山西25個產地野生黃芩根顯微結構的觀察與比較

潘春莉，郝建平，王秋寶，陸子芳

（山西大學生命科學學院，山西太原030006）

山西25個產地野生黃芩根顯微結構的觀察與比較

潘春莉，郝建平，王秋寶，陸子芳

（山西大學生命科學學院，山西太原030006）

觀察了山西25個產地的野生黃芩根的橫切面和縱切面的顯微結構，測量、比較了根的木栓層厚度和細胞層數、皮層厚度、韌皮部厚度、木質部厚度，并應用統(tǒng)計學方法進行了數據分析。結果表明，山西不同產地野生黃芩的根為近圓形；木栓層由近長方形細胞組成，部分產地有雙重木栓層結構；皮層由薄壁細胞組成，細胞間隙較大；皮層與韌皮部分界不明顯；木質部發(fā)達，約占根直徑2/3；石細胞分布不均勻。根的木栓層厚度和細胞層數、皮層厚度、韌皮部厚度、木質部厚度均存在差異，其中，木質部厚度的差異最為顯著，木栓層層數及厚度的差異與所生長地域的海拔高度有關。

黃芩；根；顯微結構；野生藥用植物

黃芩（Scutellaria baicalensi George）為唇形科黃芩屬多年生草本植物，以根入藥，藥用歷史悠久[1]?，F代醫(yī)學研究證明，黃芩具有清熱解毒、抗炎、降壓、減輕組織的缺血再灌注損傷、清除氧自由基、抗氧化、調節(jié)免疫等多方面的作用[2-5]。目前，對于黃芩的研究主要集中在屬內種間差異和相似性、組織培養(yǎng)、DNA分子標記以及藥理藥化等方面[6-15]。組織特征是鑒別中藥材真?zhèn)魏唾|量優(yōu)劣的重要指標，但是迄今為止在黃芩顯微結構方面的研究并不多見。

黃芩是山西省的道地藥材，山西省是野生黃芩的主要分布區(qū)之一[16-17]。郝建平等[18]觀察了山西省運城市、臨汾市、晉中市、呂梁市、忻州市、朔州市、大同市等7個市12個產地的野生黃芩根、莖、葉的顯微結構。

本研究對山西省25個主要分布地的野生黃芩的根進行了橫、縱切面解剖結構的觀察和比較，旨在全面了解山西省不同產地野生黃芩根的解剖學特征，為優(yōu)良野生黃芩種質的鑒定和選育提供一定理論依據。

1 材料和方法

1.1 材料

供試材料為2015年6—8月采集的野生黃芩，分別采自山西省運城、臨汾、長治、晉中、太原、朔州及大同等7個市的25個產地。野生黃芩主要生長在向陽的山坡上，由南至北分布于海拔705～1 675 m，E110°32′55.13″～E114°13′13.41″，N34°46′19.78″～N40°24′17.71″的區(qū)域內（表1）。

1.2 方法

選擇生長正常、健壯的植株，將其根分割為0.5～1.0 cm的切段，FAA固定。常規(guī)石蠟法切片，切片厚度為10 μm，番紅-固綠對染法染色，Olympus BX-51顯微鏡下觀察、照相并測量主要數據，利用SPSS 19.0軟件進行數據分析。

表1 山西野生黃芩種質來源

2 結果與分析

2.1 不同產地山西野生黃芩根橫切面結構比較

黃芩為多年生草本植物，直根系，主根圓錐形。斷面鮮黃色，隨著根的不斷加粗，根的顏色逐漸加深。周皮黃褐色，老根中心腐朽中空。25個產地的山西野生黃芩根的橫切面結構如圖1所示。

從圖1可以看出，山西野生黃芩根為近圓形。木栓層由近長方形細胞組成；排列整齊、致密。隨著時間的推移，根不斷增粗，外部木栓層有裂隙或脫落留有殘片；部分產地的黃芩根存在雙重木栓層現象。皮層由排列疏松、體積較大的薄壁細胞組成，細胞間隙較大；皮層與韌皮部分界不明顯，二者約占根橫徑的1/3。石細胞分散；韌皮射線寬闊明顯。木質部發(fā)達，約占根直徑的2/3，由木薄壁細胞、導管、木纖維和木射線組成，木射線明顯；根中央的初生木質部取代了髓部；導管群與木薄壁細胞層狀相間排列。

2.2 不同產地山西野生黃芩根縱切面結構比較

從圖2可以看出，次生木質部中導管管徑較初生木質部中的大，導管數目由外至內遞減。導管被木薄壁細胞分割成單個或2～3個導管聚集在一起的導管群，木質部的導管分子聚集成束，導管多為環(huán)紋導管。木栓層厚，由8～12層近長方形的細胞組成。

