姚 珊，張紅瑞，李 珅，高致明，馬彥秋

(河南農(nóng)業(yè)大學(xué) 農(nóng)學(xué)院/河南省高校中藥資源開發(fā)與利用工程技術(shù)研究中心，河南 鄭州 450002)

茅蒼術(shù)生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)及解剖結(jié)構(gòu)研究

姚 珊，張紅瑞，李 珅，高致明*，馬彥秋

(河南農(nóng)業(yè)大學(xué) 農(nóng)學(xué)院/河南省高校中藥資源開發(fā)與利用工程技術(shù)研究中心，河南 鄭州 450002)

為了研究茅蒼術(shù)生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)及其解剖結(jié)構(gòu)，對(duì)茅蒼術(shù)1年生播種苗采樣分析，測(cè)定了不同時(shí)期根莖直徑、地上部分和地下部分干物質(zhì)質(zhì)量和鮮物質(zhì)質(zhì)量、根冠比等指標(biāo)，同時(shí)對(duì)與藥材品質(zhì)相關(guān)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行解剖分析。結(jié)果表明：茅蒼術(shù)根莖直徑的生長(zhǎng)呈持續(xù)增長(zhǎng)趨勢(shì)，5～6月和8月為快速增長(zhǎng)階段。茅蒼術(shù)根冠比在7月16日達(dá)到最大，總干物質(zhì)質(zhì)量的生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)符合S形生長(zhǎng)曲線。茅蒼術(shù)葉片中可溶性糖含量先上升后下降，在5月7日達(dá)到最大。油室密度6月初達(dá)到最多，然后迅速下降，油室直徑呈現(xiàn)持續(xù)上升趨勢(shì)。7月是茅蒼術(shù)有效成分蒼術(shù)素積累較快的時(shí)期。

茅蒼術(shù)； 生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)； 油室； 蒼術(shù)素

茅蒼術(shù)是菊科蒼術(shù)藥用部位為根莖。始載于《神農(nóng)本草經(jīng)》，性辛、苦、溫，歸脾、胃、肝經(jīng)。具有燥濕健脾、祛風(fēng)散寒、明目的作用。主治脘腹脹滿、泄瀉、水腫、風(fēng)濕痹痛、風(fēng)寒感冒、足萎、夜盲以及回筋骨萎軟等[1]。蒼術(shù)的水溶性成分具有降血糖、降血壓、抗衰老和免疫調(diào)節(jié)作用[2]。茅蒼術(shù)在我國境內(nèi)分布廣泛，江蘇茅山是蒼術(shù)的道地產(chǎn)區(qū)。近年來,由于過度采挖及生態(tài)環(huán)境被嚴(yán)重破壞，造成茅山蒼術(shù)資源緊缺。加上對(duì)蒼術(shù)的綜合開發(fā)使蒼術(shù)的用途擴(kuò)大，除藥用外還可用作各種飲料的添加劑和加工工藝品香包，所以國際市場(chǎng)對(duì)蒼術(shù)的需求量日益增加，使其瀕臨滅絕。因此,不少地方紛紛開始對(duì)茅蒼術(shù)進(jìn)行引種栽培，人工栽培的規(guī)模迅速擴(kuò)大。

目前，國內(nèi)外學(xué)者對(duì)蒼術(shù)的研究主要集中在化學(xué)成分[3-5]、藥理作用[6]、臨床應(yīng)用[7-9]等方面，有關(guān)茅蒼術(shù)生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)及解剖結(jié)構(gòu)的研究較少。結(jié)合茅蒼術(shù)的生物學(xué)特性，研究茅蒼術(shù)生長(zhǎng)變化和主要成分的積累，以期為蒼術(shù)的大規(guī)模人工種植提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 供試材料

供試材料引自信陽茅蒼術(shù)主產(chǎn)區(qū)，經(jīng)河南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院高致明教授鑒定為茅蒼術(shù)[Atractylodeslancea(Thunb.)DC.]。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2015—2016年在河南農(nóng)業(yè)大學(xué)科教園區(qū)進(jìn)行，選擇排水良好的地塊做高畦，于2月中旬將茅蒼術(shù)種子條播于高畦上，行距為25 cm，覆蓋地膜，定期處理雜草，于3月底揭膜，之后按照常規(guī)方式進(jìn)行管理。從5月7日開始,每15 d觀察測(cè)定生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)并采集成熟葉片測(cè)定生理指標(biāo)，采集樣品至8月27日結(jié)束。同時(shí)取茅蒼術(shù)根莖，用FAA固定液保存，做成永久切片，進(jìn)行觀察。

