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黄精属植物生态高效栽培技术

湖南农业 2024年第4期 17-17页

作者：本刊不详

1.课程介绍黄精属隶属于百合科,可供观赏用和药用,如黄精属的玉竹有养阴润燥、生津止渴之功,黄精有生津健脾、补精髓之功。黄精属植物如何进行生态高效栽培?本期《农技课堂》将从黄精、玉竹产业发展现状,黄精高效种植技术,玉竹高效种植... 详细信息

1.课程介绍黄精属隶属于百合科,可供观赏用和药用,如黄精属的玉竹有养阴润燥、生津止渴之功,黄精有生津健脾、补精髓之功。黄精属植物如何进行生态高效栽培?本期《农技课堂》将从黄精、玉竹产业发展现状,黄精高效种植技术,玉竹高效种植技术3个方面进行讲解。请用手机扫描二维码观看视频。

关键词：养阴润燥黄精属玉竹课程介绍产业发展现状百合科

中国特有药用植物距药黄精的叶绿体全基因组解析及黄精属种间系统发育关系分析

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药学学报 2023年第11期58卷 3461-3472页

作者：程文萍赵霞李依民张岗颜永刚高静张明英陕西中医药大学药学院陕西省秦岭中草药应用开发工程技术研究中心陕西西安712046 陕西中医药大学陕西省中医药管理局“秦药”研发重点实验室陕西西安712046

距药黄精Polygonatum franchetii Hua为黄精属Polygonatum Mill.中国特有药用植物。本研究利用DNBSEQ-T7高通量测序平台测序获得距药黄精2个分别来自不同产地个体的叶绿体全基因组序列,完成组装注释和特征解析,并将其与同属已发表植物... 详细信息

距药黄精Polygonatum franchetii Hua为黄精属Polygonatum Mill.中国特有药用植物。本研究利用DNBSEQ-T7高通量测序平台测序获得距药黄精2个分别来自不同产地个体的叶绿体全基因组序列,完成组装注释和特征解析,并将其与同属已发表植物叶绿体全基因组进行了比较和系统发育分析。距药黄精2个个体叶绿体全基因组长度分别为155942和155962 bp,各包含一个大单拷贝区(large single copy,LSC;84670、84722 bp),一个小单拷贝区(small single copy,SSC;18564、18566 bp)和一对反向重复区(inverted repeats,IRa/IRb;26354、26337 bp);两者均编码113个基因,包括79个蛋白编码基因、30个tRNA基因和4个rRNA基因。基因组比较分析结果表明,距药黄精同种2个个体间及黄精属不同种间叶绿体全基因组序列长度、GC(guanine and cytosine)含量、基因组成及排列顺序均高度保守,所包含的重复序列类型及分布位置亦较为一致,IRs区未发生明显的扩张或收缩。距药黄精2个个体间叶绿体基因组序列的变异小于不同种间,种内、种间编码基因序列变异均小于非编码基因序列,IRs区序列变异均小于LSC、SSC区;共筛选到8条核苷酸多样性较高的种间高变异序列,分别位于LSC和SSC区。系统发育分析结果显示,黄精属所有物种以100%的支持率构成一个单系,属内轮叶组单独构成一支,黄精组和互叶组构成姐妹分支,距药黄精2个个体聚为一支,位于轮叶组内,与狭叶黄精P.stenophyllum Maxim.亲缘关系最近。本研究对距药黄精叶绿体全基因组进行了全面解析并基于叶绿体系统发育基因组学分析阐明了其在黄精属的系统发育位置,研究结果将为距药黄精的资源开发利用及黄精属药用植物种间分子鉴定、系统发育等研究提供基础。

关键词：黄精属距药黄精叶绿体全基因组系统发育序列变异

基于通用DNA条形码序列的黄精属药用植物分子鉴定

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中草药 2023年第1期54卷 235-244页

作者：张明英李依民程文萍高静颜永刚杨琳胡锦航张岗陕西中医药大学药学院陕西省秦岭中草药应用开发工程技术研究中心陕西西安712046 陕西中医药大学陕西省中药资源产业化协同创新中心陕西咸阳712083 陕西中医药大学陕西省中医药管理局“秦药”研发重点实验室陕西西安712046

