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地锦与斑地锦的显微鉴别研究



全 文 :地锦与斑地锦的显微鉴别研究
魏胜华,孟 娜,柴瑞娟
(安徽工程大学生物与化学工程学院,安徽 芜湖 241000)
摘 要:为更好的鉴定区别地锦与斑地锦 2种药用植物,利用光学显微镜和扫描电镜对 2种植物的叶形态特征进行了显微观察
和微形态研究。结果表明:地锦与斑地锦叶上表皮细胞形状及垂周壁式样不同、下表皮表皮毛的有无以及表皮细胞角质层加厚程
度不同,认为可以以叶表皮作为这 2种植物鉴定的依据。
关键词:叶表皮; 微形态 ; 鉴定
中图分类号:S687.3 文献标识码:A 文章编号:1006-060X(2012)01-0042-02
Microscopic Identification of Euphorbia humifusa and Euphorbia maculata
WEI Sheng-hua, MENG Na, CHAI Rui-juan
(College of Biological and Chemical Engineering, Anhui Polytechnic University, Wuhu 241000, PRC)
Abstract: In order to better identify the differences between Euphorbia humifusa and Euphorbia maculata, the
morphological characteristics and the micromorphology of leaf from two kinds of plant were observed by SEM and LM.
The results showed that there were obvious differences in cell shape, anticlinal wall, trichome in the lower epidermis, and
thickness of stratum corneum in the upper epidermis between Euphorbia humifusa and Euphorbia maculata. Therefore, it
is confirmed that the characteristics of leaf epidermis can be used to identify the two species.
Key words: leaf epidermis; micromorphology; identification
叶片组织结构在植物与生境的关系和植物分
类学研究中有重要意义。在高等植物中,叶片形态
解剖结构可作为种间植物的分类特征[1-2],植物叶表
皮特征在植物分类及系统进化方面的意义正逐步
受到重视,不少研究揭示植物叶表皮的形态具有一
定的分类学价值[3-5]。地锦与斑地锦是大戟属较为重
要的药用植物,具有很高的药用价值[6-7]。其外部形
态特征及生活习性极其相近,容易混淆,形态上明
显的特征是斑地锦叶表皮表面有一斑点,但笔者在
采集过程中发现有时同一株斑地锦有部分幼叶的
表面并没有斑点。因此,笔者对所采集的地锦与斑
地锦的叶片解剖结构和叶表皮进行了光学显微镜
及扫描电镜的观察和研究,以期为地锦与斑地锦生
药鉴定提供可靠的形态解剖学依据。
1 材料与方法
1.1 材 料
地锦与斑地锦植株采自芜湖路旁草丛间,观察
的材料多为成熟叶片,其中用于光学显微镜的材料
为新鲜标本,用作扫描电镜的材料为蜡叶标本。
1.2 方 法
1.2.1 叶横切面制片 选择正常植株上的完整成
熟叶片(第 3片叶),剪取叶中部 0.5 cm×0.5 cm的
小块,用 FAA固定,采用常规石蜡切片法[8-10],切片
厚度为 12 μm,番红-固绿对染,中性树胶封片,制
成永久切片,显微测微尺测量,OLYMPUS显微镜下
观察拍照。
1.2.2 叶表皮制片 取成熟叶片,沸水软化 15~20
min,转移到 20%~30%的 NaClO离析液中,待叶肉
组织与上、下表皮可分离时,将离析后的材料用水
洗净,移至盛有蒸馏水的容器中,剥离上、下表皮,
放在载玻片上,用 1%的番红溶液染色 3~5min,按
常规方法制片,OLYMPUS光学显微镜下观察拍照。
(1)气孔器类型:取叶表皮封片,置光学显微镜下,
随机检查 50个气孔器,记录其气孔器类型。(2)气
孔器密度:取叶表皮封片于光学显微镜下,观察单
位面积内气孔器个数。
1.2.3 扫描电镜制片 观察的材料先用毛笔将叶
片轻轻擦拭,去除灰尘,剪成小方块,用双面胶固定
在样品台上(每种植物都分背、腹面两个样品),喷
金镀膜,然后在 KYKY-1000B扫描电子显微镜下
观察拍照。
2 结果与分析
收稿日期:2011-09-02
基金项目:安徽省高等学校省级自然科学研究项目(KJ2010B
015,KJ2009B066);安徽工程大学校青年基金(2008rzr002)
作者简介:魏胜华(1972-),男,安徽蚌埠市人,讲师,博士,研
究方向为资源植物。
湖南农业科学 2012,(01):42~43,49 Hunan Agricultural Sciences
DOI:10.16498/j.cnki.hnnykx.2012.01.039
a b
