黃連體內(nèi)黃連素的組織器官定位和根尖屏障結(jié)構(gòu)特征研究

胡露潔 王曉娥 楊小林 楊朝東 張霞

摘 要： 黃連（Coptis chinensis）是毛茛科著名藥材，該文研究了黃連體內(nèi)黃連素在組織器官中的分布規(guī)律和根尖屏障結(jié)構(gòu)特征。在白光和熒光顯微鏡下，組織器官中黃連素在藍(lán)色激發(fā)光下自發(fā)黃色熒光，黃連素-苯胺蘭對(duì)染研究細(xì)胞壁凱氏帶和木質(zhì)化，蘇丹7B染色栓質(zhì)層，間苯三酚-鹽酸染色木質(zhì)化。結(jié)果表明：黃連不定根初生結(jié)構(gòu)為維管柱、內(nèi)皮層、皮層、外皮層和表皮組成；次生結(jié)構(gòu)以次生木質(zhì)部為主、次生韌皮部和木栓層組成。黃連根莖初生結(jié)構(gòu)由角質(zhì)層，皮層和維管柱組成；次生結(jié)構(gòu)由木栓層、皮層和維管柱組成，以皮層和維管柱為主。葉柄結(jié)構(gòu)為髓、含維管束的厚壁組織層、皮層和角質(zhì)層。黃連不定根的屏障結(jié)構(gòu)初生結(jié)構(gòu)時(shí)期由栓質(zhì)化和木質(zhì)化的內(nèi)皮層、外皮層；次生結(jié)構(gòu)時(shí)期為木栓層組成；根狀莖的為角質(zhì)層和木栓層。黃連素主要沉積分布在不定根和莖的木質(zhì)部，葉柄的厚壁組織層，木質(zhì)部和厚壁組織是鑒別黃連品質(zhì)的重要部位。黃連根尖外皮層及早發(fā)育，同時(shí)初生木質(zhì)部有黃連素沉積結(jié)合，可能造成水和礦質(zhì)吸收和運(yùn)輸?shù)淖璧K，也是黃連適應(yīng)陰生環(huán)境的重要原因。

關(guān)鍵詞： 黃連， 黃連素， 解剖結(jié)構(gòu)， 組織化學(xué)

中圖分類號(hào)： Q944.5

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

文章編號(hào)： 1000-3142（2018）02-0260-09

Location of berberine and development of apoplastic barriers on Coptis chinensis anatomcal structure

HU Lujie， WANG Xiaoe， YANG Xiaolin， YANG Chaodong， ZHANG Xia*

（ Engineering Research Center of Ecology and Agriculture Use of Wetland， Ministry of Education， Yangtze University， Jingzhou 434025， Hubei， China ）

Abstract： Goldthread （Coptis chinensis） is a famous medicinal plant in Ranunculaceae. We studied berberine locate in tissue and organ features， and apoplastic barriers developed in adventitious roots and rhizomes， and anatomic structures of adventitious roots， rhizmoes and petioles in different development stages. All samples were collected from Lichuan farmland， Hubei Province. We carried out the cell wall histochemistry under light and epifluorescence microscope， and the berberine in organ and tissue fluoresced yellow under blue exciting light that was refered as berberine hemisulfate-aniline stain for lignin which combine with lignin and fluoresce stronger yellow， berberine hemisulfate-aniline stain for Casparian bands fluoresced vivid yellow， and lignin fluoresced stronger yellow. Sudan red 7B stain for suberin showed reddish. Phloroglucinol-HCl stain for lignin showed cherry reddish. Primary structure of goldthread adventitious roots compose of vascular cylinder， endodermis， cortex， exodermis and epidermis； secondary structure compose of secondary xylem， secondary phloem and phellem. Primary structure of rhizomes compose of cuticle， cortex and vascular cylinder； secondary structure compose of phellem， cortex and vascular cylinder. Petioles compose of pith， sclerenchyma rings with vascular bundles， cortex and cuticle. The apoplastic barriers in adventitious roots compose of endodermis and exodermis； and endodermis， exodermis and phellem present in same development stages； and phellem in secondary structure. The apoplastic barriers in rhizmoes compose of cuticle in young stage， and phellem in age stage. Berberine deposite on primary xylem and secondary xylem of adventitious roots and rhizmoes， and on sclerenchyma rings of petioles. Xylem and sclerenchyma rings are important for medicinal quality of goldthread. Exodermis develop early and berberine anchor in primary xylem to root tips， which may prevent water and mineral to absorbing and transporting in goldthread adventitious root. The endodermis and exodermis and phellem of apoplastic barriers totally restrict water and mineral that transport in adventitious roots， among which only very few surface of root tips can absorb water and mineral； and berberine deposit and block up the xylem that result in slowing down of water and mineral transport， which explains why goldthread growth is very slow and need 5-6 years to harvest. These structure characteristics maybe the reasons for goldthread adapting to shade environment.