目的分析4个通用植物DNA条形码序列(trn H-psb A、mat K、rbc L和ITS2)及其组合对黄精属药用植物的物种鉴定分辨率,挖掘适用于黄精属种间鉴定的高分辨率分子标记。方法以《中国药典》2020年版中收录的黄精属药用植物黄精Polygonatum s... 详细信息

目的分析4个通用植物DNA条形码序列(trn H-psb A、mat K、rbc L和ITS2)及其组合对黄精属药用植物的物种鉴定分辨率,挖掘适用于黄精属种间鉴定的高分辨率分子标记。方法以《中国药典》2020年版中收录的黄精属药用植物黄精Polygonatum sibiricum、滇黄精P. kingianum、多花黄精P. cyrtonema、玉竹P. odorati及其地方常见同属替代品、混伪品共12种79个野生个体为对象,将4个通用DNA条形码序列独立、联合分析,评估其种间、种内变异情况,并分别基于建树法(tree-based method)和PWG距离法(PWG-distance method)评估不同条形码及其组合的物种鉴定分辨率。结果 ITS2序列扩增成功率低,trn H-psb A、mat K、rbc L序列的引物在黄精属植物中通用性较好;3组叶绿体序列的种间变异依次为mat K>trn H-psb A>rbc L,种内变异差异不显著,种间、种内遗传距离无明显的Barcoding gap;各条形码独立及联合分析的物种鉴定分辨率普遍偏低,其中,组合条形码trn H-psb A+mat K+rbc L在建树法分析中的分辨率最高,为25%,trn H-psb A+rbc L在距离法分析中的分辨率最高,为50%。结论 4个通用DNA条形码序列及其组合都并非黄精属药用植物不同种间有效区分鉴定的理想分子标记,但多序列联合分析能在一定程度上提高物种鉴定成功率。

关键词：黄精属 DNA条形码药用植物物种鉴定黄精滇黄精多花黄精玉竹

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4种黄精属植物的基因组大小比较分析

森林与环境学报 2022年第2期42卷 193-198页

作者：张苏炯叶碧欢陈友吾沈建军朱杰丽李海波磐安县中药产业发展促进中心浙江磐安322300 浙江省林业科学研究院浙江杭州310023

为丰富黄精属(Polygonatum Mill.)植物的基因组大小数据,基于流式细胞术对源自不同产地的收录于药典的4种黄精属植物:滇黄精(P.kingianum)、黄精(P.sibiricum)、多花黄精(P.cyrtonema)和玉竹(P.odoratum)进行倍性检测和基因组大小估测... 详细信息

为丰富黄精属(Polygonatum Mill.)植物的基因组大小数据,基于流式细胞术对源自不同产地的收录于药典的4种黄精属植物:滇黄精(P.kingianum)、黄精(P.sibiricum)、多花黄精(P.cyrtonema)和玉竹(P.odoratum)进行倍性检测和基因组大小估测。结果表明,毛竹(Phyllostachys pubescens)可作为分析黄精属植物基因组大小估测的合适内标;对于二倍体的4种黄精属植物,玉竹与滇黄精的基因组大小较为接近,玉竹为13 829~14 083 Mb,滇黄精为13 780 Mb;黄精的基因组略小,为12 792~13 516 Mb;多花黄精的基因组最小,为9 311 Mb。三倍体多花黄精的基因组大小为11 032~11 267 Mb,是二倍体植株的1.2倍。四倍体滇黄精的基因组大小为12 088~12 411 Mb,是二倍体植株的89%。本研究增补了黄精属植物的基因组大小数据,研究结果为黄精属植物后续的基因组学、物种分类以及种群进化研究提供基础参考数据。

关键词：黄精属滇黄精黄精多花黄精玉竹基因组

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黄精属植物化学成分的比较研究

黄精属植物化学成分的比较研究

作者：张凯北京协和医学院

学位级别：硕士

中药黄精、玉竹为2种传统药食同源药材,均来源于黄精属,以根状茎入药。在传统医学中,中药黄精可补气养阴,健脾、润肺、益肾;中药玉竹可养阴润燥,生津止渴[1]。现代药理研究表明,中药黄精、玉竹在降血糖、抗肿瘤、抗氧化、抗衰老、神经... 详细信息

