薄荷营养器官的解剖结构特征

2021年 2月 Journal of Science of Teachers′ College and University Feb. 2021文章编号:1007-9831(2021)02-0066-05
薄荷营养器官的解剖结构特征
孙江,陈磊
(连云港师范高等专科学校 生命科学系,江苏 连云港 222006)
透明模块摘要:采用石蜡切片技术、水合氯醛透化法对中药薄荷的营养器官解剖特征及组织粉末特征进行研究.结果表明,薄荷的根属于须根系,木质部导管孔径较大;根状茎维管组织成环状排列;茎的四角有较多的厚角组织,4个棱角下方维管束较大;叶上、下表皮均有气孔结构,气孔为直轴式.叶柄呈半月形无翼.薄荷根、根状茎、茎、叶中均有针簇状橙皮苷结晶分布,植株体表有腺毛和非腺毛.
关键词:薄荷;营养器官;解剖结构;粉末特征;显微鉴定
中图分类号:Q944 文献标识码:A doi:10.3969/j.issn.1007-9831.2021.02.013
Anatomical structure characteristics of vegetative organs of Mentha Haplocalyx
SUN Jiang,CHEN Lei
影视烟火
(Department of Life Sciences,Lianyungang Teacher′s College,Lianyungang 222006,China)
Abstract:The anatomical characteristics of vegetative organs and tissue powder of Mentha Haplocalyx were studied by paraffin section and chloral hydrate method.The results showed that the root of Mentha Haplocalyx belonged to fibrous root system,the diameter of xylem vessel was larger,the vascular tissue of rhizome was arranged in a ring,the four corners of the stem had more thick horn tissue,the vascular bundle was larger below the four arris,the upper and lower epidermis of leaves have stomatal structure,the stomata were diacytic type,the petiole is half moon without wing. The cluster-like hesperidin crystals were distributed in the roots,rhizomes,stems and leaves of Mentha Haplocalyx.The plant surface has glandular hairs and non-glandular hairs.
Key words:Mentha Haplocalyx;vegetative organs;anatomical structure;powder characteristics;microscopic identification
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薄荷(Mentha haplocalyx Briq.L.)为唇形科(Labiatae)薄荷属(Mentha)多年生草本植物,气味辛辣、温和、无毒.薄荷作为药材疾病有相当长的一段历史,主治风寒伤病、肌肉疼痛、皮肤风疹瘙痒、麻疹不透等症,还具有抗菌驱虫、利胆、化痰、发汗解热、镇静镇痛等功效[1]15.将其叶捣
碎外敷可蜂蛰、蛇伤等.同时薄荷还具有清新口气、清洁口腔的功效,因而现在大多牙膏中含有薄荷成分[2],也作为提取薄荷油和薄荷脑的原料.
目前,有关薄荷化学成分和药理学方面的研究较多,如叶兰荣[3]等对4种薄荷的植物学性状进行分类比较;房海灵[1]、梁呈元[4]等从薄荷的化学成分入手,研究其药理作用;胡春兰[5]等将薄荷作为药材对其进行提取与含量测定;彭修娟[6]、高燕[7]等对薄荷精油进行了详尽分析;谢琳[8-9]等对薄荷的气孔做了研究;闫先喜[10]等对薄荷的腺毛进行了探索分析.本文对薄荷营养器官的解剖结构、粉末特征进行研究,旨在为薄荷的深度开发利用及其生药鉴定提供解剖学基础依据.
收稿日期:2020-10-28
作者简介:孙江(1964-),男,黑龙江青冈人,教授,从事药用植物研究.E-mail:***************
1 材料与方法
1.1 实验材料
实验用薄荷采自江苏省连云港市高新区旺旺家园小区.
1.2 实验方法
解剖结构采用常规石蜡切片技术进行观察研究,切片厚度为10 µm,番红-固绿对染,中性树胶封片.显微镜观察拍照.
取新鲜薄荷叶片,撕取其上、下表皮,番红染2 h,经蒸馏水反复冲洗后,用50%甘油水溶液制做临时装片,显微镜下分别观察上、下表皮,并拍照.
将干燥的薄荷全草粉碎,过60目筛,用水合氯醛透化法制片,显微镜观察其粉末特征并拍照.
