栽培黄芩的鉴定学研究

栽培黄芩的鉴定学研究摘要目的：探究栽培黄芩与野生黄芩的不同，验证二者性状、指标成分是否存在差异及为何存在此种差异。方法：通过文献查阅，对栽培黄芩与野生黄芩现有研究成果进行整理总结。通过鉴定学的方法和手段，对栽培黄芩进行基源、性状、显微及理化上的鉴定区分。结果：在性状上，不定根普遍较细，表面无网纹，且断面无枯朽现象。在显微上，不定根内含物种类与主根无明显差异，在大小直径方面普遍较小。在理化方面，栽培黄芩主根与侧根中的黄酮类成分黄芩苷、汉黄芩苷和千层纸素含量无显著差别，二者汉黄芩苷含量存在显著性差异。结论：栽培黄芩在栽培过程中产生了野生黄芩没有的不定根，产生原因可能由栽培技术引起。关键词:栽培黄芩鉴定学研究不定根本草考证性状显微引言黄芩为唇形科植物黄芩(ScutellariabaicalensisGeorgi)的干燥根，别名黄芩茶、山茶根。性味苦寒REF_Ref1668\w\h[1]。归肺、胆、脾、大肠、小肠经，具有清热燥湿、泻火解毒、止血、安胎的功效REF_Ref10254\w\h[2]REF_Ref24487\w\h[3]REF_Ref1668\w\h。原植物为多年生草本，根茎显肉质略肥厚。茎基钝，四棱形，具细密条纹，近无毛或微柔毛。叶多披针形或线状披针形。总状花序顶生，黑褐色卵球形小坚果为，俱瘤REF_Ref7018\w\h[4]。我国大宗药材，极常用。产于河北、山西、内蒙古、甘肃、四川及山东等地。随着中医药的发展及药理研究的深入，更多关于黄芩药理药效及利用方法被发现——如泡茶，具有清凉祛暑，败火消炎之功REF_Ref1949\r\h[5]。近年来黄芩的市场需求不断呈上升趋势，仅靠野生资源已经无法满足供应，并且为了资源的可持续利用，栽培黄芩已经成为主流供应。现代药理研究表明，黄芩中含有多种生物活性成分，黄酮类化合物如黄芩苷、黄芩素，挥发油如烯丙醇以及多糖类成分。具有抗菌、抗肿瘤、抗氧化及抑制心脑血管疾病等多种药理作用REF_Ref6639\w\h[6]REF_Ref6652\w\h[7]。一、本草考证及道地沿革《中华人民共和国药典》2015版规定正品黄芩为唇形科植物黄芩(ScutellariabaicalensisGeorgi)的干燥根。始载于《神农本草经》，记“生川谷”。古籍性状记载道地沿革本草经集注圆者名子芩为胜，破者名宿芩，其腹中皆烂唯取深色坚实者为好。秭归属建平郡，第一出彭城(江苏徐州铜山县)。吴普本草茎中空或方圆，高三四尺，四月花紫红赤，五月实黑根黄。新修本草叶细长，两叶相对，作丛生，亦有独茎者。今出宜州、酈州，泾州者为佳。图经本草苗长尺余，茎干粗如箸，叶从地四面作丛生，类紫草，高一尺许。生秭归山谷及冤句。今川蜀、河东、陕西近郡均有之。上述为部分本草中记载黄芩性状及道地产区，均与药典记载符合，但《本草纲目》记载出现差异，载“芩，谓其色黄也。”及“或云西芩多中空而色黔，北芩多內实而深黄。”其中西芩应为甘肃黄芩或西南黄芩。《滇南本草》中亦有黄芩记载，主产区在云南，可能是滇黄芩或丽江黄芩REF_Ref2243\w\h[9]。小结：古今黄芩药用品种及道地产区虽略有差异，但主流与药典收录正品唇形科植物黄芩相吻合。品种总结如下原植物根茎性状主产地1黄芩(ScutellariabaicalensisGeorgi)根茎肥厚，肉质，径达2cm，伸长而分枝。内蒙、北京、甘肃、云南、四川2粘毛黄芩（ScutellariaviscidulaBge.）根茎直生或斜生，一般粗2.5-4毫米,偶尔可达1.8cm。内蒙、河北、山西、山东3滇黄芩(ScutellariaamoenaC.H.Wright)根茎近垂直或斜行，肥厚，直径超过11毫米，上部常分枝，分枝顶端有1-2茎，下端亦有分叉。云南，四川4甘肃黄芩(Scutellariarehderiana)根茎斜行，直径1.5-13mm，上部不分枝或具分枝，从根茎或顶端生出少数茎。甘肃5丽江黄芩（ScutellarialikiangensisDiels）根茎肥厚，横行或斜行，宽2-12mm，内部黄色，具分叉。云南6连翘叶黄芩（ScutellariahypericifoliaH.Lév.）根茎肥厚，直径2cm，顶端多头。四川7展毛韧黄芩(Scutellariatenaxvar.Patentipilosa)根茎匍匐，具密集的纤维状须根。二、性状对比对栽培黄芩样品主根与不定根外观、大小、断面、质地及气味等通过眼观、尺量，鼻嗅手段进行比对，比对结果如下：形状大小色泽断面质地气味表面特征主根圆锥形或类圆锥，扭曲，多有分支长8-25cm直径1-3cm棕黄或深黄黄色或浅黄色，部分中心枯朽，木部略呈放射状，显纤维性硬而脆易折断气微味苦稀疏的疣状细根痕，扭曲的细腻纵皱纹和不规则网纹，顺纹和细皱纹不定根圆锥形或圆柱形，多扭曲，偶有分支长6-26cm直径0.1-0.6cm浅棕黄或棕黄中心浅黄色，边缘颜色加深，棕黄色具纤维性硬而脆易折断气微味稍苦或苦有细纵皱纹，有扭曲，细皱纹显微比对取药材，分离出主根与不定根分别进行横切片、打粉，观察横切片及粉末显微特征。