特色藥用植物標(biāo)本數(shù)字化建設(shè)與實(shí)踐

劉翠晶 劉霞 林紅梅 韓梅

摘 要：現(xiàn)有各級標(biāo)本館（室）館藏植物標(biāo)本的數(shù)字圖像覆蓋率頗高，在物種層面上，僅缺少少量稀有物種的數(shù)字圖像資料。本文從地方高校的條件和特色出發(fā)，構(gòu)設(shè)了藥用植物標(biāo)本數(shù)字化進(jìn)一步建設(shè)的模式，并獲得初步實(shí)踐成果，為藥用植物相關(guān)專業(yè)的教學(xué)工作提供支持。

關(guān)鍵詞：中草藥;數(shù)字圖像;特色建設(shè)

植物標(biāo)本是對植物的實(shí)體保存，是人們發(fā)現(xiàn)新物種和認(rèn)識植物界的重要依據(jù)。據(jù)載全世界現(xiàn)有不同級別標(biāo)本館約3095家，累積館藏3.8億余份。其中，館藏800萬份標(biāo)本的法國國家自然歷史博物館居首位;中國科學(xué)院植物研究所位居25位，館藏265萬份[1]。目前，各大型標(biāo)本館均已陸續(xù)配套數(shù)字標(biāo)本館，且數(shù)字化進(jìn)程在不斷地?cái)U(kuò)大中，以方便全世界植物愛好者和科研工作者的學(xué)習(xí)和使用。

就物種數(shù)量而言，全球約35萬種，以全世界館藏標(biāo)本總數(shù)折合計(jì)算，標(biāo)本已幾乎覆蓋至每個(gè)物種，包括各種藥用植物[1]。可見，現(xiàn)階段在物種水平上，各大型標(biāo)本館均能提供較為全面的植物數(shù)字圖像。站在巨人的肩膀上，地方高校的植物標(biāo)本館（室）相應(yīng)館藏及數(shù)字化的建設(shè)應(yīng)體現(xiàn)出地方特色，從為教學(xué)服務(wù)的角度出發(fā)，建設(shè)“深、精、特、?！钡臄?shù)字化藥用植物標(biāo)本館（室），使學(xué)生在從事相關(guān)工作、研究中，能夠?qū)λ幱弥参锘催M(jìn)行準(zhǔn)確鑒定，為地方特色經(jīng)濟(jì)發(fā)展培養(yǎng)人才。

一、針對中草藥生長特性，進(jìn)行藥用植物標(biāo)本數(shù)字化的“縱深”建設(shè)與實(shí)踐

在教學(xué)工作中，植物智（www.iplant.cn）等數(shù)據(jù)庫中基本可檢索到藥用植物的數(shù)字圖像，但無論是原植物數(shù)字照片，還是臘葉標(biāo)本掃描圖像，展示的是植物開花期或成熟期的圖像。而根及根莖類藥材，為多年生植物，藥效成分的累積需要幾年，甚至幾十年的時(shí)間，地下部分的鑒別特征會(huì)發(fā)生一定的變化，教師在授課時(shí)不能僅使用植物在某個(gè)時(shí)期器官特征的資料，要求更深入的背景資料。吉林省道地藥材細(xì)辛，本標(biāo)本室現(xiàn)有完整臘葉標(biāo)本3份（圖1），是本專業(yè)已退休教師于90年代在吉林省不同地區(qū)采集并完成制作的，可見整個(gè)植株的形態(tài)特征，但不足以讓學(xué)生理解細(xì)辛藥材形成的過程，在后續(xù)標(biāo)本數(shù)字化建設(shè)時(shí)，專業(yè)教師增加了不同年生、同一生育期細(xì)辛藥材的數(shù)字圖像（圖2），及細(xì)辛藥材在做貨年（采收年）不同生育期的數(shù)字圖像，啟發(fā)學(xué)生觀察藥用植物生長過程的動(dòng)態(tài)變化，使學(xué)生首先在課堂上就能較為深入地認(rèn)知這個(gè)過程，并留下深刻的印象。