1.3 測(cè)定指標(biāo)和方法

隨機(jī)選取長(zhǎng)勢(shì)均勻的植株5株，測(cè)定其根莖直徑、地上部分和地下部分干物質(zhì)質(zhì)量和鮮物質(zhì)質(zhì)量，依據(jù)地下部分與地上部分的鮮物質(zhì)質(zhì)量計(jì)算根冠比。根莖解剖結(jié)構(gòu)觀察及測(cè)量采用石蠟切片法制片，用番紅—固綠對(duì)染，使用加拿大樹脂封片，用顯微鏡觀察并拍照，用Motic Image Plus 2.0軟件對(duì)切片照片進(jìn)行測(cè)量，得出油室密度、直徑和面積?？扇苄蕴呛坎捎幂焱y(cè)定[10]；蒼術(shù)素含量測(cè)定采用高效液相色譜法，按照《中國藥典》所載蒼術(shù)素含量測(cè)定方法進(jìn)行。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2003結(jié)合SPSS 17.0分析軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 茅蒼術(shù)根莖直徑的動(dòng)態(tài)變化

由圖1可知，茅蒼術(shù)根莖直徑隨植株的生長(zhǎng)呈現(xiàn)出逐漸增加的趨勢(shì)。前期增長(zhǎng)緩慢，是由于該時(shí)期主要是地上部分生長(zhǎng)，當(dāng)?shù)厣喜糠稚L(zhǎng)到一定程度，根部開始加速生長(zhǎng)，當(dāng)進(jìn)入生殖生長(zhǎng)階段，根莖生長(zhǎng)再次緩慢，7月30日后根莖膨大速度加快，即茅蒼術(shù)根莖迅速膨大時(shí)期為5月21日—6月18日和8月13日—8月27日?？梢?，5—6月和8月為茅蒼術(shù)根莖快速增長(zhǎng)階段。

圖1 茅蒼術(shù)根莖直徑的動(dòng)態(tài)變化

2.2 茅蒼術(shù)根冠比的動(dòng)態(tài)變化

由圖2可知，茅蒼術(shù)根冠比在7月16日以前一直處于增加的趨勢(shì)，即根莖的生長(zhǎng)速度高于地上部分莖葉的生長(zhǎng)速度，這是由于茅蒼術(shù)有效部位根莖在逐漸膨大。根冠比在7月16日達(dá)到最大，之后降低，這是由于茅蒼術(shù)即將現(xiàn)蕾進(jìn)入生殖生長(zhǎng)期，各部分營養(yǎng)向地上部分花蕾中轉(zhuǎn)移，為生殖生長(zhǎng)做好準(zhǔn)備。

圖2 茅蒼術(shù)根冠比的動(dòng)態(tài)變化

2.3 茅蒼術(shù)根莖油室密度的動(dòng)態(tài)變化

茅蒼術(shù)主要成分是揮發(fā)油，分布在油細(xì)胞中，而油細(xì)胞分布廣泛，皮層、韌皮部、木質(zhì)部和髓部都有。油室密度為單位面積油室的個(gè)數(shù)，它反映了茅蒼術(shù)根莖油室的相對(duì)多少。如圖3所示，茅蒼術(shù)油室密度總體上呈下降的趨勢(shì)，偶有上升，6月4日達(dá)到最高點(diǎn)，之后迅速下降，7月2日后又增長(zhǎng)迅速。下降是因?yàn)槿舾蓚€(gè)相鄰或相近的油室由于細(xì)胞的生長(zhǎng)合并，上升是因?yàn)槊┥n術(shù)根莖組織正在形成和發(fā)育新的油細(xì)胞。故6月4日—7月2日是多個(gè)油室融合的關(guān)鍵時(shí)期。

