免费文献传递   相关文献

侧金盏花营养器官的解剖研究



全 文 :第 35 卷 第 7 期 高 师 理 科 学 刊 Vol. 35 No.7
2015 年 7 月 Journal of Science of Teachers′College and University Jul. 2015
文章编号:1007-9831(2015)07-0054-04
侧金盏花营养器官的解剖研究
任皓 1,杨洪升 1,张海军 1,张跃华 2,吴薇 1,李凤伟 1,马军 3,王长宝 1
(1. 佳木斯大学 生命科学学院,黑龙江 佳木斯 154007;2. 佳木斯大学 理学院,黑龙江 佳木斯 154007;
3. 哈尔滨师范大学 生命科学与技术学院,黑龙江 哈尔滨 150025)
摘要:对侧金盏花营养器官进行解剖观察,结果表明,(1)根部表皮细胞的外切向壁及径向壁呈
马蹄形栓质化加厚,维管柱内木质部脊数为 2~3 原型;(2)根状茎具有维管形成层,能进行微弱
的次生生长,皮层细胞含有丰富的淀粉颗粒;(3)茎的髓部为疏松的薄壁组织,维管束环形排列,
木质部呈“V”字形;(4)叶柄呈凹圆形,外皮层细胞富含碱性颗粒.
关键词:侧金盏花;营养器官;解剖结构
中图分类号:Q944.5 文献标识码:A doi:10.3969/j.issn.1007-9831.2015.07.016
Anatomic study on vegetative organs of Adonis amurensis
REN Hao1,YANG Hong-sheng1,ZHANG Hai-jun1,ZHANG Yue-hua2,
WU Wei1,LI Feng-wei1,MA Jun3,WANG Chang-bao1
(1. School of Life Science,Jiamusi University,Jiamusi 154007,China;2. School of Science,Jiamusi University,Jiamusi 154007,China;
3. School of Life Science and Technology,Harbin Normal University,Harbin 150025,China)
Abstract:Anatomic structure of vegetative organs of Adonis amurensis were studied,and the results showed that,
(1)the root epidermis cells have corktified suberisation outer tangential wall and radial walls,and vascular cylinder
has diarch or triarch xylem,(2)rhizome has vascular cambium and slight secondary growth,parenchyma cells have
rich starch grains,(3)stem pith is composed of spongy parenchyma,and a ring of vascular bundles have V-shaped
xylem,(4)saucer shaped petiole has basophilic granule in exdodermis cells.
Key words:Adonis amurensis;vegetative organs;anatomic structure
侧金盏花(Adonis amurensis Regel et Radde)是毛茛科(Ranunculaceae)侧金盏花属(Adonis L)多年
生草本植物,主产于中国东北林区,朝鲜、俄罗斯远东地区及日本也有分布[1].常见于山坡或山脚的灌木
丛间、阔叶林下以及林缘腐殖质较多的湿润土壤上.侧金盏花不仅是北方地区观赏价值较高的早春花卉,
同时也是国家药典收录的常规中药[2].近年来,关于侧金盏花的研究多集中在组织培养、园林栽培、药理
药效和生物学特性等方面,对其解剖结构的了解较少[3-7].本文通过对根、根状茎、地上茎及叶柄的解剖观
察,为进一步认识侧金盏花的结构特征及抗寒适应性提供科学资料.
1 材料与方法
实验材料采自黑龙江省桦川县老平岗林场(东经 130°41′,北纬 46°36′,海拔 127 m).选择早春处于

收稿日期:2015-04-26
基金项目:黑龙江省教育厅科学技术研究项目(12541808);黑龙江省大学生科技创新项目(201410222041);国家自然科学基金项目(81441132)
作者简介:任皓(1994-),男,黑龙江哈尔滨人,在读本科生.E-mail:chenmengyiqiu@163.com
通信作者:王长宝(1972-),男,江苏徐州人,讲师,博士,主要从事植物分类与资源学方面的研究.E-mail:wy985@aliyun.com
第 7 期 任皓,等:侧金盏花营养器官的解剖研究 55
花期植株的根、根状茎、地上茎和叶柄,分别用撕片法和常规石蜡切片法制作亚甲基蓝(0.1%)染色装片,
Olympus-BH 显微镜下观察、测量并拍照.滴加 0.1%碘化钾-碘溶液验证淀粉存在.导管分离用 Jeffrey 离
析液(10%铬酸∶10%硝酸=1∶1)在 40℃下处理 5 h.