2 结果与分析
2.1 薄荷组织切片特征
薄荷根为纤细的须根,次生结构由表皮、皮层、维管柱构成.最外层为表皮,局部区域表皮已与皮层脱离.皮层由多层细胞组成,细胞类长方形.维管柱由次生韧皮部、维管形成层和次生木质部组成,韧皮部不发达,其中有橙皮苷结晶分布,木质部约占根横切面的2/3,具管胞和导管,导管孔径较大(见图1a).2.1.1 薄荷根状茎的解剖结构薄荷根状茎横卧地下,从根状茎的横切面来看,其形状近似圆形,由表皮、皮层、维管柱构成(见图1b).
表皮由1层长方形细胞构成,较皮层细胞小,排列紧密无间隙.表皮以内为皮层,皮层又可细分为外皮层、中皮层和内皮层.外皮层由1~2层细胞组成;中皮层由多层细胞组成,细胞较大,形态不规则,
排列疏松,细胞间隙明显;最内为内皮层,是皮层部分最内1层细胞,细胞呈长方形,整齐且紧密排列成环状(见图1c).在皮层中常有根迹维管束通过(见图1b).内皮层以内为薄荷根状茎的中柱,最外层为中柱鞘,由1层薄壁细胞组成,体积较小排列紧密.其内为木质部和韧皮部.根状茎已进行了次生生长,表现为维管束已发育成彼此相连的维管组织.韧皮部排列在木质部外.根状茎中央绝大部分为髓,中央髓部由多层薄壁细胞组成,细胞大,细胞间隙明显(见图1b,c).在薄荷根状茎皮层、韧皮部、髓中都有橙皮苷结晶分布(见图1c).
a 薄荷根横切
b 薄荷根状茎的横切面
c 薄荷根状茎的局部
图1 薄荷根、根状茎解剖结构
注:比例尺为100 µm(下同).Ep为表皮;Co为皮层;Cr为晶体;X为木质部;Ph为韧皮部;Pi为髓.
2.1.2 薄荷茎的解剖结构从薄荷茎的横切面来看,其形状近似方形,由表皮、皮层、中柱3部分构成(见图2a).
表皮位于茎的最外侧,由1层排列紧密且规则的薄壁细胞组成,细胞的外壁覆有1层角质膜,为初生保护组织.茎的四角处内侧细胞角质加厚,形成厚角组织.厚角组织由多层细胞组成,细胞形态较小.茎表皮被头状腺毛、盾状腺毛及非腺毛(见图2a~c).茎表皮气孔略拱起,保卫细胞外缘明显角质化,其下气室不大(见图2d).茎的皮层由外皮层、中皮层和内皮层3部分组成.外皮层和内皮层由1层排列紧密、形状规则的薄壁细胞组成,细胞形态较小;中皮层由多层形状不规则的薄壁细胞组成,细胞形态较大(见图2a).
内皮层以内的部分为中柱,由维管束、髓以及髓射线所构成.在4个棱角下方,中柱内有4个大的维管束,在4个大维管束之间存在着较小的维管束,数量不定;靠近内皮层的地方是初生韧皮部,其发育方式为外始式.初生韧皮部内为初生木质部.茎的髓由大型薄壁细胞组成,细胞呈不规则的椭圆形,细胞间隙较大(见图2a).
在薄荷茎中也可见橙皮苷结晶,与根状茎的分布情况基本相同,茎中的结晶体较大,多呈扇形,亦有不规则形,放射状纹理非常清晰(见图2e).
a 薄荷茎横切一角
b 茎横切示头状腺毛
碱性锌锰电池c 茎横切示盾状腺毛
d 茎横切示气孔
e 茎横切示结晶
图2 薄荷茎解剖结构
注:Ep为表皮;EH为表皮毛;St为气孔;CC为厚角组织;Co为皮层;X为木质部;Ph为韧皮部;Pi为髓.
2.1.3 薄荷叶的解剖结构由叶横切面看,包括表皮、叶肉,叶脉3部分(见图3a).
