全 文 ：第 2 1卷
9 18 9年第 2期
八 一 农 学 院 学 报
Jo 住 rn a l o f u g u st l st A g ri . C o l l eg 。
V o l
.
N o
.
2
12
19 8 9
短命植物舟果莽形态学的研究
1
. 营养器官的解剖构造
庄 重 田允温
(生物基础部 )
摘要 : 本研究采用石蜡制片法 , 观察到舟果荞有适应特珠环境的结 构特点 。 它
的根 系分布在土壤的表层 。 根的次生木质部导管直径大 。 根 、 茎 、 叶中都有大型的
薄壁细胞 。 茎和叶的表皮细胞外壁还有角质层 。 叶肉主要 为栅栏组 织 。 主脉上表皮
内侧 和茎的皮层 细胞都有叶绿体 。 `仑属四碳 ( C ` ) 植物型 。 根以 皮 l层 木 检 化 , 代
替表皮 。 在 茎的维管束之间有厚壁细胞 。 根的皮层从初 生构造到次生构造 , 只 是体
积 长大而无数量增加 。 根 、 茎 、 叶 中无贮藏的营养物质 。
关键词 : 短命植物 舟果莽 营养器官 解剖构造
1 前 言
舟果葬 ( T a u s e h e r i a l a s i o e a r p a F i s e il . e x D C . ) 是十字花科 ( C r u e i f e r a e ) 常见
的短命植物 。 在新疆主要分布在北疆的伊犁 、 塔城 、 准噶尔地区及其周围低山丘陵 , 一荒漠和
草原 。 它们利用冬季的雪水和春季一定的雨量 , 以出苗早 , 生长发育快 , 生 活 周 期 短 , 用
种子渡过酷暑和严寒而获得生存 。 以乌鲁木齐为例 , 一般年份四月中 , 下旬出苗到五月下旬
或六月上旬果实全部成熟 , 生活周期为一个月— 一个半月 。 据有关资料报导 , 短命植物纤维素含量少 , 蛋 白质 、 糖类和粗灰分的比重较高 `2 ; 。 它们是早春牧场中一类营养价值高的主
要牧草 。 因此对短命植物解剖构造的研究 , 为解决早春牧草缺乏 , 发展畜牧业具有一定的理
论和实际意义 。 虽然对它们的个体发育与环境条件的关系国内外已有报道 `” 2’ 吕’ , 有关十 字
花科植物的形态解剖也有较多的研究 “ ’ ` ’ 7 , “ ’ , 但对舟果荞尚缺乏系统的形态解剖 研 究 。 本
文就其营养器官的结构作初步报道 。
2 材料与方法
研究材料 , 1 9 8 6年 4 一 5月采 自乌鲁木齐新疆八一农学院后面的篙属荒漠 上 。 F A A 固
定液固定 。 按石蜡制片法制片 , 厚 8 一 1 2协m ,番红 、 固绿对染 , 加拿大树胶封片 ” ’ 。 光学显
微镜观察 , 并加红色滤光片显微照相 。 用高碘酸一席夫 ( P A S ) 反应法 , 氯化汞一 嗅 酚兰
法 , 苏丹 l 溶液 , 分别鉴定贮藏的营养物质一淀粉 , 蛋白质和脂肪 。
收稿 日期 : 1 9 8 9年 3 月 1 日
5 2 八 一 农 学 院 学 报 一9 5 9年
3 观察结果
3
·
1 根的构造
直根系 , 据生长在不同生境中的 10 株测量 , 主根长 6 一 1 2 c m , 直径。 . c3 m 左 右 , 侧 根
长 3 一 5 . s e m , 直径 0 . 0 6 e m 。
3
,
1
.
1 幼根 ( 初生构造 ) : 它是由表皮 、 皮层和中柱三部分组成 ( 图 l ) 。
3
.
1
.
1
.
1 表皮 : 表皮细胞一层 ,形状不太规则 , 较小 ,薄壁细胞 , 排列较整齐 ( 横切 ) ,
根毛较多 。
3
,
1
.
1
。
2 皮层 : 由 4 一 6 层大型薄壁细胞组成 ,平均直径 27 卜L m , 为最大初生木质部导管
的 3 倍 。 它随着根的生长只是体积长大而不增加数量 。 开始时 , 最外层细胞排列较紧密 , 细
胞质较浓 , 染色较深 。 内皮层排成很明显的一圈 , 细胞较大 , 平均直径 1 4件m , 为最大 导 管
直径的 1 . 5倍多 , 并可见带状的木栓质凯氏带 。
3
.