2 实验结果
2.1 根的解剖结构
侧金盏花的根呈须根系状,是由根状茎产生的无分支肉质不定根,直径 0.8~1.5 mm,长度可达 20 cm.根
的横切面近圆形,无次生结构.表皮是 1 层排列紧密的方形细胞,外切向壁和径向壁呈马蹄形栓质化加厚,
黄褐色(见图 1A,D).皮层由 8~10 层薄壁细胞组成,占绝大部分体积,细胞大且排列疏松,滴加 0.1%KI-I
发现有淀粉粒存在(见图 1A,D).外皮层与皮层细胞大小相近,内皮层细胞体积较小且扁平,排列紧密
(见图 1B,C).维管柱所占比例较小,木质部脊数为三原型或二原型,外始式发育,原生木质部导管小
且在外侧,后生木质部导管大且排列在内侧.韧皮部与木质部相间排列,也是外始式发育(见图 1B,C).
图 1 侧金盏花营养器官解剖特征
注:A 为根横切;B 为根维管柱(三原型木质部);C 为根维管柱(二原型木质部);D 为根表皮与皮层;E 为根状茎横切;F 为根状茎皮层;G 为根
状茎表皮;H 为鳞叶外表皮;I 为茎横切;J 为茎表皮与皮层;K 为茎维管束;L 为导管;M 为叶柄横切;N 为叶柄表皮与皮层;O 为叶柄表皮;P 为
叶柄外皮层.En 为内皮层;Rt 为根; Ep 为表皮;Sa 为气孔器;Bw 为根表皮细胞外切向壁木栓化部分;Ct 为皮层;Nu 为细胞核;Ex 为外皮层;V
为维管束;Pi 为髓;Vc 为维管柱;Bg 为碱性颗粒;X 为木质部;Ph 为韧皮部;Ca 为形成层;Px 为原生木质部;Mx 为后生木质部;Pp 为原生韧皮
部;Mp 为后生韧皮部;He 为环纹导管;Sp 为单穿孔.
2.2 根状茎的解剖结构
侧金盏花的根状茎粗短,直径 3~4 mm,横切面呈椭圆形,有微弱的次生生长,由外到内依次为表皮、
皮层和维管柱三部分(见图 1E,F).表皮是一层紧密排列的砖形细胞,外切向壁加厚,无气孔和表皮毛
(见图 1F,G).皮层由 15~20 层扁平的薄壁细胞构成,厚度约 0.8~1 mm,细胞排列紧密,富含淀粉粒(见
图 1E,F).维管柱包括 5~6 个环状排列的外韧维管束和中央的髓部,一至多个不定根从维管形成层向外
56 高 师 理 科 学 刊 第 35 卷
产生(见图 1E,F).根状茎的外面常被有膜质的鳞叶,是发育初期芽鳞的残留,起到保护的功能(图 1H).
2.3 地上茎的解剖结构
侧金盏花地上茎是地下茎的延伸,处于花期的地上茎外观略呈紫红色,表面光滑,仅在顶部的花梗处
有表皮毛.从横切面看,无次生结构;最外侧是一层由方形细胞组成的表皮,无栓质化加厚;外皮层与表
皮细胞形态相似,皮层细胞约10~15层,排列较紧密,无明显内皮层;中央的髓部是排列疏松的薄壁组织;
15~20个维管束环状排列在髓部外侧(见图1I).地上茎的维管束呈“V”字形,内始式发育,原生木质部
导管小而位于内侧;后生木质部导管较大,位于外侧;导管类型为原始的螺纹导管,穿孔板为梯形或单穿
孔(见图1J~L).