2.3 不同產地山西野生黃芩根解剖結構測量數據分析

從表2可以看出，山西25個產地的野生黃芩的根在木栓層厚度、層數、皮層厚度、韌皮部厚度、木質部厚度等方面均存在差異。

野生黃芩根的木栓層細胞層數在5～25，其中，朔州市（14號）和渾源縣（20號）為雙層木栓層，層數在21～25；其余正常單層木栓層，層數在5～18。

表2 山西野生黃芩根解剖結構數據分析（

表2 山西野生黃芩根解剖結構數據分析（

注：黃芩產地編號同表1；表中數據均為5次以上測量數據的平均值；在一同列中，數字后不同字母表示差異顯著（P＜0.05）。

編號1234567891 0 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25層數7～9 5～10 8～10 13～17 9～11 5～7 10～14 8～14 10～14 13～15 10～13 8～10 8～18 22～24 16～18 7～10 6～9 10～12 11～15 21～25 11～13 8～11 9～13 11～17 6～9木栓層厚度/μm 261.56±1.74cde 312.83±9.06gh 558.80±15.91m 372.53±6.82i 171.33±3.61b 365.73±16.52i 245.80±3.56c 258.07±5.16cde 276.67±0.81def 249.07±7.30c 257.20±29.48cde 296.47±11.97fg 423.33±17.40j 445.27±11.34jk 279.77±14.41ef 251.77±9.26c 441.53±4.52jk 333.87±11.34h 168.83±17.53b 479.57±10.10l 363.87±15.77i 255.20±21.35cd 357.00±11.91i 452.57±17.89k 118.90±7.73a皮層厚度/μm 611.40±17.94n 380.20±9.60c 593.58±5.66m 395.05±8.07d 538.92±8.31i 233.70±5.66a 692.17±5.00q 593.32±5.97m 415.67±5.36e 625.57±10.30o 347.00±16.25b 547.93±7.36ij 678.19±3.04p 568.57±7.75kl 465.00±13.62g 741.07±9.04s 555.19±1.43jk 495.26±2.68h 392.74±4.67cd 576.60±0.82l 475.40±10.54g 442.07±5.62f 547.62±5.70ij 732.97±6.06s 709.03±7.30r韌皮部厚度/μm 276.63±2.56a 278.93±9.12a 558.29±5.08m 578.20±3.35n 364.29±9.89ef 529.40±3.36l 328.49±1.49b 349.11±16.94cd 421.19±8.39hi 714.92±0.84p 631.25±9.44o 325.33±13.34b 844.77±2.51q 431.80±13.36ij 340.19±17.82bc 470.37±0.75k 584.70±3.35n 439.17±3.05j 345.63±5.90c 347.52±9.43cd 356.67±13.11de 377.74±2.22fg 391.77±11.76g 335.23±5.38bc 414.50±5.60h木質部厚度/μm 1 070.90±11.35a 1 415.60±4.90cd 2 373.43±31.32l 2 160.77±13.59j 2 218.63±2.17k 1 955.77±37.86h 2 055.80±24.67i 1 362.62±17.16c 1 531.60±41.17e 3 049.79±34.14m 1 957.13±16.52h 1 585.77±4.66e 1 958.43±9.04h 1 787.67±10.56g 1 549.61±6.93e 2 409.17±76.33l 3 012.67±9.36m 1 647.13±37.26f 1 432.57±24.27d 2 145.60±18.00j 1 205.97±111.54b 1 057.30±34.46a 2 350.47±13.42l 2 346.92±26.95l 1 253.45±30.93b

野生黃芩根木栓層厚度在118.90～558.80 μm。產自運城市平陸縣圣人澗鎮(zhèn)窯頭村（3號）的黃芩根木栓層厚度最大，為（558.80±15.91）μm；產自大同市陽高縣（25號）的黃芩根木栓層厚度最小，為（118.90±7.73）μm。產自大同市渾源縣（20號）、大同市新榮村（19號）和運城市芮城縣（5號）的黃芩根木栓層厚度與其他產地的黃芩根之間存在顯著差異（P＜0.05）。產自運城市絳縣（1號）、長治市平順縣（8號）與晉中市榆社縣（11號）的黃芩根木栓層厚度之間無顯著差異（P＞0.05）。

野生黃芩根皮層厚度介于233.70～741.07 μm。產自臨汾市（6號）的皮層厚度最小，為（233.70± 5.66）μm；產自大同市南郊區(qū)云岡鎮(zhèn)青瓷窯（16號）的皮層厚度最大，為（741.07±9.04）μm。產自晉中市（10號、11號）、運城市萬榮縣（4號）、長治市平順縣（7號、9號）、朔州市山陰縣（13號）、大同市靈丘縣（21號）和大同市陽高縣（25號）的皮層厚度與其他產地的黃芩根存在顯著差異（P＜0.05）。產自太原市陽曲縣泥屯鎮(zhèn)思西村（12號）、大同市南郊區(qū)鴉兒崖鎮(zhèn)同家梁（17號）與大同市左云縣（23號）的皮層厚度之間無顯著差異（P＞0.05）。