Key words： Coptis chinensis， berberine， anatomical structure， histochemistry

黃連（Coptis chinensis）為毛茛科著名多年生藥用植物，在我國主要分布于西南和中南地區(qū)的山地丘陵（趙楠等，2015），在現(xiàn)代醫(yī)藥具有很高的價(jià)值（王憲楷等，1964；肖培根，1984；張莉和張小平，2006；Kamath et al，2009）。黃連喜陰濕生長環(huán)境，忌高溫、干旱和強(qiáng)光，生長速度緩慢，對(duì)栽培環(huán)境條件要求苛刻。黃連的不定根、根莖和葉的解剖結(jié)構(gòu)研究（楊建民和唐紅光，1994；袁王俊等，2007），和結(jié)合組織化學(xué)方法研究黃連素在體內(nèi)的積累和分布（Cromwell， 1933；Greathouse & Watkins，1938；王憲楷等，1959；魯高蓮和胡正海，1994）。王憲楷等（1959）采用生物堿的顯色反應(yīng)來觀察黃連根莖中黃連素的分布以及不同年齡的根莖黃連素的含量；魯高蓮和胡正海（1994）應(yīng)用碘化汞鉀處理黃連根莖，使黃連素形成晶體便于光學(xué)顯微鏡下觀察，研究黃連根莖中黃連素的分布和積累規(guī)律，這些黃連素積累和分布的研究方法和結(jié)果存在不同意見。

隨著現(xiàn)代熒光顯微鏡的廣泛使用和現(xiàn)代植物解剖學(xué)的研究新進(jìn)展（Brundrett et al，1988；楊朝東和張霞，2013；Yang et al，2011，2014），黃連素作為熒光染色劑，在植物組織中極易與木質(zhì)化細(xì)胞壁結(jié)合，受激發(fā)后發(fā)出黃色熒光；黃連素與苯胺蘭對(duì)染，凱氏帶呈現(xiàn)生動(dòng)黃色（Brundrett et al，1988；楊朝東和張霞，2013；Yang et al，2011，2014）。黃連素在DNA瓊脂糖凝膠電泳中可作為熒光增強(qiáng)劑替代具致癌的EB使用（Gong et al，1999；楊全玉等，2008），減少環(huán)境污染。此外，硫酸氫黃連素溶液用作檢驗(yàn)植物屏障結(jié)構(gòu)通透性的示蹤物質(zhì)或者離子示蹤物，與KSCN溶液結(jié)合成不溶于水的晶體并發(fā)出黃色熒光（Meyer et al，2009；楊朝東和張霞，2013；Yang et al，2014）。

植物根中屏障結(jié)構(gòu)由內(nèi)、外皮層初生壁的凱氏帶，次生壁栓質(zhì)化和木質(zhì)化組成，調(diào)節(jié)植物與環(huán)境的水和礦質(zhì)離子交換的重要結(jié)構(gòu)（楊朝東等，2013）。近年來研究濕地植物的屏障結(jié)構(gòu)對(duì)濕地環(huán)境的適應(yīng)性引起了人們的關(guān)注（Soukup et al，2007；Yang et al，2014），而對(duì)陰生植物如黃連卻缺乏研究（楊建民和唐紅光，1994；袁王俊等，2007）?，F(xiàn)有可靠的細(xì)胞壁組織化學(xué)研究方法，例如硫酸氫黃連素-苯氨蘭對(duì)染，凱氏帶在藍(lán)色熒光下呈生動(dòng)黃色，木質(zhì)化胞壁呈呆滯黃色（Brundrett et al， 1988），胞壁木栓質(zhì)在藍(lán)色激發(fā)光下呈現(xiàn)棕色（Schreiber & Franke，2011；張霞等，2013；Yang et al，2014）；蘇丹紅7B染色胞壁木栓質(zhì)為紅色（Brundrett et al，1991）；鹽酸-間苯三酚染色胞壁木質(zhì)素為櫻桃紅色，初生壁凱氏帶經(jīng)濃硫酸消化后呈波浪形（Jensen，1962）。因此，作者試圖利用黃連素在熒光顯微鏡的藍(lán)色激發(fā)光下發(fā)黃色熒光的光學(xué)性質(zhì)，從黃連素在黃連體內(nèi)沉積部位以及根系時(shí)空發(fā)育等方面，探討是否因?yàn)槠渥陨斫Y(jié)構(gòu)與生理或者黃連素的沉積結(jié)合等原因而導(dǎo)致其生長緩慢和栽培環(huán)境要求高，對(duì)今后改善黃連栽培措施提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