2.4 叶柄的解剖结构
侧金盏花叶柄的结构与地上茎相似,由表皮、基本组织和维管柱三部分组成,一侧微凹.表皮细胞横
切面观呈方形,纵切面观呈砖形,有少量气孔零星分布其间(见图1M~O).外皮层细胞与表皮细胞形态相
近,1~2层,含有大量被亚甲基蓝染成浅蓝色或红色的圆球形碱性颗粒(见图1N,P).皮层细胞4~8层,
维管束5~7个分布其中,髓部是排列疏松的薄壁组织(见图1M,N).
3 讨论
Maxwell[8]43 根据毛茛科 13 属 30 种植物根部结构的研究,划分为次生构造不发达,次生构造发达和内皮
层细胞具垂周分裂能力,使原属于初生构造的内皮层具有保护内部次生构造能力三种类型.侧金盏花根的
次生结构不发达,但皮层组织占根部大部分体积,表皮外切向面及径向面栓质化加厚,对内部的维管组织
具有很好的保护功能.Metcalfe[9]等的研究认为,毛茛科植物根的初生木质部多为二原型,少数为四原型.陈
永喆[10]等的研究则认为,毛茛科不同种植物根中初生木质部脊数是不同的,也不稳定,即使在同一种内它
们的数目也可能存在变异,是一个不稳定的性状.本研究观察到侧金盏花根的木质部为三原型和二原型,
与刘娟[11]24 等报道一致.侧金盏花是早春先花后叶植物,花期生长所需的营养无法通过叶片光合作用获得.
对地下器官的解剖发现,根状茎及不定根具有较厚的皮层,细胞内富含淀粉颗粒,是侧金盏花早期生长所
需营养物质的主要来源.虽然侧金盏花的根状茎次生结构不发达,但具有明显的维管形成层,是根状茎增
粗和不定根产生的结构基础.
Maxwell[8]56 的研究认为,毛茛科植物茎的横切面上初生木质部导管分子通常呈“V”字形排列,中柱鞘
具有环状分布的厚壁组织等特征.宋萍[12]的研究发现,川陕金莲花、矮金莲花以及蜀侧金盏花茎中木质部
导管分子不呈“V”字形排列,也未发现明显的厚壁组织细胞.本实验在侧金盏花茎的木质部观察到明显
的“V”形结构,但未发现中柱鞘细胞的加厚现象.陈永喆[13-14]等对毛茛科导管分子及穿孔结构的研究认为,
侧金盏花属于较原始的导管类型,其穿孔类型包括单穿孔、梯形穿孔和买麻藤型穿孔.刘娟[11]25 等研究发现,
侧金盏花维管系统存在环纹导管和网纹导管.本研究在侧金盏花中观察到的导管均为较原始的环纹导管,
穿孔类型为原始的梯形穿孔或进化的单穿孔.
曲彦婷[15]对侧金盏花抗寒性的研究表明,低温胁迫后叶绿素含量降低,一方面可能是低温下叶绿素合
成受阻,另一方面也可能是低温加速了叶绿素的分解.侧金盏花的地上茎和叶柄在果期多为绿色,花期则
呈紫红色,是适应低温环境的表现.对解剖结构的观察证实,在它们的外皮层细胞发现了被亚甲基蓝染成
红色或蓝色的颗粒体.推测这些碱性颗粒与低温环境下维持细胞内正常代谢环境,避免植物体冻害有直接
关系.