1
.
1
.
3 中柱 : 中柱鞘为一层薄壁细胞 , 较内皮层小 , 并与它交互排列 。 二原型木质部
( 侧根也是 ) 由10 一 13 个导管组成 , 排成一线 , 主要为螺纹导管 , 中间的导管比外侧的孔径
大 。 最大导管的直径为 9 件m 。 中柱占根横切面的 ]/ 3左右 。
3
.
1
.
2 次生构造 ( 图 2 ) : 次生构造发生早而快 。 无周皮 , 由皮层从外向内木栓化代替
表皮起保护作用 。 次生韧皮部外围有 4一 6 层薄壁细胞 , 大小不一 , 排列不 整 齐 , 液 泡 也
大 , 有一定的贮水作用 。 它是由形成层分裂分化而来的 。 形成层是 明显的 。 木 质部 比 较发
达 , 约占横切面积的 2 / 5 。 主要为孔纹导管 , 较大 , 平均直径 21 u m 。 韧皮射线较 木 质 射 线
宽 。 侧根的次生构造出现晚 。 根无贮藏的营养物质 。
3
.
2 茎的次生构造 ( 图 3 )
据生长在不同生境中 10 株植物测量 , 主茎高度 16 一 2 8 c m , 直径 0 . c3 m左右 , 分枝较多 ,
分枝斜上升 。
初生构造时间短 , 次生构造产生快 。 表皮细胞一层 , 细胞 近长方形 ( 横切 ) , 直 径 8 . 5
一 10 . 5卜m , 内 、 外壁均具稍厚和较厚的纤维素细胞壁 , 外壁还有较厚的角质层 , 厚 2 件m 。 皮
层 由 3一 4 层薄壁细胞组成 , 均有叶绿体 , 能进行光合作用 , 故茎是绿色的 。 淀粉鞘为一层
横切向拉长的较大型薄壁细胞 , 大于周围细胞含有明显的淀粉粒 。 维管束 7 一 16 个左右 , 大
小不一 , 最大维管束的径 向长度为茎横切半径的 1 / 4 , 最小是茎半径的 1 / 7 。 它们外围有 1一
2 层较大的薄壁细胞 , 液泡也大 , 有贮水作用 。 次生韧皮部明显 , 初生韧皮部因被挤压而不
清楚 。 次生木质部较发达 , 主要为孔纹导管 , 直径 1 6林m左右 , 初生木质部也清楚 。 维 管 束
间有 5 一 7层厚壁细胞 , 起支持作用 。 髓部比例大 , 占茎横切面的 3 / 5 , 均由大型薄壁 细胞
组成 , 最大的细胞直径为 70 协m , 为导管平均直径的 4倍多 , 有明显的贮水作用 。 髓射 线宽
于维管束 。 茎中也无贮藏的营养物质 。
3
·
3 叶的构造
叶卵状披针形 , 据生长在不同生境中10 株植物测量 , 其长度为 3 . 5一 5 . 阮 m , 宽度1 . 5一
2
.
sc m
。 无叶柄和托叶 , 基部抱茎 。
上 、 下表皮各有一层形状不太规则 , 大小不一 , 排列紧密的细胞构成 , 外壁有角质层厚
1
.
5件m 。 有的表皮细胞特大 , 长形条状排列 , 直径 46 件m , 为叶导管的 6 倍多 , 液 泡 大 , 有
贮水作用 。 上 、 下表皮都有较多的气孔器 , 但下表皮要稍多些 。 多数一个气孔有一个气室 ,
第 2期 短命植物舟果葬形态学的研究 工 .营养器官的解剖构造 5 3
但也有少部分两个气孔并列共用一个较大的气室 。 气孔器是由两个保卫细胞和三个副卫细胞
组成 , 其 中一个副卫细胞远比其它两个小 ( 图 7 ) 。 由表皮细胞不均等分裂产生二个细胞 ,
其中一个体积小的 , 细胞质浓的细胞 , 再分裂分化成二个保卫细胞 , 另一个体积较大 , 细胞
质较稀的细胞成为最小的一个副卫细胞 。 其余的二个副卫细胞是从表皮细胞变来的 。 因此 ,
最小的一个副卫细胞与保卫细胞是 同源的。 它属于十字花科型气孔 器 ( 图 8 ) 。 叶 内 主 要
是栅栏组织 , 叶绿体小而多 , 只有在部分侧脉之间有少量的海绵状细胞 , 为等面叶 。 由于内
气室较大 , 使它旁边的叶肉细胞排列不太规则 。 叶肉中虽然有含黑芥子酶的 腺 细 胞 , 但 是
发育弱 ( 图 5 ) 。 主脉上 、 下表皮各由一层近圆形 , 大小不一 , 近等径的细胞组成 , 最大细
胞直径为 29 件 m , 外壁都有角质层厚 1 . 5件m 。 它们内侧均有 5 一 6 层薄壁细胞 , 仅靠 上 表 皮
的薄壁细胞 中含有叶绿体 , 能进行光合作用 。 中间为维管束 , 木质部范围大 , 为韧皮部的 2
倍 ( 横切 ) , 多为螺纹导管 , 直径 7 林m (图 4 ) 。 侧脉的维管束鞘由一圈薄壁细胞 组 成 , 内
含较多而大的叶绿体 , 属于四碳 ( C ; ) 植物型 ( 图 6 ) 。 木质部也多为螺纹导管 。 叶中也无
贮藏的营养物质 。
4 讨论与结论
.4 1 形态结构特点
4
.