中药黄精、玉竹为2种传统药食同源药材,均来源于黄精属,以根状茎入药。在传统医学中,中药黄精可补气养阴,健脾、润肺、益肾;中药玉竹可养阴润燥,生津止渴[1]。现代药理研究表明,中药黄精、玉竹在降血糖、抗肿瘤、抗氧化、抗衰老、神经保护及免疫增强等方面均具明显活性。现行《中华人民共和国药典》(2020 版·一部)收录滇黄精Polygonatum kingianum Coll.et Hemsl,、黄精Polygonatumsibiricum Red.、多花黄精Polygonatum cyrtonema Hua为中药黄精正品来源,玉竹Polygonatum odoratum(Mill.)Druce为中药玉竹正品来源[1]。然而在民间,黄精属多种植物的根状茎被当作黄精、玉竹药材使用,且黄精类、玉竹类药材存在混用。黄精属植物资源丰富,据《Flora of China》记载,该属植物全世界约有60种,我国有39种,其中20种为特有种[2]。黄精属植物属内变异幅度大,过渡种多样。黄精属丰富的植物资源,与属内较大幅度的变异,给该属植物资源的开发利用造成了极大阻碍。化学成分是植物资源开发利用的重要物质基础。但现行《中国药典》中黄精、玉竹的质量控制指标单一,仅以多糖含量为指标。且已报道的研究工作主要以药典收载品种为研究对象,以单体化合物分离及相关药理活性为主要研究内容。作为常用药食同源药材,其营养成分的相关研究不足;黄精属多个物种的化学背景几近空白,如滇黄精(白花)、热河黄精、狭叶黄精等。因此,对黄精属药食同源药材的食用价值进行研究,对黄精属不同物种的化学成分进行对比分析,对该属植物资源的开发利用具有重要意义。(1)本文通过测定黄精属药食同源药材的营养成分和主要生物活性物质含量对其食用价值进行评价。营养成分检测指标包括碳水化合物含量及组成、蛋白质含量和氨基酸组成、维生素和矿物质元素含量;生物活性物质检测指标包括多糖、甾体皂苷、黄酮和酚酸总含量。结果显示,黄精属药食同源药材均具碳水化合物营养价值高、氨基酸种类丰富,低淀粉、高谷氨酸、高VB6、高Fe、高Mn和高Mo的营养学特征,且含多糖、甾体皂苷等生物活性物质。黄精属药食同源药材是与大健康理念相契合的优质膳食原料,在食品开发领域具有巨大潜力。(2)本文通过化学成分含量测定、指纹图谱相似度评价及代谢组学化学计量学研究建立了黄精属4类15种化学成分含量检测的液相色谱方法,系统分析了黄精属植物化学成分的特点,并对14个不同物种化学成分差异进行了对比分析,为黄精属及属内物种的鉴定提供了科学依据。本文建立了黄精属植物4类15种化学成分的UPLC-PDA含量测定方法,检测对象包括三萜皂苷类成分:羟基积雪草苷、人参皂苷Rb1;甾体皂苷类成分:薯蓣皂苷、原薯蓣皂苷;木脂素类成分:(-)-丁香脂素;黄酮类成分:新甘草苷、新异甘草苷、刺甘草查尔酮、柚皮素、甲基麦冬二氢高异黄酮、2’,7-二羟基-3’,4’-二甲氧基异黄烷、柯伊利素、芹菜素-7-O-β-D-葡萄糖苷、山奈酚、芦丁。并成功地将该方法应用于黄精属玉竹、黄精、滇黄精(红花)、滇黄精(白花)、多花黄精、热河黄精、湖北黄精、长梗黄精、轮叶黄精、毛筒玉竹、卷叶黄精、五叶黄精、小玉竹、狭叶黄精14个物种的15种化学成分含量测定中。结果显示,除滇黄精(未测得木脂素类)外,黄精属植物均含有这4类化学成分,只是不同物种间所含化学成分的具体类别和含量存在差异。本文建立了黄精属植物指纹图谱,14个物种拥有16个共有峰,相似度为0.726～0.951。黄精属植物指纹图谱的建立不仅为黄精属的鉴定提供了新方法,而且为黄精属植物资源(特别是非药典种)的充分开发利用提供了科学依据。本文建立了黄精属玉竹、黄精、多花黄精、滇黄精(红花)、滇黄精(白花)、热河黄精、湖北黄精、长梗黄精8个物种的指纹图谱。8个物种不同产地的样品标定的共有峰数量分别为19、19、19、21、21、32、24、21,相似度分别为0.720～0.937、0.671～0.974、0.805～0.978、0.793～0.963、0.907～0.958、0.559～0.993、0.693～0.949、0.889～0.986。同一物种不同产地样品的指纹图谱相似度与样品的资源类型、产地、生长环境等密切相关,因此,属内不同物种指纹图谱的建立不仅为黄精属内物种的鉴定提供了新方法,而且为科学评价该物种样品质量提供了新方法。本文采用代谢组学技术,系统分析了黄精属14个物种的化学成分,填补了热河黄精、毛筒玉竹、小玉竹、狭叶黄精、五叶黄精等物种的化学背景空白,同时对黄精属植物资源的开发利用具有重要参考意义。在黄精属14个物种中初步鉴定出135个化学成分,包括甾体皂苷类、黄酮类、生物碱类、香豆素及木脂素类、萜类及其他类型化合物。其中甾体皂苷类成分45个,黄酮类成分47个,生物碱类成分9个,香豆素及木脂素类成分3个,萜类4个及脂肪酸及其衍生物