本實(shí)驗(yàn)材料于2014年11月采集湖北利川市箭竹溪野生和栽培植株，用自來水洗凈，保留完整的植株根系，干燥或酒精侵泡保存待用。在實(shí)驗(yàn)室取完整不定根長75 mm左右，切取幼和老根莖，具4～5個(gè)節(jié)，以及葉柄中部小段置于蒸餾水中，試驗(yàn)重復(fù)5次。在可調(diào)節(jié)放大倍數(shù)的解剖鏡下，用雙面刀片切片距根尖10、20、30、40、50 mm和三年生根基部；莖第一節(jié)間和第四節(jié)間，葉柄中部分別切片。

黃連素?zé)晒舛ㄎ唤Y(jié)構(gòu)部位研究實(shí)驗(yàn)原理：黃連素染色的切片，如果植物組織木質(zhì)化細(xì)胞壁牢固結(jié)合了黃連素，在熒光顯微鏡的藍(lán)色激發(fā)光下，黃連素釋放黃色熒光。將黃連不同組織器官切片，不染色，滴加蒸餾水、蓋片在藍(lán)色激發(fā)光下觀察，根據(jù)熒光強(qiáng)度確定黃連素在黃連不同組織結(jié)構(gòu)的沉積和分布狀況（Brundrett et al，1988）。

不定根尖屏障結(jié)構(gòu)組織化學(xué)研究，根尖切片，75%濃硫酸處理10 min左右，觀察初生壁凱氏帶呈波浪形。鹽酸-間苯三酚染色切片的木質(zhì)化胞壁為櫻桃紅色（Jensen，1962）。采用0.1% （w/v） 硫酸氫黃連素和0.5% （w/v） 苯氨蘭對(duì)染切片觀察初生壁凱氏帶和次生壁木質(zhì)化，在熒光顯微鏡下凱氏帶呈現(xiàn)生動(dòng)黃色， 木質(zhì)化細(xì)胞壁呈現(xiàn)呆滯黃色（Brundrett et al，1988）。用0.1% （w/v）蘇丹紅7B溶液染色切片確定細(xì)胞壁栓質(zhì)化呈現(xiàn)紅色（Brundrett et al，1991），并拍照記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

2 結(jié)果與分析

2.1 黃連不定根中黃連素沉積分布的結(jié)構(gòu)特征

黃連不定根切片不經(jīng)任何染色劑染色，在熒光顯微鏡藍(lán)色激發(fā)光下，木質(zhì)部發(fā)出強(qiáng)烈黃色熒光，不定根解剖結(jié)構(gòu)由外而內(nèi)依次可分辨為皮下層、皮層、木質(zhì)部和髓，初生木質(zhì)部為二、三、四、五和六元型（圖1：A，B，C，D，E）。距不定根尖10 mm，初生木質(zhì)部開始發(fā)出較強(qiáng)黃色熒光，其余結(jié)構(gòu)具微弱熒光（圖1：A）。距黃連根尖30 mm，木質(zhì)部具次生結(jié)構(gòu)并發(fā)出強(qiáng)烈黃色熒光（圖1：B，C，D，E），初生韌皮部細(xì)胞壁也具強(qiáng)烈黃色熒光（圖1：E）；內(nèi)皮層和皮下層具凱氏帶細(xì)胞壁發(fā)出明顯黃色熒光，皮下層具凱氏帶（圖1：B，C，D，E），其余結(jié)構(gòu)也有弱的黃色熒光，不定根皮層在此發(fā)育階段保持完整狀態(tài)。

距不定根尖50 mm，次生木質(zhì)部發(fā)出強(qiáng)烈黃色熒光，木栓層開始出現(xiàn)并發(fā)出強(qiáng)烈黃色熒光，甚至第二年不定根皮層還保持完整（圖1：F， G），皮層等結(jié)構(gòu)的細(xì)胞壁具弱的黃色熒光。三年生不定根基部，主要結(jié)構(gòu)為次生木質(zhì)部并具強(qiáng)烈黃色熒光，初生韌皮部也具強(qiáng)烈黃色熒光，木栓層具相對(duì)較強(qiáng)黃色熒光；次生韌皮部細(xì)胞壁具相對(duì)較暗熒光，推測(cè)無黃連素沉積，部分皮層細(xì)胞開始破壞（圖1：H）。

