小葉黑柴胡的顯微鑒別研究

宋月荷，任 鵬，秦晉鈺，蔡翠芳

(1. 山西藥科職業(yè)學院，山西 太原 030031； 2. 陽泉市農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，山西 陽泉 045000)

柴胡作為一種傳統(tǒng)中藥材，首次在《神農(nóng)本草經(jīng)》中有所記錄，素有良藥中的良藥之稱[1]。2020版《中國藥典》規(guī)定柴胡為傘形科植物柴胡BupleurumchinenseDC.或狹葉柴胡BupleurumscorzonerifoliumWilld.的干燥根，主要分布在我國甘肅、內(nèi)蒙、山西等地，味辛、苦，具有疏散退熱、疏肝解郁的功效，常被用于感冒發(fā)熱等[2]。我國柴胡屬植物42種17變種7變型[3]，因其外觀形態(tài)相似，在栽培種植過程中常由于基源鑒定不準而被混用。同時，柴胡的市場需求量不斷增加，加之不合理的開發(fā)利用等導(dǎo)致柴胡市場混亂。為了更好的保護開發(fā)利用，對柴胡屬其他植物資源進行研究很有必要。

其中，小葉黑柴胡具有多年的應(yīng)用歷史，屬于山西省的地方品種，具有抗炎、解熱的功效[4]。小葉黑柴胡(BupleurumsmithiiWolff var.parvifoliumShan et Y.Li)為傘形科柴胡屬多年生草本植物。通過查閱文獻發(fā)現(xiàn)，對小葉黑柴胡的生物學特征、化學成分、藥理的研究較多[4-11]，而在小葉黑柴胡的顯微結(jié)構(gòu)上的研究卻很少。本研究就小葉黑柴胡根、根莖、莖進行顯微認定，找出其主要的鑒別點，以期將顯微特征作為正品小葉黑柴胡鑒別的依據(jù)，從而有利于區(qū)分柴胡屬植株，同時為正品小葉黑柴胡更好的開發(fā)利用和選育、質(zhì)量控制提供一定理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗所用小葉黑柴胡采集于山西，經(jīng)山西藥科職業(yè)學院蔡翠芳教授鑒定，為傘形科植物柴胡的野生品。

1.2 儀器與試劑

儀器：生物顯微鏡(Panthera U，麥克奧迪實業(yè)集團有限公司)。

試劑：水合氯醛溶液、濃鹽酸、間苯三酚、稀甘油，以上試劑均來自于國藥集團化學試劑有限公司。

1.3 方法

參照《中國藥典》(2020年版)規(guī)定的顯微鑒定方法[2]，首先將小葉黑柴胡的根、根莖、莖分別進行軟化處理，采用傳統(tǒng)的徒手切片法，分別取各部分橫切面。將已切好的根、根莖、莖的橫切面取少量分別置于潔凈的載玻片上，滴水合氯醛溶液1～2滴后在酒精燈上來回加熱透化，多次重復(fù)直至透化完成。待冷卻后滴加少量稀甘油，然后用濃鹽酸和間苯三酚進行染色處理。最后在顯微鏡下對各部位橫切面的顯微特征進行觀察并拍照。

2 結(jié)果與分析

2.1 根部橫切面顯微特征

小葉黑柴胡的根近似圓形，維管束為無限外韌型，呈環(huán)狀排列，且木質(zhì)部∶韌皮部≈1∶1(圖1)。

圖1 小葉黑柴胡根顯微特征圖(10×4)Fig.1 Root microscopic characteristics of B. smithii var. parvifolium

2.1.1 周皮

周皮寬約70 μm左右(圖2-A)。其中，木栓層較厚，細胞近似長方形，排列緊密，細胞壁褐色栓質(zhì)化，并且根在增粗的過程中會出現(xiàn)裂隙，常伴隨脫落；木栓形成層的細胞呈扁平狀，緊密排列，為1～2層；栓內(nèi)層細胞由4～5層薄壁細胞構(gòu)成，但排列較為疏松，細胞形狀不規(guī)則，偶見少量的油管分布，每個油管由5～6個細胞構(gòu)成，但和韌皮部油管相比較小。

