全 文 ：第 8 卷第 6 期
2009 年 11 月
杭州师范大学学报(自然科学版)
Journal of Hangzhou Normal University(Natural Science Edit ion) Vol.8 N o.6N ov.2009
收稿日期:2008-09-05
基金项目:浙江省自然科学基金项目(Y306123);浙江省科技支撑和引导计划项目(08C33050).
作者简介:胡江琴(1967—),女 ,浙江萧山人 ,副教授,硕士 ,主要从事结构植物学研究.E-mai l:jq hu1967@163.com.
文章编号:1674-232X(2009)06-0449-04
凹叶厚朴种子的结构及细胞化学研究
胡江琴
(杭州师范大学生命与环境科学学院 ,浙江杭州 310036)
摘　要:用组织切片法及细胞化学染色研究了凹叶厚朴种子的结构和内含物质分布的情况.结果表明:凹
叶厚朴种子有种皮 、胚和胚乳三部分组成;胚小 ,胚乳丰富.种皮由外种皮 、中种皮和内种皮组成.外种皮细胞内
无淀粉粒 ,含少量的贮藏蛋白质和脂类物质;中种皮细胞内有较多的淀粉粒和脂类物质以及少量的贮藏蛋白质;
胚细胞中无淀粉粒 ,也无贮藏蛋白质和脂类物质;胚乳细胞中含有较多的淀粉粒 , 也含有大量的贮藏蛋白质和脂
类物质.凹叶厚朴种子的结构及细胞化学特征是自然条件下凹叶厚朴种子繁殖率低下的原因之一.
关键词:凹叶厚朴;种子;结构;细胞化学
中图分类号:Q944.59　　　　　文献标志码:A
凹叶厚朴(Maganolia bi loba)是木兰科落叶乔木 ,我国特产树种[ 1] .自然繁殖困难 ,生长缓慢 ,种群稀
少 ,野生资源破坏严重 ,药材供需矛盾日趋尖锐 ,因其特殊的分类地位和资源的日益枯竭而被列为国家珍
稀濒危植物[ 2-3] 和二级保护药材.关于凹叶厚朴的研究 ,在结构和生殖生物学 、组织培养以及药理等方面有
报道[ 4-7] ,但目前对于凹叶厚朴种子的结构及细胞化学研究尚未见报道.在此通过对凹叶厚朴种子组织切
片并运用细胞化学染色对凹叶厚朴种子的结构和内含物质分布的情况进行研究 ,初步分析自然条件下凹
叶厚朴种子繁殖率低下的原因 ,不仅可为凹叶厚朴的资源再生和种质保存提供技术资料和理论依据 ,而且
还可在珍稀濒危植物种质资源保存方面发挥作用.
1　材料与方法
供试材料凹叶厚朴种子于 2007年 11月中旬采自浙江省临安市昌化顺溪镇 ,用 FAA固定保存.取外
种皮和中种皮以及胚和胚乳进行常规石蜡制片[ 8] ,切片厚度为 8 μm.一般结构观察用番红-固绿双重染
色;PAS法鉴别多糖;氯化汞-溴酚蓝法鉴别蛋白质;苏丹黑 B染色鉴别脂类[ 9] ,脱水透明封固后用 O lym-
pus BH2型光学显微镜观察并数码照相.
2　观察结果
凹叶厚朴种子为硬实种子 ,种子三角状倒卵形 ,长约 11 mm ,直径约 8 mm ,外种皮鲜红色 ,内种皮黑
色 ,腹部有浅沟.外种皮革质 ,中种皮肉质 ,内种皮木质(图 1).
