特色药用植物标本数字化建设与实践

刘翠晶 刘霞 林红梅 韩梅

摘 要：现有各级标本馆（室）馆藏植物标本的数字图像覆盖率颇高，在物种层面上，仅缺少少量稀有物种的数字图像资料。本文从地方高校的条件和特色出发，构设了药用植物标本数字化进一步建设的模式，并获得初步实践成果，为药用植物相关专业的教学工作提供支持。

关键词：中草药;数字图像;特色建设

植物标本是对植物的实体保存，是人们发现新物种和认识植物界的重要依据。据载全世界现有不同级别标本馆约3095家，累积馆藏3.8亿余份。其中，馆藏800万份标本的法国国家自然历史博物馆居首位;中国科学院植物研究所位居25位，馆藏265万份[1]。目前，各大型标本馆均已陆续配套数字标本馆，且数字化进程在不断地扩大中，以方便全世界植物爱好者和科研工作者的学习和使用。

就物种数量而言，全球约35万种，以全世界馆藏标本总数折合计算，标本已几乎覆盖至每个物种，包括各种药用植物[1]。可见，现阶段在物种水平上，各大型标本馆均能提供较为全面的植物数字图像。站在巨人的肩膀上，地方高校的植物标本馆（室）相应馆藏及数字化的建设应体现出地方特色，从为教学服务的角度出发，建设“深、精、特、专”的数字化药用植物标本馆（室），使学生在从事相关工作、研究中，能够对药用植物基源进行准确鉴定，为地方特色经济发展培养人才。

一、针对中草药生长特性，进行药用植物标本数字化的“纵深”建设与实践

在教学工作中，植物智（www.iplant.cn）等数据库中基本可检索到药用植物的数字图像，但无论是原植物数字照片，还是腊叶标本扫描图像，展示的是植物开花期或成熟期的图像。而根及根茎类药材，為多年生植物，药效成分的累积需要几年，甚至几十年的时间，地下部分的鉴别特征会发生一定的变化，教师在授课时不能仅使用植物在某个时期器官特征的资料，要求更深入的背景资料。吉林省道地药材细辛，本标本室现有完整腊叶标本3份（图1），是本专业已退休教师于90年代在吉林省不同地区采集并完成制作的，可见整个植株的形态特征，但不足以让学生理解细辛药材形成的过程，在后续标本数字化建设时，专业教师增加了不同年生、同一生育期细辛药材的数字图像（图2），及细辛药材在做货年（采收年）不同生育期的数字图像，启发学生观察药用植物生长过程的动态变化，使学生首先在课堂上就能较为深入地认知这个过程，并留下深刻的印象。

二、针对环境对中草药生长的影响，进行药用植物标本数字化的“精准”建设与实践

植物与环境相互作用的过程中，通常在外部形态上有一定的表型变化。东北道地药材人参，有野山参、林下参、园参等品类。在教学过程中，主要以人参为例，讲解五加科植物的特征。人参一年生植株为1片3小叶复叶（俗称三花）（图3-左1），二至多年生植株，均为5小叶掌状复叶，区别在于复叶叶片的数量，二年生1片（俗称巴掌）（图3-左2），三年生2片（俗称二甲子），四年生3片（俗称灯台），五年至多年生多为4-6片轮生的掌状复叶（图3-左5）。而数据显示，野生山参在1-5年内，均为幼苗期，多是3小叶，5-10年时为5小叶[2];而栽培的园参，在人工调控干预下，一年生植株中会偶见“巴掌”，三年生植株3-4片掌状复叶轮生的也较为常见（图3-左3）。人参地上部分通常为单一总叶柄（图3-右2），但偶见地上2-3总叶柄（图3-右1）。标本室现已拍摄长白山区多地不同年生栽培人参的数字图像，不仅有地上部分叶器官生长变化的数字图像，而且还有地下部分根及根茎特征的数字图像，可供相关课程教师使用。