1
.
1 形态 : 植株不高 , 16 一 28 c m , 分枝较多。 根系浅 , 根毛较多 , 主要分布在土壤的
表层 。 根的次生木质部导管较大 , 平均直径为 21 林m , 比茎 、 叶 中的导管都大 。 根的初 生 皮
层为大型薄壁细胞 , 直径 27 件m 。 根的次生韧皮部外围有 4 一 6 层和茎的维管束外 围 有 l 一
2 层较大的薄壁细胞 。 髓部为大型薄壁细胞 , 叶表皮中也有很多 。 茎 、 叶表皮外壁均有一定
厚度的角质层 , 厚 1 . 5一 2 件m 。
4
.
1
.
2 叶肉组织主 要是栅栏组织 , 含有小而多的叶绿体 , 只有部分侧脉之间有少 量 的
海绵状细胞 。 叶主脉上表皮内侧和茎的皮层薄壁细胞都有叶绿体 。 侧脉维管束鞘细胞排成一
圈 , 内具有较多而大的叶绿体 , 属于四碳 ( C 4 ) 型植物 。
4
.
1
.
3 根 茎 的 构 造 : 以皮层木栓化代替表皮和茎 以增厚表皮细胞的纤维素壁 , 并有角
质层起保护作用 , 均无周皮。 根 、 茎 以木质部的厚壁细胞和茎的维管束之间的厚壁组织共同
起支持作用 。 根的皮层细胞 随着根的生长 , 只是体积长大而无数量增加 。 根 、 茎 、 叶中无贮
藏的营养物质 。 光合作用的产物都用于植物体快速生长和发育的需要 。
4
.
2 形态结构特点与生态环境的关系
4
.
2
.
1 植株高 , 分枝较多 , 可多结实 , 利于繁殖后代 。 根系浅 , 根 毛较多 , 主要分布在
土壤的表层 , 导管的直径也较大 , 能快速吸水 。
4
.
2
.
2 在根的皮层 , 次生韧皮部外围和茎的维管束外围 , 髓部 , 及叶表皮中都有大量的
较大和大型的薄壁细胞 , 有贮水作用。 茎 、 叶表皮外有一定厚度的角质层 , 有 保 水 作 用 。
叶 、 茎导管的直径都比根小 , 有节水作用 。
4
.
2
.
3 叶肉主要是栅栏组织 。 主脉上表皮内侧和茎的皮层薄壁细胞均有叶绿体 , 能进行
光合作用 。 侧脉维管束鞘细胞有大的叶绿体 , 属四碳 ( C 4 ) 型植物。 这些特点都有利于提高
光合作用的效率 。
4
.
2
.
4 根的次生构造以皮层木栓化代替表皮和茎 以增厚表皮细胞壁和产生角质层起保护
作用。 根的初生皮层 , 随根的生长只是体积长大而无数量增加。 因此 , 植物体的结构是比较
简单的 。 根 、 茎 、 叶中无贮藏的营养物质 。 光合作用的产物都用于快速生长和发育的需妥 ,
54 八 一 农 学 院 学 报 1 9 98 年
利于短期内完成生活史 , 避过恶劣的环境 , 保证后代的繁殖 。
综上所述 , 这些特征是由于舟果莽长期适应特殊环境的结果 。 它是一种结构比较简单 ,
光合作用效率高 , 生长 、 发育快 , 并具有一定耐早特征的 中生草本植物。 它也是山种很有利
用价值的早春牧草 。
参 考 文 献
1 中国科。学院新疆综合考察队 .新疆植被及其利用 .科学出版社 , 1 9 7 8
2 张立运 .新疆天然草场上的短命植物及其饲用评价 . 中国草原 , 1 9 8 3 ( 2 ) :
2 8一 3 2
3 B
.