黃連不定根在發(fā)育過程中，黃連素主要沉積分布在初生木質(zhì)部、次生木質(zhì)部、初生韌皮部和木栓層，其次是皮層薄壁組織有少量黃連素存在，次生韌皮部熒光最暗幾乎無黃連素沉積。

2.2 黃連根莖和葉柄中黃連素積累分布的結(jié)構(gòu)特征

黃連根莖切片不經(jīng)任何染色劑染色，在熒光顯微鏡藍(lán)色激發(fā)光下，一年生黃連根莖自外向內(nèi)依次可識(shí)別為角質(zhì)層、木栓層、皮層、初生韌皮部、次生韌皮部、次生木質(zhì)部和髓構(gòu)成。黃連素主要沉積分布于木質(zhì)部而且熒光最強(qiáng)，其次是初生韌皮部，再次是角質(zhì)層和木栓層，皮層和髓熒光極弱；次生韌皮部最暗，可能無黃連素積累（圖2：A，B）。一年生老根莖中，表皮下具木栓層，皮層細(xì)胞壁熒光較強(qiáng)（圖2：B）。

多年生黃連老根莖解剖結(jié)構(gòu)由外向內(nèi)依次由角質(zhì)層、木栓層、皮層（皮層具不定根穿過）、初生韌皮部、次生韌皮部、環(huán)狀次生木質(zhì)部和髓組成，后期木栓層細(xì)胞層數(shù)增加和角質(zhì)層脫落。初生韌皮部，次生木質(zhì)部和不定根熒光最強(qiáng)， 其次是髓，角質(zhì)層和木栓層，再次是皮層等薄壁組織的細(xì)胞壁熒光最弱，次生韌皮部和形成層幾乎無熒光（圖2：C，D，E，F(xiàn)）。黃連根莖中，黃連素主要積累在木質(zhì)部、不定根和初生韌皮部，其次在角質(zhì)層、木栓層和髓中，皮層薄壁組織中最少，可能次生韌皮部和形成層無黃連素。

黃連葉柄主要結(jié)構(gòu)組成為角質(zhì)層、皮層、含5個(gè)左右維管束的厚壁組織層，內(nèi)部為髓（圖2：G，H），圖中未顯示角質(zhì)層。含維管束的厚壁組織層具強(qiáng)烈熒光（韌皮部除外），皮層和髓的熒光弱，表明葉柄中黃連素主要積累在含維管束的厚壁組織層，其次是皮層和髓。

黃連根莖解剖結(jié)構(gòu)由角質(zhì)層、木栓層、皮層及其具不定根穿過、初生韌皮部、次生韌皮部、初生木質(zhì)部、次生木質(zhì)部具木射線和髓組成，根莖完全老化后角質(zhì)層脫落。黃連素主要沉積分布在根莖的木質(zhì)部，皮層不定根和初生韌皮部，角質(zhì)層和木栓層次之，皮層和髓細(xì)胞最弱。黃連葉柄主要結(jié)構(gòu)為含維管束的厚壁組織層，其內(nèi)為髓，其外為皮層和角質(zhì)層；黃連素主要分布在含維管束的厚壁組織層，薄壁組織少有黃連素。