二、針對環(huán)境對中草藥生長的影響，進(jìn)行藥用植物標(biāo)本數(shù)字化的“精準(zhǔn)”建設(shè)與實(shí)踐

植物與環(huán)境相互作用的過程中，通常在外部形態(tài)上有一定的表型變化。東北道地藥材人參，有野山參、林下參、園參等品類。在教學(xué)過程中，主要以人參為例，講解五加科植物的特征。人參一年生植株為1片3小葉復(fù)葉（俗稱三花）（圖3-左1），二至多年生植株，均為5小葉掌狀復(fù)葉，區(qū)別在于復(fù)葉葉片的數(shù)量，二年生1片（俗稱巴掌）（圖3-左2），三年生2片（俗稱二甲子），四年生3片（俗稱燈臺(tái)），五年至多年生多為4-6片輪生的掌狀復(fù)葉（圖3-左5）。而數(shù)據(jù)顯示，野生山參在1-5年內(nèi)，均為幼苗期，多是3小葉，5-10年時(shí)為5小葉[2];而栽培的園參，在人工調(diào)控干預(yù)下，一年生植株中會(huì)偶見“巴掌”，三年生植株3-4片掌狀復(fù)葉輪生的也較為常見（圖3-左3）。人參地上部分通常為單一總?cè)~柄（圖3-右2），但偶見地上2-3總?cè)~柄（圖3-右1）。標(biāo)本室現(xiàn)已拍攝長白山區(qū)多地不同年生栽培人參的數(shù)字圖像，不僅有地上部分葉器官生長變化的數(shù)字圖像，而且還有地下部分根及根莖特征的數(shù)字圖像，可供相關(guān)課程教師使用。

三、針對地方高校地理位置優(yōu)勢，進(jìn)行藥用植物標(biāo)本數(shù)字化的“獨(dú)特”建設(shè)與實(shí)踐

吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)位于吉林省長春市，向東有長白山區(qū)，向西有西部草原。長白山區(qū)道地藥材如人參、西洋參、細(xì)辛、五味子、刺五加、關(guān)黃柏等;西部草原有甘草、黃芪、防風(fēng)、遠(yuǎn)志、知母等[3]。雖然地理位置優(yōu)越，交通便利，但財(cái)力、人力有限，無法對眾多藥用植物進(jìn)行標(biāo)本數(shù)字化的“精”“深”建設(shè)，所以專業(yè)教師準(zhǔn)備針對東北關(guān)藥進(jìn)行分批建設(shè)，首選東部山區(qū)的人參、細(xì)辛，西部草原的甘草、防風(fēng)。吉林省洮南、通榆縣屬于甘草藥材的東草區(qū)，有適合甘草生長的沙壤土，其地上部分多群叢，地下部分是圓柱形的紅棕色的甘草根[4]。專業(yè)教師在通榆縣沙丘拍攝野生甘草藥材，從地上部分特征到長達(dá)兩米根部挖掘的視頻，為學(xué)生展示甘草的生境條件、群叢特征、根部在沙土中生長的特點(diǎn)，可以彌補(bǔ)學(xué)生只能在教材或采集簽上見到相關(guān)生境描寫的缺憾，通過視覺的沖擊力，讓學(xué)生身臨其境的學(xué)習(xí)。

四、針對專業(yè)特點(diǎn)，聯(lián)合相關(guān)專業(yè)，進(jìn)行藥用植物標(biāo)本數(shù)字化的“專項(xiàng)”建設(shè)與實(shí)踐

