鉴别方面一直比较混乱[3，5]，本文对搜集于国内市场的几十份紫苏果实材料进行形态和微形态描述和分类，然后将部分果实种植获得植株进行了种下变种归类，并测定了紫苏叶挥发油后进行了化学型归类。然后进行分类间的分析。

1材料

11样品55份紫苏果实来源见表1。其中38份果实于2015年种植于北京药用植物研究所实验地，通过叶、花等形态经郭宝林研究员鉴定为紫苏的不同变种，挥发油的化学型分析和归类方法参见文献[2，6]，分析结果另文报道。

12仪器分析天平（FA2014N型，上海精密科学仪器有限公司），显微镜（OLYMPUS SZX9，成都励扬精密机电有限公司），RAL K7 classic 色卡。

2方法

参照文献[7]选择了紫苏果实形态中百粒重、平均粒径、果实颜色和硬度4个指标，增加了显微镜下可以观察的果实脊纹高度特征，共5个特征指标：百粒重（QN1），随机选取100粒称重，重复3次，平均；平均粒径（QN2），取100粒并排一条直线，钢尺测量，再算平均值；果实颜色（QL1），选择代表性颜色的果实，用RAL K7 classic 色卡核对果皮颜色色号，再合并成一种颜色类型，所有果实样品可以区分为6种颜色，分别赋值，白色0，黄棕色1，棕色2，灰棕色3，灰褐色4，深褐色5；脊纹高度（QL2），在显微镜下观察果实外表纹路，脊纹显著高出果皮，为脊纹高，见图1A，B，脊纹略高于果皮或不明显，为脊纹低，见图1 C，赋值为低0和高1；果实硬度（QL3）：用拇指和食指擠压来判断果皮厚和坚硬程度，如果可以捏碎，定为软果实，反之为硬果实，赋值为硬0和软1。

5个形态特征量化后用Ward法聚类分析，使用SPSS 190软件统计分析结合多元主成分分析检测种质间差异，推测对变种类型和化学型分类影响较大的形态学特征。

3结果和讨论

31形态特征聚类分析按照果实形态特征用系统聚类Ward法聚类分析，结果见图2，可以将紫苏果实分为Ⅰ～Ⅵ 6个类型，每个类型在5个特征方面的表现见表2。平均粒径和百粒重具有良好的相关性，将果实平均粒径15 mm以下或百粒重016 g以下，称为小粒，粒径15 mm以上或百粒重016 g以上称为大粒。这样可以将紫苏果实的6个类别的特征简单总结为：Ⅰ为大粒，脊纹低，硬度硬，颜色多灰褐色和灰棕色；Ⅱ为大粒，脊纹低，硬度软，颜色深色（非白色）；Ⅲ为大粒，脊纹高，颜色深褐色；Ⅳ为大粒，脊纹高，硬度软，颜色白色；Ⅴ为小粒，脊纹低，硬度硬，颜色多深褐色；Ⅵ为小粒，脊纹低，硬度多硬，颜色黄棕色。

从其中38个已经种植后获得的化学型和变种类型数据看（表1），6个分类对应的化学型和变种类型的特点可总结为：Ⅰ为PK型，紫苏变种；Ⅱ多为PK型，多为紫苏变种；Ⅲ为PK，PP，紫苏变种；Ⅳ化学型有PK，PL，PP，多为紫苏变种；Ⅴ化学型有PK，PA，PAPK，EK，有紫苏、野生紫苏和回回苏3个变种；Ⅵ化学型为PA和PK型，变种类型有紫苏、野生紫苏和回回苏。

32形态特征的多元主成分分析用主成分分析来评估目标类型间的分化。第一主成分（F1）和第二主成分（F2）分别占总方差4338%，2866%，见表3。

根据研究结果，平均粒径和百粒重主要在F1正方向和F2负方向起作用；果实颜色在F1，F2负方向起主要作用；果实脊纹和硬度在F1，F2正方向起作用，见表3。所有样品在F1，F2 2个主成分坐标上的分布情况参见图3。可以看出：Ⅰ，Ⅱ两类主要分布在第四象限，说明影响它们和其他类别分化的主要因素是平均粒径和百粒重；Ⅲ，Ⅳ两类分布在第一象限，说明影响因素主要是脊纹和硬度；Ⅴ分布在第三象限，说明影响因主要素是颜色；Ⅵ分布在第二象限，说明影响的因素主要是颜色，其次是脊纹和硬度。