2.3 黃連不定根屏障結(jié)構(gòu)發(fā)育過程

距不定根尖10 mm，解剖結(jié)構(gòu)由內(nèi)而外依次為髓，初生木質(zhì)部，內(nèi)皮層，皮層，外皮層和表皮；外皮層具凱氏帶，輕微木質(zhì)化和強(qiáng)烈栓質(zhì)化，內(nèi)皮層僅少數(shù)細(xì)胞栓質(zhì)化（圖3：A，B，C）。 距根尖20 mm，外皮層輕微木質(zhì)化和強(qiáng)烈栓質(zhì)化；內(nèi)皮層具凱氏帶，輕微木質(zhì)化和強(qiáng)烈栓質(zhì)化，初生木質(zhì)部具后生木質(zhì)部，部分表皮細(xì)胞脫落（圖3：D，E，F(xiàn)）。距根尖30 mm，木質(zhì)部具次生結(jié)構(gòu)，內(nèi)皮層仍輕微木質(zhì)化和強(qiáng)烈栓質(zhì)化，并具通道細(xì)胞；外皮層仍輕微木質(zhì)化和強(qiáng)烈栓質(zhì)化；表皮細(xì)胞幾乎脫落（圖3：G，H，I）。距根尖40 mm，次生木質(zhì)部接近圓形，內(nèi)皮層仍輕微木質(zhì)化和強(qiáng)烈栓質(zhì)化；外皮層木質(zhì)化略增強(qiáng)和強(qiáng)烈栓質(zhì)化（圖3：J，K，L）。距根尖50 mm，內(nèi)皮層以內(nèi)木栓層開始形成并強(qiáng)烈木質(zhì)化和栓質(zhì)化；內(nèi)皮層仍部分存在，皮層和外皮層保持完好；栓質(zhì)化木栓層在熒光下呈現(xiàn)棕色（Yang et al，2014；Schreiber & Franke，2011；張霞等，2013）（圖3：M，N，O）。此后，皮層脫落，木栓層成為保護(hù)組織（圖1：G，H）。不定根皮層細(xì)胞內(nèi)含物濃厚（圖3：B，F(xiàn)，I，L）；在普通光學(xué)顯微鏡下木質(zhì)部明顯具黃色的黃連素（圖3：I，L）。

結(jié)合黃連素在不定根中沉積分布的結(jié)構(gòu)特征和屏障結(jié)構(gòu)組織化學(xué)研究，不定根初生結(jié)構(gòu)為髓、初生木質(zhì)部、初生韌皮部、內(nèi)皮層、皮層、外皮層和表皮組成，皮層可保留1～2 a不脫落；次生結(jié)構(gòu)為次生木質(zhì)部、次生韌皮部和木栓層。黃連不定根屏障結(jié)構(gòu)發(fā)育早，距根尖10 mm外皮層具凱氏帶，輕微木質(zhì)化和強(qiáng)烈栓質(zhì)化，此后略增強(qiáng)木質(zhì)化；而內(nèi)皮層距根尖20 mm具凱氏帶，強(qiáng)烈栓質(zhì)化，但始終輕微木質(zhì)化。不定根皮層脫落前，木質(zhì)化和栓質(zhì)化的木栓層已經(jīng)形成，皮層脫落以后，完全由木栓層保護(hù)。黃連不定根屏障結(jié)構(gòu)在初生階段為輕微木質(zhì)化和強(qiáng)烈栓質(zhì)化的內(nèi)皮層和外皮層；次生階段為木質(zhì)化和栓質(zhì)化的木栓層。

3 討論

3.1 黃連的解剖結(jié)構(gòu)

根據(jù)黃連體內(nèi)黃連素牢固結(jié)合木質(zhì)部后在熒光顯微鏡藍(lán)色激發(fā)光下發(fā)出黃色熒光的特點(diǎn)，結(jié)合組織化學(xué)染色研究不定根解剖和屏障結(jié)構(gòu)。不定根初生結(jié)構(gòu)為維管柱、內(nèi)皮層、皮層、外皮層和表皮組成，皮層可保留1～2 a不脫落；維管柱由髓、初生木質(zhì)部和初生韌皮部組成，初生木質(zhì)部為二、三、四、五和六元型。不定根次生結(jié)構(gòu)為以次生木質(zhì)部為主、次生韌皮部和木栓層組成。黃連根莖初生結(jié)構(gòu)由角質(zhì)層，皮層和維管柱組成，維管柱由髓，初生木質(zhì)部和初生韌皮部組成。根莖次生結(jié)構(gòu)由角質(zhì)層、木栓層、皮層和維管柱組成，維管柱由髓、次生韌皮部和次生木質(zhì)部組成，皮層具不定根穿過，多年生根莖的角質(zhì)層脫落；以皮層和維管柱為主。葉柄結(jié)構(gòu)為含維管束的厚壁組織層、髓、皮層和角質(zhì)層。與前人研究比較（楊建民和唐紅光，1994；袁王俊等，2007），黃連不定根和根莖結(jié)構(gòu)沒有明顯差別，本研究還缺乏對(duì)葉片的研究，可能葉內(nèi)部構(gòu)造為等面葉，沒有組織分化是其適應(yīng)陰生環(huán)境的原因之一（袁王俊等，2007）。

本研究中，黃連距根尖10 mm的初生木質(zhì)部即有黃連素沉積，可能黃連素結(jié)合并堵塞初生木質(zhì)部，導(dǎo)致水和礦質(zhì)離子輸導(dǎo)不暢，或者黃連素解離與礦質(zhì)離子化合或者拮抗，阻礙水和礦質(zhì)離子的運(yùn)輸，此后老根和根莖中黃連素大量沉積，加劇阻礙水和礦質(zhì)離子的運(yùn)輸，表現(xiàn)出植物生長過程中缺水和礦質(zhì)離子，引起植物營養(yǎng)不良而生長緩慢。而次生韌皮部和形成層部位沒有黃連素沉積，推測(cè)葉片合成的有機(jī)物向下輸導(dǎo)沒有障礙。

