全 文 ：河北科技师范学院学报　第 24卷第 3期 , 2010年 9月
JournalofHebeiNormalUniversityofScience＆TechnologyVol.24No.3 September2010
天女木兰营养器官的解剖观察
孟宪东 1 ,秘树青 2 ,于秀敏 1 ,龙　茹1 ,张风娟1 ,
王子华 1 ,郭学民 1 ,徐兴友 1＊
(1河北科技师范学院野生植物资源应用研究所 , 河北 秦皇岛 , 066600;2廊坊师范学院生命科学学院)
摘要:采用光学显微镜对天女木兰营养器官的石蜡切片进行了观察。解剖结构如下:根的初生木质部是四原
型 , 内皮层无明显凯氏带;次生木质部维管射线不明显。茎表皮具腺毛 , 皮层有油细胞分布 , 茎的初生结构维
管束排列紧密 , 无明显髓射线;茎的次生结构中 ,木栓形成层起源于皮层细胞 , 具皮层维管束 ,木质部内侧导管
具明显复穿孔 , 髓细胞内含有大量晶簇和少量单晶。叶为异面叶 , 表皮具表皮毛和腺毛;栅栏组织细胞长方
形 , 排列紧密 ,海绵组织不规则 , 具大的胞间隙;叶肉中具油细胞;叶主脉维管束呈环状排列 , 共 8束 ,主脉维管
束包围的薄壁细胞中含有大量晶簇和少量单晶。
关键词:天女木兰;营养器官;解剖观察
中图分类号:Q949.747.105　　　文献标志码:A　　　文章编号:1672-7983(2010)03-0059-05
天女木兰(MagnoliaSieboldiK.Koch),又称天女花 、小花木兰 ,属木兰科(Magnoliaceae)木兰属
(Magnolia),为落叶小乔木 ,是一种古生树种 [ 1] ,被列为国家三级重点保护的珍稀濒危植物 。它间断分
布于我国河北 、辽宁东部 、安徽 、江西等少数几个省区以及日本和朝鲜。天女木兰花大洁白 ,芬芳高雅 ,
早为日本等国竟相引种为观赏树种 ,用于庭院绿化 ,而我国目前栽培的较少 ,尚处于自然深山野林之中。
目前仅见到天女木兰资源调查 、生物学特性 、繁殖方法和天女木兰油分析鉴定等方面的报道 [ 1 ～ 10] ,笔者
对天女木兰营养器官的解剖构造进行了比较系统的研究 ,旨在为天女木兰的开发利用和资源保护提供
解剖学依据 。
1　材料和方法
试材取自河北省青龙县老岭自然保护区的天女木兰园 。在天女木兰营养生长期间 ,取正常生长的
根 、茎和叶 ,用 FAA固定 ,系列脱水 、透蜡和包埋 ,常规石蜡制片 ,切片厚度为 10 ～ 15μm,番红-亮绿双重
染色 ,加拿大树胶封片 ,显微摄影。
2　观察结果
2.1　根的初生构造
在横切面上 ,根的初生构造从外到内依次为表皮 、皮层和中柱(图版 1)。
2.1.1　表皮　表皮为 1层生活细胞 ,大小相近 、排列整齐紧密 ,多为方形或长方形 。许多表皮细胞向外
突起形成根毛 ,根毛含有细胞质和细胞核 ,壁很薄。
2.1.2　皮层　皮层不发达 ,由 7 ～ 8层薄壁细胞组成 。外皮层 2 ～ 3层 ,细胞呈方形或多边形 ,排列紧
密;皮层薄壁细胞 4 ～ 5层 ,为多边形 ,排列疏松 ,有胞间隙 。外皮层细胞与皮层薄壁细胞大小接近。内
皮层为 1层较小的多边形细胞 ,排列整齐紧密 ,无明显凯氏带 。
2.1.3　中柱　中柱由中柱鞘 、初生木质部和初生韧皮部组成 。中柱鞘为 1层小型薄壁细胞 ,细胞质浓
厚 ,排列整齐 。初生木质部和初生韧皮部相间排列 。初生木质部为四原型 ,由大导管和小管胞组成 ,无
木纤维和木薄壁细胞 。初生韧皮部不太发达 ,由筛管 、伴胞和少量的薄壁细胞组成 。在初生木质部与
基金项目:河北省科技攻关计划项目(项目编号:3220206),河北省自然科学基金项目(项目编号:C2010001538), 河北省
教育厅资助项目(项目编号:2009438)。
＊通讯作者 , 男 ,教授 , 博士。主要研究方向:野生植物资源的保护与应用。 E-mail:xuxingyouzlj@yahoo.com.cn。
收稿日期:2010-09-01
初生韧皮部之间为 1 ～ 2层扁平但排列不规则的薄壁细胞 ,将来产生形成层。
2.2　根的次生构造