薄荷叶片的表皮分上表皮和下表皮,均由1层形状不规则的细胞紧密排列而成,上表皮细胞大于下表皮细胞.薄荷的气孔为直轴型.上表皮气孔数明显比下表皮气孔数目少(见图3b~d).薄荷叶的表皮上着生着腺毛与非腺毛(见图3a~c,e),腺毛一般由基细胞、柄细胞和分泌细胞组成.薄荷叶表面的腺毛可分为盾状腺毛和头状腺毛2种.虽然它们的基本结构相似,但实际上还是存在明显差异的.盾状腺毛基细胞大、细胞质稀少、液泡较大;柄细胞扁平型,细胞质较多,液泡不明显;头部由多个分泌细胞组成,液泡多且分散,细胞质少.盾状腺毛凹陷在表皮细胞内.而头状腺毛基细胞细长,有中央大液泡,细胞形态呈长柱形,细胞质分散在四周.柄细胞也较为细长,具液泡.头部仅有1个分泌细胞,液泡少,分布于四周,细胞质较多.
薄荷的叶肉由大量含叶绿体的薄壁细胞组成,是薄荷进行光合作用的主要场所.靠近下表皮处的细胞排列不紧密,间隙大,细胞多为不规则形,由3~5层细胞组成,即海绵组织,其叶绿体含量较少;在海绵组织上方,靠近上表皮的部分,有1层长柱形细胞构成栅栏组织,栅栏组织中的叶绿体含量较海绵组织多(见图3e).
叶脉有主脉和侧脉之分.主脉处上表面平坦、下表面突起显著,上、下表皮细胞各1层,排列紧密.上表皮内侧可见厚壁细胞及薄壁细胞,分层不明显;下表皮内侧有较小的厚角细胞2~3层,薄壁细胞5~6层.主脉处中央有一半长圆形维管束,韧皮部位于远轴面,木质部位于近轴面,形成层位于木质部与韧皮部之间.叶脉维管束为外韧维管束(见图3a).
薄荷的叶柄呈半月形,包含表皮、维管柱等.表皮由1层类椭圆形细胞紧密整齐排列而成.叶柄中央有2束维管束,两侧各有2个小的圆形维管束,薄荷叶柄没有翼(图3f).
薄荷叶栅栏组织、海绵组织中都有针簇状橙皮苷结晶分布(图3g).
a 过叶脉横切
b 叶上表皮
c 叶下表皮
d  叶横切
袜子定型机
e  下表皮示非腺毛
f 叶柄横切局部
g 叶横切示晶体 图3 薄荷叶的解剖结构
注:UE 为上表皮;St 为气孔;Pt 为栅栏组织;ST 为海绵组织.
2.2 组织粉末特征
薄荷全株粉末为暗绿,叶表皮碎块较多,表皮细胞垂周壁波状弯曲,气孔为直轴式,副卫细胞2个(见图4a).有腺毛和非腺毛,腺毛可见头状腺毛和盾状腺毛(见图4b,c),非腺毛多破碎,可见完整的二细胞(见图4d)、三细胞非腺毛(见图4e).导管较多,有螺纹导管和网纹导管(见图4f,g).纤维束断裂,长短不一.
a 叶表皮细胞
b 头状腺毛
c 盾状腺毛、头状腺毛
d 二细胞非腺毛
e 三细胞非腺毛
炼焦配煤f导管 g导管
图4 薄荷粉末特征
3 结论
薄荷根的次生结构中木质较发达.根状茎维管组织形成一个连续的空心柱,将基本组织分隔为髓和皮层2部分.茎为近四方形,4个大维管束分布在4个棱角下方,小维管束数目不定,成单一的环状分布于基本组织中.茎表皮有头状腺毛、盾状腺毛和非腺毛,茎表皮气孔拱起.叶有栅栏组织与海绵组织之分,为异面叶.上表皮细胞较下表皮细胞大,气孔上、下表皮都有分布,上表皮气孔数显著少于下表皮气孔数.叶柄呈半月形,无翼.结晶体在不同科属的组织形态、大小分布都有一定差异,根据晶体的类型和结构特征,可以作为药材鉴别依据[11],薄荷含有橙皮苷结晶,是重要的鉴别特征.粉末暗绿,可见表皮细胞、气孔、腺毛、非腺毛、导管等,与薄荷植物组织形态相符.薄荷显微特征可为其进一步开发利用及生药鉴定提供解剖学依据.薄荷腺毛的种类及形态、气孔的类型及分布情况、叶柄的解剖结构、橙皮苷结晶形态对唇形科植物划分属、种具有重要意义.
参考文献:
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