山西25个产地野生黄芩根显微结构的观察与比较

潘春莉，郝建平，王秋宝，陆子芳

（山西大学生命科学学院，山西太原030006）

山西25个产地野生黄芩根显微结构的观察与比较

潘春莉，郝建平，王秋宝，陆子芳

（山西大学生命科学学院，山西太原030006）

观察了山西25个产地的野生黄芩根的横切面和纵切面的显微结构，测量、比较了根的木栓层厚度和细胞层数、皮层厚度、韧皮部厚度、木质部厚度，并应用统计学方法进行了数据分析。结果表明，山西不同产地野生黄芩的根为近圆形；木栓层由近长方形细胞组成，部分产地有双重木栓层结构；皮层由薄壁细胞组成，细胞间隙较大；皮层与韧皮部分界不明显；木质部发达，约占根直径2/3；石细胞分布不均匀。根的木栓层厚度和细胞层数、皮层厚度、韧皮部厚度、木质部厚度均存在差异，其中，木质部厚度的差异最为显著，木栓层层数及厚度的差异与所生长地域的海拔高度有关。

黄芩；根；显微结构；野生药用植物

黄芩（Scutellaria baicalensi George）为唇形科黄芩属多年生草本植物，以根入药，药用历史悠久[1]。现代医学研究证明，黄芩具有清热解毒、抗炎、降压、减轻组织的缺血再灌注损伤、清除氧自由基、抗氧化、调节免疫等多方面的作用[2-5]。目前，对于黄芩的研究主要集中在属内种间差异和相似性、组织培养、DNA分子标记以及药理药化等方面[6-15]。组织特征是鉴别中药材真伪和质量优劣的重要指标，但是迄今为止在黄芩显微结构方面的研究并不多见。

黄芩是山西省的道地药材，山西省是野生黄芩的主要分布区之一[16-17]。郝建平等[18]观察了山西省运城市、临汾市、晋中市、吕梁市、忻州市、朔州市、大同市等7个市12个产地的野生黄芩根、茎、叶的显微结构。

本研究对山西省25个主要分布地的野生黄芩的根进行了横、纵切面解剖结构的观察和比较，旨在全面了解山西省不同产地野生黄芩根的解剖学特征，为优良野生黄芩种质的鉴定和选育提供一定理论依据。

1 材料和方法

1.1 材料

供试材料为2015年6—8月采集的野生黄芩，分别采自山西省运城、临汾、长治、晋中、太原、朔州及大同等7个市的25个产地。野生黄芩主要生长在向阳的山坡上，由南至北分布于海拔705～1 675 m，E110°32′55.13″～E114°13′13.41″，N34°46′19.78″～N40°24′17.71″的区域内（表1）。

1.2 方法

选择生长正常、健壮的植株，将其根分割为0.5～1.0 cm的切段，FAA固定。常规石蜡法切片，切片厚度为10 μm，番红-固绿对染法染色，Olympus BX-51显微镜下观察、照相并测量主要数据，利用SPSS 19.0软件进行数据分析。

表1 山西野生黄芩种质来源

2 结果与分析

2.1 不同产地山西野生黄芩根横切面结构比较

黄芩为多年生草本植物，直根系，主根圆锥形。断面鲜黄色，随着根的不断加粗，根的颜色逐渐加深。周皮黄褐色，老根中心腐朽中空。25个产地的山西野生黄芩根的横切面结构如图1所示。

从图1可以看出，山西野生黄芩根为近圆形。木栓层由近长方形细胞组成；排列整齐、致密。随着时间的推移，根不断增粗，外部木栓层有裂隙或脱落留有残片；部分产地的黄芩根存在双重木栓层现象。皮层由排列疏松、体积较大的薄壁细胞组成，细胞间隙较大；皮层与韧皮部分界不明显，二者约占根横径的1/3。石细胞分散；韧皮射线宽阔明显。木质部发达，约占根直径的2/3，由木薄壁细胞、导管、木纤维和木射线组成，木射线明显；根中央的初生木质部取代了髓部；导管群与木薄壁细胞层状相间排列。

2.2 不同产地山西野生黄芩根纵切面结构比较

从图2可以看出，次生木质部中导管管径较初生木质部中的大，导管数目由外至内递减。导管被木薄壁细胞分割成单个或2～3个导管聚集在一起的导管群，木质部的导管分子聚集成束，导管多为环纹导管。木栓层厚，由8～12层近长方形的细胞组成。