关键词：黄精属药食同源食用价值含量测定指纹图谱代谢组学

黄精属叶绿体基因组学比较分析及其系统发育研究

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黄精属叶绿体基因组学比较分析及其系统发育研究

作者：石乃星云南农业大学

学位级别：硕士

黄精属(Polygonatum Miller.)属于天门冬科(Asparagaceae Juss.)假叶树亚科(Nolinoideae)黄精族(Polygonateae),多年生草本药用与观赏植物,有着巨大的开发利用价值与经济效益。本属广布在北半球温带地区,目前已知物种大约有60种,其中东... 详细信息

黄精属(Polygonatum Miller.)属于天门冬科(Asparagaceae Juss.)假叶树亚科(Nolinoideae)黄精族(Polygonateae),多年生草本药用与观赏植物,有着巨大的开发利用价值与经济效益。本属广布在北半球温带地区,目前已知物种大约有60种,其中东亚约有50种,欧洲5种,北美3种。中国地区分布的黄精属植物有39种,其中20种为中国所特有。黄精属物种之间形态特征相似,种间界定不明,系统发育尚有争议,导致了在生产生活中产生了人工栽培种质混乱与黄精属药材混伪的问题,影响了黄精属植物资源保护、开发与利用。通过高通量测序手段对黄精属叶绿体全基因组重测序,而后进行组装、注释。结合Gen Bank数据库已有数据,系统研究黄精属叶绿体基因组的基本特征,并比较了不同物种叶绿体基因组之间的差异,重建该属系统发育关系。此外,还估算黄精属的分化时间与重建黄精属植物的祖先分布区,进一步解释了黄精属的起源及现代分布格局的成因,主要的研究结果和结论如下:1.本实验室结合NCBI数据库共获得了79条完整的黄精属叶绿体基因组序列。研究的黄精属叶绿体基因组具有典型的环状双链四分体结构,大小在154,564–156,029 bp之间,GC含量上下限在37.6–37.8%。本研究的黄精属叶绿体基因组均含有132个基因,其中编码蛋白基因86个,t RNA基因38个和r RNA基因8个。交界区情况分析表明,黄精(Polygonatum sibiricum)交界区不同于黄精属其他物种。共线性分析表明黄精属叶绿体基因组未出现倒位和基因重排现象。总之,黄精属叶绿体基因组在基因大小、含量、内容、顺序等方面基本一致,表现相对保守。2.mVISTA与DNAsp展示黄精属叶绿体基因组序列分化程度,具体表现在:基因间隔区分化速率高于基因编码区;重复区(IRs)较为保守,大单拷贝区(LSC)和小单拷贝区(SSC)的基因分化较快,筛选的高变区片段可用于后续黄精属DNA条形码及群体遗传学研究。3.黄精属叶绿体基因组蛋白编码基因编码密码子组成相似,RSCU值也无太大差异,绝大多数偏好密码子主要以A/T(U)结尾,这意味着密码子偏好性主要受到选择因素的影响,而非突变。4.黄精属叶绿体基因组均含有丰富的简单重复序列。黄精属叶绿体基因组检测的简单重复序列(SSR)位点以单核苷酸重复数量最多,其次依次是二核苷酸重复、四核苷酸重复、三核苷酸重复以及五核苷酸重复,但唯有多花黄精(Polygonatum cyrtonema)与金寨黄精(Polygonatum jinzhaiense)有六核苷酸重复。5.利用黄精族42个物种叶绿体全基因组序列数据进行系统发育分析,构建的最大似然法(ML)与贝叶斯法(BI)建树的拓扑结构基本一致。黄精属聚为三大枝(sect.Polygonatum、sect.Verticillata、sect.Sibirica);互卷黄精(Polygonatum alternicirrhosum)与异黄精属(Heteropolygonatum)聚在一支,与传统分类学有差异;黄精属内种间关系上,玉竹(Polygonatum odoratum)、多花黄精(P.cyrtonema)、轮叶黄精(Polygonatum verticillatum)、卷叶黄精(Polygonatum cirrhifolium)、湖北黄精(Polygonatum zanlanscianense)各自作为一个单系未得到支持。药典规定的黄精属基源植物能够与混伪品分开;依据黄精属与异黄精属的标定的分化时间估算以及黄精属祖先分布区重建得出,黄精属起源于喜马拉雅与中国西南地区,属内种间分化最早于中新世中期,上新世干旱带重现导致黄精属南北分化,黄精属的洲际传播与交流出现在上新世。

