黃精屬兩種植物葉的解剖學研究

管欣　盧曦　張友民

摘 要：運用常規石蠟制片技術，對同一生態環境下黃精屬玉竹和黃精葉進行了解剖學研究。結果表明：玉竹和黃精的葉均為等面型葉，二者葉肉薄壁組織存在較大差異，黃精葉脈維管束和氣孔指數均較玉竹發達。

關鍵詞：黃精；玉竹；葉片；解剖結構

中圖分類號：R282.71 文獻標識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20160332018

黃精屬（Polygonatum）是百合科被子植物門下的一個屬，該屬均為具根狀莖草本。1754年，Miller建立了黃精屬系植物。黃精藥用歷史逾2000年，具滋陰補腎、生津養胃之藥效[1]。玉竹具有養陰潤燥、生津止渴之藥效[2-3]。據《中國植物志》記錄，我國存在黃精屬植物共計31種，近1/3生長在安徽省。我國學者邵建章等人從細胞學角度對黃精屬Polygonatum Mill3種特有植物的染色體數目和核型進行報道[4-5]。鄒建華[6]等人總結歸納玉竹和黃精生物學結構和功能，將根莖形貌進行比較。周繇以長白山黃精屬植物為調查目標，對分類、樹木、生長習性等特征進行了比較和總結[7]。

鄭艷等人對黃精屬植物劃分狀態和表皮形態進行研究，徐如松采集安徽皇甫山黃精屬植物，分別對不同類型表皮氣孔分析對比，從而為深入研究百合科植物間共性和特性奠定基礎[7-8]。李金花研究結果顯示不同植物葉肉細胞內具有數目不同的含針晶束的異細胞且氣孔器存在種間差異[9]。她選取的安徽地區多種黃精屬植物，從形貌、生性、應用等方面歸納總結了不同種類研究現狀。并分別從解剖和發育角度對不同種類植物葉片和花進行了對比[10]。陳存武等人對大別山區5種黃精屬植物植物葉表皮差異進行比較。結果顯示，不同種類的黃精屬植物表皮細胞形狀、氣孔器類型與分布并無明顯差異[11-12]。

本論文對黃精屬植物黃精和玉竹的葉的解剖結構進行比較分析，采用顯微觀察的手段對結構表面進行分析，旨在為該屬植物的劃分提供解剖學支持。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試材料于2014年7月采自吉林農大植物園內，選取長勢良好的玉竹和黃精為樣本。用FAA固定液固定，常規石蠟法切片，切片厚度為14μm，采用番紅—固綠復染，中性樹膠封片，Olympus IX51顯微鏡觀察記錄。

1.2 數據測量及分析

在相同倍數下（物鏡40×，目鏡10×）隨機選取10個完整視野，記錄每個視野的氣孔器數量和表皮細胞數量，之后用10個視野的平均細胞數量（E）和氣孔數量（S）計算氣孔指數（I），其公式為：

I = [ S / （ E + S ） ] ×100

氣孔密度換算為每mm2內的氣孔個數。

用 Motic BA400 型高級生物顯微鏡進行結構觀察和拍照。各試驗結果為5次重復試驗平均值，結果用Mean±SD表示。如圖1～圖8。

2 結果分析

2.1 黃精葉的解剖結構

葉由表皮、葉肉和葉脈組，葉為等面型葉。（圖版I-1）。表皮細胞大多數呈橢圓形或圓形。葉上表皮平均厚度為31.05μm，葉下表皮平均厚度為23.99μm。氣孔主要集中于下表皮，氣孔指數為22.18±1.27。葉肉：葉肉薄壁組織細胞為圓形或橢圓形，4～5層，葉肉細胞較小，排列緊密且含有大量葉綠體。葉脈：由初生木質部和初生韌皮部組成，木質部位于近軸面，由導管、管胞和木纖維組成，導管直徑較小。韌皮部位于木質部下方，由篩管、伴胞和韌皮薄壁組織組成，主脈平均厚度為437.17μm，導管直徑為18.04μm。