2.1　凹叶厚朴种子的结构
横切面由外向内观察 ,可看到凹叶厚朴种子包括种皮 、胚乳 、胚三个部分 ,种皮由外种皮 、中种皮 、内种皮
组成(图 2).胚小 ,胚乳丰富(图 3).外种皮一般为4—5层细胞 ,外侧有明显的角质层 ,细胞较小 ,壁厚 ,呈扁平
状 ,排列不规则 ,大多为斜向排列.外种皮与中种皮的细胞大小区别明显.中种皮的细胞一般都在 10层以上 ,
细胞较外种皮大 ,排列疏松 ,中种皮的细胞大小不一 ,有的大细胞中的内含物染色较深 ,为油细胞.胚细胞小
而致密 ,细胞质浓厚 ,核大 ,呈现胚性细胞的典型特征.胚乳细胞大而疏松 ,越远离胚的胚乳细胞越大 ,越靠近
胚的胚乳细胞越小 ,而且壁越薄 ,细胞呈透明状;胚乳最外层细胞较小 ,排列整齐紧密(图 3).
2.2　凹叶厚朴种子的细胞化学观察
用 PAS法染色 ,淀粉粒等多糖类物质被染成红色.外种皮中没有淀粉粒 ,中种皮大多数细胞中含有较
多淀粉粒(图 4).胚细胞中无淀粉粒(图 5),胚乳细胞含有较多淀粉粒(图 6),越靠近胚的胚乳细胞中含淀
粉粒越少 ,越远离胚的胚乳细胞含淀粉粒越多.胚乳最外层细胞没有淀粉粒.
用氯化汞-溴酚蓝法染色 ,糊粉粒等贮藏蛋白质被染成蓝色.外种皮和中种皮细胞质中含有蓝色的晶
体状结构(图 7).胚细胞核染色较深 ,细胞质中没有明显蓝色物质(图 8-9).胚乳细胞核染色不明显 ,细胞
质中含有大量的糊粉粒(图 10),越靠近胚的胚乳细胞中所含的糊粉粒越少 ,与淀粉粒的分布趋势相同(图
11).胚乳最外层细胞没有糊粉粒(图 12).
用苏丹黑 B染色 ,脂类物质被染成棕黑色.外种皮有棕黑色颗粒状物质 ,中种皮中的油细胞染色呈阳
性 ,含脂类成分(图 13).胚细胞核染色较深 ,细胞质中没有明显的脂类物质(图 14),胚乳中具有多而明显
的脂类物质(图 15).脂类物质的分布也和淀粉粒 、糊粉粒的分布一样 ,靠近胚的部分分布少 ,远离胚的部
分分布多.胚乳最外层细胞有少量脂类物质分布(图 16).
3　讨　论
凹叶厚朴的种子外种皮革质 ,有角质层 ,细胞壁厚;中种皮肉质 ,较厚 ,含油细胞;内种皮木质坚硬 ,这
与木兰科(鹅掌楸属除外)植物种子种皮的一般特征相似[ 10] .这种特征在一定程度上阻碍了胚与外界的水
气交换 ,影响种子的吸胀和萌发 ,是导致凹叶厚朴在自然条件下繁殖率低的一个原因.日本厚朴种子的中
种皮中的油状物质 ,有阻碍种子吸水的作用 ,对种子的透水性有一定的影响 ,可能导致种子萌发困难[ 11] .
凹叶厚朴的中种皮中存在的含脂类物质的油细胞 ,也可能是导致种子萌发困难的原因之一.而且凹叶厚朴
的胚乳丰富 ,存在大量的脂类物质 ,同样可对种子的透水性有一定影响 ,导致种子萌发率低.凹叶厚朴的胚
非常小而薄 ,萌发时需要大量的营养物质 ,而胚乳中的三大类营养物质都有越靠近胚的胚乳细胞中越少分
布的现象 ,所以胚乳细胞中的营养物质传递给胚的距离较远 ,这可能也是种子萌发困难的原因.华木莲的
低繁殖能力是由于在自然条件下 ,坚硬的果皮阻碍了水的供应 ,或者产生了未知信号阻碍了种子的萌
发[ 12] .凹叶厚朴的低繁殖率除了种皮对水气的阻碍 ,营养物质的运输距离远等原因外 ,也有未知的信号阻
碍了凹叶厚朴种子的萌发 ,例如种子中的抑制物质的存在等 ,还有待进一步的研究.