圖3 茅蒼術(shù)油室密度的動(dòng)態(tài)變化

2.4 茅蒼術(shù)根莖油室直徑的動(dòng)態(tài)變化

由圖4可知，隨時(shí)間推移，油室直徑呈現(xiàn)持續(xù)上升趨勢(shì)，為77.16～235.79 μm，這是油細(xì)胞逐漸生長(zhǎng)發(fā)育和多個(gè)油細(xì)胞合在一起的結(jié)果，7月2日以前增長(zhǎng)緩慢，7月2日后油室直徑迅速增長(zhǎng)，7月30日—8月13日接近平穩(wěn)。油室的大小可以間接反映茅蒼術(shù)揮發(fā)油含量的多少，但還要與油室密度和總面積相結(jié)合。

圖4 茅蒼術(shù)油室直徑的動(dòng)態(tài)變化

2.5 茅蒼術(shù)根莖油室面積/橫切面總面積比值的動(dòng)態(tài)變化

由圖5可知，茅蒼術(shù)油室面積/橫切面總面積比值總體上呈升高的趨勢(shì)，7月16日—7月30日升高速率最大，這是因?yàn)槊┥n術(shù)根莖直徑在這一時(shí)期基本不變，而油室密度和直徑持續(xù)增加。這個(gè)指標(biāo)在一定程度上可以表示茅蒼術(shù)揮發(fā)油含量的高低[11]。

圖5 茅蒼術(shù)油室面積/橫切面總面積比值的動(dòng)態(tài)變化

2.6 茅蒼術(shù)干物質(zhì)質(zhì)量的動(dòng)態(tài)變化

由圖6可以看出，在茅蒼術(shù)生育期中，總干物質(zhì)質(zhì)量一直處于S形逐漸增加的趨勢(shì)；地下部分也是一直增加，而地上部分干物質(zhì)質(zhì)量在8月13日后下降；地下部分干物質(zhì)積累呈現(xiàn)S形曲線，6月18日以前增長(zhǎng)緩慢，6月18日后增長(zhǎng)迅速，而7月2日—7月30日增長(zhǎng)不明顯，7月30日后增長(zhǎng)速率再次加快。因此，在現(xiàn)蕾期除去花蕾，有利于茅蒼術(shù)藥材產(chǎn)量和質(zhì)量的提高。另外，地下部干物質(zhì)的積累趨勢(shì)與茅蒼術(shù)根莖直徑動(dòng)態(tài)變化趨勢(shì)相一致。

圖6 茅蒼術(shù)干物質(zhì)質(zhì)量的動(dòng)態(tài)變化

2.7 茅蒼術(shù)可溶性糖含量的動(dòng)態(tài)變化

由圖7可以看出，茅蒼術(shù)葉片中可溶性糖含量前期增加，在5月7日達(dá)到最大，后期一直處于下降趨勢(shì)。茅蒼術(shù)前期生長(zhǎng)主要是地上部分莖葉的生長(zhǎng)。隨著莖葉的增加，可溶性糖含量也增加，待到莖葉生長(zhǎng)到一定程度，地下部分根莖生長(zhǎng)加速，營養(yǎng)物質(zhì)運(yùn)往根部，促進(jìn)根莖的膨大和有效成分的合成積累，地上部分可溶性糖含量隨之下降；7月2日下降到最低，之后由于地上部分的生殖生長(zhǎng)和地下部分根莖的膨大，葉片中可溶性糖含量一直未見明顯的升高。

圖7 茅蒼術(shù)可溶性糖含量的動(dòng)態(tài)變化

2.8 茅蒼術(shù)根莖蒼術(shù)素含量的動(dòng)態(tài)變化

蒼術(shù)素是茅蒼術(shù)的指標(biāo)性成分，具有保肝、抗氧化、抗腫瘤、降血糖等藥理作用[12]，是茅蒼術(shù)的主要有效成分。由圖8可以看出，7月2日后蒼術(shù)素積累迅速，說明茅蒼術(shù)根莖次生物質(zhì)于此階段積累迅速，7月30日以后則相對(duì)穩(wěn)定。另外，蒼術(shù)素的積累與油室面積/橫切面總面積比值具有相似的趨勢(shì)，這就進(jìn)一步說明了可以運(yùn)用解剖試驗(yàn)來間接衡量藥材品質(zhì)。

