引用本文
张燕君, 杨路路, 黄若琪, 李彬, 袁芳, 梁琼. 毒品原植物罂粟与其近缘物种的形态学差异解析[J].刑事技术, 2021,46(5):464-470
ZHANG Yanjun, YANG Lulu, HUANG Ruoqi, LI Bin, YUAN Fang, LIANG Qiong. Morphological Divergences between Drug-sourced Plant - Papaver Somniferum and Its Related Species [J]. Forensic Science and Technology,2021,46(5): 464-470  
Doi: 10.16467/j.1008-3650.2021.0079
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毒品原植物罂粟与其近缘物种的形态学差异解析
张燕君1, 杨路路1, 黄若琪1, 李彬2, 袁芳1, 梁琼1,*
1.中国科学院武汉植物园,武汉 430200
2.公安部第一研究所,北京 100048
*通信作者简介：梁琼,女,湖南龙山人,博士,研究员,研究方向为药用植物资源。E-mail: qiongl@wbgcas.cn

第一作者简介：张燕君,女,河南泌阳人,博士,副研究员,研究方向为药用植物资源。E-mail: yanjunzhang@wbgcas.cn

收稿日期: 2020-09-21 修回日期: 2021-05-18
基金资助: 国家重点研发计划（2016YFC0800901）
摘要

目的 构建能快速准确鉴别毒品原植物罂粟的形态学指标。方法 本研究收集考察了不同来源的毒品原植物罂粟与其近缘物种,并进行同园栽培实验,通过对毒品原植物罂粟及其近缘物种形态特征的观察与测量,分析可以用于精准、快速鉴别毒品原植物罂粟与其近缘物种的稳定形态特征。结果 筛选出叶形态作为鉴别幼苗期毒品原植物罂粟的形态特征;株高、毛被、叶形态和蒴果形态作为鉴别花果期毒品原植物罂粟的形态特征。结论 形态学是植物分类鉴定的重要依据,该套形态学指标将有力推动毒品原植物罂粟的快速鉴别,有效提升毒品原植物罂粟种植案件的侦破能力。

关键词: 毒品原植物; 罂粟; 近源物种; 形态鉴别
中图分类号:DF793.2 文献标志码:A 文章编号:1008-3650(2021)05-0464-07
Morphological Divergences between Drug-sourced Plant - Papaver Somniferum and Its Related Species
ZHANG Yanjun1, YANG Lulu1, HUANG Ruoqi1, LI Bin2, YUAN Fang1, LIANG Qiong1,*
1. Wuhan Botanical Garden, Chinese Academy of Sciences, Wuhan 430200, China
2. First Research Institute, Ministry of Public Security, Beijing 100048, China
Abstract

Objective To ascertain the morphological indicators for Papaver somniferum (one kind of drug-sourced plant) to be quickly and accurately identified so as to fight against the crimes of drug addiction timely and effectively.Methods Papaver somniferum was collected along with its related species from different sources, having them undertaken into successive cultivation experiment in a same garden. Both the Papaver somniferum and its related species were observed and measured about their morphological characteristics, having those stable morphological characteristics surveyed so that the Papaver somniferum can be precisely and quickly identified from its related species with their morphological divergences.Results Papaver somniferum showed discrepant of its leaf morphology against that of its related species at the seedling stage, and at either flowering or fruit stage the distinct morphological characteristics on the aspects of plant height, villous coat, leaf pattern and capsule shape .Conclusions A set of morphological indicators are capable of effectively identifying Papaver somniferum, one kind of drug-sourced plant, from its related species, hence powerful to promote the quick screening and discrimination of Papaver somniferum so that the competency can be potently enhanced to detect the cultivation of such a kind of drug-sourced plant.