图 6 扫描电镜下地锦、斑地锦叶下表皮毛细胞
表 1 地锦、斑地锦叶表皮特征
种 名
地锦
斑地锦
上表皮 下表皮
细胞形状
不规则形
多边形
垂周壁式样
波状
平直
气孔器类型
无规则型
无规则型
气孔器密度(个/mm2)
99.7
249.3
表皮毛
-
-
细胞形状
不规则形
不规则形
垂周壁式样
深波状
深波状
气孔器类型
无规则型
无规则型
气孔器密度(个/mm2)
79.3
62.5
表皮毛
-
+
a b
图 1 地锦、斑地锦叶片横切面
(a:地锦;b:斑地锦。下同。)
a b
图 2 光镜下地锦、斑地锦的叶片上表皮细胞
a b
图 3 光镜下地锦、斑地锦的叶片下表皮细胞
a b
图 4 扫描电镜下地锦、斑地锦叶上表皮细胞
a b
图 5 扫描电镜下地锦、斑地锦叶下表皮细胞
2.1 叶片的解剖结构
从横切面观察,叶都由表皮、叶肉和叶脉组成,
上、下表皮均由一层排列紧密的长方形细胞组成,
上、下表皮细胞的切向壁(朝外壁)均具有不同程度
的角质膜加厚,其栅栏组织和海绵组织分化不明
显,在二者之间可以看到许多呈椭圆形或近圆形的
乳汁管,乳汁管由一层原生质浓厚、染色较深的分
泌细胞包围,外围由数层鞘细胞围绕,它们构成一
种特殊结构(图 1,图 2)。
2.2 光镜下叶表皮特征
从叶表皮表面看,叶上、下表皮细胞的细胞壁
凹凸关状相互镶嵌,排列紧密、无间隙。叶上表皮细
胞形状不同,地锦为不规则形、斑地锦多边形,垂周
壁波状起伏形状不同,地锦为波状、斑地锦平直(图
2、图 3)。
光镜下地锦、斑地锦叶表皮特征如表 1所示,
气孔器上、下表皮皆有分布,分布密度上表皮多于
下表皮,气孔器的类型为无规则型。光学显微镜观
察斑地锦下表皮一部分细胞向外突出形成表皮毛,
毛基部皆由 7~8个形态相似的表皮细胞围绕,毛基
部表皮细胞形状较其他细胞长(图 3)。
2.3 扫描电镜下叶表皮特征
如图 4所示,地锦上表皮细胞角质层加厚明
显,不均匀,角质层具鳞片状和大量片层,细胞轮廓
不清晰,蜡质多,具气孔而无表皮毛;斑地锦上表皮
细胞角质层加厚明显,不均匀,细胞中部略厚,形成
许多不规则的“脊”,蜡质多,表皮细胞轮廓不清晰,
具气孔而不具表皮毛。
如图 5所示,地锦、斑地锦叶下表皮的气孔器
外拱盖内缘均浅波状,下表皮角质层具条状隆起和
大量密集鳞片,细胞轮廓较不清晰,下表皮保卫细
胞两极大多数有“T”型加厚。扫描电镜下观察斑地
锦下表皮具多细胞毛,表皮毛细胞扁平,毛上具长
瘤状突起(图 6)。
(下转第 49页)
第 01期 魏胜华等:地锦与斑地锦的显微鉴别研究 43
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
(上接第 43页)
3 讨 论
从叶片内部结构可以看出地锦和斑地锦的叶
片结构相似,但上表皮细胞形状不同及垂周壁式样
明显不同可以作为区别这两种植物的鉴别特征;斑
地锦下表皮皆有多细胞非腺毛,地锦下表皮没有,
认为地锦和斑地锦下表皮表皮毛的有无也可以作
为区别这两种植物的鉴别特征;扫描电镜下观察叶
下表皮,角质层纹饰具有鳞片、颗粒等特征,但斑地
锦上表皮细胞角质层加厚更加明显,中部略厚,形
成许多不规则的“脊”,也认为可以作为区别地锦、
斑地锦的鉴别特征。
无论是用作光学显微镜材料的新鲜标本,还是
用作扫描电镜的蜡叶标本,同种植物的叶表皮细
胞、气孔器等特征是一致的。因此,结合叶外部形态
特征,从表皮细胞形状、大小和排列及角质膜厚度,
气孔类型、分布、多少及位置等方面的特性,就可以
在没有花、果实或不通过花、果实,而直接以营养器
官——叶作为地锦、斑地锦鉴定的依据。
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(责任编辑:石 君)
这说明蒋堂镇富硒区菜地土壤重金属污染已经普
遍存在,必须加以改良和治理。
5 结论与建议
5.1 结 论
通过对金华市蒋堂镇硒和重金属的赋存形态
的模糊综合评判发现,该富硒区部分菜地由于长期
使用化肥、农药、污水灌溉等,菜区土壤重金属污染
现象已经普遍存在。总体上污染程度大小依次是
Cd>Pb>Zn>Cu。
5.2 建 议
5.2.1 合理使用生活垃圾肥料 生活垃圾肥料是
一种价格低廉而且容易获得的有机肥料,使用方
便,并减少了化肥的使用,也降低了成本。然而,据
统计长期大量使用生活垃圾有机肥,会使得土壤中
重金属的含量不断增加,尤其是 Cd、Pb、Cu和 Hg
的含量增加最为显著,导致蔬菜的品质严重下降。
金华市蒋堂镇附近菜区重金属含量较高可能与长
期使用生活垃圾肥有关,因此应该提倡合理使用生
活垃圾肥。
5.2.2 加强城乡主要蔬菜基地环境的监测与管理
金华市蒋堂镇乡镇企业分布众多,工厂排放的废水
和废渣较多,使得土壤中的重金属含量明显增加,
并导致蔬菜中的 Cd、Pb、Cu和 Hg等重金属含量升
高。同时,发达的城乡公路网也严重影响了蔬菜重
金属含量。尤其是大量汽车尾气的排放,严重污染
了蔬菜,是使蔬菜中 Pb含量增加的主要污染源。因
此,应该控制工业“三废”的排放,合理处置城市生
活垃圾,有效使用地膜及氮磷化肥,加强城乡公路
旁的蔬菜基地隔离带建设,提倡使用无铅汽油以及
对机动车尾气进行净化后排放。
参考文献:
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(责任编辑:卢红玲)
第 01期 张运强等:金华富硒区菜地土壤重金属污染程度模糊综合评判 49