黄精属两种植物叶的解剖学研究

管欣　卢曦　张友民

摘 要：运用常规石蜡制片技术，对同一生态环境下黄精属玉竹和黄精叶进行了解剖学研究。结果表明：玉竹和黄精的叶均为等面型叶，二者叶肉薄壁组织存在较大差异，黄精叶脉维管束和气孔指数均较玉竹发达。

关键词：黄精；玉竹；叶片；解剖结构

中图分类号：R282.71 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20160332018

黄精属（Polygonatum）是百合科被子植物门下的一个属，该属均为具根状茎草本。1754年，Miller建立了黄精属系植物。黄精药用历史逾2000年，具滋阴补肾、生津养胃之药效[1]。玉竹具有养阴润燥、生津止渴之药效[2-3]。据《中国植物志》记录，我国存在黄精属植物共计31种，近1/3生长在安徽省。我国学者邵建章等人从细胞学角度对黄精属Polygonatum Mill3种特有植物的染色体数目和核型进行报道[4-5]。邹建华[6]等人总结归纳玉竹和黄精生物学结构和功能，将根茎形貌进行比较。周繇以长白山黄精属植物为调查目标，对分类、树木、生长习性等特征进行了比较和总结[7]。

郑艳等人对黄精属植物划分状态和表皮形态进行研究，徐如松采集安徽皇甫山黄精属植物，分别对不同类型表皮气孔分析对比，从而为深入研究百合科植物间共性和特性奠定基础[7-8]。李金花研究结果显示不同植物叶肉细胞内具有数目不同的含针晶束的异细胞且气孔器存在种间差异[9]。她选取的安徽地区多种黄精属植物，从形貌、生性、应用等方面归納总结了不同种类研究现状。并分别从解剖和发育角度对不同种类植物叶片和花进行了对比[10]。陈存武等人对大别山区5种黄精属植物植物叶表皮差异进行比较。结果显示，不同种类的黄精属植物表皮细胞形状、气孔器类型与分布并无明显差异[11-12]。

本论文对黄精属植物黄精和玉竹的叶的解剖结构进行比较分析，采用显微观察的手段对结构表面进行分析，旨在为该属植物的划分提供解剖学支持。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试材料于2014年7月采自吉林农大植物园内，选取长势良好的玉竹和黄精为样本。用FAA固定液固定，常规石蜡法切片，切片厚度为14μm，采用番红—固绿复染，中性树胶封片，Olympus IX51显微镜观察记录。

1.2 数据测量及分析

在相同倍数下（物镜40×，目镜10×）随机选取10个完整视野，记录每个视野的气孔器数量和表皮细胞数量，之后用10个视野的平均细胞数量（E）和气孔数量（S）计算气孔指数（I），其公式为：

I = [ S / （ E + S ） ] ×100

气孔密度换算为每mm2内的气孔个数。

用 Motic BA400 型高级生物显微镜进行结构观察和拍照。各试验结果为5次重复试验平均值，结果用Mean±SD表示。如图1～图8。

2 结果分析

2.1 黄精叶的解剖结构

叶由表皮、叶肉和叶脉组，叶为等面型叶。（图版I-1）。表皮细胞大多数呈椭圆形或圆形。叶上表皮平均厚度为31.05μm，叶下表皮平均厚度为23.99μm。气孔主要集中于下表皮，气孔指数为22.18±1.27。叶肉：叶肉薄壁组织细胞为圆形或椭圆形，4～5层，叶肉细胞较小，排列紧密且含有大量叶绿体。叶脉：由初生木质部和初生韧皮部组成，木质部位于近轴面，由导管、管胞和木纤维组成，导管直径较小。韧皮部位于木质部下方，由筛管、伴胞和韧皮薄壁组织组成，主脉平均厚度为437.17μm，导管直径为18.04μm。

2.2 玉竹叶的解剖结构

叶由表皮、叶肉和叶脉组成，叶为等面型叶（如图3） 。

表皮：叶上表皮细胞多呈长方形、椭圆形，大小不一，排列紧密，下表皮细胞形状不规则，表皮细胞较圆润。叶上表皮细胞厚度为26.45μm，下表皮细胞厚度为22.98μm。气孔主要集中于下表皮，气孔指数为28.44±0.19。