Key words: drug-sourced plant; Papaver somniferum; related species; morphological identification

毒品是指出于非医疗目的而连续反复滥用能够产生成瘾性（依赖性）的药品, 具有耐受性、非法性、危害性和依赖性这四个基本特性[1]。毒品问题已经成为一个全球性的社会问题, 毒品滥用一方面摧残吸食者的身体和精神健康, 另一方面也对人类社会的稳定造成严重的危害[2]。

罂粟是毒品海洛因的原植物, 最早被人们发现并运用于麻醉和医学镇痛, 之后发现反复使用会使人产生耐受性、精神依赖性和身体依赖性, 成为提炼毒品的重要原材料[3]。罂粟（Papaver somniferum）为罂粟科（Papaveraceae）罂粟属（Papaver）一年或二年生草本, 果实内含罂粟碱、吗啡、海洛因等30种生物碱。罂粟未成熟果实中的乳白色浆液制干后即为鸦片, 其主要成分为吗啡, 吗啡和醋酸酐反应可制成强烈的中枢神经系统抑制剂海洛因[4]。罂粟属全世界约有100个物种, 我国有七个种、三个变种和三个变型, 主要分布于我国的东北部和西北部, 也有些物种如虞美人（P. rhoeas）和鬼罂粟（P. orientale）各地均有栽培[5-6]。

2007年颁布的《中华人民共和国禁毒法》第19条规定：“ 国家对麻醉药品药用原植物种植实行管制。禁止非法种植罂粟、古柯植物、大麻植物以及国家规定管制的可以用于提炼加工毒品的其他原植物。禁止走私或者非法买卖、运输、携带、持有未经灭活的毒品原植物种子或者幼苗” 。为了预防毒品违法犯罪行为, 维护社会秩序, 保护公民身心健康, 研究探讨毒品原植物的鉴别尤为重要。目前, 有关毒品原植物鉴别的方法有毒品原植物毒性成分的分析测定[7, 8, 9], 利用DNA条形码、AFLP和SSR分子标记等技术鉴别毒品原植物的种属差异[10, 11, 12]等, 均依赖于一定的实验条件与专业技术。形态学是植物分类鉴定的重要依据[13], 构建一套可以快速准确鉴别毒品原植物罂粟的形态学指标, 有利于办案人员在毒品原植物种植案件的第一现场进行较为精准快速的研判。本文以毒品原植物罂粟为研究对象, 广泛收集考察不同来源的毒品原植物罂粟与其近缘物种, 结合同园栽培实验, 开展毒品原植物罂粟及其近缘物种形态特征的系统观察与测量, 筛选可以用于精准、快速鉴别毒品原植物罂粟与其近缘类群的稳定形态特征, 为毒品原植物罂粟的鉴别提供形态学依据。

1 材料与方法
1.1 研究材料

中国科学院武汉植物园是我国为数不多的具有毒品罂粟栽培研究资质的研究机构之一。在本单位对毒品原植物罂粟收集的基础之上, 通过与公安部第一研究所、中国科学院遥感与地球物理研究所、浙江警察学院、湖北省武汉市公安局禁毒支队等相关单位的交流协作, 获得我国湖北、内蒙古、山东等省份及缅甸收缴的非法种植的毒品原植物罂粟种子共计8份。

通过文献收集、标本查阅, 对我国罂粟属毒品原植物罂粟以外的其他物种进行野外考察和收集, 并得到了中国科学院植物研究所、中国科学院昆明植物研究所、中国科学院新疆生态与地理研究所和通化师范学院等国内相关研究单位的支持与帮助。除了高山植物灰毛罂粟（植株矮小且全株披刚毛, 可与毒品原植物罂粟明显区分开, 分布于新疆且采集难度极高）, 本研究考察了我国罂粟属其他所有物种, 收集得到我国罂粟属除罂粟外其他3个物种、1个变型的种子和2个物种的幼苗（表1）。

表1 本研究毒品原植物罂粟及其近源类群材料信息 Table 1 Selected Papaver somniferum plus its related species and their information
1.2 研究方法

对毒品原植物罂粟及其近缘物种进行资源考察, 收集种子和种苗, 在中国科学院武汉植物园进行同园栽培实验。利用经典分类学方法, 观察毒品原植物罂粟与罂粟属其他物种在不同生长阶段的形态特征, 测量株高、叶长、叶柄长, 拍照并将毒品原植物罂粟与罂粟属其他物种的形态学特征进行记录分析, 基于植物物种内形态特征的连续性与物种间形态特征的间断性, 分析毒品原植物罂粟与同属其他物种的差异特征, 获得一套可以用于精准、快速鉴别毒品原植物罂粟与其近缘物种的稳定的形态学指标。