2.1.2 維管束

木質(zhì)部位于維管束內(nèi)側(cè)，約占主根橫截面1/3，呈二元型(圖2-B)。其中，木質(zhì)部內(nèi)的導(dǎo)管直徑較大，排列不整齊，圓形或類圓形，2～5個相聚或單個存在，直徑8～50.12 μm，散布于大量的木薄壁細胞中(圖2-E)；木質(zhì)部之間的木射線徑向排列比較顯著，多由3～4列細胞構(gòu)成(圖2-H)。

形成層成環(huán)狀明顯，作為一個高度的分生區(qū)域存在。該區(qū)域細胞呈扁平狀，細胞3～4層，排列緊密(圖2-F)。

韌皮部靠近周皮存在(圖2-C)。其中，油管廣泛分布在大量的薄壁細胞中，呈橢圓形，多由6～8個細胞構(gòu)成，大小不一，大的可達142.58 μm×120.80 μm，多數(shù)直徑為68.33 μm(圖2-D、G)。在整個韌皮部當中，可見薄壁細胞形狀不一致，靠近木質(zhì)部一側(cè)的薄壁細胞排列規(guī)則整齊，且油管較小，是由于薄壁細胞剛由形成層向外分裂產(chǎn)生；而靠近周皮一側(cè)的韌皮薄壁細胞間有大量間隙，油管也較大，則是由于受到擠壓導(dǎo)致的形狀不規(guī)則。

圖2 小葉黑柴胡根部橫切面結(jié)構(gòu)圖Fig. 2 Root microscopic characteristics of the cross section B. smithii var. parvifolium注: A. 示根周皮(10×4); B. 示根木質(zhì)部(10×10); C. 示根韌皮部(10×10); D. 示根韌皮部油管(10×10); E. 示根導(dǎo)管(10×40); F. 示根形成層(10×40); G. 示根韌皮部油細胞排列(10×40) ; H. 示根木射線(10×40)

2.2 根莖部橫切面顯微特征

小葉黑柴胡的根莖過渡區(qū)兼有其根、莖兩者的結(jié)構(gòu)特征(圖3)。

圖3 小葉黑柴胡根莖顯微特征圖(10×4)Fig. 3 Rhizome microscopic characteristics of B. smithii var. parvifolium注: 1. 周皮; 2. 韌皮部; 3. 木質(zhì)部; 4. 木纖維; 5. 髓

2.2.1 周皮

小葉黑柴胡根莖的周皮與根的周皮結(jié)構(gòu)相似(圖3、4-A)。木栓層呈褐色，是由于排列整齊的長方形細胞，其細胞壁木栓化所形成。木栓形成層的細胞呈扁平狀，排列整齊緊密，為1～2列。栓內(nèi)層有3～4層細胞構(gòu)成，細胞形狀不規(guī)則，偶見少量的油管分布。

2.2.2 維管束

木質(zhì)部內(nèi)導(dǎo)管數(shù)量較多，單個或2～5個聚集分布，散布在薄壁細胞中，直徑最大約1420.94 um(圖4-D)，導(dǎo)管周圍分布著較多的木纖維，常呈連續(xù)或不連續(xù)的環(huán)狀排列(圖4-E)。維管形成層區(qū)域明顯，呈環(huán)狀排列。

韌皮部可見明顯的葉跡維管束(圖4-B)，以及由5～7個細胞包圍形成的油管(圖4-F)。其中油管以環(huán)狀排列成內(nèi)外兩層。

圖4 小葉黑柴胡根莖的橫切面結(jié)構(gòu)圖Fig. 4 Rhizome microscopic characteristics of the cross section B. smithii var. parvifolium注: A. 示木栓層(10×10); B. 示葉跡維管束(10×4); C. 示木質(zhì)部(10×10); D. 示木質(zhì)部導(dǎo)管(10×40); E. 示纖維導(dǎo)管(10×40); F. 示韌皮部油管(10×10)

2.3 莖部橫切面顯微特征

小葉黑柴胡的莖由表皮、皮層、維管柱組成(圖5)，髓發(fā)達。

圖5 小葉黑柴胡莖顯微特征圖(10×4)Fig. 5 Stem microscopic characteristics of B. smithii var. parvifolium注: 1. 表皮; 2. 皮層; 3. 維管束; 4. 髓; 5. 髓射線