叶肉：叶肉薄壁组织细胞较小，为5-8层细胞，排列紧密，含有大量叶绿体。

叶脉：由初生木质部和初生韧皮部组成，木质部位于近轴面，由导管、管胞和木纤维组成。韧皮部位于木质部下方，由筛管、伴胞和韧皮薄壁组织组成，叶主脉平均厚度为564.78μm，导管直径为21.72μm。

3 结果与讨论

无论是叶片还是主脉其厚度都表现为玉竹较有优势。叶表皮细胞数据表明黄精的表皮细胞体积较大，但导管直径较小，导管直径直接反映了植物叶片的输导能力，很明显相对黄精而言玉竹具有较强的输导能力（表1）。

Dilcher David L.于1974年对植物的表观形态进行了研究，并将表皮细胞垂周壁（径向壁）试样分为：A～I型[13]。根据陆静梅的相关研究，有理由将供试的黄精属植物叶片表皮细胞垂周壁式样归纳为以G型为主[14]。

研究表明，黄精属植物叶片表皮细胞垂周壁式样均以G型为主，显示出同属植物的同源性。试验结果显示，玉竹叶表皮细胞较圆润，保卫细胞较饱满，且气孔数据同样显示出玉竹有明显优势，植物的蒸腾、光合、呼吸等重要生命活动都与气孔密切相关，玉竹植物叶片气孔数目较多显示出其光合等能力要优于黄精（表2）。研究对黄精属植物黄精和玉竹叶的解剖结构和表观结构进行比较分析，认为可以利用黄精属植物叶的解剖结构和表观结构特征差异来作为同属植物鉴别的参考依据。

参考文献

[1] 周晔， 王润玲， 陈启蒙等. 中药黄精的研究进展[J]. 天津医科大学学报，2004（1）.

[2] 梁海霞， 李焕德. 玉竹的药理活性研究进展[J]. 中南药学， 2008（6）：342-344.

[3]董治程， 谢昭明， 黄丹等. 黄精资源、化学成分及药理作用研究概况[J].中南药学学报，2012（6）：450-452.

[4] 邵建章， 钱枫. 安徽黄精属的细胞分类学研究[J]. 广西植物， 1994（04）.

[5]邵建章， 张定成. 安徽黄精属二新种[J]. 广西植物，1992（2）：99-102.

[6]邹建华. 黄精属植物的生药学研究（3）：中国产黄精属植物根茎的形态[J]. 国际中医中药杂志，1994（4）：99-102.

[7]周繇. 长白山区黄精属植物的种质资源及其开发利用[J]. 中国野生植物资源，2002（21）：34-35.

[8]郑艳， 孙叶根. 安徽黄精属植物花粉形态的研究[J]. 植物研究，1998：414-417.

[9] 徐如松. 安徽皇甫山五种黄精属植物叶表皮气孔研究[J]. 安徽农业技术师范学院学报， 2001（15）：31-32.

[10]李金花， 周守标， 王春景，等. 安徽黄精属植物叶片的比较解剖学[J]. 植物分类与资源学报，2005（27）：509-516.

[11]李金花等. 安徽黄精属植物叶片和花的解剖发育研究[M].安徽师范大学，2006（3）.

[12]陈存武， 李耀亭， 周守标. 大别山5种黄精属植物叶表皮的初步比较研究[J]. 安徽农业大学学报， 2006（33）：108-112.

[13] Dilcher D L. Approaches to the identification of angiosperm leaf remains[J]. The botanical review， 1974， 40（1）： 1-157.

[14]陆静梅.中国植物表观结构植纹鉴定[M].北京：科学出版社，2013.

作者简介：管欣（1990-），女，吉林汪清人，吉林农业大学研究生学院园林植物与观赏园艺在读硕士，主要从事结构植物学研究；张友民（1963-），男，博士，教授，硕士生导师，主要从事结构植物学与湿地植物生态方面的研究。