从横切面上看 ,从外到内依次由周皮 、次生韧皮部 、形成层 、次生木质部 、初生木质部组成(图版 2)。
2.2.1　周皮　周皮由木栓层 、木栓形成层和栓内层组成 ,细胞长方形 ,径向排列。木栓层细胞 3 ～ 5层 ,
细胞壁栓化 ,排列紧密 ,无胞间隙 ,被染成褐色;木栓形成层为 1层细胞 ,细胞质浓厚 、细胞核明显;栓内
层细胞 2 ～ 3层 ,比木栓形成层细胞略大。
2.2.2　次生韧皮部　次生韧皮部由筛管 、伴胞 、韧皮纤维和韧皮薄壁细胞组成。外侧为 1 ～ 2层韧皮纤
维 ,染色较深;内侧韧皮薄壁细胞发达 ,方形或多边形。筛管与韧皮薄壁细胞不易区分 ,伴胞为方形的小
细胞。韧皮射线不明显。
2.2.3　维管形成层　维管形成层区由 2 ～ 3层扁长方形细胞组成。细胞径向排列成行 ,向内向外产生
根的次生构造。
2.2.4　次生木质部　次生木质部由导管 、管胞 、木纤维和木薄壁细胞组成。导管是一些口径大 、被染成
红色死细胞 。导管之间口径较小的为管胞 、木纤维和木薄壁细胞 。木射线不明显 。次生木质部内侧为
初生木质部 ,由导管和管胞构成 。
2.3　茎的初生构造
天女木兰初生茎横切面为圆形 ,由表皮 、皮层和中柱组成(图版 3)。
2.3.1　表皮　表皮由 1层生活细胞组成 ,呈半圆形或长椭圆形 ,细胞核位于细胞边缘 ,无叶绿体 ,外壁
角化 ,具连续的角质层 。有的细胞向外突出 ,形成 2 ～ 3个细胞组成的腺毛 ,其顶端细胞膨大 ,细胞质浓
厚 ,具较大的细胞核。
2.3.2　皮层　皮层外侧为 4 ～ 6层细胞构成的厚角组织。细胞较小 ,呈多边形 ,排列紧密 ,无胞间隙 ,具
叶绿体 。皮层薄壁细胞 7 ～ 10层 ,细胞较大 ,呈多边形 ,排列疏松 ,细胞核明显 ,有的具双核 。皮层内常
具大型油细胞 ,近圆形 ,染色较深。
2.3.3　中柱　由维管束 、髓射线和髓组成 。维管束为外韧维管束 ,呈环状排列。初生韧皮部由筛管 、伴
胞 、韧皮纤维和韧皮薄壁细胞组成。初生韧皮纤维排列在外侧 ,非常发达 ,呈簇状排列。束中形成层细
胞为 1层壁薄细胞 ,呈扁平状 ,夹在初生韧皮部和初生木质部之间。初生木质部由导管 、管胞和木薄壁
细胞组成。原生木质部导管口径小 ,染色深;后生木质部导管口径大 ,染色浅 。导管呈多边形 ,排列成
行 ,髓射线不明显 。髓位于茎的中央 ,占茎横切面面积的 40.9% ～ 49.6%,由多边形或椭圆形的大型薄
壁细胞组成 ,排列疏松 ,具有胞间隙 ,细胞内含有少量单晶和晶簇。
2.4　茎的次生构造
从横切面上看 ,由外向内依次为周皮 、皮层 、次生韧皮部 、维管形成层 、次生木质部和髓(图版 4)。
2.4.1　周皮和皮层　木栓形成层起源于紧贴表皮的一层外皮层细胞 ,通过平周分裂 ,形成 6 ～ 7层细胞
组成的周皮 ,周皮上有皮孔和残留的表皮层细胞。木栓层 3 ～ 4层 ,径向排列 ,内外切向壁平行 ,径向壁
波浪状;木栓形成层为 1层 ,扁长方形或扁椭圆形;栓内层 1 ～ 2层 ,细胞椭圆形 ,比木栓形成层细胞略
大 。周皮以内皮层细胞有两种类型:靠近周皮有几层厚角细胞;其内侧为皮层薄壁细胞 ,细胞染色很深 ,
含丰富的贮藏物质 ,椭圆形或长方形 ,排列疏松 ,有大的胞间隙。皮层内具皮层维管束 ,有大型油细胞分
布(图版 5)。
2.4.2　次生韧皮部　由筛管 、伴胞 、韧皮纤维 、韧皮薄壁细胞和韧皮射线组成 。韧皮纤维成簇存在于次
生韧皮部的外缘 ,细胞近圆形 ,壁极厚且木化。筛管与韧皮薄壁细胞为多边形 ,不易区分;伴胞三角形或
长方形 。韧皮射线不明显 。
2.4.3　维管形成层　维管形成层由 4 ～ 5层扁长方形细胞组成 ,排列成整齐的径向行列 。
2.4.4　次生木质部　由导管 、管胞 、木纤维 、木薄壁细胞和木射线组成。导管呈椭圆形或方形 ,多径向成
串排列;内侧导管具明显的不规则复穿孔;管胞和木纤维不发达。木薄壁细胞与木射线不明显(图版 6)。
2.4.5　髓　在横切面上所占比例比初生构造稍小 ,细胞内含大量晶簇及少量方形单晶 ,其它同初生构造。
60 河北科技师范学院学报　　　　　　　　　　　　　　　　　　24卷　
2.5　叶的构造
