小葉黑柴胡的顯微鑒別研究

宋月荷，任 鵬，秦晉鈺，蔡翠芳

(1. 山西藥科職業學院，山西 太原 030031； 2. 陽泉市農業農村局，山西 陽泉 045000)

柴胡作為一種傳統中藥材，首次在《神農本草經》中有所記錄，素有良藥中的良藥之稱[1]。2020版《中國藥典》規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，加之不合理的開發利用等導致柴胡市場混亂。為了更好的保護開發利用，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。通過查閱文獻發現，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構上的研究卻很少。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，從而有利于區分柴胡屬植株，同時為正品小葉黑柴胡更好的開發利用和選育、質量控制提供一定理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗所用小葉黑柴胡采集于山西，經山西藥科職業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，呈環狀排列，且木質部∶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，細胞壁褐色栓質化，并且根在增粗的過程中會出現裂隙，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；栓內層細胞由4～5層薄壁細胞構成，但排列較為疏松，細胞形狀不規則，偶見少量的油管分布，每個油管由5～6個細胞構成，但和韌皮部油管相比較小。

2.1.2 維管束

木質部位于維管束內側，約占主根橫截面1/3，呈二元型(圖2-B)。其中，木質部內的導管直徑較大，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)；木質部之間的木射線徑向排列比較顯著，多由3～4列細胞構成(圖2-H)。

形成層成環狀明顯，作為一個高度的分生區域存在。該區域細胞呈扁平狀，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個細胞構成，大小不一，大的可達142.58 μm×120.80 μm，多數直徑為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，靠近木質部一側的薄壁細胞排列規則整齊，且油管較小，是由于薄壁細胞剛由形成層向外分裂產生；而靠近周皮一側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致的形狀不規則。

圖2 小葉黑柴胡根部橫切面結構圖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兼有其根、莖兩者的結構特征(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構相似(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。栓內層有3～4層細胞構成，細胞形狀不規則，偶見少量的油管分布。

2.2.2 維管束

木質部內導管數量較多，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)，導管周圍分布著較多的木纖維，常呈連續或不連續的環狀排列(圖4-E)。維管形成層區域明顯，呈環狀排列。

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)。其中油管以環狀排列成內外兩層。

圖4 小葉黑柴胡根莖的橫切面結構圖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. 示木質部(10×10); D. 示木質部導管(10×40); E. 示纖維導管(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，靠外側的細胞壁角質化，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。皮層內部細胞會逐漸增大，形狀變得不規則，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生初生壁增厚，形成發達的厚角組織(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成的髓，細胞直徑較大，近似圓形，髓部非常發達，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，均勻分布在整個維管柱的邊緣，大約有20個左右，為雙韌型維管束結構(圖6-C、D)。

在維管束中，木質部導管直徑較大，數量少，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)，后期木質部的細胞均會木質化，變得堅硬略脆。韌皮部約為木質部的1/5，主要由韌皮薄壁細胞構成，內含油管，由5～6個細胞構成，大小不一(圖6-E)。束內形成層則不明顯。在維管束之間存在的木薄壁細胞，在后期也會木質化。

圖6 小葉黑柴胡莖的橫切面結構圖Fig. 6 Stem microscopic characteristics of the cross section B. smithii var. parvifolium注: A. 示莖內皮層棱角大小(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. 示木質部導管(10×40)

3 結論與討論

本文對野生小葉黑柴胡根、根莖、莖三個部位的顯微結構特征進行了系統的研究，其主要特征為：根部維管束為無限外韌型。其中，木質部呈二元型，導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、莖兩者的結構特征，木質部有導管，其周圍有較多的木纖維分布，常呈連續或不連續的環狀排列，韌皮部可見到明顯的葉跡維管束和油管；小葉黑柴胡莖內維管束為雙韌型，位于皮層棱角處的厚角組織非常發達，皮層和韌皮部均有油管分布。

另外，通過觀察發現：(1)在野生小葉黑柴胡的顯微構造中發現，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，油管內的物質形成可能與維管組織中，尤其是油管附近的薄壁細胞有關，這與之前的研究結論基本一致[12-18]。(2)小葉黑柴胡對于干旱環境的適應性強。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造發現，導管直徑大、數量多，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；三是周皮發達，能對內部構造起到保護作用。

本研究在王惠[18]、楊洋[19]等人研究的基礎上，利用顯微觀察方法對藥材內在組織構造進一步確認，詳細描述了根、根莖、莖的顯微構造。從研究結果來看，橫切面顯微鑒別方法的觀測結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，可為同屬植物的鑒定區分及今后進行深入研究提供較為詳實且充足的依據，利于更合理充分的開發利用。