A
. 凯勒尔著 ; 周邦立译 .植物进化原理 . 中华书局出版 , 1 9 5 4
4 李正理 , 张新英 .植物解剖学 . 高等教育出版社 , 19 8 3
5 陈机 .大白菜形态学 .科学出版社 , 1 9 8 4
6 郑国铝 . 生物学显微技术 .人 民教育出版社 , 1 9 7 8
7 M e t e a l f e
,
C
.
R
.
, a n d L
.
C h a l k
.
A n a t o m v o f t h e d i e o t y l e d o n s
.
O x
-
f o r d
,
C l a r e n d o n P r e s s
, 1 9 5 0 1 : 7 9 一 8 7
8 K i v s h a r
,
V
.
G
.
,
N
.
M
.
T k a e h e n k o
,
L
.
S
.
K a r t m a z o v a
,
L
.
O
.
O s p i s h e h e : a a n d A
.
G 一 S e r b i n . M o r p h o l o g i e a l a n d a n a t o m i e a l s t u d i e s o f
B r a s s i e a o l e r a e e a
.
F r o m Z h ( K i
e v
)
, 1 9 8 4 ( 2 )
:
5 2
一
5 4
A S t u d y o f M o r p h o l o g y o f S h o r t
一
L i v e d P l a n t
T a u s e h e r i a l a s i o e a r P a F i s e h
.
o x D C
.
1
.
A n a t o m i e a l S t r u e t u r e o f t h e V 七g e t a t i v e o r g a n
Z h u a n g Z h o n g T i a n Y u n w e n
( D
e p a r t m e n t o f B a s i e B i o l o g i e a l S e i e n e e s )
A b s t r a c t : R o o t s y s t e m o f t h e p l a n t s p r e a d s h a l l o w i n t h e s u r f a e e 5 0 11
.
t h e s e e o n d a r y x y l e m o f r o o t h a s l a r g e v e s s e l d i a m e t e r
.
t h e r e a r e l a r g e p a
-
r e n e h y m a e e l l s i n t h e r o o t
, s t e m a n d l e a f
.
T h e o u t e r w a l l
o f e p id e r m a l
e e l l s o f s t e m a n d l e a f h a s t h e t h i e k e r e u t i e l e
.
T h e m e s o p h y l l m a i n l y e o n s i s t s o f P a l i s a d e t i s s u e
.
I t e o n t a i n s s m a l l e r i n
5 i z e b u t l a r g e r i n n u m b e r e h l o r o p l a s t
.
T h e r e 15 a l s o e h l o r o p l a s t i n t h e
p a r e n e h 了m a e e l l s i n s i d e t h e u p p e r e p i d e r m i s o f t h e m a i n v e i n a n d t h e p a r -
e n e h y m a e e l l s o f e o r t e x o f ,s t e m
.
T h e r e 1 5 l a r g e r e h l o r o p l a s t i n b u n d l
e
s h e a t h e e l l s o f l a t e r a l v e i n s
.
I t b e l o n g s t o f o u r
一 e a r b o n p l a n t
.
T h e e o r t i e a l e o r k i f i e a t i o n o f t h e r o o t r e p l a e e e p i d e r m i s
.
T h e s t e m h a s
t h e s e l e r e n e h y m a e e l l s b e t w e e n t h e v a e u l a r b u n d l e s
.
F r o m p r i m a r y s t r u e
-
t u r e t o s e e o n d a r y s t r u e t u r e o f t h e r o o t
, t h e n u m b e r o f e o r t i e a l e e l l s r e m a
-
i n s a l m o s t t h e s a m e b u t t h e i r s i z e i n e r e a s e s
.
v e g e t a t i v e o r g a n o f t h e p l a n t
d o e s
K e y
n o t s t o r e n u t r i e n t s u b s t a n e e
.
I t s i n s i d
e s t r u e t u r e 15 s i m p l e r
。
W o r d s : S h o r t
一
l i v e d p l a n t 丁a u s e h e r f a l a ￡i o c a r P a F i s h . e x D C . V e g -
e t a t i v e o r g a n A n a t o m i e a l s t r u e t u r e