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451　第 6期 胡江琴:凹叶厚朴种子的结构及细胞化学研究
图版说明
1.凹叶厚朴种子外形;2.外种皮和中种皮 100×;3.胚(↑)和胚乳 100×;4.外种皮细胞无淀粉粒 ,中种皮细胞含淀粉粒
(↑)400×;5.胚细胞无淀粉粒 400×;6.胚乳细胞含淀粉粒(↑)400×;7.外种皮和中种皮细胞含有蓝色晶体状结构 400×;
8.胚(↑)和胚乳100×;9.胚细胞中没有糊粉粒 400×;10.胚乳细胞中有很多糊粉粒(↑)400×;11.胚周围的胚乳细胞中糊
粉粒(↑)较少100×;12.胚乳最外层(↑)无糊粉粒 100×;13.外种皮有少量黑色颗粒 , 中种皮含油细胞(↑)200×;14.胚细
胞质(↑)中无脂类物质 100×;15.胚乳细胞中含很多脂类物质(↑)400×;16.胚乳最外层细胞中含有少量的脂类物质(↑)
400×.
Explanation of plates
Fig.1 The seed shape of o f Maganolia biloba ;Fig.2 Episperm and meso sperm structure 100× ;Fig.3 Embryo (↑)
and endosperm structure 100×;Fig.4 Epispe rm ce lls w ithout star ch g rains , mesosperm cells containing starch gr ains(↑)
400×;Fig.5 Embryo cells without sta rch g rains 100×;Fig.6 Endospe rm cells containing star ch g rains(↑)400×;Fig.7
Episperm and meso sperm cells containing a blue cry stal-like st ructure 400×;F ig.8 Embryo (↑) and endospe rm 100 ×;
Fig.9 Embryo cells w ithout aleur one gr ains 400×;Fig.10 Endo sperm cells containing a lot of aleurone g rains(↑)400×;
Fig.11 Embryo cells surrounding the endo sperm aleurone g rains less(↑)100× ;Fig.12 The outermost lay er of endo sperm
(↑)without aleurone gr ains 100×;Fig.13 Episperm cells containing a small amount of black particles and mesospe rm w ith
oil cells(↑)200×;Fig.14 Embryo cy toplasm (↑)without lipid 100×;F ig.15 Endo sperm cells containing many lipid
(↑)400×;F ig.16 The outermost lay er o f endospe rm cells containing a small amount o f lipid material(↑)400×.
Studies on the Structure and Cytochemistry of the Seed in Maganolia biloba
HU Jiang-qin
(Col lege of Li fe and Environmental S cien ces , H angzhou Normal Universi ty , H angzhou 310036 , China)
Abstract:This pape r studies the structure and distribution of e rga stic substance o f the seed in Maganolia biloba w ith
the technique of making section and cy to chemistry.The results show that the seed of Maganolia biloba is composed of seed
coat , embryo and endosperm.The embryo is sma ll and the endospe rm is abundant.Its testa is composed of epispe rm ,
meso sperm and endopleura.Episperm cells contain a small amount o f storag e pro tein and lipid material , but w ithout star ch
gr ain.Mesosperm cells contain mo re sta rch g rains and lipid substances and a small amount of sto rag e pro tein.Embryonic
cells have no starch g rains , no sto rage pr otein o r lipid material.Endosperm cells contain more star ch g rains , but also la rge
amounts o f sto rag e pro tein and lipid ma te rial.The characteristic o f the seed structure and cy tochemistry is one of the reasons
for the low reproduction r ate in Magnolia biloba in the na tur al conditions.
Key words:Maganolia bi loba;seed;structur e;cy to chemistry
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