北京中醫(yī)藥大學(xué)擁有一座綜合性的中醫(yī)藥博物館，面向全社會(huì)展出醫(yī)書巨著、醫(yī)藥用具、各類中草藥彩圖等[5]。本學(xué)院相關(guān)專業(yè)有中草藥栽培與鑒定專業(yè)、中藥資源開發(fā)及利用專業(yè)、中藥學(xué)專業(yè)，專業(yè)教師交叉授課，但藥用植物標(biāo)本和生藥標(biāo)本不在同一標(biāo)本室，學(xué)生學(xué)習(xí)相關(guān)課程時(shí)只能分別認(rèn)知一下，導(dǎo)致學(xué)生對知識的掌握有割離感，不易形成較完備的知識鏈條，需要相關(guān)專業(yè)教師根據(jù)專業(yè)特色聯(lián)合起來，依托相關(guān)科研平臺(tái)，合力合理地打造相對小型的有益課堂和實(shí)踐教學(xué)的“專項(xiàng)”綜合數(shù)字化資源數(shù)據(jù)庫。如針對地區(qū)性藥用植物資源普查項(xiàng)目，需要《藥用植物資源學(xué)》提供調(diào)查區(qū)域藥用植物的資源背景資料，需要《藥用植物生態(tài)學(xué)》提供普查地區(qū)樣方規(guī)劃的整體方案，對樣方內(nèi)具體藥用植物資源的鑒定需要強(qiáng)勁的中草藥鑒定能力，同時(shí)，需要配套的電子設(shè)備的支持，GPS位置、影像資料拍攝等，后續(xù)多方數(shù)據(jù)匯總，形成藥用植物基源鑒定—位置標(biāo)定—藥材鑒定—藥材儲(chǔ)備量摸底—種質(zhì)資源保存—遺傳樣本保存等全方位數(shù)據(jù)庫。

特色藥用植物標(biāo)本數(shù)字化建設(shè)不應(yīng)再局限于各類標(biāo)本的靜態(tài)圖像化、二維碼化等層面，應(yīng)向動(dòng)態(tài)化、綜合實(shí)踐方向努力，通過主題設(shè)計(jì)，以特色地、精準(zhǔn)地、深入地?cái)?shù)字化藥用植物標(biāo)本資料為基礎(chǔ)，整合一套數(shù)字化資源，為藥用植物系列課程的“金課”打造提供強(qiáng)有力的支持。

參考文獻(xiàn)：

[1]葛斌杰，嚴(yán)靖，杜誠，馬金雙.世界與中國植物標(biāo)本館概況簡介[J].植物科學(xué)學(xué)報(bào)，2020，38（2）：288-292.

[2]李學(xué)軍，張益武.野生人參的生長環(huán)境及形態(tài)特征[J].人參研究，2006，2：16.

[3]楊利民主編.吉林省中藥材規(guī)范化種植與養(yǎng)殖關(guān)鍵技術(shù)研究[M].吉林科學(xué)技術(shù)出版社，2016.

[4]羅琳，張豆豆，李文斌，等.不同產(chǎn)地栽培甘草藥用部位性狀和質(zhì)量的比較分析[J].中藥材，2018，41（4）：829-833.

[5]北京中醫(yī)藥大學(xué)中醫(yī)藥博物館概況.http：//bowuguan.bucm.edu.cn/bwggk/index.htm.

課題項(xiàng)目：吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)高等教育教學(xué)研究2017年度課題——中藥材學(xué)院植物標(biāo)本室數(shù)字化建設(shè)與管理（項(xiàng)目編號：2017XJZD46）;國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“中醫(yī)藥現(xiàn)代化研究”重點(diǎn)專項(xiàng)2019年度項(xiàng)目——高品質(zhì)道地藥材關(guān)防風(fēng)、五味子和細(xì)辛規(guī)范化種植示范研究（項(xiàng)目編號：2019YFC1710700）

作者簡介：劉翠晶（1977— ），女，吉林四平人，博士，講師，研究方向：中草藥原植物鑒定與分子生藥學(xué);劉霞（1965— ），女，吉林臨江人，博士，副教授，研究方向：中草藥栽培與鑒定;林紅梅（1980— ），女，黑龍江佳木斯人，博士，副教授，研究方向：中草藥栽培與鑒定;韓梅（1964— ），女，吉林長嶺人，博士，教授，研究方向：中藥資源。