3.2 黃連不定根屏障結(jié)構(gòu)分析

黃連不定根初生結(jié)構(gòu)的屏障結(jié)構(gòu)由輕微木質(zhì)化和強(qiáng)烈栓質(zhì)化的內(nèi)皮層和外皮層組成；當(dāng)維管柱具次生結(jié)構(gòu)時(shí)，皮層未脫落之前，此時(shí)屏障結(jié)構(gòu)由木栓層，內(nèi)皮層和外皮層組成；皮層脫落以后，由木栓層組成。黃連不定根屏障結(jié)構(gòu)發(fā)育早，距根尖10 mm外皮層具凱氏帶，輕微木質(zhì)化和強(qiáng)烈栓質(zhì)化，而已研究的濕地植物如雙穗雀稗（Paspalum distichum）等，通常在距根尖10 mm以后，內(nèi)皮層先出現(xiàn)凱氏帶而且栓質(zhì)化和木質(zhì)化，外皮層將近在距根尖20 mm以后出現(xiàn)凱氏帶等組織化學(xué)變化（Yang et al，2014，2011；Soukup et al，2007），而且內(nèi)皮層常強(qiáng)烈木質(zhì)化，黃連不定根內(nèi)皮層始終輕微木質(zhì)化。

3.3 黃連體內(nèi)黃連素的沉積和分布結(jié)構(gòu)

在本研究中，從植物不定根、根莖和葉柄中黃連素釋放的熒光強(qiáng)度和面積看，黃連素主要沉積分布在不定根和根莖的木質(zhì)部，葉柄中含維管束的厚壁組織層。不定根中，除次生韌皮部和形成層幾乎沒有熒光，其余薄壁組織等有少量黃連素分布；根莖中，除次生韌皮部和形成層陰暗無黃連素沉積，其它組織都有少量黃連素分布；葉柄韌皮部陰暗無黃連素沉積，髓和皮層均有少量黃連素沉積。

本研究結(jié)果與王憲楷等（1959）采用顯色沉淀反應(yīng)方法研究黃連根莖中黃連素沉積的結(jié)果相似，主要分布在木質(zhì)化細(xì)胞壁和髓射線。黃連素主要分布在十大功勞屬植物的木質(zhì)部（Greathouse & Watkins，1938），而在小蘗屬植物中主要分布于木栓層，其次是木質(zhì)部（Cromwell，1933），韌皮部缺乏。而用碘化汞鉀處理黃連根莖（王憲楷等，1959），黃連素形成晶體的研究結(jié)果與本研究的結(jié)果有很大差別，認(rèn)為根莖中黃連素主要分布于皮層，髓和髓射線薄壁組織，木質(zhì)化細(xì)胞壁內(nèi)有少量分布。

在硫酸氫黃連素溶液作為熒光染色劑把植物材料的木質(zhì)化細(xì)胞壁染色最重，表明黃連素離子易與木質(zhì)部的木質(zhì)素牢固結(jié)合（Brundrett et al，1988；楊朝東和張霞，2013；Yang et al，2014，2011），而且硫酸氫黃連素溶液作為離子示蹤物質(zhì)與KSCN溶液結(jié)合成不溶于水的晶體（楊朝東和張霞，2013；Yang et al，2014；Meyer et al，2009），與碘化汞鉀處理黃連根莖中形成的黃連素晶體有類似化學(xué)反應(yīng)，所以認(rèn)為，碘化汞鉀化合的是黃連根莖薄壁組織中離子形態(tài)的黃連素或者黃連素的中間體，而木質(zhì)部的黃連素容易與木質(zhì)素結(jié)合，沒有形成晶體，故認(rèn)為木質(zhì)部少有黃連素（魯高蓮和胡正海，1994）。本研究在普通光學(xué)顯微鏡下也容易觀察到不定根木質(zhì)部明顯具黃色的黃連素。

