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欧李根、茎的形态解剖学研究



全 文 :第 35 卷 第 3 期
2014 年 5 月
内 蒙 古 农 业 大 学 学 报 ( 自 然 科 学 版 )
Journal of Inner Mongolia Agricultural University (Natural Science Edition)
Vol. 35 No. 3
May. 2014
欧李根、茎的形态解剖学研究
李小燕, 王欣玉, 李连国* , 白泽华
(内蒙古农业大学农学院,呼和浩特 010019)
摘要: 本文研究了欧李优质丰产优系 DD12 - 13 和 DD12 - 22 的营养器官的结构特征,运用石蜡切片法制片,光学显微镜观
察欧李早熟品系 DD12 - 13 和晚熟品系 DD12 - 22 的根、茎结构,结果表明:根的解剖结构中,晚熟品种 DD12 - 22 的导管直径
小,导管密度大,维管束占根面积的百分比较大,茎的解剖结构中两个欧李品种木细胞面积、韧细胞面积、髓细胞面积差异不
明显,导管密度则以晚熟品种 DD12 - 22 的导管密度较大,此研究为深入开发和利用欧李种质资源提供生物学基础和依据。
关健词: 欧李; 根; 茎; 形态解剖学
中图分类号: S662. 5 文献标示码: A 文章编号: 1009 - 3575(2014)03 - 0026 - 05
A STUDY OF MORPHOLOGICAL ANATOMY OF
ROOT AND STEM ON CERASUS HUMILIS
LI Xiao - yan, WANG Xin - yu, LI Lian - guo* , BAI Ze - hua
(College of Agronomy,Inner Mongolia Agricultural University,Hohhot 010019)
Abstract:The vegetative organ structure characteristics on DD12 -13 and DD12 -22 of Cerasus humilis were studied. Using paraffin meth-
od,root and stem of early maturing varieties DD12 - 13 and late maturing varieties DD12 - 22 were observed. The structure optical micros-
copy results showed that:for the anatomical structure of root,it had smaller vessel diameter,bigger vessel density,and the vascular bundle
of root area percentage is relatively large;for the anatomical structure of the stem,the difference of the xylem cell size,the liber cell size and
the medulla cell size cell area are not obvious,and the vessel density of late maturing varieties DD12 -22 was bigger. This research provides
the biological basis for germplasm resources utilization and further development on Cerasus humilis.
Key words:Cerasus humilis; roots; stems; anatomy
引言
欧李(Cerasus humilis(Bge)Sok)属蔷薇科樱桃
属极矮生灌木果树,是我国特有的野生果树资源,主
要分布在山西、内蒙古、辽宁、吉林、陕西、甘肃、宁
夏、河北、北京、河南等 13 个省(区、市)。主产区一
般在东经 130° ~ 135°,北纬 33° ~ 45°、海拔 1000 ~
1800m的丘陵山地。花色多种,果色、果形各异,叶
片大小、形状不同,具有很高的观赏价值。果实可
鲜食或加工制作饮料、果酱、果酒;种仁可入药;枝
* 收稿日期:2014 - 05 - 09
基金项目:内蒙古欧李种质资源与变异类型多样性研究(2011MS0303)
作者简介:李小燕(1964—) ,女,博士,教授,主要从事果树栽培及生理研究.
* 通讯作者:E - mail:nmndllg@ qqcom.