仪器：解剖刀，切片器，打粉机，奥林巴斯-CX23正置显微镜，载玻片及盖玻片，目镜测微尺，60目筛。试剂：水合氯醛，稀甘油。2.粉末比对(1)淀粉粒观察分别取不定根与主根粉末少许，制水装片，各制五片，每片随机挑选4个淀粉粒进行观察测量REF_Ref13255\r\h[10]。二者性状无明显差别，类圆形，单粒或复粒，脐点明显，多人字形，部分点状，层纹不明显。长度测量数据如下：主根长度（μm）32.0221.2136.6419.2733.7733.2831.9326.6832.3830.7946.1737.8518.6620.9943.0839.9333.3425.1229.4921.93极大值：46.17,极小值：18.66，平均值：32.41不定根长度（μm）23.5827.2521.9326.5022.4824.8623.5817.6330.5428.2624.5624.4425.4621.2222.5619.3820.5927.4827.4625.11极大值：30.54μm，极小值：17.63μm,平均值：24.24μm。单因素方差分析差异源SSdfMSFP-valueFcrit组间420.292911.619850.0015584.098172组内1374.4693836.17025420.29291总计1794.76239因F＞Fcrit（0.05），所以主根长度与不定根长度在α=0.05水平上存在显著性差异，且P-value<0.01,即二者存在极显著差异。其他内含物观察：分别取主根与不定根粉末少许，先滴水合氯醛试液并在酒精灯上微微加热进行透化至透明清晰，再滴加稀甘油。(水合氯醛透化过程防止蒸干，滴加稀甘油防止水合氯醛冷却后析出结晶)各自制备透化片五片，每片随机挑选同种内含物四个进行测量观察REF_Ref26044\w\h[11]REF_Ref26067\w\h[12]。A.纤维纤维直径（μm）主根69.0966.2394.47116.13135.9449.79121.4583.3286.49116.41180.03191.0989.54102.68152.08110.40171.6480.6979.5989.78不定根78.1745.43151.0374.6375.0169.7493.92108.0294.32111.64148.45126.7681.84133.6099.25120.6290.36100.2189.7895.78主根韧皮纤维极大值：191.09μm,极小值：49.79μm，平均值：109.34μm。不定根极大值：151.03μm，极小值：45.43μm，平均值：99.43μm。单因素方差分析：差异源SSdfMSFP-valueFcrit组间982.8741982.8740.8690420.3571064.098172组内42977.47381130.986总计43960.3439因F＜Fcrit（0.05），所以主根长度与不定根长度在α=0.05水平上不存在显著性差异。石细胞石细胞直径（μm）主根162.31255.88224.49151.70173.68251.61176.75115.44213.60185.43138.92144.56219.71266.82211.43221.05211.01153.49187.56177.33不定根72.4541.1940.6122.3635.11145.6383.21139.03117.7588.87175.60203.26166.02169.02201.04196.93142.12152.56156.68188.36主根石细胞极大值：266.82μm，极小值：115.44μm，平均值：192.14μm。不定根极大值：203.26μm，极小值：22.36μm，平均值：126.89μm。单因素方差分析差异源SSdfMSFP-valueFcrit组间42573.67142573.6715.957970.0002874.098172组内101378.8382667.863总计143952.539因F＞Fcrit（0.05），所以主根长度与不定根长度在α=0.05水平上存在显著性差异，且P-value<0.01,即二者存在极显著差异。