因此，推測(cè)黃連素在根和莖的皮層等薄壁組織中合成，尚處于離子態(tài)，然后轉(zhuǎn)移到木質(zhì)部與木質(zhì)素結(jié)合而儲(chǔ)藏。離子態(tài)黃連素能轉(zhuǎn)移的特點(diǎn)，可參考在小蘗屬植物根系中合成黃連素后轉(zhuǎn)移到地上部分（Cromwell，1933）。綜合上述分析，這些實(shí)驗(yàn)從不同側(cè)面推測(cè)黃連素在黃連體內(nèi)可能存在游離的離子態(tài)和與木質(zhì)素牢固結(jié)合的化合態(tài)，這樣合理解釋了不同研究結(jié)果中黃連素沉積和分布結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的差異。

本研究認(rèn)為黃連素主要沉積在黃連的木質(zhì)部，而其它薄壁組織是黃連素合成的場(chǎng)所，木質(zhì)部與薄壁組織的合理比例是今后判斷黃連品質(zhì)重要依據(jù)，也是黃連栽培生產(chǎn)中必須重視的問題。黃連不定根外皮層屏障結(jié)構(gòu)的及早發(fā)育，限制了根尖吸收水和離子的表面積。初生木質(zhì)部有黃連素沉積并堵塞導(dǎo)管，可能阻礙水和離子向上輸導(dǎo)，植物體缺少可利用的水和離子，而導(dǎo)致生長速度緩慢。已有報(bào)道葉片內(nèi)部構(gòu)造沒有組織分化（袁王俊等，2007）。黃連這些結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是造成生長緩慢，不耐高溫和強(qiáng)光，適應(yīng)陰生環(huán)境的重要原因。

致謝 感謝湖北利川市農(nóng)業(yè)局和利川市箭竹溪黃連科技開發(fā)有限公司的支持。

參考文獻(xiàn)：

BRUNDRETT MC， ENSTONE DE， PETERSON CA， 1988. A berberine-aniline blue fluorescent staining procedure for suberin， lignin and callose in plant tissue [J]. Protoplasma， 146（2）：133-142.

BRUNDRETT MC， KENDRICK B， PETERSON CA， 1991. Efficient lipid staining in plant material with Sudan red 7B or Fluorol yellow 088 in polyethylene glycol-glycerol [J]. Biotechnol Histochem， 66（3）： 111-116.

CROMWELL BT， 1933. Experiments on the origin and function of berberine in Berberis darwinii [J]. Biochem J， 27（3）： 860-872.

GONG GQ， ZONG ZX， SONG YM， 1999. Spectrofluorometric determination of DNA and RNA with berberine [J]. Spectrochim acta， Part A， 55（9）： 1903-1907.

GREATHOUSE GA， WATKINS GM， 1938. Berberine as a factor in the resistance of Mahonia trifoliolata and M. swaseyi to phymatotrichum root rot [J]. Am J Bot， 25（10）： 743-748.

JENSEN WA， 1962. Botanical histochemistry-principles and practice [M]. San Francisco， CA： New Phytologist WH Freeman.

KAMATH S， SKEELS M， PAI A， 2009. Significant difference in alkaloid content of Coptis chinensis （Huanglian）， from its related American species [J]. Chin Med， 4（17）： 1-4.

LU GL， HU ZH， 1994. Histochemistry of berberine of Coptis chinensis Franch. rhizome [J]. Acta Bot Boreal-Occident Sin， 14（3）：164-168. [魯高蓮， 胡正海， 1994. 黃連根莖中小蘗堿積累的組織化學(xué)研究 [J]. 西北植物學(xué)報(bào)， 14（3）：164-168.]

MEYER CJ， SEAGO JL， PETERSON CA， 2009. Environmental effects on the maturation of the endodermis and multiseriate exodermis of Iris germanica roots [J]. Ann Bot， 103（5）： 687-702.

SCHREIBER L， FRANKE RB， 2011.Endodermis and Exodermis in Roots [J]. John Wiley & Sons Ltd， Chichester. http：//www.els.net [doi：10.1002/9780470015902.a0002086. pub2.

SOUKUP A， ARMSTRONG W， SCHREIBER L， et al， 2007. Apoplastic barriers to radial oxygen loss and solute penetration： a chemical and functional comparison of the exodermis of two wetland species， Phragmites australis and Glyceria maxima [J]. New Phytol， 173（2）： 264-278.

WANG XK， LI MR， TU ML， 1959. Study the morphology of Coptis chinensis produced in Sichuan and its tissue distribution for berberine [J]. J Sichuan Med Coll， （1）： 1-15. [王憲楷， 李美蓉， 涂茂利， 1959. 川產(chǎn)黃連的形態(tài)組織及組織中小蘗堿分布的研究 [J]. 四川醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào)， （1）： 1-15.]

