黃精根狀莖形態(tài)與內(nèi)部構造相關性初探

劉 校，王德群，楊 俊

(1.安徽中醫(yī)藥大學 藥學院，安徽 合肥 230012；2.安徽省中醫(yī)藥科學院，安徽 合肥 230012)

黃精根狀莖形態(tài)與內(nèi)部構造相關性初探

劉 校，王德群，楊 俊

(1.安徽中醫(yī)藥大學 藥學院，安徽 合肥 230012；2.安徽省中醫(yī)藥科學院，安徽 合肥 230012)

采用定期定點野外觀察、徒手切片與顯微觀察的方法，探索黃精生長發(fā)育與根狀莖形成的相關性以及不同形態(tài)根狀莖的內(nèi)部構造。通過觀察，黃精根狀莖一年生長的節(jié)段稱為年生長區(qū)，包括伸展段和轉換段，不同時間段內(nèi)黃精生長速度不同。結果發(fā)現(xiàn)，不同位置根狀莖內(nèi)部構造維管束的走向、數(shù)目、粗細有顯著區(qū)別。探明了黃精地上部分的生長習性與根狀莖膨大的相關性以及不同部位根狀莖的內(nèi)部構造，為黃精的栽培與鑒別提供參考。

黃精；根狀莖；形態(tài)；內(nèi)部構造

黃精為常用中藥，具有補氣養(yǎng)陰，健脾，潤肺，益腎的功效，被列為十大皖藥之一。2015版中國藥典記載黃精來源于百合科黃精屬植物滇黃精(PolygonatumkingianumColl.et Hemsl.)、黃精 (P.sibiricumRed.)或多花黃精(P.cyrtonemaHua)的干燥根莖[1]。其中黃精的根狀莖由于結節(jié)膨大，節(jié)間一頭粗一頭細，所以形成的藥材叫作“雞頭黃精”[2](P902-903)。據(jù)考證，唐宋時期植物黃精就被認為是優(yōu)質(zhì)藥材[3]，宋代《政和本草》記載并附有藥圖的“滁州黃精”經(jīng)考證即為植物黃精，“滁州黃精”至今仍為該地區(qū)盛產(chǎn)道地藥材[4]。前期研究報道顯示，對植物黃精的生長發(fā)育研究報道主要集中在物候對植物生長發(fā)育的影響及芽的發(fā)育[5-7]；對黃精組織構造研究，主要是制作黃精節(jié)間的橫切片，觀察其維管束的類型與導管的分布、黏液細胞的大小、針晶束的多少和排布等[8-15]。但對黃精生長發(fā)育習性與膨大結節(jié)形成的相關性研究未見報道；同時對黃精根狀莖大小不同部位內(nèi)部構造的差異也未見報道。

本研究選取植物黃精P.sibiricumRed.為研究對象，探索黃精不同形態(tài)根狀莖的形成與生長發(fā)育相關性以及不同形態(tài)根狀莖的內(nèi)部構造。以野生黃精的分布區(qū)安徽省滁州市馬廠鎮(zhèn)為觀測點，采用定點定期的觀察方法，對黃精一年中根狀莖的生長發(fā)育進行詳細觀察與測量，并根據(jù)黃精生長發(fā)育不同階段形成的不同形態(tài)根狀莖，進行不同部位的徒手切片，對其內(nèi)部構造進行觀察，探明形態(tài)與構造的相關性，為黃精的鑒別與資源利用提供參考。

1 材料和方法

1.1 材料

黃精的觀察與采集地點為安徽省滁州市馬廠鎮(zhèn)王河村徐洼村民組，北緯32°03′36.93″，東經(jīng)118°0′35.87″，海拔52 m。材料經(jīng)安徽中醫(yī)藥大學王德群教授鑒定。

1.2 方法

1.2.1 發(fā)育形態(tài)學觀察

自2015年3月至2016年3月，每20～30 d定期赴觀測點，選取3～5株黃精，觀察地上部分與地下根狀莖的生長發(fā)育，記錄并拍照。同時材料移栽安徽中醫(yī)藥大學東區(qū)藥用植物園，進一步觀察記錄。

1.2.2 內(nèi)部構造觀察

選取新鮮黃精根狀莖的膨大結節(jié)部位進行不同方向的徒手切片(圖1)，1、2是在黃精的膨大部位從黃精的邊緣和中間過莖痕制縱向縱切片(圖1-A)；3為在黃精最細部位制縱向橫切片，4、5是在膨大結節(jié)部位從中間過莖痕以及相鄰的節(jié)部進行縱向橫切(圖1B)；6是在膨大結節(jié)部位中間制水平方向的橫切片(圖1C)。以上切片水合氯醛透化，間苯三酚-濃鹽酸染色，在體視顯微鏡下進行觀察，并運用Qcapture pro軟件拍照。

