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穿龙薯蓣(DioscoreanipponicaMakino)为薯蓣科薯蓣属多年生缠绕草本植物,具有很高的药用价值,被列为国家二级保护植物。穿龙薯蓣是薯蓣科植物的典型代表,薯蓣科植物是单子叶植物演化的最简单类群,具有许多双子叶植物的典型特征,有研究认为是双子叶植物向单子叶植物演化的关键类群。对于穿龙薯蓣根状茎的发育解剖学研究,目前尚未见报道。本研究利用植物解剖和组织化学方法对穿龙薯蓣根状茎的结构及发育进行了系统的研究,旨在为进一步研究穿龙薯蓣的有效药用成分的积累部位和动态变化、为穿龙薯蓣药用资源的开发利用、提高药材的产量和质量提供理论依据。主要结果如下:
1.穿龙薯蓣根状茎成熟结构主要分三部分:周皮、基本组织和散生在基本组织里的维管束。周皮由木栓层、栓内层和木栓形成层组成;组成基本组织的薄壁细胞后期体积增大、细胞壁加厚;维管束为外韧有限维管束,无束中形成层。根状茎顶端为生长点,原分生组织细胞有鳞片包被。初生分生组织分化为原表皮、基本分生组织和散生的原形成层束。以后分别分化为表皮、基本组织和维管束。顶端下部原表皮内侧有初生增厚分生组织存在,其衍生细胞数目的增多及其体积增大以及维管束的生长是根状茎增粗的主要原因。
2.离析观察结果:木质化薄壁细胞淡黄色,多角类圆形或长方形。导管多为孔纹、网纹导管。具缘纹孔导管纹孔细密,短节状,单穿孔。
3.穿龙薯蓣实生苗根状茎的形态发生、发育过程研究结果:种子萌动后,节部膨大形成球状体,其直径约1.5cm。节部球状体内部分化为两部分分生组织:顶端分生组织和相对一侧的一部分分生组织。顶端的原分生组织由鳞片包被,顶端下方的原表皮内存在初生增厚分生组织,初生增厚分生组织细胞不断向内分裂和其衍生细胞的体积增大,从而迅速发育成为根状茎。分化完成的根状茎由周皮、基本组织和散生的维管束构成。相对一侧的分生组织分化发育为芽原基,以后发育形成地上缠绕茎。
4.经组织化学测定,根状茎中薯蓣皂苷主要存在于基本组织的薄壁细胞中,呈液滴状。原分生组织不合薯蓣皂苷,维管束的木质部和韧皮部中的韧皮纤维也无薯蓣皂苷的分布,韧皮部细胞和维管束鞘细胞有薯蓣皂苷的积累。近顶端的基本分生组织细胞内薯蓣皂苷不形成液滴,随着细胞分裂逐渐停止,细胞内开始形成含薯蓣皂苷的液滴,反映皂苷是在成熟细胞内积累。其中,有小型维管束分布的基本组织中薯蓣皂苷的积累与分布最丰富,多年生根状茎中薯蓣皂苷的含量近顶端的基本分生组织细胞内不形成含薯蓣皂苷的液滴,多年生根状茎中薯蓣皂苷的含量比一年生的高。