小叶黑柴胡的显微鉴别研究

宋月荷，任 鹏，秦晋钰，蔡翠芳

(1. 山西药科职业学院，山西 太原 030031； 2. 阳泉市农业农村局，山西 阳泉 045000)

柴胡作为一种传统中药材，首次在《神农本草经》中有所记录，素有良药中的良药之称[1]。2020版《中国药典》规定柴胡为伞形科植物柴胡BupleurumchinenseDC.或狭叶柴胡BupleurumscorzonerifoliumWilld.的干燥根，主要分布在我国甘肃、内蒙、山西等地，味辛、苦，具有疏散退热、疏肝解郁的功效，常被用于感冒发热等[2]。我国柴胡属植物42种17变种7变型[3]，因其外观形态相似，在栽培种植过程中常由于基源鉴定不准而被混用。同时，柴胡的市场需求量不断增加，加之不合理的开发利用等导致柴胡市场混乱。为了更好的保护开发利用，对柴胡属其他植物资源进行研究很有必要。

其中，小叶黑柴胡具有多年的应用历史，属于山西省的地方品种，具有抗炎、解热的功效[4]。小叶黑柴胡(BupleurumsmithiiWolff var.parvifoliumShan et Y.Li)为伞形科柴胡属多年生草本植物。通过查阅文献发现，对小叶黑柴胡的生物学特征、化学成分、药理的研究较多[4-11]，而在小叶黑柴胡的显微结构上的研究却很少。本研究就小叶黑柴胡根、根茎、茎进行显微认定，找出其主要的鉴别点，以期将显微特征作为正品小叶黑柴胡鉴别的依据，从而有利于区分柴胡属植株，同时为正品小叶黑柴胡更好的开发利用和选育、质量控制提供一定理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

试验所用小叶黑柴胡采集于山西，经山西药科职业学院蔡翠芳教授鉴定，为伞形科植物柴胡的野生品。

1.2 仪器与试剂

仪器：生物显微镜(Panthera U，麦克奥迪实业集团有限公司)。

试剂：水合氯醛溶液、浓盐酸、间苯三酚、稀甘油，以上试剂均来自于国药集团化学试剂有限公司。

1.3 方法

参照《中国药典》(2020年版)规定的显微鉴定方法[2]，首先将小叶黑柴胡的根、根茎、茎分别进行软化处理，采用传统的徒手切片法，分别取各部分横切面。将已切好的根、根茎、茎的横切面取少量分别置于洁净的载玻片上，滴水合氯醛溶液1～2滴后在酒精灯上来回加热透化，多次重复直至透化完成。待冷却后滴加少量稀甘油，然后用浓盐酸和间苯三酚进行染色处理。最后在显微镜下对各部位横切面的显微特征进行观察并拍照。

2 结果与分析

2.1 根部横切面显微特征

小叶黑柴胡的根近似圆形，维管束为无限外韧型，呈环状排列，且木质部∶韧皮部≈1∶1(图1)。

图1 小叶黑柴胡根显微特征图(10×4)Fig.1 Root microscopic characteristics of B. smithii var. parvifolium

2.1.1 周皮

周皮宽约70 μm左右(图2-A)。其中，木栓层较厚，细胞近似长方形，排列紧密，细胞壁褐色栓质化，并且根在增粗的过程中会出现裂隙，常伴随脱落；木栓形成层的细胞呈扁平状，紧密排列，为1～2层；栓内层细胞由4～5层薄壁细胞构成，但排列较为疏松，细胞形状不规则，偶见少量的油管分布，每个油管由5～6个细胞构成，但和韧皮部油管相比较小。

2.1.2 维管束

木质部位于维管束内侧，约占主根横截面1/3，呈二元型(图2-B)。其中，木质部内的导管直径较大，排列不整齐，圆形或类圆形，2～5个相聚或单个存在，直径8～50.12 μm，散布于大量的木薄壁细胞中(图2-E)；木质部之间的木射线径向排列比较显著，多由3～4列细胞构成(图2-H)。

形成层成环状明显，作为一个高度的分生区域存在。该区域细胞呈扁平状，细胞3～4层，排列紧密(图2-F)。

韧皮部靠近周皮存在(图2-C)。其中，油管广泛分布在大量的薄壁细胞中，呈椭圆形，多由6～8个细胞构成，大小不一，大的可达142.58 μm×120.80 μm，多数直径为68.33 μm(图2-D、G)。在整个韧皮部当中，可见薄壁细胞形状不一致，靠近木质部一侧的薄壁细胞排列规则整齐，且油管较小，是由于薄壁细胞刚由形成层向外分裂产生；而靠近周皮一侧的韧皮薄壁细胞间有大量间隙，油管也较大，则是由于受到挤压导致的形状不规则。

图2 小叶黑柴胡根部横切面结构图Fig. 2 Root microscopic characteristics of the cross section B. smithii var. parvifolium注: A. 示根周皮(10×4); B. 示根木质部(10×10); C. 示根韧皮部(10×10); D. 示根韧皮部油管(10×10); E. 示根导管(10×40); F. 示根形成层(10×40); G. 示根韧皮部油细胞排列(10×40) ; H. 示根木射线(10×40)

2.2 根茎部横切面显微特征

小叶黑柴胡的根茎过渡区兼有其根、茎两者的结构特征(图3)。

图3 小叶黑柴胡根茎显微特征图(10×4)Fig. 3 Rhizome microscopic characteristics of B. smithii var. parvifolium注: 1. 周皮; 2. 韧皮部; 3. 木质部; 4. 木纤维; 5. 髓

