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收稿日期:2015-03-17
基金项目:广州市科信局项目(编号:2013KP 020)。
作者简介:黄伟剑(1989—),男,硕士,研究方向:中药资源开发与道地性研究;E-mail:huangweijian23@163.com。
通讯作者:严寒静,E-mail:yanhanjing1211@163.com。
铁包金果实发育解剖学研究
黄伟剑1, 叶燕莹2, 何梦玲2, 张宏意2, 严寒静2
(1.广东技术师范学院天河学院, 广州510000; 2.广东药学院中药学院, 广州510006)
摘 要:采集各个时期的铁包金果实,利用常规石蜡切片法制片、光学显微镜观察,对其组织结构特点进行研究分析。结
果表明:1)通过对铁包金果实石蜡切片的观察与研究,明确了铁包金果实各个时期的内部组织结构;2)内果皮的木质
化、石细胞化,阻碍了种子萌发过程中对水分的吸收,是造成铁包金种子硬实的原因之一。
关键词: 铁包金;果实;发育;解剖;研究
DOI编码: 10.16590/j.cnki.1001—4705.2015.08.005
中图分类号: R 282.2 文献标志码: A 文章编号: 1001—4705(2015)08-0005-04
Study on the Fruits Growth Anatomy of Berchemia lineata
HUANG Weijian1,YE Yanying2,HE Mengling2,ZHANG Hongyi 2,YAN Hanjing2
(1.Tianhe Colege of Guangdong Polytechnic Normal University,Guangzhou 510000,China;
2.Colege of Traditional Chinese Medicine,Guangdong Pharmaceutical University,Guangzhou 510006,China)
Abstract:The fruits of Berchemia lineata(L.)DC.in different periods were colected,their histology
structure characteristic were observed by using paraffin microtomy and microscope.The results
showed that:1)The inner histology structure characteristic of the fruits were cleared.2)The reason
of hard seed was the lignification and sclereid in endocarp.
Key words: Berchemia lineata(L.)DC.;fruits;growth;anatomy;study
铁包金(Berchemia lineata (L.)DC.)是鼠李科
勾儿茶属藤状灌木[1],其根入药,亦称为铁包金。铁包
金是广西壮族和西南少数民族地区常用的一味重要的
民族药[2],始载于《岭南采药录》。主要分布于广西、
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研究报告 黄伟剑 等:铁包金果实发育解剖学研究
注:a—幼果期;b—中果期;c—大果期;d—白熟期;e—脆熟期;f—成熟期。Ep为外果皮;Mec为中果皮;Enc为内果皮。
图1 铁包金果实不同发育时期果皮横切面 (40×)
广东、福建、海南、台湾等地区。铁包金性平,味甘、淡,
具有止血止痛、化痰镇咳、散淤消滞、祛风湿、消肿毒等
功效[3-7]。
铁包金主要以种子萌发的方式进行繁殖,但由于
成熟的铁包金种子的硬实率达到100%,种子的发芽
势低,严重影响了铁包金的生长繁殖[8],造成自然资源
日渐匮乏,市场品种混乱[2],并且尚未有人工种植。本
试验通过对铁包金果实发育过程的形态解剖,了解铁
包金果实各个时期的内部组织结构,找出造成铁包金
种子硬实的原因。为进一步了解和解除铁包金种子硬
实以及铁包金的育种栽培和生产研究提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 材 料
铁包金果实采于广东药学院药用植物园,经广东
药学院中药学院姬生国教授鉴定为铁包金Berchemia
lineata(L.)DC.的果实。
1.2 方 法
根据果实形状的大小,采集6个不同时期的铁包
金果实,按照顺序依次为幼果期、中果期、大果期、白熟
期、脆熟期和成熟期[9-10]。样品用FAA固定液固定,
常规石蜡法固定[11],切片厚度为13μm,番红-固绿染
色,中性树脂封片。在显微镜下观察,并拍照。
2 结 果
2.1 不同发育时期果皮的解剖结构
铁包金幼果期的外果皮由一层排列紧密的厚壁细