野生黃芩根韌皮部厚度在276.63～844.77 μm。產自運城市絳縣（1號）的韌皮部厚度最小，為（276.63±2.56）μm，與運城市平陸縣陡泉村（2號）之間無顯著差異（P＞0.05）；產自朔州市山陰縣（13號）的韌皮部厚度最大，為（844.77±2.51）μm。產自平陸縣窯頭村（3號）、運城市萬榮縣（4號）、臨汾市鄉(xiāng)寧縣（6號）和晉中市（10號、11號）的韌皮部厚度與其他產地的黃芩根存在顯著差異（P＜0.05）；產自長治市平順縣石城村（8號）、朔州市平魯區(qū)只泥泉村（15號）、大同市新榮區(qū)新榮村（19號）、大同市渾源縣（20號）與大同市左云縣木代村（24號）的韌皮部厚度之間無顯著差異（P＞0.05）。

野生黃芩根的木質部厚度介于1 057.30～3 049.79 μm。產自大同市天鎮(zhèn)縣（22號）的木質部厚度最小，為（1 057.30±34.46）μm，與產自運城市絳縣（1號）之間無顯著差異（P＞0.05）；產自晉中市左權（10號）的木質部厚度最大，為（3 049.79± 34.14）μm，與產自大同市南郊區(qū)同家梁（17號）之間無顯著差異（P＞0.05）。產自太原市陽曲縣（12號）、運城市芮城縣（5號）、朔州市山陰縣（13號）和大同市新榮區(qū)西村鎮(zhèn)（18號）的木質部厚度與其他產地的黃芩根存在顯著差異（P＜0.05）。產自運城市平陸縣（3號）、大同市南郊區(qū)青瓷窯（16號）與大同市左云縣（23號、24號）的木質部厚度之間無顯著差異（P＞0.05）。產自長治市平順縣東寺頭鄉(xiāng)大窯灘村（9號）、太原市陽曲縣泥屯鎮(zhèn)思西村（12號）與產自朔州市平魯區(qū)下水頭鄉(xiāng)只泥泉村（15號）的木質部厚度之間無顯著差異（P＞0.05）。

3 結論

黃芩為多年生草本植物，地上部分每年更新，而地下的根則可生活數年。山西野生黃芩根初生結構與次生結構的發(fā)育過程符合多年生草本雙子葉植物根的一般發(fā)育規(guī)律[19]。

山西25個產地的野生黃芩根在石細胞的分布、導管數量和木栓層上存在差異。石細胞數量上的差異與黃芩生境的海拔沒有直接關系，部分產地的石細胞分布不均勻。個別產地的黃芩根具有雙重木栓層結構。

植物的外部形態(tài)和內部結構都與外界環(huán)境有著密切的聯系[20]。25個產地的山西野生黃芩的根在木栓層厚度和層數、皮層厚度、韌皮部厚度、木質部厚度等方面均存在差異，并且這種差異與其生境的海拔高度相關。木栓層層數最多、厚度最大并且橫切面上具有雙重木栓層結構的野生黃芩大多產自海拔相對較高的地區(qū)，這種特性可能與其抗寒性有關。在25個產地的山西野生黃芩中，根木質部厚度的差異最為顯著，在地理位置上相距較近的差異較小，相距較遠的差異較大。關于木質部厚度與野生黃芩對環(huán)境適應性的關系，還有待進一步研究。

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Study on Root Microstructure of 25 Kinds Wild Scutellaria baicalensis from Shanxi

PANChunli，HAOJianping，WANGQiubao，LUZifang

（College ofLife Science，Shanxi University，Taiyuan 030006，China）

The paper observes the transverse and longitudinal structure of 25 kinds wild Scutellaria baicalensis from Shanxi, measures the thickness of the cork layer,cortex,phloem and xylem,then analyzes the test data with statistical methods.The results show that the wild Scutellaria baicalensis root in different habitats of Shanxi is near circular.The cork cells of roots is nearly rectangular.The structure ofa double cork layer exists in part ofthe habitats.The cortex consists ofparenchyma cells.The boundary of cortex and phloem is not obvious.Xylem is well advanced.The proportion of the xylem is about 2/3 of the root diameter.The stone cells are not evenly distributed.The thickness ofcork layer,cortex,phloem and xylem are different in 25 kinds wild Scutellaria baicalensis.Among them,the difference ofxylem thickness is the most significant.The difference oflayers and thickness ofcork layers is related to growth altitude.

Scutellaria baicalensis;root;mierostructure;mild medicinal plants

R282.71

A

1002-2481（2017）03-0390-05

10.3969/j.issn.1002-2481.2017.03.17

2016-10-24

山西省科技攻關計劃（振東專項）（2014ZD0503）

潘春莉（1992-），女，山西太原人，在讀碩士，研究方向：藥用植物細胞工程。郝建平為通信作者。