关键词：黄精属叶绿体基因组比较基因组学系统发育基因组学物种起源与分化

DNA条形码在黄精属药用植物鉴定与遗传多样性分析中的应用

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植物科学学报 2022年第4期40卷 533-543页

作者：龙炳宏蒋向辉宋荣李胜华肖龙骞易自力佘朝文湖南农业大学生物科学技术学院长沙410128 怀化学院民族药用植物资源研究与利用湖南省重点实验室湖南怀化418000 湖南工业大学生命科学与化学学院湖南株洲412007 湖南省农业科学院农业环境生态研究所长沙410125

黄精属(Polygonatum)的许多物种具有重要的药用价值,但目前缺乏能够准确、高效地鉴定黄精属药用植物的DNA条形码。本研究通过对ITS、trnK-matK、rbcL、psbA-trnH和psbK-psbI序列进行扩增和测序,并从ITS序列中提取ITS2序列,共获得黄精属... 详细信息

黄精属(Polygonatum)的许多物种具有重要的药用价值,但目前缺乏能够准确、高效地鉴定黄精属药用植物的DNA条形码。本研究通过对ITS、trnK-matK、rbcL、psbA-trnH和psbK-psbI序列进行扩增和测序,并从ITS序列中提取ITS2序列,共获得黄精属7个药用物种23份样品的138条序列。进一步比较6个DNA条形码对黄精属药用植物的鉴定效率,并验证所筛选条形码的可靠性。结果显示:trnK-matK的种内和种间变异重合少且有较明显的条形码间隙,其他5个序列的种内和种间变异重合多且无条形码间隙;BLAST结果表明trnK-matK的鉴定效率最高(85.7%),系统发育树显示trnK-matK的鉴定能力最强,能将全部12个多花黄精样品聚在一支,并能区分黄精、滇黄精、玉竹、点花黄精和湖北黄精;AMOVA分析结果揭示trnK-matK的群体遗传分化指数(F_(st))最高,适用于区分黄精属物种间差异。因此,trnK-matK最适用于黄精属药用植物的分子鉴定。

关键词：黄精属 DNA条形码遗传多样性 ITS matK rbcL psbA-trnH psbK-psbI

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不同花色黄精属植物光合特性研究

中药材 2022年第8期45卷 1812-1817页

作者：武建林肖靖秀肖良俊云南农业大学云南昆明650500 云南省林业和草原科学院云南昆明650201

目的:黄精属植物具有较高的药用价值,研究4种不同花色黄精属植物资源之间的光合特性差异,为评价不同类型种质资源、科学选种及栽培提供参考依据。方法:利用Li-6400便携式光合仪对不同花色类型的黄精属植物进行光合生理特性的测定,同时... 详细信息