圖8 茅蒼術(shù)蒼術(shù)素含量的動(dòng)態(tài)變化

3 結(jié)論與討論

本試驗(yàn)結(jié)果表明，在茅蒼術(shù)生長(zhǎng)管理過程中應(yīng)全面顧及各個(gè)關(guān)鍵時(shí)期。茅蒼術(shù)根莖直徑呈持續(xù)增長(zhǎng)趨勢(shì)，5—6月和8月為快速增長(zhǎng)階段。茅蒼術(shù)根冠比7月16日達(dá)到最大值。綜合二者的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律，可以說明，5月之前地上部分生長(zhǎng)迅速，地下部分生長(zhǎng)相對(duì)緩慢。適當(dāng)多施氮肥后，地下部分根莖膨大生長(zhǎng)速度高于地上部分。7月茅蒼術(shù)進(jìn)入生殖生長(zhǎng)階段，植株所積累的營養(yǎng)物質(zhì)大部分向地上部轉(zhuǎn)移，以利于植株開花結(jié)實(shí)，故根冠比有所下降，根莖直徑變化緩慢。過了這一時(shí)期，根莖繼續(xù)快速膨大。6月與8月為茅蒼術(shù)根莖生長(zhǎng)的關(guān)鍵時(shí)期，在保證水分條件的同時(shí)應(yīng)增施磷鉀肥。6—8月，氣候干旱炎熱，應(yīng)著重保證植株生長(zhǎng)所需要的水分條件，及時(shí)灌溉。7—8月正值雨季，也應(yīng)注意排澇。待進(jìn)入生殖生長(zhǎng)階段應(yīng)該及時(shí)摘除花蕾，以促進(jìn)根莖的生長(zhǎng)。

對(duì)茅蒼術(shù)根莖解剖結(jié)構(gòu)觀察結(jié)果表明，茅蒼術(shù)油室密度6月4日最多，然后迅速下降，上升是因?yàn)槊┥n術(shù)根莖組織正在形成和發(fā)育新的油細(xì)胞，下降是因?yàn)槿舾蓚€(gè)相鄰或相近的油室由于細(xì)胞的生長(zhǎng)合并為一個(gè)油室，故6月是油室融合的關(guān)鍵時(shí)期。油室直徑呈現(xiàn)持續(xù)上升趨勢(shì)，7月油室直徑增加最快，茅蒼術(shù)油室面積/橫切面總面積比值總體呈升高趨勢(shì)，7月30日最大，這是由于7月茅蒼術(shù)根莖直徑基本不變，而油室直徑和密度迅速增加的緣故。綜合上述茅蒼術(shù)根莖解剖各個(gè)結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)變化可以得出，6月和7月是其根莖各個(gè)結(jié)構(gòu)生長(zhǎng)的關(guān)鍵時(shí)期。

總干物質(zhì)質(zhì)量一直處于逐漸增加的趨勢(shì)，呈S形曲線；地上部分干物質(zhì)質(zhì)量在8月下降；地下部分干物質(zhì)積累呈現(xiàn)S形曲線，6月18日后和7月30日后增長(zhǎng)速率加快。蒼術(shù)素含量在7月以前未見增長(zhǎng)，7月積累迅速，可以間接說明茅蒼術(shù)根莖次生物質(zhì)于此階段積累迅速，8月以后則相對(duì)穩(wěn)定。7月是茅蒼術(shù)蒼術(shù)素積累的關(guān)鍵時(shí)期。這與葉叢進(jìn)等[13]關(guān)于茅蒼術(shù)最佳采收期的研究結(jié)果一致。

[1] 國家藥典委員會(huì).中華人民共和國藥典[S].北京:中國醫(yī)藥科技出版社,2015:161.

[2] 段國峰，歐陽臻，樊一橋，等.茅蒼術(shù)多糖防治小鼠高血糖的實(shí)驗(yàn)研究[J].暢中華中醫(yī)藥學(xué)刊,2008,26(16):1211-1212.