参考文献:
[1] 中国科学院植物志编辑委员会.中国植物志(第 28 卷)[M].北京:科学出版社,1990:250-252
[2] 国家药典委员会.中华人民共和国药典(一部)[M].北京:人民卫生出版社,1977:237
[3] 李欢,肖筝,王本全,等.侧金盏花组织培养及无性系建立的研究[J].中国林副特产,2010(1):22-28
[4] 梁宇,朱俊义,肖智,等.侧金盏花花器官发育及在园林景观中应用[J].通化师范学院学报:自然科学版,2013,34
(6):58-60
[5] 傅翔,张汉明.侧金盏花属植物成分及药理研究进展[J].植物资源与环境,1995,4(3):56-60
(下转第 62 页)
62 高 师 理 科 学 刊 第 35 卷
[47] 王世雷.青海大通森林冠层动态变化及其对林下植物的影响[D].北京:北京林业大学,2010
[48] 于洋,曹敏,郑丽,等.光对热带雨林冠层树种绒毛番龙眼种子萌发及其幼苗早期建立的影响[J].植物生态学报,2007
(6):1028-1036
[49] 张艳华,聂绍荃,王志西.林隙对草本植物的影响[J].植物研究,1999,19(1):95-99
[50] Rozendaal DMA,Hurtado V H,Poorter L.Plasticity in leaf traits of 38 tropical tree species in response to light;relationship s with
light demand and adult stature[J].Functional Ecology,2006,20:207-216
[51] Rugani T,Diaci J,Hladnik D.Gap Dynamics and Structure of Two Old-Growth Beech Forest Remnants in Slovenia[J].Plos One,
2013,8(1):13
[52] 胡蓉,林波,刘庆.林窗与凋落物对人工云杉林早期更新的影响[J].林业科学,2011,47(6):23-29
[53] Berg vanden,Eduardo,Chazdon,et al.Tree growth and death in a tropical gallery forest in Brazil:understanding the relationships
among size,growth,and survivorship for understory and canopy dominant species[J].Plant Ecology,2012(7):1081-1092
[54] 贺立静,贺立红,谢正生.光照对土沉香种子萌发和幼苗生长的影响[J].广东农业科学,2011(8):32-34
[55] Whitmore T C.Canopy gaps and the two major groups of forest trees[J].Ecology,1989,70(3):536-538
[56] Swaine M D, Whitmore T C.On the definition of ecological species groups in tropical rain forests[J].Vegetatio,1988,75: 81-86
[57] 梁晓东,叶万辉,蚁伟民.林窗与生物多样性维持[J].生态学杂志,2001,20(5):64-68
[58] Ma K P.Biodiversity monitoring in China:from CForBio to Sino BON[J].Biodiversity Science,2015,23(1):1-2
[59] Lin Fei,Comita Liza S,Wang Xugao,et al.The contribution of understory light availability and biotic neighborhood to seedling
survival in secondary versus old-growth temperate forest[J].Plant Ecology,2014(8):795-807
[60] 邢丽玮.基于MODIS和GLAS数据反演多时序中国陆表植被空气动力学粗糙度[D]:北京:首都师范大学,2012
(上接第 56 页)
[6] 万清林,刘鸣远.侧金盏花成株年生长节律生理特性的研究[J].植物研究,1996,13(3):351-355
[7] 曲彦婷,唐焕伟,韩辉.黑龙江省野生花卉侧金盏引种初步研究[J].中国林副特产,2009(4):13-14
[8] Maxwell F B.A comparative study of the root of Ranuneulaceae[J].Botanical Gazette,1983(18):42-59
[9] Metcalfe C R,Chalk L.Anatomy of the dieotyledonseds[M].Oxford:Clarendon Press,1950:l-7
[10] 陈永喆,李正理.毛茛科植物根结构的比较解剖研究[J].植物学报,1993,35(l):27-34
[11] 刘娟,崔向微,张佐妹.东北地区侧金盏花的显微鉴定研究[J].黑龙江医药科学,2006,29(4):24-25
[12] 宋萍.金莲花属和驴蹄草属(毛茛科)的比较形态学研究[D].西安:陕西师范大学,2007:21-26
[13] 陈永喆,李正理.毛茛科植物导管穿孔板结构的比较观察[J].植物学报,1990,32(4):245-251
[14] 陈永喆,李正理.中国毛茛科植物导管分子的比较研究[J].植物学报,1991,33(6):459-464
[15] 曲彦婷.早春花卉侧金盏的抗寒性研究[J].国土与自然资源研究,2009(4):90-91