第 3 期 李小燕等:欧李根、茎的形态解剖学研究
叶可用作饲料。欧李资源具有抗寒抗旱、防风固沙
的生态功能,是典型的优质生态果树树种。
内蒙古农业大学和内蒙古大地生态农林科技研
发中心选育出的 DD12 - 1 至 DD12 - 24 号欧李优
系,是通过实生选种选育出的优质丰产新类型,单株
产量高,果实性状优良,成熟期在 8 月初 - 10 月上
旬,可充分满足市场供求,本实验以早熟品种 DD12
- 13 和晚熟品种 DD12 - 22 为实验材料,通过对这
两个欧李新品系的根、茎解剖结构进行显微观察分
析,找出其差异,为新品种的进一步选育、开发和利
用提供科学依据。
1 材料与方法
1. 1 试验材料
本试验材料为早熟欧李品系 DD12 - 13 和晚熟
欧李品系 DD12 - 22。
1. 2 试验方法
欧李根切取 0. 3cm2 的一年生根段,茎在基生枝
的中部节位取样,切成 0. 3cm2 的组织,所有供解剖
材料经无菌水充分洗涤,均用 FAA 固定液固定并保
存,酒精系列脱水,二甲苯透明,浸蜡并用石蜡包埋,
制成连续石蜡切片,厚度 12μm,番红 -固绿双重染
色,中性树胶封片,Olympus 光学显微镜下观察并测
量其各部分解剖构造,每一样片观察 20 个视野。采
用 t检验法检验两种欧李的各项指标差异显著性,数
据采用 spss13. 0 进行处理。
2 结果与分析
2. 1 欧李茎的解剖结构
两种欧李新品系茎的解剖结构的共同特征为:
欧李茎由表皮、皮层、维管柱三部分构成;表皮细胞
均为单层细胞并且细胞排列较为紧密,表皮细胞外
壁均具有角质层;表皮内侧均有周皮,周皮具有明显
的木栓层,木栓形成层和栓内层;皮层薄壁细胞较
大;在皮层和形成层之间是次生韧皮部,细胞形状不
规则,形成层已不易区分;在形成层以内为木质部,
主要是次生木质部;髓位于茎的中心,多数为薄壁细
胞,其中圆形或椭圆形的内含物较多。
表 1 两种欧李茎的解剖结构参数观察
Tab. 1 Stem tissue structure parameters of two Cerasus humilis
观察项目
Item DD12 - 13 DD12 - 22
表皮 +角质层厚度(μm)
Epidermis + Cuticle 9. 87a 11. 14a
周皮厚度
Periderm thickness 46. 43a 38. 92b
导管直径
Vascular diameter 12. 65b 13. 42a
导管密度(个 /mm2)
Vascular density 39. 80b 43. 13a
髓面积 /茎面积
Medulla /Stem area 23. 64b 38. 17a
木细胞面积(μm2)
Xylem cell size 24. 34a 24. 42a
韧细胞面积(μm2)
Liber cell size 36. 01a 36. 12a
髓细胞面积(μm2)
Medulla cell size 163. 98a 164. 71a
从图1 ~4以及表1可以看出,两个欧李品系茎的
组织解剖结构中,表皮加角质层厚度、周皮厚度、导管
密度、导管直径、髓面积占茎面积的百分比均有显著
差异;木细胞面积、韧细胞面积、髓细胞面积差异不明
显;早熟品种 DD12 -13的表皮加角质层厚度、周皮厚
度均较厚;导管密度则以晚熟品种 DD12 - 22 的导管
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内 蒙 古 农 业 大 学 学 报 (自 然 科 学 版 ) 2014 年
密度最大(43. 13个 /mm2) ;两个品系间髓细胞面积无
显著差异。从图 1 ~ 2 以及表 1 的观察值的结果分析
还可看出:早熟品系 DD12 -13 的木射线发达;晚熟品
种 DD12 -22的髓腔内内含物特别多;茎的皮层及髓
部增大,加大了薄壁组织所占比例,可贮存较大量的
水分和内含物,在干旱环境中能够缓冲植物需水与环
境供水的关系,髓的结构越发达,抗旱、耐寒、贮水性
能越强。通过图可以看出,晚熟品种 DD12 - 22 的髓
面积较大,所以它的抗旱耐寒性比早熟品种 DD12 -
13的耐抗旱耐寒性要强。
2. 2 欧李根的解剖结构
通过欧李根的解剖结构观察,两种欧李根具有
明显的次生结构。在根的横切面上,从外到内依次
由周皮、皮层及维管柱三部分组成。从表 2 可以看
出两种欧李品系的组织解剖结构各部分变化较大,
导管直径、导管密度、维管束条数、维管束占根的横
截面积的百分比均有显著差异,晚熟品系 DD12 - 22