三、针对地方高校地理位置优势，进行药用植物标本数字化的“独特”建设与实践

吉林农业大学位于吉林省长春市，向东有长白山区，向西有西部草原。长白山区道地药材如人参、西洋参、细辛、五味子、刺五加、关黄柏等;西部草原有甘草、黄芪、防风、远志、知母等[3]。虽然地理位置优越，交通便利，但财力、人力有限，无法对众多药用植物进行标本数字化的“精”“深”建设，所以专业教师准备针对东北关药进行分批建设，首选东部山区的人参、细辛，西部草原的甘草、防风。吉林省洮南、通榆县属于甘草药材的东草区，有适合甘草生长的沙壤土，其地上部分多群丛，地下部分是圆柱形的红棕色的甘草根[4]。专业教师在通榆县沙丘拍摄野生甘草药材，从地上部分特征到长达两米根部挖掘的视频，为学生展示甘草的生境条件、群丛特征、根部在沙土中生长的特点，可以弥补学生只能在教材或采集签上见到相关生境描写的缺憾，通过视觉的冲击力，让学生身临其境的学习。

四、针对专业特点，联合相关专业，进行药用植物标本数字化的“专项”建设与实践

北京中医药大学拥有一座综合性的中医药博物馆，面向全社会展出医书巨著、医药用具、各类中草药彩图等[5]。本学院相关专业有中草药栽培与鉴定专业、中药资源开发及利用专业、中药学专业，专业教师交叉授课，但药用植物标本和生药标本不在同一标本室，学生学习相关课程时只能分别认知一下，导致学生对知识的掌握有割离感，不易形成较完备的知识链条，需要相关专业教师根据专业特色联合起来，依托相关科研平台，合力合理地打造相对小型的有益课堂和实践教学的“专项”综合数字化资源数据库。如针对地区性药用植物资源普查项目，需要《药用植物资源学》提供调查区域药用植物的资源背景资料，需要《药用植物生态学》提供普查地区样方规划的整体方案，对样方内具体药用植物资源的鉴定需要强劲的中草药鉴定能力，同时，需要配套的电子设备的支持，GPS位置、影像资料拍摄等，后续多方数据汇总，形成药用植物基源鉴定—位置标定—药材鉴定—药材储备量摸底—种质资源保存—遗传样本保存等全方位数据库。

特色药用植物标本数字化建设不应再局限于各类标本的静态图像化、二维码化等层面，应向动态化、综合实践方向努力，通过主题设计，以特色地、精准地、深入地数字化药用植物标本资料为基础，整合一套数字化资源，为药用植物系列课程的“金课”打造提供强有力的支持。

参考文献：

[1]葛斌杰，严靖，杜诚，马金双.世界与中国植物标本馆概况简介[J].植物科学学报，2020，38（2）：288-292.

[2]李学军，张益武.野生人参的生长环境及形态特征[J].人参研究，2006，2：16.

[3]杨利民主编.吉林省中药材规范化种植与养殖关键技术研究[M].吉林科学技术出版社，2016.

[4]罗琳，张豆豆，李文斌，等.不同产地栽培甘草药用部位性状和质量的比较分析[J].中药材，2018，41（4）：829-833.

[5]北京中医药大学中医药博物馆概况.http：//bowuguan.bucm.edu.cn/bwggk/index.htm.

课题项目：吉林农业大学高等教育教学研究2017年度课题——中药材学院植物标本室数字化建设与管理（项目编号：2017XJZD46）;国家重点研发计划“中医药现代化研究”重点专项2019年度项目——高品质道地药材关防风、五味子和细辛规范化种植示范研究（项目编号：2019YFC1710700）

作者简介：刘翠晶（1977— ），女，吉林四平人，博士，讲师，研究方向：中草药原植物鉴定与分子生药学;刘霞（1965— ），女，吉林临江人，博士，副教授，研究方向：中草药栽培与鉴定;林红梅（1980— ），女，黑龙江佳木斯人，博士，副教授，研究方向：中草药栽培与鉴定;韩梅（1964— ），女，吉林长岭人，博士，教授，研究方向：中药资源。