38份紫苏不同变种类型在F1，F2 2个主成分坐标上的分布情况见图4。6种类型均有栽培紫苏，也就是说栽培紫苏变种分布于所有象限，包括了所有的种子形态的所有类型，其中绿叶栽培紫苏主要分布于第四象限，其次分布于第三象限，少量分布于

第一象限，未分布于第二象限，说明绿叶栽培紫苏颜色多样，大粒为主，以软为多；紫叶栽培紫苏主要分布于第一象限和第四象限，少量分布于第二象限和第三象限，说明颜色多样，大粒为多，软硬均有；野生紫苏散布于第二和第三象限说明影响因素主要是颜色；回回苏出现在第三象限，说明影响因素主要是颜色，脊纹和硬度也有影响。

33不同变种类型对应的果实形态和化学型类型21份紫叶栽培紫苏果实，多是大粒（19/21），颜色多样，灰褐色居多（11/21），其次是白色（4/21）和深褐色（3/21）次之，脊纹有高（6/21）有低（15/21），硬度有软（9/21）有硬（12/21），化学型多数是PK（16/21），其次PL（2/21）和PP（2/21），仅有1份是PA；10份绿叶栽培紫苏，多是大粒（8/10），脊纹多为低（9/10），硬度有软（6/10）有硬（4/10），颜色变化大，化学型都是PK（10/10）；4份回回苏，小粒（4/4），脊纹低（4/4），硬度硬（4/4），颜色深褐色（3/4）或黄棕色（1/4），化学型包含PA（2/4），PAPK（1/4）、EK（1/4）；3份野生紫苏，小粒（3/3），脊纹低（3/3），硬度硬（3/3），黄棕色（1/3）、深褐色（1/3）或灰褐色（1/3），化学型都是PK（3/3）。

34不同化学型对应的果实形态类型29份PK型，多数是大粒（23/29），多数脊纹低（25/29）、硬度有软（11/29）有硬（18/29），颜色多样，灰褐色（14/29）居多，其次深褐色（5/29）和白色次（3/29）之；PL型（2份）和PP型（2份）的形态大粒（4/4）、脊纹多数高（3/4）、硬度软（4/4）、颜色白色（2/4）或深褐色（2/4）； PA型（3份）、PAPK型（1份）和EK型（1份）的形态小粒（5/5）、脊纹低（5/5）、硬度硬（5/5），黄棕色（2/5）或深褐色（3/5）。

从分布上来看，PK型紫苏果实分布于所有象限，对应的果实形态的所有类型，PA分布于第二象限和第三象限，在这一区域，果实颜色影响力最大，

并且果实颜色在F1上影响力最大进而引发果实颜色在F2上的影响力也将最大；其他化学型由于样品量小，规律不明显，见图5。

4結论

无论是果实形态还是化学型，栽培紫苏非常多样化，且难以从果实的大小和颜色形态上区分出绿叶或紫叶，如果出现脊纹高的果实更多可能是紫叶栽培紫苏。

按照药典描述，紫苏子为大粒（15 mm及以上），灰棕色和灰褐色，符合的主要来自于栽培紫苏变种，化学型情况是PK型居多，紫叶和绿叶类型均有，但是来自栽培紫苏变种的紫苏子不一定符合药典规定的形态特征，也有小粒，白色等特征类型。白苏子（白色的紫苏果实）和白苏（绿叶紫苏变种）并无对应关系。对于紫苏子用药摈弃白苏子，以及小粒的回回苏子和野生紫苏子做法是否具有一定的道理，也有待研究。但目前紫苏广泛栽培导致复杂的变异使得问题的阐明变得十分困难。

本研究组已有报道[2]，紫苏叶药用仅用紫色叶的紫苏而不用绿色叶的做法，可能来自于前者更多紫苏醛化学型（PA型），而后者为紫苏酮化学型（PK型）具有一定的相关性，本草中也有人认为紫苏和白苏差别重在香气而不在颜色[8] 。本文结果也支持该情况，继续证明当前PA型紫苏极为稀少，且主要集中在回回苏变种中。

果实形态的特征为小粒、脊纹低、质地硬、黄棕色或深褐色是，更可能为PA型紫苏，并大多数为回回苏变种。

[参考文献]

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[8]韩碧群，彭勇 “紫苏”和“白苏”的本草学研究[J] 中药材，2012，35（5）：818[责任编辑吕冬梅]