[3] 郭蘭萍,黃璐琦,胡娟,等.基于生物信息分析的蒼術(shù)揮發(fā)油成分變異及其化學(xué)型的劃分[J].資源科學(xué),2008,30(5):770-777.

[4] 付梅紅,朱東海,方婧,等.蒼術(shù)的化學(xué)、分子生藥學(xué)和藥理學(xué)研究進(jìn)展[J].中國中藥雜志,2009,34(20):2669-2672.

[5] Chen H N,Shao C,Zhao J Z,etal.Essential oil extracted from rhizoma ofAtractylodelanceainduces oncosis in human MKN-45 cancer cells[J].European Journal of Inflammation,2013,11(2):397-403.

[6] 劉菊燕,巢建國,谷巍,等.茅蒼術(shù)提取物含藥血清對(duì)大鼠心肌細(xì)胞氧化損傷的保護(hù)作用[J].中成藥,2015,37(7):1585-1588.

[7] 錢麗華,施鎖平,岳豪祥.茅蒼術(shù)抗胃潰瘍研究進(jìn)展[J].實(shí)用中醫(yī)藥雜志,2016,32(2):192-193.

[8] 朱東海,付梅紅,楊慶,等.野生與栽培蒼術(shù)對(duì)鼠胃潰瘍模型的藥理研究[J].中國中藥雜志,2010(13):1758-1762.

[9] 王慶慶,歐陽臻,趙明,等.茅蒼術(shù)提取物對(duì)胃癌BGC-823和SGC-7901細(xì)胞增殖抑制作用研究[J].中藥新藥與臨床藥理,2012,23(2):152-156.

[10] 李合生.植物生理生化實(shí)驗(yàn)原理和技術(shù)[M].北京:高等教育出版社,2000:185-186.

[11] 黃有軍,汪培軍,沈天鵬,等.不同產(chǎn)地白術(shù)根莖解剖比較[J].浙江林學(xué)院學(xué)報(bào),2008,25(2):153-157.

[12] 黃瑞平,孫敏寧,潘紅玲.茅蒼術(shù)與北蒼術(shù)中蒼術(shù)素含量的比較[J].中國中醫(yī)藥科技,2015,22(4):398-399.

[13] 葉叢進(jìn),陳科力,詹亞華.大別山種植茅蒼術(shù)采收期初探[J].湖北中醫(yī)雜志,2011,33(12):67-68.

Research on Growth Dynamics and Anatomy of Atractylodes lancea

YAO Shan,ZHANG Hongrui,LI Shen,GAO Zhiming*,MA Yanqiu

(Henan University Research Center of Traditional Chinese Medicine Resource Development and Utilization Engineering Technology/College of Agriculture,Henan Agricultural University,Zhengzhou 450002,China)

Based on one-yearAtractylodeslanceaseedlings in different periods of sampling,root diameter,fresh and dry weight of ground part and underground part,root shoot ratio were measured,and the anatomic structures related to herbal quality were analyzed.The results showed thatAtractylodeslancearhizome diameter displayed a continued growth trend,with May to June and August for the rapid growth stage.The root shoot ratio reached a maximum on July 16th,and the dynamic growth of the total dry matter was in accordance with S type growth curve.The content of soluble sugar in the leaves ofAtractylodeslanceafirst increased and then decreased,which reached the maximum on May 7th.The oil chamber density at the beginning of June reached the maximum,and then decreased rapidly,while the oil chamber diameter showed a rising trend.July was the rapid accumulation period of atractylodin,the effective component ofAtractylodeslancea.

Atractylodeslancea; growth dynamics; oil chamber; atractylodin

2016-08-09

河南省教育廳科學(xué)技術(shù)研究重點(diǎn)項(xiàng)目(12B360002) ;河南省高等學(xué)校重點(diǎn)科研項(xiàng)目(16A360009)

姚 珊(1989-) ，女，河南永城人，在讀碩士研究生，研究方向：藥用植物栽培。E-mail:309560946@qq.com

*通訊作者：高致明(1960-) ，男，河南南召人，教授，主要從事藥用植物資源與栽培研究。 E-mail:gaozhiming672@sohu.com

S685

A

1004-3268(2017)02-0087-04