特色藥用植物標本數字化建設與實踐

劉翠晶 劉霞 林紅梅 韓梅

摘 要：現有各級標本館（室）館藏植物標本的數字圖像覆蓋率頗高，在物種層面上，僅缺少少量稀有物種的數字圖像資料。本文從地方高校的條件和特色出發，構設了藥用植物標本數字化進一步建設的模式，并獲得初步實踐成果，為藥用植物相關專業的教學工作提供支持。

關鍵詞：中草藥;數字圖像;特色建設

植物標本是對植物的實體保存，是人們發現新物種和認識植物界的重要依據。據載全世界現有不同級別標本館約3095家，累積館藏3.8億余份。其中，館藏800萬份標本的法國國家自然歷史博物館居首位;中國科學院植物研究所位居25位，館藏265萬份[1]。目前，各大型標本館均已陸續配套數字標本館，且數字化進程在不斷地擴大中，以方便全世界植物愛好者和科研工作者的學習和使用。

就物種數量而言，全球約35萬種，以全世界館藏標本總數折合計算，標本已幾乎覆蓋至每個物種，包括各種藥用植物[1]。可見，現階段在物種水平上，各大型標本館均能提供較為全面的植物數字圖像。站在巨人的肩膀上，地方高校的植物標本館（室）相應館藏及數字化的建設應體現出地方特色，從為教學服務的角度出發，建設“深、精、特、專”的數字化藥用植物標本館（室），使學生在從事相關工作、研究中，能夠對藥用植物基源進行準確鑒定，為地方特色經濟發展培養人才。

一、針對中草藥生長特性，進行藥用植物標本數字化的“縱深”建設與實踐

在教學工作中，植物智（www.iplant.cn）等數據庫中基本可檢索到藥用植物的數字圖像，但無論是原植物數字照片，還是臘葉標本掃描圖像，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，甚至幾十年的時間，地下部分的鑒別特征會發生一定的變化，教師在授課時不能僅使用植物在某個時期器官特征的資料，要求更深入的背景資料。吉林省道地藥材細辛，本標本室現有完整臘葉標本3份（圖1），是本專業已退休教師于90年代在吉林省不同地區采集并完成制作的，可見整個植株的形態特征，但不足以讓學生理解細辛藥材形成的過程，在后續標本數字化建設時，專業教師增加了不同年生、同一生育期細辛藥材的數字圖像（圖2），及細辛藥材在做貨年（采收年）不同生育期的數字圖像，啟發學生觀察藥用植物生長過程的動態變化，使學生首先在課堂上就能較為深入地認知這個過程，并留下深刻的印象。

二、針對環境對中草藥生長的影響，進行藥用植物標本數字化的“精準”建設與實踐

植物與環境相互作用的過程中，通常在外部形態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小葉復葉（俗稱三花）（圖3-左1），二至多年生植株，均為5小葉掌狀復葉，區別在于復葉葉片的數量，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），五年至多年生多為4-6片輪生的掌狀復葉（圖3-左5）。而數據顯示，野生山參在1-5年內，均為幼苗期，多是3小葉，5-10年時為5小葉[2];而栽培的園參，在人工調控干預下，一年生植株中會偶見“巴掌”，三年生植株3-4片掌狀復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葉柄（圖3-右2），但偶見地上2-3總葉柄（圖3-右1）。標本室現已拍攝長白山區多地不同年生栽培人參的數字圖像，不僅有地上部分葉器官生長變化的數字圖像，而且還有地下部分根及根莖特征的數字圖像，可供相關課程教師使用。

三、針對地方高校地理位置優勢，進行藥用植物標本數字化的“獨特”建設與實踐

吉林農業大學位于吉林省長春市，向東有長白山區，向西有西部草原。長白山區道地藥材如人參、西洋參、細辛、五味子、刺五加、關黃柏等;西部草原有甘草、黃芪、防風、遠志、知母等[3]。雖然地理位置優越，交通便利，但財力、人力有限，無法對眾多藥用植物進行標本數字化的“精”“深”建設，所以專業教師準備針對東北關藥進行分批建設，首選東部山區的人參、細辛，西部草原的甘草、防風。吉林省洮南、通榆縣屬于甘草藥材的東草區，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兩米根部挖掘的視頻，為學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，可以彌補學生只能在教材或采集簽上見到相關生境描寫的缺憾，通過視覺的沖擊力，讓學生身臨其境的學習。

四、針對專業特點，聯合相關專業，進行藥用植物標本數字化的“專項”建設與實踐

北京中醫藥大學擁有一座綜合性的中醫藥博物館，面向全社會展出醫書巨著、醫藥用具、各類中草藥彩圖等[5]。本學院相關專業有中草藥栽培與鑒定專業、中藥資源開發及利用專業、中藥學專業，專業教師交叉授課，但藥用植物標本和生藥標本不在同一標本室，學生學習相關課程時只能分別認知一下，導致學生對知識的掌握有割離感，不易形成較完備的知識鏈條，需要相關專業教師根據專業特色聯合起來，依托相關科研平臺，合力合理地打造相對小型的有益課堂和實踐教學的“專項”綜合數字化資源數據庫。如針對地區性藥用植物資源普查項目，需要《藥用植物資源學》提供調查區域藥用植物的資源背景資料，需要《藥用植物生態學》提供普查地區樣方規劃的整體方案，對樣方內具體藥用植物資源的鑒定需要強勁的中草藥鑒定能力，同時，需要配套的電子設備的支持，GPS位置、影像資料拍攝等，后續多方數據匯總，形成藥用植物基源鑒定—位置標定—藥材鑒定—藥材儲備量摸底—種質資源保存—遺傳樣本保存等全方位數據庫。

特色藥用植物標本數字化建設不應再局限于各類標本的靜態圖像化、二維碼化等層面，應向動態化、綜合實踐方向努力，通過主題設計，以特色地、精準地、深入地數字化藥用植物標本資料為基礎，整合一套數字化資源，為藥用植物系列課程的“金課”打造提供強有力的支持。

參考文獻：

[1]葛斌杰，嚴靖，杜誠，馬金雙.世界與中國植物標本館概況簡介[J].植物科學學報，2020，38（2）：288-292.

[2]李學軍，張益武.野生人參的生長環境及形態特征[J].人參研究，2006，2：16.

[3]楊利民主編.吉林省中藥材規范化種植與養殖關鍵技術研究[M].吉林科學技術出版社，2016.

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

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

課題項目：吉林農業大學高等教育教學研究2017年度課題——中藥材學院植物標本室數字化建設與管理（項目編號：2017XJZD46）;國家重點研發計劃“中醫藥現代化研究”重點專項2019年度項目——高品質道地藥材關防風、五味子和細辛規范化種植示范研究（項目編號：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;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。