1.2.3 維管束計數(shù)

取三株典型的具有三個年生長區(qū)的黃精根狀莖，分別在黃精最細部位的縱向橫切面(圖1-3)、膨大結節(jié)部位從中間過莖痕的縱向橫切面(圖1-4)、膨大結節(jié)部位中間橫切面(圖1-6)觀察并統(tǒng)計維管束數(shù)目，每個部位切3個切片，取平均數(shù)作為為各部位維管束的數(shù)目。

圖1 黃精切片部位

1.3 儀器

主要有索尼數(shù)碼相機DSC-RX100M2、OLYMPUS SZX10體視顯微鏡、直尺和電子游標卡尺。

2 結果

2.1 黃精的生長發(fā)育

2.1.1 黃精地上部分生長發(fā)育與根狀莖生長

黃精地上部分的物候階段主要分為三個階段：出土展葉階段、開花結果階段和枯萎階段。隨著地上部分物候期的變化根狀莖也在進行著相應的發(fā)育。

3月上旬～4月下旬為黃精出土展葉階段 黃精從3月上旬開始萌芽出土，4月上旬開始展葉，花蕾出現(xiàn)。隨著地上部分的生長，地下根狀莖也開始膨大，開始形成膨大結節(jié)，稱之為“轉換段”。

4月下旬～9月中旬為黃精開花結果階段 4月下旬花蕾開放，5月下旬開始結果。5月初根狀莖膨大結節(jié)的前端出現(xiàn)新芽，新芽向前生長開始形成“伸展段”，至5月下旬“伸展段”1～2節(jié)，長僅0.5 cm左右。至6月下旬，“伸展段”已經(jīng)長出5～(6)～7節(jié)，長3～(3.2)～3.5 cm；同時“轉換段”也快速膨大。至9月中旬植株地上部分開始枯萎，伸展段增至7～(8)～10節(jié)，長3.6～(4.0)～4.5 cm，伸展段前端的芽開始朝著向上的方向生長；6月下旬至9月中旬“轉換段”膨大緩慢。

9月中旬～翌年3月上旬為黃精地上部分枯萎階段 9月中旬地上部分枯萎后，根狀莖的“伸展段”生長緩慢，至翌年3月下旬，伸展段長至8～13節(jié)，長4～(4.5)～5.0 cm。這段時間“轉換段”基本停止生長。

2.1.2 黃精根狀莖年生長區(qū)

年生長區(qū)是指一年內(nèi)黃精地下根狀莖生長的全部節(jié)段。黃精年生長區(qū)一般有12～17節(jié)，長約6～9 cm，包括轉換段與伸展段兩部分?！稗D換段”是自4月中旬至9月中旬的膨大生長段，一般有3～4節(jié)，長1.5～3 cm，直徑2～3 cm，4月中旬至6月下旬是轉換段快速膨大期。伸展段是自5月上旬至翌年3月上旬生長段，匍匐生長，一般有8～13節(jié)，長4～5 cm，直徑0.7～3 cm，5月下旬至6月下旬是伸展段快速生長期。

圖2 黃精年生長區(qū)與分段

2.2 黃精的內(nèi)部構造

2.2.1 黃精轉換段內(nèi)部構造

轉換段開始，維管束大量分叉(圖3-2-B)，分叉的維管束一部分往上生長連接地上莖(圖3-2-C，圖3-6)，一部分向上并向前生長(圖3-2-D，圖3-4)，一部分往前并向四周擴散形成根跡維管束以及葉跡維管束(圖3-1，圖3-2，圖3-6)。

圖3 黃精不同部位切片對應顯微圖

2.2.2 黃精伸展段內(nèi)部構造情況

在伸展段黃精的維管束比較均勻，走向基本上一致均是往前生長。轉換段過后的伸展段，維管束數(shù)目多且細(圖3-2-D、圖3-3)，隨著伸展段向前生長，根狀莖的直徑逐漸減小，維管束合并增粗，數(shù)目逐漸減少，至伸展段的最細部位，維管束最粗且數(shù)目最少(圖3-2-A、圖3-5)。