导管导管直径（μm）主根86.41177.54137.10305.68109.07117.49255.96124.5583.5090.1595.73100.44112.31106.73101.33125.56155.60141.3396.1288.55不定根33.0849.5675.45120.0437.6889.6348.7862.43104.61122.61100.4766.9758.6690.2777.8256.3370.7164.5883.33109.56主根导管极大值：305.68μm，极小值：83.50μm，平均值：130.56μm。不定根极大值：122.76μm，极小值：33.08μm，平均值：76.13μm。单因素方差分析差异源SSdfMSFP-valueFcrit组间29625.16129625.1614.877860.000434.098172组内75666.53381991.224总计105291.739因F＞Fcrit（0.05），所以主根长度与不定根长度在α=0.05水平上存在显著性差异，且P-value<0.01,即二者存在极显著差异。对比总结如下表：颜色韧皮纤维石细胞导管薄壁细胞木纤维淀粉粒主根鲜黄色韧皮纤维较多，显黄色，两端略尖，梭形或纺锤形，壁厚，孔沟较粗，直径8-30μm。多呈长方形或类圆形，偶有类三角形，不规则形态，直径20-50μm。偶见类圆形黄棕色石细胞。导管呈网纹或具缘。(1)非木化的木薄壁细胞呈纺锤形，璧较厚，中部有空心隔层，旁边常有导管存在。(2)韧皮薄壁细胞呈梭形或长椭圆形，偶有连珠状增厚的壁。纤维细长，壁较厚，可见纹孔，斜或具缘。淀粉粒众多，单粒或复粒，多为类圆形，脐点明显，多呈人字形，偶见点状，层纹不明显。复粒由2-3分粒组成。直径：18.66-46.17μm不定根浅黄色分布较多，黄色，两端微尖，多呈梭形，壁厚，孔沟较主根略窄，直径8-20μm。类方形或类圆形，可见不规则状。直径20-40μm。导管多为网纹或具缘纹孔。木薄壁细胞未木化，纺锤形或梭形，壁略厚，中部有明显隔层，伴生导管旁。韧皮薄壁细胞梭形，壁偶有增厚，呈连珠状。细长，壁厚，有具缘或斜纹孔。分布较多，类圆形，单粒众多，脐点明显，呈人字形或点状，层纹不明显。复粒有两个分粒组成。直径：17.63-30.54μm四．理化对比李凤，魏胜利，王文全为探究黄芩品种选育过程中是否可以用侧根估测药材整体的黄酮类成分含量以在主根系统选育过程中继续繁殖以保存优良种质的问题，对黄芩的主、侧根进行黄酮类成分的分析比较，并对其进行了相关性研究。指标成分：主根与侧根中黄芩苷，汉黄芩苷，汉黄芩素，千层素A五个黄酮类成分。方法：采用高效液相色谱对主根中的与侧根中的五个黄酮类指标成分进行含量测定，并对其侧根指标性成分含量与整体含量进行相关与回归分析。结果：黄芩主根上下端、侧根及整体中的黄芩苷、汉黄芩苷含量无显著性差异。主根下端黄芩素、汉黄芩素及千层纸素A含量与主根上端差异显著;侧根中仅有汉黄芩素的含量与整体存在显著性差异，其余指标成分均无统计学差异。相关与回归分析结果显示，侧根与整体之间各指标成分均呈显著的正相关，黄芩苷，汉黄芩苷，千层素A成分含量均较高而汉黄芩素的决定系数较小。结论：黄芩主根与侧根中的指标性黄酮类成分含量分布除汉黄芩素略有差异之外均较均匀REF_Ref2357\r\h[14]。结果分析与讨论通过对前人工作总结及鉴定学方面的研究，与野生黄芩进行对比中得出结论：栽培黄芩出现了不定根，野生黄芩无不定根及不定根痕，在性状上不定根断面中心无枯朽，而栽培种与野生种主根则会有枯芩与子芩之分。栽培黄芩不定根与主根之间细胞内含物种类无明显区别，基本一致，内含物大小直径存在一定的差异。在统计学上，主根与不定根之间除纤维外，长度、石细胞及导管直径均在α=0.05水平上存在极显著差异。通过栽培黄芩现有理化鉴定文献整理得知，栽培黄芩的主根及侧根之间黄芩苷、汉黄芩苷和千层纸素等黄铜类成分含量无显著性差异，但二者汉黄芩素含量是存在显著性差异的。而不定根与主根之间有效成分是否存在差异，还需进一步的调查研究。通过文献分析，茉莉酸、乙烯、活性氧为植物地下与地上部位物质交换运输中断及受到机械损伤后产生的伤信号。而伤信号活性氧则通过调控生长素水平及极性运输对不定根的发生产生诱导作用REF_Ref8655\r\h[15]。种子直播和育苗移栽在黄芩的栽培繁育中较为常用，而在移栽过程中，由于各种因素，会对黄芩主根造成一定的机械损伤，如根尖的断裂(这也在一定程度解释了多数栽培黄芩根呈类圆锥而不是完整圆锥形)，产生活性氧等伤信号对紊乱的生长素进行调节，促进不定根的发生，而在移栽过程中，大部分主根并不能直立舒展，也对黄芩根部的生长素分布存在一定的影响，可能导致黄芩主根变异，促使不定根的发生。参考文献：国家药典委员会.中华人民共和国药典[S].一部.北京：中国中医药科技出版社,2010：301.吴再旺,王喆明,卢月,王丹,钱瑞琴,尚明英,王璇,蔡少青.道地与非道地黄芩的药效比较研究[J].中国中药杂志,2012(23):128-132.高慧琴,晋玲.十大陇