2 研究结果
2.1 毒品原植物罂粟与近源物种苗期的形态差异分析

苗期, 选择罂粟属与毒品原植物罂粟亲缘关系最近且形态最为相近的物种虞美人以及该属其他两个物种和一个变型进行不同生长阶段的形态特征观察, 测量株高、叶长、叶柄长, 拍照并将毒品原植物罂粟与罂粟属其他物种的形态学特征进行记录分析, 筛选出一个可以在苗期快速有效鉴别毒品原植物罂粟与罂粟属其他物种的形态特征— — 叶形态。毒品原植物罂粟与其近缘物种叶形态差异具体表现在如下四个方面（图1~2, 表2）：

1）毒品原植物罂粟叶片光滑无毛, 罂粟属其他近缘物种叶片多被毛。

2）毒品原植物罂粟叶缘具不规则锯齿或浅裂, 不同来源毒品原植物罂粟叶缘裂片的深浅有一定差异, 同时期罂粟属其他近缘物种的叶缘多为深裂或全裂。

3）毒品原植物罂粟叶柄较短, 叶柄长与叶长的比值为0.3, 同时期罂粟属其他近缘物种叶柄相对较长, 叶柄长与叶长的比值为0.4或0.6, 且差异显著（P<0.05）。

4）毒品原植物罂粟叶较大, 长度约8~12 cm, 与虞美人叶长度相当, 而野罂粟、毛果野罂粟、黑环罂粟、毛罂粟其叶明显较小, 长度约4~6 cm。但毒品原植物罂粟与虞美人在叶柄长/叶长、叶缘裂片和毛被上有明显差异, 可以区分。

图1 毒品原植物罂粟与罂粟属其他3个物种、1个变种的苗期形态特征比较（A.罂粟; B.虞美人; C.黑环罂粟; D.野罂粟; E.毛果野罂粟。1.13d; 2.55d; 3.83d; 4.103d; 5.83d）Fig.1 Comparison of leaf-morphological characteristics between Papaver somniferum and the other three species plus one variety of the genus Papaver at seedling stage (A. Papaver somniferum; B. Papaver rhoeas; C. Papaver pavoninum Fisch. et Mey; D. Papaver nudicaule; E. Papaver nudicaule Linn. var. nudicaule f. seticarpum. 1: 13d; 2: 55d; 3: 83d; 4: 103d; 5: 83d)

图2 不同地理来源的毒品原植物罂粟苗期形态特征比较（A.武汉植物园; B.山东菏泽; C.内蒙古杜尔伯特; D.山东济南）Fig.2 Comparison of morphological characteristics among Papaver somniferum from different geographic sources (A. Wuhan Botanical Garden; B. Heze of Shandong province; C. Inner Mongolia's Dorbod ; D. Jinan of Shandong province)

表2 毒品原植物罂粟与罂粟属其他物种苗期形态特征比较 Table 2 Comparison of morphological characteristics between Papaver somniferum and its related species at seedling stage
2.2 毒品原植物罂粟与近源物种花果期的形态差异分析

花果期, 对中国科学院武汉植物园前期收集的毒品罂粟资源, 以及从湖北、内蒙古、山东等省份及缅甸收缴的非法种植的毒品罂粟资源进行同园栽培, 发现花果期毒品原植物罂粟植株高大, 不同来源的毒品罂粟资源花色、花瓣形态变异较大（图3~4）。

图3 武汉植物园的毒品原植物罂粟花朵形态特征比较（A.白色单瓣罂粟; B.粉白色紫心单瓣罂粟; C.红色紫心单瓣罂粟; D.粉色白心单瓣罂粟; E.粉色紫心单瓣罂粟; F.紫色紫心单瓣罂粟）Fig.3 Comparison of floral morphological characteristics of Papaver somniferum at Wuhan Botanical Garden (the single-petal poppy of white (A), pinky-white plus purple pistil (B), red plus purple pistil (C), pink plus white pistil (D), pink plus purple pistil (E) and purple plus purple pistil (F))