目的:黄精属植物具有较高的药用价值,研究4种不同花色黄精属植物资源之间的光合特性差异,为评价不同类型种质资源、科学选种及栽培提供参考依据。方法:利用Li-6400便携式光合仪对不同花色类型的黄精属植物进行光合生理特性的测定,同时测定叶片叶绿素含量、黄精农艺性状及多糖含量。结果:不同花色黄精属植物间的叶片总叶绿素含量均存在显著差异,表现为资源2(黄绿色)>资源1(白色)>资源3(橘红色)>资源4(黄白色);同时光合速率也存在显著差异,全天平均净光合速率表现为资源3>资源1>资源4>资源2,依次为5.61、5.36、5.30、4.37μmol/(m^(2)·s)。资源3的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度日变化呈双峰曲线,其余3个资源均呈单峰曲线。不同花色黄精属植物资源的胞间CO_(2)浓度日变化曲线相同,在14∶00达到最低值;4种黄精属植物资源的农艺性状(株高、地径)、折干率、多糖含量间均存在差异,资源1的株高显著高于其余3个资源,资源4的株高最低。资源1和资源3的地径显著高于其余2个资源,资源4的地径最低。资源1和资源3的单株块茎鲜重显著高于其余2个资源,资源4的单株块茎鲜重最低。资源2的多糖含量显著低于其他资源,其他资源间无显著差异,不同资源间的折干率差异显著,表现为资源4>资源2>资源3>资源1。结论:不同花色类型黄精属植物资源的光合生理特性有一定的差异,为不同类型种质资源的栽培和育种提供参考。

关键词：黄精属净光合速率蒸腾速率多糖农艺性状

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11种黄精属植物根和根状茎显微结构的比较

经济林研究 2023年第2期41卷 214-222页

作者：宋思情马英姿宋荣严蓓周伊韵胡政辉中南林业科技大学湖南长沙410004 湖南省农业环境生态研究所湖南长沙410000 湖南农业大学湖南长沙410128 湖南华夏湘众药业饮片有限公司湖南郴州423600 桃江县三堂街镇农业综合服务中心湖南益阳413411

【目的】为了丰富黄精属植物结构学的研究材料,从而为该属植物的种间鉴别和栽培管理提供参考依据。【方法】以滇黄精、湖北黄精、川黄精(大叶黄精)、多花黄精、点花黄精、独花黄精、轮叶黄精、热河黄精、黄精、长梗黄精、卷叶黄精这11... 详细信息

【目的】为了丰富黄精属植物结构学的研究材料,从而为该属植物的种间鉴别和栽培管理提供参考依据。【方法】以滇黄精、湖北黄精、川黄精(大叶黄精)、多花黄精、点花黄精、独花黄精、轮叶黄精、热河黄精、黄精、长梗黄精、卷叶黄精这11种黄精属植物的根和根状茎为研究对象,采用石蜡切片技术,利用光学显微镜观察其解剖结构,比较分析其根维管束、根状茎维管束及黏液细胞等的形态特征和数量特征。【结果】黄精属不同植物根的维管束均为多原型辐射维管束,但其各个结构参数均存在差异,其中轮叶黄精根的直径、维管束直径、后生木质部导管直径等均小于其他黄精属植物的对应结构参数,川黄精根的直径、维管束直径均最大;黄精属植物根状茎维管束的类型多为外韧型,偶有周木型,而点花黄精维管束的类型则以周木型为主;11种黄精根状茎中均有黏液细胞的分布,但其分布位置、细胞大小不一,且黏液细胞中还有草酸钙针晶束的存在;不同种黄精根状茎中维管束大小及类型的差异均较大,同一种黄精的维管束大小也存在差异。【结论】11种黄精属植物的根维管束的数量、大小和木质部结构、根状茎中黏液细胞的数量与分布及维管束类型等均有较大差异,均可作为该属植物种间鉴别和分类的重要依据。

关键词：黄精属根根状茎黏液细胞解剖学