2.2 玉竹葉的解剖結構

葉由表皮、葉肉和葉脈組成，葉為等面型葉（如圖3） 。

表皮：葉上表皮細胞多呈長方形、橢圓形，大小不一，排列緊密，下表皮細胞形狀不規則，表皮細胞較圓潤。葉上表皮細胞厚度為26.45μm，下表皮細胞厚度為22.98μm。氣孔主要集中于下表皮，氣孔指數為28.44±0.19。

葉肉：葉肉薄壁組織細胞較小，為5-8層細胞，排列緊密，含有大量葉綠體。

葉脈：由初生木質部和初生韌皮部組成，木質部位于近軸面，由導管、管胞和木纖維組成。韌皮部位于木質部下方，由篩管、伴胞和韌皮薄壁組織組成，葉主脈平均厚度為564.78μm，導管直徑為21.72μm。

3 結果與討論

無論是葉片還是主脈其厚度都表現為玉竹較有優勢。葉表皮細胞數據表明黃精的表皮細胞體積較大，但導管直徑較小，導管直徑直接反映了植物葉片的輸導能力，很明顯相對黃精而言玉竹具有較強的輸導能力（表1）。

Dilcher David L.于1974年對植物的表觀形態進行了研究，并將表皮細胞垂周壁（徑向壁）試樣分為：A～I型[13]。根據陸靜梅的相關研究，有理由將供試的黃精屬植物葉片表皮細胞垂周壁式樣歸納為以G型為主[14]。

研究表明，黃精屬植物葉片表皮細胞垂周壁式樣均以G型為主，顯示出同屬植物的同源性。試驗結果顯示，玉竹葉表皮細胞較圓潤，保衛細胞較飽滿，且氣孔數據同樣顯示出玉竹有明顯優勢，植物的蒸騰、光合、呼吸等重要生命活動都與氣孔密切相關，玉竹植物葉片氣孔數目較多顯示出其光合等能力要優于黃精（表2）。研究對黃精屬植物黃精和玉竹葉的解剖結構和表觀結構進行比較分析，認為可以利用黃精屬植物葉的解剖結構和表觀結構特征差異來作為同屬植物鑒別的參考依據。

參考文獻

[1] 周曄， 王潤玲， 陳啟蒙等. 中藥黃精的研究進展[J]. 天津醫科大學學報，2004（1）.

[2] 梁海霞， 李煥德. 玉竹的藥理活性研究進展[J]. 中南藥學， 2008（6）：342-344.

[3]董治程， 謝昭明， 黃丹等. 黃精資源、化學成分及藥理作用研究概況[J].中南藥學學報，2012（6）：450-452.

[4] 邵建章， 錢楓. 安徽黃精屬的細胞分類學研究[J]. 廣西植物， 1994（04）.

[5]邵建章， 張定成. 安徽黃精屬二新種[J]. 廣西植物，1992（2）：99-102.

[6]鄒建華. 黃精屬植物的生藥學研究（3）：中國產黃精屬植物根莖的形態[J]. 國際中醫中藥雜志，1994（4）：99-102.

[7]周繇. 長白山區黃精屬植物的種質資源及其開發利用[J]. 中國野生植物資源，2002（21）：34-35.

[8]鄭艷， 孫葉根. 安徽黃精屬植物花粉形態的研究[J]. 植物研究，1998：414-417.

[9] 徐如松. 安徽皇甫山五種黃精屬植物葉表皮氣孔研究[J]. 安徽農業技術師范學院學報， 2001（15）：31-32.

[10]李金花， 周守標， 王春景，等. 安徽黃精屬植物葉片的比較解剖學[J]. 植物分類與資源學報，2005（27）：509-516.

[11]李金花等. 安徽黃精屬植物葉片和花的解剖發育研究[M].安徽師范大學，2006（3）.

[12]陳存武， 李耀亭， 周守標. 大別山5種黃精屬植物葉表皮的初步比較研究[J]. 安徽農業大學學報， 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]陸靜梅.中國植物表觀結構植紋鑒定[M].北京：科學出版社，2013.

作者簡介：管欣（1990-），女，吉林汪清人，吉林農業大學研究生學院園林植物與觀賞園藝在讀碩士，主要從事結構植物學研究；張友民（1963-），男，博士，教授，碩士生導師，主要從事結構植物學與濕地植物生態方面的研究。