图4 不同地理来源毒品原植物罂粟花果期形态特征比较（A.湖北孝感; B.湖北武汉; C、D、E.缅甸; F.山东济南。1、2.花; 3.果）Fig.4 Comparison of morphological characteristics among Papaver somniferum from different geographic sources (A/B. Xiaogan/Wuhan of Hubei province; C/D/E. Myanmar; F. Jinan, Shandong) at blossoming (1/2: flower) and fruit (3: fruit) stages.

本研究对罂粟属毒品原植物罂粟外的其他物种也进行了野外考察与同园栽培观察, 其中灰毛罂粟的形态特征数据来源于中国植物志记载。研究结果表明, 毒品原植物罂粟、罂粟属其他近缘物种花果期的形态差异主要表现在如下几个方面（图5~6）。

图5 罂粟属其他5个物种、1个变种的花果期形态特征比较（A.虞美人; B.黑环罂粟; C.鬼罂粟; D.野罂粟; E.毛果野罂粟; F.长白山罂粟。1.植株; 2.叶; 3.花; 4.果）Fig.5 Comparison of morphological characteristics of the genus Papaver with its five species and one variety at blossoming and fruit stages (A. Papaver rhoeas; B. Papaver pavoninum Fisch. et Mey; C. Papaver orientale; D. Papaver nudicaule; E. Papaver nudicaule f. seticarpum; F. Papaver radicatum Rottb. var. pseudo-radicatum (Kitag.) Kitag. 1: the plant; 2: leaf; 3: flower; 4: fruit)

图6 毒品原植物罂粟花果期形态特征（A.植株; B.叶; C.花; D.果）Fig.6 The morphological characteristics of Papaver somniferum at blossoming and fruit stages (A. the plant; B. leaf; C. flower; D. fruit)

1）毒品原植物罂粟植株相对较高, 株高大约在60~100 cm, 虞美人、鬼罂粟植株大约高60~90 cm, 与罂粟植株高度相当, 同时期其他近缘物种植株相对较矮, 野罂粟、毛果野罂粟、黑环罂粟的株高大约在20~60 cm, 灰毛罂粟与长白山罂粟植株最矮小, 株高约在5~20cm, 且差异显著（P<0.05）。但毒品原植物罂粟与虞美人、鬼罂粟在是否被毛和叶形态上有明显差异, 可以区分。

2）毒品原植物罂粟全株光滑无毛, 只有植株下部或总花梗上有极少的刚毛, 同时期其他罂粟属物种通常全株被刚毛, 长白山罂粟全株被糙毛, 而野罂粟植株密被或疏被刚毛, 极其罕见植株近无毛。但毒品原植物罂粟和野罂粟在植株高度和叶形态上有明显差异, 可以区分。

3）毒品原植物罂粟叶缘呈波状锯齿, 叶片宽大无裂, 而同时期罂粟属其他近缘物种叶片都为一至二回羽状浅裂或深裂, 可以明显区分。毒品原植物罂粟下部叶具短柄, 上部叶无柄且抱茎, 同时期罂粟属其他近缘物种多为基生叶, 叶柄基部扩大成鞘, 只有虞美人、黑环罂粟和鬼罂粟与之相似, 但毒品原植物罂粟叶片无裂, 可以与三者明显区分。

4）毒品原植物罂粟蒴果较大, 长4~7 cm, 光滑无毛被白粉; 同时期罂粟属其他近缘物种蒴果相对较小, 长1~3.5 cm, 其中野罂粟、黑环罂粟和毛果野罂粟蒴果被刚毛, 长白山罂粟蒴果被糙毛。

