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蕨類植物根莖外表通常為一列表皮，表皮下面有下皮層（Hypodermis），為數(shù)列厚壁細胞，內(nèi)部為薄壁細胞組成的基本組織。一般具網(wǎng)狀中柱（Dictyostele），因根莖葉隙的縱向延伸和互相重疊，將維管系統(tǒng)分割成束，橫切面觀可見斷續(xù)環(huán)狀排列的周韌型維管束，每一維管束外圍有內(nèi)皮層，網(wǎng)狀中柱的一個維管束又稱分體中柱（Meristele ）。分體中柱的形狀、數(shù)目和排列方式是鑒定品種的重要依據(jù)。在環(huán)列的分體中柱的外方，有葉跡維管束。如綿馬貫眾等。有的根莖具雙韌管狀中柱。木質(zhì)部排成環(huán)圈，其里外兩側(cè)均有韌皮部及內(nèi)皮層環(huán)，中央有髓部，如狗脊。

蕨類植物根莖的木質(zhì)部無導管而有管胞，管胞大多為梯紋。在基本組織的細胞間隙中，有的具間隙腺毛，如綿馬貫眾。

根莖類中藥的橫切面顯微鑒別，首先應根據(jù)維管束類型和排列形式，決定其為蕨類植物根莖，還是雙子葉植物或單子葉植物的根莖。根莖中常有分泌組織存在，如川芎、蒼術等有油室；石菖蒲、干姜等有油細胞。單子葉植物根莖中常有粘液細胞，其中常含草酸鈣針晶或針晶束，如半夏、白及等。厚壁組織也常有存在，是重要的鑒別特征之一，如蒼術的木栓層中有石細胞帶，黃連（味連）的皮層及中柱外方部位均有石細胞。多數(shù)根莖類中藥含有淀粉粒，有的含有菊糖而無淀粉粒，如蒼術等。