的韧皮部厚度和早熟品系 DD12 - 13 的韧皮部厚度
并无明显差异,而早熟品种 DD12 - 13 的导管直径较
晚熟品种 DD12 - 22 的大一些,为 29. 42μm,导管密
度则以晚熟品种 DD12 - 22 的较大,为 42. 12 个 /
mm2,维管束占根横截面积的百分比以晚熟品种
DD12 - 22 的较大,而韧皮部厚度与根的半径之比无
显著差异。
表 2 两种欧李根的解剖结构参数观察
Tab. 2 Root tissue structure parameters of two Cerasus humilis
观察项目
Item DD12 - 13 DD12 - 22
韧皮部厚度(μm)
Liber thickness 705. 32a 706. 83a
中柱直径(μm)
Pillar diameter 465. 46a 453. 34b
导管直径(μm)
Vascular diameter 29. 42a 25. 73b
导管密度(个 /mm2)
Vascular density 32. 55b 42. 12a
维管束条数
Vascular bundle number 24b 30a
维管束 /根面积%
Vascular bundle % 9. 9b 13. 7a
根的直径(μm)
Root diameter 1901a 1920a
韧部厚度 /根半径%
Liber /Root radius% 72. 62a 73. 63a
从图 5 ~8以及表 2 的观察值分析的结果可以看
出:晚熟品系 DD12 -22表皮木栓化程度高,韧皮部发
达,细胞小且排列密集,导管密度较大,导管直径较
小,维管束数目较多,所占根面积的比率较大;早熟品
种 DD12 -13表皮木栓化程度不高,韧皮射线发达,皮
部占根的比例较大,导管密度较小,导管直径较大维
管束数目较少,所占根面积的比率也较小。
3 讨论
欧李对环境的适应能力很强,对高温、严寒、干
旱、风沙均具有极强的抗耐性。
3. 1 茎结构对生态环境的适应性
欧李成熟茎的外部具周皮,起到减少植物体内
水分的蒸腾、控制植物与外界环境的气体交换、防止
病虫害侵入和机械损伤以及抗御其他逆境的作用;
角质层厚度和周皮厚度均较厚,还在夏季可防止茎
被高温灼伤;在冬季又可防止茎被冻伤。茎中皮层
所占比例较大,髓部具有大量薄壁细胞,排列疏松,
木质部、韧皮部发达,有利于营养、水分的贮积运输。
经研究发现,发达的髓具有储水功能,保护维管组织
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第 3 期 李小燕等:欧李根、茎的形态解剖学研究
图 1 DD12 - 22 茎 × 200
Fig. 1 DD12 - 22 stem × 200
图 2 DD12 - 13 茎 × 200
Fig. 2 DD12 - 13 stem × 200
图 3 DD12 - 22 茎 × 400
Fig. 3 DD12 - 22 stem × 400
图 4 DD12 - 13 茎 × 400
Fig. 4 DD12 - 13 stem × 400
图 5 DD12 - 13 根 × 200
Fig. 5 DD12 - 13 root × 200
图 6 DD12 - 22 根 × 200
Fig. 6 DD12 - 22 root × 200
图 7 DD12 - 13 根 × 400
Fig. 7 DD12 - 13 root × 400
图 8 DD12 - 22 根 × 400
Fig. 8 DD12 - 22 root × 400
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内 蒙 古 农 业 大 学 学 报 (自 然 科 学 版 ) 2014 年
免受干旱。同时茎中大量的薄壁细胞,起到贮藏营
养物质的作用,提高了细胞的渗透压和保水性,以适
应干旱少雨的环境条件。
3. 2 根结构对生态环境的适应性
欧李根结构中,周皮的存在既可以防止夏季高
温对根的灼伤以及根部向土壤反渗透失水,又可防
止冬季严寒对根的冻伤。同时有害物质也难以进入
根中,保证了植物体生理生化反应的正常进行。欧
李根部维管组织很发达,韧皮部由薄壁细胞组成,其
间有发达的胞间隙使根的渗透吸水能力大大提高,
木质部占有较大的宽度,导管数量多、口径大,根的
这种结构特点有利于其对水分的吸收和横向、纵向
运输,增强了欧李的抗旱能力。
参 考 文 献
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