3 讨论

罂粟为三大毒品原植物之一, 受种植利益的驱使在我国屡禁不止。毒品原植物罂粟与其他罂粟属近缘物种形态特征有诸多相似之处, 较难鉴别。形态特征是罂粟种植案件分析的第一手材料, 快速、准确鉴别毒品原植物罂粟的稳定形态学指标的筛选对于毒品罂粟种植案件的侦破具有重要的意义。本研究通过观察测量毒品原植物罂粟与其他罂粟属近源物种不同生长发育时期植物的形态特征, 按照统一的标准记录分析, 筛选得到幼苗期鉴别毒品原植物罂粟与其他近缘物种的一个形态特征指标（叶形态）、花果期鉴别的四个形态特征指标（株高、毛被、叶形态和蒴果形态）。上述五个形态学指标较为稳定, 可以作为精准、快速鉴别毒品原植物罂粟的形态学指标, 可作为毒品原植物罂粟种植案件研判的重要手段, 有效提升对此类案件的侦破能力。

本研究团队对毒品原植物罂粟的鉴别开展过数十年的研究, 同时研究团队每年都会从湖北省公安系统接收到一些毒品原植物罂粟种植案件的植物鉴定材料。这些送检材料多为疑似罂粟的花果期材料, 在鉴定过程中, 利用株高、毛被、叶形态和蒴果形态, 可以精准、快速对材料进行鉴别。2019~2020年研究团队接收的八起毒品原植物罂粟种植案件的鉴定材料, 鉴定均为毒品原植物罂粟。根据公安机关提供的照片, 其中一起案件中犯罪嫌疑人不仅种植了毒品原植物罂粟, 也种植了其近源物种虞美人, 但利用这四个形态学指标, 可以很容易将二者鉴别开。尽管本研究也筛选了一个较为稳定的可以鉴别毒品原植物罂粟的苗期的形态特征（叶形态）, 但由于毒品原植物罂粟种植案件在苗期发现的较少, 利用苗期叶形态进行鉴别罂粟的案例接触较少, 还需要进一步收集这样的案例, 加大验证和补充毒品原植物罂粟苗期的形态鉴别特征。

同时, 用于毒品原植物罂粟鉴定的分子标记开发也已经取得了较多的研究成果, 尤其是SSR分子标记的开发, 部分SSR分子标记已经应用到毒品原植物罂粟种植案件的研判中[14, 15]。罂粟全基因组序列数据的公布[16, 17], 为毒品原植物罂粟分子鉴定标记的开发提供了最全面的数据支撑, 因此, 毒品原植物罂粟的分子鉴定研发工作后续将会有更为快速的进展, 结合形态学鉴定, 毒品原植物罂粟的鉴定工作将会更为精准。另外, 随着毒品原植物罂粟形态和分子大数据工作的逐步推进, 其非法种植的溯源研究将成为毒品原植物罂粟鉴定和案件研判的一个重要研究方向。同时, 分子鉴定与形态学鉴定结合的植物鉴别思路也可用于其他毒品原植物, 如毒品大麻和工业大麻的鉴别中。

全世界大约有380 000种植物[18], 植物无处不在而且极富多样性, 可以为犯罪调查提供大量重要的植物证据。通过对案发现场植物物证的种属鉴定, 可以有效研判药用、食用、工业等不同用途植物假冒伪劣商品案件。同时, 一些植物证据能帮助确定死亡事件属意外、自杀还是谋杀, 帮助确定犯罪现场是第一现场还是第二现场, 能有助于推测被埋的时间以及追踪尸体的下落。例如, 本研究团队对一个雪莲花诈骗案中的植物送检材料进行形态学鉴定, 确定犯罪嫌疑人所谓的雪莲花是百合科（Liliaceae Juss.）百合属（Lilium L.）植物, 而且形态上接近该属的山丹（Lilium pumilum DC.）。Craft等在一对母子被谋杀的案件调查中, 发现嫌疑人车辆中有同案发现场一样的栎属植物（Quercus geminata）的叶片, 通过两处叶片的分子比对, 发现两者并不匹配, 不能作为嫌疑人的犯罪证据[19]。植物物证对于案件侦破具有重要的意义, 因此在案件的研判上建议关注植物物证, 在植物学领域的研究基础之上, 采用多种技术手段对植物物证进行鉴定分析, 促进相关案件的侦破。

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