2.3 黃精不同部位的維管束數(shù)目

根據(jù)維管束統(tǒng)計，黃精根狀莖不同部位維管束數(shù)目是不同的。在轉換節(jié)前端伸展段最細部位，維管束最粗且數(shù)目最少30～60個(圖3-2-A，圖3-5)。在轉換節(jié)開始部位維管束大量分叉，維管束數(shù)目最多達130～180個(圖3-2-B)。轉換段的地上莖痕處的維管束數(shù)目為30～60個(圖3-2-C)，伸展段開始處維管束數(shù)目為90～130個(圖3-2-D)。在轉換段開始部位分叉出來的維管束數(shù)基本上等于朝上連接地上莖的維管束數(shù)加上向前形成伸展段的維管束數(shù)。

3 討論

3.1 黃精根狀莖的形態(tài)描述

黃精根狀莖的形態(tài)描述，中國藥典及一些中藥鑒定書借以“結節(jié)”描述根狀莖膨大部分[1]，[16](P210-211)；植物學專著描述黃精用“節(jié)間”描述根狀莖，同時用“結節(jié)”描述根狀莖的膨大部分[17](P215-216)，[18](P78)，[19](P56)。植物學定義通常將根狀莖上著生鱗葉的部位稱為“節(jié)”，兩個“節(jié)”之間稱為“節(jié)間”[20](P12)。由此可見關于黃精的結節(jié)、節(jié)間的定義存在模糊。本文將一年內(nèi)黃精根狀莖生長的節(jié)段定義為“年生長區(qū)”，并根據(jù)生長發(fā)育將“年生長區(qū)”內(nèi)膨大結節(jié)部位定義為“轉換段”，而匍匐生長段定義為“伸展段”，避免了形態(tài)描述上的模糊，為黃精屬的其他種的形態(tài)觀察及黃精屬的分類提供新的資料。

3.2 黃精根狀莖年生長區(qū)觀察

黃精是多年生宿根性草本植物，在安徽省滁州地區(qū)一年中地上部分的生長期約200天。其根狀莖能存活多年，隨著地上部分的生長，根狀莖有快速與緩慢膨大期。一年中4月下旬～6月下旬為黃精根狀莖的轉換段生長最旺盛階段，5月下旬～6月下旬為黃精根狀莖的伸展段生長最旺盛階段。建議栽培黃精在4月下旬～6月下旬黃精根狀莖生長旺盛階段，加強黃精施肥或田間管理，以利于提高黃精藥材產(chǎn)量。

3.3 黃精根狀莖的形態(tài)、內(nèi)部構造與功能

本文對黃精根狀莖年生長區(qū)研究表明，轉換段和伸展段黃精的維管束走向、維管束的數(shù)目均有不同。這兩個階段的生長發(fā)育、形態(tài)、內(nèi)部構造與功能均不同(表1)。

表1 黃精外部形態(tài)與內(nèi)部構造相關性

前期關于黃精顯微鑒別的報道存在分歧，有報道黃精維管束多為外韌型，偶有周木型[8]；也有報道為不完全周木型[14]，偶有周木型[9-10]。本文研究結果表明，黃精在不同部位維管束的粗細、數(shù)目存在顯著差異，尤其在轉換節(jié)開始部位維管束大量分叉，該部位就可能存在維管束類型與分布的不同，維管束類型的不同與切片部位有很大關系。因此建議進一步對黃精進行不同部位的結構組織學研究，以澄清黃精結構中存在的分歧，為黃精藥材的鑒定提供依據(jù)。

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PreliminaryStudyontheCorrelationbetweenMorphologyandInternalStructureofRhizomeaboutPolygonatumSibiricum

LIU Xiao, WANG Dequn, YANG Jun

(SchoolofPharmacy,AnhuiUniversityofChineseMedicine/AnhuiAcademyofTraditionalChineseMedicine,Hefei230012,China)

The methods of regular field observation, freehand sections and microscopic observation were adopted to explore the correlation between the development ofP.sibiricumand the formation if its rhizome, as well as the internal structure of rhizomes in different morphology. Through experiment and observation, the annual growth area of the rhizome is called the annual Growth Area, including the Extension Section and Conversion Section, the growth rate ofP.sibiricumwas different at different intervals. There were significant differences in the direction, quantity and thickness of the Vascular Bundles in different sections of rhizome. The correlation between the growth habit of the top part and rhizome enlargement of theP.sibiricum, as well as the internal structure of different parts of the rhizome were proved, providing reference for the cultivation and identification ofP.sibiricum.

P.sibiricum; Rhizome; morphology; internal structure

R285

A

1009-9735(2017)05-0109-04

2017-05-26

劉校(1993-)，女，安徽滁州人，碩士研究生，研究方向：中藥資源與鑒定；通信作者：楊俊(1961-)，女，河北武安人，教授，研究方向：中藥資源與鑒定。