WANG XK， YANG PQ， CHEN XM， 1964. ber alkaloideaus Coptis chinensis Franch. var. Shihchuensis Wang.（V） [J]. Acta Pharm Sin， 11（6）：389-392. [王憲楷， 楊培全， 陳新民， 1964. 黃連研究第五報(bào)， 石柱黃連根莖中生物堿的研究 [J]. 藥學(xué)學(xué)報(bào)， 11（6）：389-392.]

XIAO PG， 1984. Research pharmacognosy of traditional chinese medicine material named Coptis chinensis [J]. Chin Trad Herb Drugs， 15（3）： 30-34. [肖培根， 1984. 中藥材黃連生藥學(xué)的研究 [J]. 中草藥， 15（3）： 30-34.]

YANG CD， ZHANG X， LIU GF， et al， 2013. Progress on the structure and phisiological function of apoplastic barriers in root [J]. Bull Bot Res， 33（1）： 114-119. [楊朝東， 張霞， 劉國鋒， 等， 2013. 植物根中質(zhì)外體屏障結(jié)構(gòu)和生理功能研究進(jìn)展 [J]. 植物研究， 33（1）： 114-119.]

YANG CD， ZHANG X， LI JK， et al， 2014. Anatomy and histochemistry of roots and shoots in wild Rice （Zizania latifolia Griseb.） [J]. J Bot， 1： 1-9.

YANG CD， ZHANG X， ZHOU CY， et al， 2011. Root and stem anatomy and histochemistry of four grasses from the Jianghan Floodplain along the Yangtze River， China [J]. Flora， 206：653-661.

YANG CD， ZHANG X， 2013.The permeability and supplement structures in stems for Paspalum distichum [J]. Bull Bot Res， 33（5）： 564-568. [楊朝東， 張霞， 2013. 雙穗雀稗（Paspalum distichum） 通透性生理和莖解剖結(jié)構(gòu)補(bǔ)充研究 [J]. 植物研究， 33（5）： 564-568.]

YANG JM， TANG HG， 1994. An anatomical study on the root and the root stock of Coptis chinensis Franch [J]. J Wuhan Bot Res， 14 （3）： 164-168. [楊建民， 唐紅光， 1994. 黃連（Coptis chinensis Franch）根和根狀莖的解剖 [J]. 武漢植物學(xué)研究， 14 （3）： 164-168.]

YANG QY， LI YS， GAO XF， et al， 2008. Staining effect of fluorochrome berberine hydrochloride on nucleic acid in gels [J]. J Instr Analy， 27（9）： 968-972. [楊全玉， 李永生， 高秀峰， 等， 2008. 鹽酸黃連素作為脫氧核糖核酸熒光染料染色效果的研究 [J]. 分析測(cè)試學(xué)報(bào)， 27（9）： 968-972.]

YUAN WJ， ZHANG WR， SHANG FD， 2007. Study on the anatomical structure of vegetative organs of Coptis chinensis and its pertinence to sciophyte conditions [J]. J Henan Univ （Nat Sci Ed）， 37（2）： 184-186. [袁王俊， 張維瑞， 尚富德， 2007. 黃連營養(yǎng)器官解剖結(jié)構(gòu)與其陰生環(huán)境相關(guān)性研究 [J]. 河南大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）， 37（2）：184-186.]

ZHANG L， ZHANG XP， 2006. The present research situation of plants of Coptis Salisb in China [J]. J Anhui Norm Univ （Nat Sci Ed）， 29（4）： 368-371. [張莉， 張小平， 2006. 國產(chǎn)黃連屬植物的研究現(xiàn)狀 [J]. 安徽師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）， 29（4）： 368-371.]

ZHANG X， YANG CD， NING GG， 2013. The comparison development of apoplastic barriers in Cynodon dactylon and Paspalum distichum roots [J]. Hubei Agric Sci， 52（20）： 4991-4994. [張霞， 楊朝東， 寧國貴， 2013. 狗牙根和雙穗雀稗根中質(zhì)外體屏障結(jié)構(gòu)發(fā)育過程的比較研究 [J]. 湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)， 52（20）： 4991-4994.]

ZHAO N， LI LY， BAI ZC， 2015. Research status and prospect of traditional chinese medicine material named Coptis chinensis [J]. J Chongqing Univ Technol （Nat Sci Ed）， 29（1）： 53-58. [趙楠， 李隆云， 白志川， 2015. 中藥材黃連的研究現(xiàn)狀與展望 [J]. 重慶理工大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)）， 29（1）： 53-58.]