2.3 不同产地山西野生黄芩根解剖结构测量数据分析

从表2可以看出，山西25个产地的野生黄芩的根在木栓层厚度、层数、皮层厚度、韧皮部厚度、木质部厚度等方面均存在差异。

野生黄芩根的木栓层细胞层数在5～25，其中，朔州市（14号）和浑源县（20号）为双层木栓层，层数在21～25；其余正常单层木栓层，层数在5～18。

表2 山西野生黄芩根解剖结构数据分析（

表2 山西野生黄芩根解剖结构数据分析（

注：黄芩产地编号同表1；表中数据均为5次以上测量数据的平均值；在一同列中，数字后不同字母表示差异显著（P＜0.05）。

编号1234567891 0 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25层数7～9 5～10 8～10 13～17 9～11 5～7 10～14 8～14 10～14 13～15 10～13 8～10 8～18 22～24 16～18 7～10 6～9 10～12 11～15 21～25 11～13 8～11 9～13 11～17 6～9木栓层厚度/μm 261.56±1.74cde 312.83±9.06gh 558.80±15.91m 372.53±6.82i 171.33±3.61b 365.73±16.52i 245.80±3.56c 258.07±5.16cde 276.67±0.81def 249.07±7.30c 257.20±29.48cde 296.47±11.97fg 423.33±17.40j 445.27±11.34jk 279.77±14.41ef 251.77±9.26c 441.53±4.52jk 333.87±11.34h 168.83±17.53b 479.57±10.10l 363.87±15.77i 255.20±21.35cd 357.00±11.91i 452.57±17.89k 118.90±7.73a皮层厚度/μm 611.40±17.94n 380.20±9.60c 593.58±5.66m 395.05±8.07d 538.92±8.31i 233.70±5.66a 692.17±5.00q 593.32±5.97m 415.67±5.36e 625.57±10.30o 347.00±16.25b 547.93±7.36ij 678.19±3.04p 568.57±7.75kl 465.00±13.62g 741.07±9.04s 555.19±1.43jk 495.26±2.68h 392.74±4.67cd 576.60±0.82l 475.40±10.54g 442.07±5.62f 547.62±5.70ij 732.97±6.06s 709.03±7.30r韧皮部厚度/μm 276.63±2.56a 278.93±9.12a 558.29±5.08m 578.20±3.35n 364.29±9.89ef 529.40±3.36l 328.49±1.49b 349.11±16.94cd 421.19±8.39hi 714.92±0.84p 631.25±9.44o 325.33±13.34b 844.77±2.51q 431.80±13.36ij 340.19±17.82bc 470.37±0.75k 584.70±3.35n 439.17±3.05j 345.63±5.90c 347.52±9.43cd 356.67±13.11de 377.74±2.22fg 391.77±11.76g 335.23±5.38bc 414.50±5.60h木质部厚度/μm 1 070.90±11.35a 1 415.60±4.90cd 2 373.43±31.32l 2 160.77±13.59j 2 218.63±2.17k 1 955.77±37.86h 2 055.80±24.67i 1 362.62±17.16c 1 531.60±41.17e 3 049.79±34.14m 1 957.13±16.52h 1 585.77±4.66e 1 958.43±9.04h 1 787.67±10.56g 1 549.61±6.93e 2 409.17±76.33l 3 012.67±9.36m 1 647.13±37.26f 1 432.57±24.27d 2 145.60±18.00j 1 205.97±111.54b 1 057.30±34.46a 2 350.47±13.42l 2 346.92±26.95l 1 253.45±30.93b

野生黄芩根木栓层厚度在118.90～558.80 μm。产自运城市平陆县圣人涧镇窑头村（3号）的黄芩根木栓层厚度最大，为（558.80±15.91）μm；产自大同市阳高县（25号）的黄芩根木栓层厚度最小，为（118.90±7.73）μm。产自大同市浑源县（20号）、大同市新荣村（19号）和运城市芮城县（5号）的黄芩根木栓层厚度与其他产地的黄芩根之间存在显著差异（P＜0.05）。产自运城市绛县（1号）、长治市平顺县（8号）与晋中市榆社县（11号）的黄芩根木栓层厚度之间无显著差异（P＞0.05）。

野生黄芩根皮层厚度介于233.70～741.07 μm。产自临汾市（6号）的皮层厚度最小，为（233.70± 5.66）μm；产自大同市南郊区云冈镇青瓷窑（16号）的皮层厚度最大，为（741.07±9.04）μm。产自晋中市（10号、11号）、运城市万荣县（4号）、长治市平顺县（7号、9号）、朔州市山阴县（13号）、大同市灵丘县（21号）和大同市阳高县（25号）的皮层厚度与其他产地的黄芩根存在显著差异（P＜0.05）。产自太原市阳曲县泥屯镇思西村（12号）、大同市南郊区鸦儿崖镇同家梁（17号）与大同市左云县（23号）的皮层厚度之间无显著差异（P＞0.05）。