2.2.1 周皮

小叶黑柴胡根茎的周皮与根的周皮结构相似(图3、4-A)。木栓层呈褐色，是由于排列整齐的长方形细胞，其细胞壁木栓化所形成。木栓形成层的细胞呈扁平状，排列整齐紧密，为1～2列。栓内层有3～4层细胞构成，细胞形状不规则，偶见少量的油管分布。

2.2.2 维管束

木质部内导管数量较多，单个或2～5个聚集分布，散布在薄壁细胞中，直径最大约1420.94 um(图4-D)，导管周围分布着较多的木纤维，常呈连续或不连续的环状排列(图4-E)。维管形成层区域明显，呈环状排列。

韧皮部可见明显的叶迹维管束(图4-B)，以及由5～7个细胞包围形成的油管(图4-F)。其中油管以环状排列成内外两层。

图4 小叶黑柴胡根茎的横切面结构图Fig. 4 Rhizome microscopic characteristics of the cross section B. smithii var. parvifolium注: A. 示木栓层(10×10); B. 示叶迹维管束(10×4); C. 示木质部(10×10); D. 示木质部导管(10×40); E. 示纤维导管(10×40); F. 示韧皮部油管(10×10)

2.3 茎部横切面显微特征

小叶黑柴胡的茎由表皮、皮层、维管柱组成(图5)，髓发达。

图5 小叶黑柴胡茎显微特征图(10×4)Fig. 5 Stem microscopic characteristics of B. smithii var. parvifolium注: 1. 表皮; 2. 皮层; 3. 维管束; 4. 髓; 5. 髓射线

2.3.1 表皮

表皮细胞呈扁平状，排列紧密，一层细胞组成，靠外侧的细胞壁角质化，增厚且颜色加深，起保护作用。表皮并无木栓形成层的活动。

2.3.2 皮层

皮层细胞约5～7层，内含有叶绿体。皮层外部的细胞直径较小，形状类圆形，有细胞间隙。皮层内部细胞会逐渐增大，形状变得不规则，疏松排列，同时有少量油管分布。皮层的棱角大小不一，相邻细胞的角隅处发生初生壁增厚，形成发达的厚角组织(图6-A、B)。

2.3.3 维管柱

维管柱中间(即茎中央)有由大量的薄壁细胞构成的髓，细胞直径较大，近似圆形，髓部非常发达，占到整个茎横截面的1/2，并伴有髓射线的分布。当髓中间的细胞逐渐破裂后，会形成一个空腔，也称为髓腔。而维管束则排列成环，均匀分布在整个维管柱的边缘，大约有20个左右，为双韧型维管束结构(图6-C、D)。

在维管束中，木质部导管直径较大，数量少，单个零散排列，形状近似圆形，能起到运输水和无机盐的作用(图6-F)，后期木质部的细胞均会木质化，变得坚硬略脆。韧皮部约为木质部的1/5，主要由韧皮薄壁细胞构成，内含油管，由5～6个细胞构成，大小不一(图6-E)。束内形成层则不明显。在维管束之间存在的木薄壁细胞，在后期也会木质化。

图6 小叶黑柴胡茎的横切面结构图Fig. 6 Stem microscopic characteristics of the cross section B. smithii var. parvifolium注: A. 示茎内皮层棱角大小(10×10); B. 示皮层厚角组织(10×40); C. 示维管束(10×10); D. 示双韧维管束(10×40); E. 示韧皮部油管(10×40); F. 示木质部导管(10×40)

3 结论与讨论

本文对野生小叶黑柴胡根、根茎、茎三个部位的显微结构特征进行了系统的研究，其主要特征为：根部维管束为无限外韧型。其中，木质部呈二元型，导管分布在薄壁细胞中，2～5个相聚或单个存在。韧皮部含大量油管；小叶黑柴胡的根茎兼有根、茎两者的结构特征，木质部有导管，其周围有较多的木纤维分布，常呈连续或不连续的环状排列，韧皮部可见到明显的叶迹维管束和油管；小叶黑柴胡茎内维管束为双韧型，位于皮层棱角处的厚角组织非常发达，皮层和韧皮部均有油管分布。

另外，通过观察发现：(1)在野生小叶黑柴胡的显微构造中发现，在根、根茎、茎部都存在着大量的油管。这些油管通常位于维管组织中，主要集中在韧皮部。由此可知，油管内的物质形成可能与维管组织中，尤其是油管附近的薄壁细胞有关，这与之前的研究结论基本一致[12-18]。(2)小叶黑柴胡对于干旱环境的适应性强。一是小叶黑柴胡分布于山西等干旱之地，本身耐旱性强；二是通过观察其横切面的显微构造发现，导管直径大、数量多，十分利于水分和无机盐向地上部进行运输，从而更好的维持正常生理功能；三是周皮发达，能对内部构造起到保护作用。

本研究在王惠[18]、杨洋[19]等人研究的基础上，利用显微观察方法对药材内在组织构造进一步确认，详细描述了根、根茎、茎的显微构造。从研究结果来看，横切面显微鉴别方法的观测结果受染色和脱色条件影响较大，存在一定的局限性，今后仍需改进。但采用显微鉴定为小叶黑柴胡的研究提供依据，可为同属植物的鉴定区分及今后进行深入研究提供较为详实且充足的依据，利于更合理充分的开发利用。