天女木兰为单叶互生 ,宽椭圆形或宽倒卵状椭圆形 ,长 6 ～ 15cm,宽 4 ～ 10cm,先端有短突尖 ,基部
圆形或宽楔形 ,全缘。叶片横切面由表皮 、叶肉和叶脉 3部分组成 。
2.5.1　表皮　叶上下表皮均为 1层生活细胞 ,其细胞形态 、大小差异较大 。上表皮细胞为方形或长方
形 ,细胞排列紧密 、整齐 ,含有晶簇 ,有角质层 ,细胞核明显;具有单列多细胞型腺毛;下表皮细胞较小 ,长
方形或长椭圆形 ,有些具单细胞型腺毛或单列多细胞型腺毛(图版 7)。
2.5.2　叶肉　叶肉是位于上下表皮之间的同化组织 ,有栅栏组织和海绵组织的分化 ,但界限不明显 ,二
者比例约为 1∶1。靠近上表皮的栅栏组织由 2 ～ 3层长方形细胞组成 ,细胞排列紧密 、整齐 ,长轴与上表
皮细胞垂直 ,含丰富的叶绿体。靠近下表皮的海绵组织细胞形状不规则 ,排列疏松 ,胞间隙较大 ,叶绿体
较少 ,含有大量晶簇和少量单晶 。
叶肉组织中有油细胞和分泌腔 ,它们属于分泌结构 。油细胞均匀散布于整个叶肉组织中 ,细胞相对
较大 ,圆形或椭圆形 ,细胞壁染色较深 。分泌腔横切面呈圆形 ,腔内可分泌天女木兰油(图版 8)。
2.5.3　叶脉　叶脉是叶片中的维管组织 ,主脉比较粗大 ,向下突出 ,由表皮 、厚角组织 、薄壁组织及维管
束等组成。有些表皮细胞向外突出形成单细胞腺毛 ,厚角组织细胞 1 ～ 2层。维管束呈环状排列 ,束数
为 8 ,两两靠合或单个分离 ,外韧型 ,维管形成层不明显 。每束靠近中心的木质部导管口径较小 ,向外依
次增大 ,近似于茎初生木质部的排列方式 。韧皮部细胞较小 ,呈多边形。维管束之间被 2 ～ 4列薄壁细
胞隔开 。环状维管束内方是由大型薄壁细胞组成的类似髓的结构 ,细胞中含有大量晶簇和少量方形单
晶(图版 9,图版 10)。
3　结论与讨论
无论是在天女木兰根的初生构造中 ,还是在次生构造中 ,导管数量都很多 ,管径都较大 ,纵向输导系
统发达 。初生构造中 ,表皮细胞与外皮层细胞大小相近 ,皮层薄 ,内皮层无明显凯氏带。初生木质部为
不典型四原型。次生构造中具有明显染色较深 、呈环状排列的韧皮纤维;韧皮薄壁细胞发达 ,木射线和
韧皮射线均不明显。
天女木兰的茎表皮具腺毛 ,周皮发达 ,木栓形成层起源于皮层细胞 ,与周守标等 [ 5]对几种木兰科植
物的研究结果相同。皮层贮藏物质丰富 ,散布有油细胞 ,胞间隙发达 ,具皮层维管束;韧皮纤维发达 ,簇
生;木质部内侧导管具明显的不规则复穿孔 ,不同于木兰属大部分植物的梯状穿孔板 [ 6] 。髓射线不明
显 ,髓细胞内含有晶簇 。
叶为异面叶 ,上下表皮均具单细胞型腺毛或单列多细胞型腺毛;栅栏组织细胞长方形 ,排列紧密 ,海绵
组织具大的胞间隙 ,叶肉中具油细胞;叶片中脉维管束呈环状排列 ,维管束数目为 8,这与陆静梅等[ 10]的叶
主脉维管束只一枚的结论不一致;表皮 、海绵组织和主脉的薄壁细胞中均含有大量晶簇和少量单晶。
天女木兰木质部导管有复穿孔 、叶脉维管束呈环状排列等特点 ,这显示了该物种的古老性和原始性。
老岭自然保护区的天女木兰 ,多生长在千米以上石缝中或岩石上 ,土层很薄 ,土壤干旱 ,年平均气温
较低 ,生活环境恶劣。根皮层薄 ,水在根中横向运输的距离短 ,能够及时将根毛和表皮细胞吸收的水分
运输到纵向输导系统 ,根中发达的纵向系统也能及时地将水分输送到地上部分 ,满足植物蒸腾作用和光
合作用等生理过程对水分的需要。茎和叶腺毛的分泌物 、油细胞和分泌腔产生的天女木兰油可能对于
病虫害具有一定的抑制作用 ,根茎次生结构中发达的韧皮纤维有利于植株抵御大风的袭击 ,茎和叶细胞
中大量晶簇和单晶能减弱代谢中产生的或从外界吸收的有毒物质对植物的伤害 ,茎和叶的表皮毛能反
射高海拔地区强烈紫外线 ,减轻紫外线对植物的杀伤作用。这些都增强了天女木兰的抗逆能力 ,也说明
天女木兰的解剖结构与其生活环境是相适应的 。
参考文献:
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作者简介:孟宪东(1954-),男 ,实验师。主要研究方向:野生植物资源的分类。