野生黄芩根韧皮部厚度在276.63～844.77 μm。产自运城市绛县（1号）的韧皮部厚度最小，为（276.63±2.56）μm，与运城市平陆县陡泉村（2号）之间无显著差异（P＞0.05）；产自朔州市山阴县（13号）的韧皮部厚度最大，为（844.77±2.51）μm。产自平陆县窑头村（3号）、运城市万荣县（4号）、临汾市乡宁县（6号）和晋中市（10号、11号）的韧皮部厚度与其他产地的黄芩根存在显著差异（P＜0.05）；产自长治市平顺县石城村（8号）、朔州市平鲁区只泥泉村（15号）、大同市新荣区新荣村（19号）、大同市浑源县（20号）与大同市左云县木代村（24号）的韧皮部厚度之间无显著差异（P＞0.05）。

野生黄芩根的木质部厚度介于1 057.30～3 049.79 μm。产自大同市天镇县（22号）的木质部厚度最小，为（1 057.30±34.46）μm，与产自运城市绛县（1号）之间无显著差异（P＞0.05）；产自晋中市左权（10号）的木质部厚度最大，为（3 049.79± 34.14）μm，与产自大同市南郊区同家梁（17号）之间无显著差异（P＞0.05）。产自太原市阳曲县（12号）、运城市芮城县（5号）、朔州市山阴县（13号）和大同市新荣区西村镇（18号）的木质部厚度与其他产地的黄芩根存在显著差异（P＜0.05）。产自运城市平陆县（3号）、大同市南郊区青瓷窑（16号）与大同市左云县（23号、24号）的木质部厚度之间无显著差异（P＞0.05）。产自长治市平顺县东寺头乡大窑滩村（9号）、太原市阳曲县泥屯镇思西村（12号）与产自朔州市平鲁区下水头乡只泥泉村（15号）的木质部厚度之间无显著差异（P＞0.05）。

3 结论

黄芩为多年生草本植物，地上部分每年更新，而地下的根则可生活数年。山西野生黄芩根初生结构与次生结构的发育过程符合多年生草本双子叶植物根的一般发育规律[19]。

山西25个产地的野生黄芩根在石细胞的分布、导管数量和木栓层上存在差异。石细胞数量上的差异与黄芩生境的海拔没有直接关系，部分产地的石细胞分布不均匀。个别产地的黄芩根具有双重木栓层结构。

植物的外部形态和内部结构都与外界环境有着密切的联系[20]。25个产地的山西野生黄芩的根在木栓层厚度和层数、皮层厚度、韧皮部厚度、木质部厚度等方面均存在差异，并且这种差异与其生境的海拔高度相关。木栓层层数最多、厚度最大并且横切面上具有双重木栓层结构的野生黄芩大多产自海拔相对较高的地区，这种特性可能与其抗寒性有关。在25个产地的山西野生黄芩中，根木质部厚度的差异最为显著，在地理位置上相距较近的差异较小，相距较远的差异较大。关于木质部厚度与野生黄芩对环境适应性的关系，还有待进一步研究。

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Study on Root Microstructure of 25 Kinds Wild Scutellaria baicalensis from Shanxi

PANChunli，HAOJianping，WANGQiubao，LUZifang

（College ofLife Science，Shanxi University，Taiyuan 030006，China）

The paper observes the transverse and longitudinal structure of 25 kinds wild Scutellaria baicalensis from Shanxi, measures the thickness of the cork layer,cortex,phloem and xylem,then analyzes the test data with statistical methods.The results show that the wild Scutellaria baicalensis root in different habitats of Shanxi is near circular.The cork cells of roots is nearly rectangular.The structure ofa double cork layer exists in part ofthe habitats.The cortex consists ofparenchyma cells.The boundary of cortex and phloem is not obvious.Xylem is well advanced.The proportion of the xylem is about 2/3 of the root diameter.The stone cells are not evenly distributed.The thickness ofcork layer,cortex,phloem and xylem are different in 25 kinds wild Scutellaria baicalensis.Among them,the difference ofxylem thickness is the most significant.The difference oflayers and thickness ofcork layers is related to growth altitude.

Scutellaria baicalensis;root;mierostructure;mild medicinal plants

R282.71

A

1002-2481（2017）03-0390-05

10.3969/j.issn.1002-2481.2017.03.17

2016-10-24

山西省科技攻关计划（振东专项）（2014ZD0503）

潘春莉（1992-），女，山西太原人，在读硕士，研究方向：药用植物细胞工程。郝建平为通信作者。