胞组成,细胞呈类方形。进入中果期、大果期、白熟期
和脆熟期,外果皮的厚壁细胞排列逐渐紧密,细胞壁逐
渐增厚。进入成熟期,外果皮细胞出现角质层并加厚,
排列紧密(图1)。
铁包金幼果期的中果皮主要由两部分组成,靠近
外果皮的薄壁细胞排列紧密,约4~6层,呈连续分布;
靠近内果皮的细胞排列疏松,细胞间隙较大。这一特
征贯穿果实发育的各个过程。进入中果期后,靠近内
果皮的部分开始出现维管束。由大果时期到成熟期,
维管束无规则地分布在内侧,薄壁细胞间隙较之前有
所减小(图1)。
铁包金幼果期的内果皮由4~5层厚壁细胞组成,
细胞排列紧密,无明显的胞间隙(图2-a)。进入中果期
后,内果皮与中果皮开始出现明显的界限。内果皮细
胞分裂成7~9层细胞,外侧1~2层细胞呈方形紧密
排列,内侧5~7层的细胞均呈扁长状紧密排列(图2-
b)。进入大果期,内果皮细胞继续分裂,细胞层数约
为中果时期的2倍且细胞排列紧密(图2-c)。进入白
熟期,内果皮细胞细胞壁逐渐加厚,并且开始木质化;
最外侧的1层细胞开始增厚,逐渐木质化;内侧的内果
皮细胞体积较小,显扁长状,排列致密(图2-d)。进入
脆熟期,内果皮木质化程度加深,细胞排列更加紧密。
最外侧的1层细胞形成了木质化的石细胞层,逐渐形
成坚硬的果壳(图2-e)。进入成熟期,最外侧1~2层
细胞的细胞壁已经完全增厚,木质化成为坚硬的石细
胞层,石细胞层以内的内果皮细胞排列非常致密,几乎
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第34卷 第8期 2015年8月 种 子 (Seed) Vol.34 No.8 Aug. 2015
注:a—幼果期;b—中果期;c—大果期;d—白熟期;e—脆熟期;f—成熟期。
图2 铁包金果实不同发育时期内果皮横切面 (400×)
注:a—幼果期,b—中果期,c—大果期,d—白熟期,e—脆熟期,f—成熟期;Sco为种皮。
图3 铁包金果实不同发育时期种皮横切面 (400×)
没有细胞间隙(图2-f)。
2.2 不同发育时期种皮的解剖结构
在幼果期,由珠被发育而来的种皮由1层类长方
形、排列紧密的细胞组成角质层,种皮处于刚发育阶段
(图3-a)。进入中果期,种皮发育基本完成,由4~5层
细胞组成,分为内种皮与外种皮。外种皮由1层类长
方形、排列紧密的细胞组成角质层;内种皮由3~4层
厚壁细胞组成,细胞腔隙较大(图3-b)。进入大果期
和白熟期,种皮继续发育,到了脆熟期,种皮木质化程
度逐渐升高(图3-c、d)。由脆熟期到成熟期,种皮受到
胚乳的压迫和吸收,逐渐变小。最后,种皮只剩下由外
种皮1层排列紧密的细胞组成(图3-e、f)。
2.3 不同发育时期胚乳的解剖结构
种皮与胚之间的部分称为胚乳,由受精极核发育
而成。鼠李科植物滇刺枣、酸枣和枳椇成熟种子的子
叶和胚乳发达,这是鼠李科植物的特征[12]。
处在幼果期的胚乳分为两部分,近胚处由3~5层
体积较小、排列紧密的细胞组成;外侧由体积较大、排
列相对紧密的细胞构成。进入中果期,胚乳发生明
显的变化,主要由不规则排列的薄壁细胞组成。由大
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研究报告 黄伟剑 等:铁包金果实发育解剖学研究
注:a—幼果期;b—中果期;c—大果期;d—白熟期;e—脆熟期;f—成熟期;Sco为种皮;Ens为胚乳;Emr为胚;Cot为子叶。
图4 铁包金果实不同发育时期胚和胚乳横切面 (40×)
果期到白熟期,胚乳继续分化。到白熟期,胚乳分化成
细胞体积小、排列紧密的核型胚乳。由脆熟期到成熟
期,胚乳由体积较小、排列紧密细胞组成,成熟期时胚
乳较厚(图4)。
2.4 不同发育时期胚的解剖结构
胚乳以内的部分为胚,幼果期的胚由排列紧密的
细胞组成。进入中果期,胚继续发育。胚的外层由1
层体积较小、排列紧密的细胞组成;内部细胞体积较
大。由大果期到脆熟果期,胚不断分化发育。胚的体
积逐渐生长增大,细胞排列紧密整齐,部分细胞含有淀
粉。进入成熟期,胚进一步发育,子叶明显,细胞排列
紧密。此时种子已经完全成熟(图4)。
3 讨 论
本实验通过对不同时期的铁包金果实进行解剖学
研究,证实了铁包金的结构特点与其种子硬实程度之
间存在密切关系。通过解剖学研究发现,铁包金内果
皮的木质化、石细胞化现象,是造成种子硬实的原因
之一。
通过对铁包金果实不同发育时期的组织结构进行
观察后发现,由幼果期到大果期,内果皮处在发育阶
段。在此期间,内果皮的组织细胞不断分裂与分化,细
胞数量持续增加,细胞层数也增多,进入白熟期后,内
果皮开始木质化。随着铁包金果实不断发育,内果皮
木质化的程度逐渐加深。在后熟期,内果皮外侧1~2
层细胞的细胞壁明显增厚,最后形成了坚硬的石细胞
层。石细胞排列紧密,无细胞间隙,妨碍水分渗入种子
内,从而造成铁包金种子发芽率低。
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