(责任编辑:朱宝昌)
StudiesontheAnatomyoftheVegetativeOrganofMagnoliaSieboldi
MENGXian-dong1 , BIShu-qing2 , YUXiu-min1 , LONGRu1 ,
ZHANGFeng-juan1 , WANGZi-hua1 , GUOXue-min1 , XUXing-you1
(1InstituteofWildPlantResourcesApplication, HebeiNormalUniversityofScience＆Technology,
QinhuangdaoHebei, 066600;2ColegeofLifeSciences, LangfangNormalUniversity;China)
Abstract:TheparafinsectionsofthevegetativeorganofMagnoliaSieboldiwereobservedthroughopticalmi-
croscope.Theanatomicalstructureisasbelow:primaryxylemoftheprimarystructureofrootistetrarch, no
clearCasparianstripinendodermis.Thevascularrayisnotclearinthesecondarystructureoftheroot.In
stem, glandularhairsdistributeontheepidermisandoilcelsinthecortex.Inprimarystructureofstem, vascu-
larbundlescloselyarrange, noclearpithray.Inthesecondarystructureofthestem, phelogenoriginatesfrom
cortexcels, thevascularbundlesincortex, obviouscompoundperforationintheinnerofthevesselsofxylem,
quantitiesofdrusesandfewofsinglecrystalsinpithcel.Inleaf, glandularhairsandepidermichairsdistribute
ontheepidermisofbifacialleaves;Thequadratepalisadetissuecelcloselyarange, bigintercelularspacesin
theanomalyspongytissue, oilcelsinmesophyl.Thealeightvascularbundlesringinthemainvein, quantity
ofdrusesandfewofsinglecrystalsintheparenchymasurroundedbyvascularbundlesofmainvein.
Keywords:Magnoliasieboldi;vegetativeorgan;anatomicalstudies
62 河北科技师范学院学报　　　　　　　　　　　　　　　　　　24卷　
图版说明:图版 1, 根的初生构造(280×);图版 2,根的次生构造(260×);图版 3, 茎的初生构造(260×);图版 4, 茎的次
生构(240×);图版 5, 茎的次生构造 ,示周皮 、皮层 、皮层油细胞和皮层维管束(180×);图版 6, 茎的次生构造 , 示木质部
导管的复穿孔 、晶簇和单晶(280×);图版 7,叶片横切(局部),示腺毛 、表皮毛 、晶簇和单晶(320×);图版 8, 叶片横切 ,
示表皮 、栅栏组织 、海绵组织和油细胞(320×);图版 9, 叶片中脉横切 ,示维管束(200×);图版 10, 叶片主脉横切 ,示主脉
维管束所包围的薄壁细胞中的晶簇和单晶(260×)。
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