2.3.1 表皮

表皮細胞呈扁平狀，排列緊密，一層細胞組成，靠外側(cè)的細胞壁角質(zhì)化，增厚且顏色加深，起保護作用。表皮并無木栓形成層的活動。

2.3.2 皮層

皮層細胞約5～7層，內(nèi)含有葉綠體。皮層外部的細胞直徑較小，形狀類圓形，有細胞間隙。皮層內(nèi)部細胞會逐漸增大，形狀變得不規(guī)則，疏松排列，同時有少量油管分布。皮層的棱角大小不一，相鄰細胞的角隅處發(fā)生初生壁增厚，形成發(fā)達的厚角組織(圖6-A、B)。

2.3.3 維管柱

維管柱中間(即莖中央)有由大量的薄壁細胞構(gòu)成的髓，細胞直徑較大，近似圓形，髓部非常發(fā)達，占到整個莖橫截面的1/2，并伴有髓射線的分布。當髓中間的細胞逐漸破裂后，會形成一個空腔，也稱為髓腔。而維管束則排列成環(huán)，均勻分布在整個維管柱的邊緣，大約有20個左右，為雙韌型維管束結(jié)構(gòu)(圖6-C、D)。

在維管束中，木質(zhì)部導(dǎo)管直徑較大，數(shù)量少，單個零散排列，形狀近似圓形，能起到運輸水和無機鹽的作用(圖6-F)，后期木質(zhì)部的細胞均會木質(zhì)化，變得堅硬略脆。韌皮部約為木質(zhì)部的1/5，主要由韌皮薄壁細胞構(gòu)成，內(nèi)含油管，由5～6個細胞構(gòu)成，大小不一(圖6-E)。束內(nèi)形成層則不明顯。在維管束之間存在的木薄壁細胞，在后期也會木質(zhì)化。

圖6 小葉黑柴胡莖的橫切面結(jié)構(gòu)圖Fig. 6 Stem microscopic characteristics of the cross section B. smithii var. parvifolium注: A. 示莖內(nèi)皮層棱角大小(10×10); B. 示皮層厚角組織(10×40); C. 示維管束(10×10); D. 示雙韌維管束(10×40); E. 示韌皮部油管(10×40); F. 示木質(zhì)部導(dǎo)管(10×40)

3 結(jié)論與討論

本文對野生小葉黑柴胡根、根莖、莖三個部位的顯微結(jié)構(gòu)特征進行了系統(tǒng)的研究，其主要特征為：根部維管束為無限外韌型。其中，木質(zhì)部呈二元型，導(dǎo)管分布在薄壁細胞中，2～5個相聚或單個存在。韌皮部含大量油管；小葉黑柴胡的根莖兼有根、莖兩者的結(jié)構(gòu)特征，木質(zhì)部有導(dǎo)管，其周圍有較多的木纖維分布，常呈連續(xù)或不連續(xù)的環(huán)狀排列，韌皮部可見到明顯的葉跡維管束和油管；小葉黑柴胡莖內(nèi)維管束為雙韌型，位于皮層棱角處的厚角組織非常發(fā)達，皮層和韌皮部均有油管分布。

另外，通過觀察發(fā)現(xiàn)：(1)在野生小葉黑柴胡的顯微構(gòu)造中發(fā)現(xiàn)，在根、根莖、莖部都存在著大量的油管。這些油管通常位于維管組織中，主要集中在韌皮部。由此可知，油管內(nèi)的物質(zhì)形成可能與維管組織中，尤其是油管附近的薄壁細胞有關(guān)，這與之前的研究結(jié)論基本一致[12-18]。(2)小葉黑柴胡對于干旱環(huán)境的適應(yīng)性強。一是小葉黑柴胡分布于山西等干旱之地，本身耐旱性強；二是通過觀察其橫切面的顯微構(gòu)造發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)管直徑大、數(shù)量多，十分利于水分和無機鹽向地上部進行運輸，從而更好的維持正常生理功能；三是周皮發(fā)達，能對內(nèi)部構(gòu)造起到保護作用。

本研究在王惠[18]、楊洋[19]等人研究的基礎(chǔ)上，利用顯微觀察方法對藥材內(nèi)在組織構(gòu)造進一步確認，詳細描述了根、根莖、莖的顯微構(gòu)造。從研究結(jié)果來看，橫切面顯微鑒別方法的觀測結(jié)果受染色和脫色條件影響較大，存在一定的局限性，今后仍需改進。但采用顯微鑒定為小葉黑柴胡的研究提供依據(jù)，可為同屬植物的鑒定區(qū)分及今后進行深入研究提供較為詳實且充足的依據(jù)，利于更合理充分的開發(fā)利用。