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壳菜果树脂道发育过程的组织化学研究



全 文 :收稿日期:1999 10 16
作者简介:陆祖军(1963—),男(壮族),广西平果人 ,硕士 , 广西师范大学讲师
第 18卷 第 1 期 广西师范大学学报(自然科学版)          Vol.18 No.1
 2000年 3 月 JOURNAL OF GUANGXI NORMAL UNIVERSITY March 2000
壳菜果树脂道发育过程的组织化学研究
陆祖军1 王永繁2 徐华松3
(1.广西师范大学生物学系 ,广西 桂林 541004;2.中山大学生命科学学院 ,广东广州 510275;
3.华南农业大学生物技术学院 ,广东 广州 510271)
摘 要:经组织化学研究发现 , 壳菜果(Mytilaria laosensis)初生结构树脂道发育过程的 5 个不同阶段中 ,基本组
织细胞与树脂道细胞中的多糖与树脂含量呈正比消长关系;树脂道细胞形成多糖和树脂的时间晚于基本组
织细胞.此结果提示 , 树脂主要由基本组织细胞经多糖转化形成后转输到树脂道上皮细胞 , 再由上皮细胞分
泌到空腔 ,树脂道上皮细胞担负的主要功能是泌脂而不是合成树脂.
关键词:壳菜果;树脂道;组织化学
分类号:Q945.18   文献标识码:A   文章编号:1001—6600(2000)01—0088—04
壳菜果(Mytilaria laosensis)分布于我国广东 、广西 、云南三省和东南亚诸国 ,其种仁含油量高达 36.8
%,是重要的油脂资源[ 1] ,对壳菜果树脂道的研究 ,目前仅限于发生方式和发育过程[ 2] ,尚未涉及树脂的
合成部位及转运途径.以组织化学方法揭示壳菜果初生结构中油脂的主要合成部位和运输过程对理论
研究和生产实践有重要的意义.
1 材料与方法
1.1 材 料
壳菜果(Mytilaria laosensis),1995年 6月6日采自中国科学院华南植物研究所植物园.
1.2 方法
切取茎顶端并分割成 1 ~ 2 mm3 小块 ,迅速固定于 0.2 mol/L二甲砷酸盐缓冲液(pH7.0)配制的 6 %
戊二醛中 ,时间为 12 h ,经缓冲液冲洗 ,再用 1 %锇酸 4 ℃下固定 12 h ,蒸馏水冲洗后酒精系列脱水 ,丙
酮过渡 ,Spurr 树脂包埋 ,旋转切片机切片 ,厚度 1 ~ 2 μm ,每隔 30片选取一片按胡适宜等[ 3]的方法进行
染色;另外 ,复染以PAS反应显示淀粉的分布;之后再系列脱水 ,中性树胶封片 ,Olympus研究显微镜下
观察 ,参考吴鸿统计方法[ 4] ,对所含树脂滴和淀粉粒的体积 、数目进行测量 、统计.
2 结 果
按照壳菜果树脂道发生和发育过程中其形态和结构变化特点 ,分为 5个阶段[ 2].这 5个发育阶段
内树脂和多糖物质总量 、分布和变化规律如下(注:黑白相片上淀粉粒和块状多糖物质呈黑色 、树脂滴呈
淡黑色与切片染色后淀粉粒和块状多糖物质呈鲜红色 、树脂滴呈淡褐色相对应):
2.1 原始细胞分裂阶段
此阶段内原始细胞观察不到淀粉粒和树脂滴 ,但基本组织 30%内已积累有淀粉粒 ,每个细胞 4 ~ 6
粒不等 ,形成层细胞中也有 ,直径 0.5 μm以下.值得特别描述的是本阶段内基本组织 10%细胞积累有
被PAS作用成红色块状多糖 ,有的充满整个细胞;表皮及表皮下 1 ~ 2细胞层的大部分细胞此阶段已含
DOI :10.16088/j.issn.1001-6600.2000.01.021
有被染成淡褐色的脂类物质 ,但基本组织细胞尚未发现含有树脂滴(图1-a).
图 1 各发育阶段树脂和多糖物质总量 、分布和变化
(茎顶端横向切面 , ×40)
C—树脂道 CPMC—树脂道原始细胞团
MP—块状多糖 PCT—鞘细胞
RD —树脂滴 SC—分泌细胞(上皮细胞)
SG—淀粉粒 WCF—解体细胞残余碎片
a.示原始细胞分裂时期树脂道原始细胞和鞘细胞内无淀粉 、油滴
的积累 , 30%和 10%基本组织细胞分别含淀粉和块状多糖;b 、c.示
胞间道发生阶段极少数原始细胞和个别鞘细胞出现淀粉 , 40%和
20%的基本组织细胞分别含淀粉粒和块状多糖 , 10%有油滴;d.示
树脂道扩张阶段上皮细胞和鞘细胞的少量淀粉粒 , 但尚无树脂;基
本组织细胞中含有大量淀粉粒 、块状多糖和脂滴;e.示树脂道成熟
阶段上皮细胞充满树脂 , 25%的基本组织细胞含树脂滴.
2.2 胞间道发生阶段
初期 ,极少数树脂道原始细胞和鞘细胞已有淀粉的积累 ,此细胞至多含 1粒 ,体积小(0.3 μm)(图 1-
b).至原始细胞团的中央几个细胞游离 、解体时 ,个别鞘细胞出现 1 ~ 2粒淀粉 ,直径 0.5 μm.40%的基
本组织细胞含淀粉粒 ,每个细胞6 ~ 7粒 ,体积有所增大 ,但不明显.20%左右的基本组织细胞含块状多
糖物质 ,10 %出现 1.2 μm 大小的树脂滴(图 1-c).茎表皮及表皮下 1 ~ 2层细胞含的树脂总量有所增
加.
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2.3 胞间道扩张阶段
鞘细胞和上皮细胞含 2 ~ 3个淀粉粒 ,随着空腔的扩大 ,数量并不增加;至扩张阶段结束时 ,上皮细
胞仍未出现脂类物质.脂道附近的基本组织中多糖和脂类物质总量变化明显;约 50%的基本组织细胞
含淀粉粒 ,每细胞8 ~ 9个;含块状多糖的基本组织细胞增至 28%;约 15%的基本组织细胞含 1.8 μm大
小的树脂滴;块状多糖物质中出现许多小圆斑点 ,淡黑色 ,组织化学染色反应 ,指示此类圆斑为脂类物质
(图 1-d).可见 ,本阶段内 ,上皮细胞处于分生阶段 ,尚无分泌树脂的功能 ,基本组织细胞内块状多糖开
始溶解 、转化.
2.4 树脂道的成熟阶段
本阶段的初期 ,上皮细胞含3 ~ 5颗树脂滴 ,以后随时间的推移 ,脂滴数量不断增加 ,至最后时期 ,充
满了整个细胞.上皮细胞中的淀粉粒仍为 2 ~ 3粒 ,体积无变化.含块状多糖的和含淀粉粒的基本组织
细胞数目不再增多 ,而嵌有多颗粒树脂的块状多糖物质的细胞大量出现.含脂滴的基本组织细胞比例
增至 25 %左右(图 1-e).
从上述可得壳菜果初生结构中多糖物质和脂类物质在基本组织和树脂道上皮细胞内 ,随树脂道的
发育的总量消长关系见图 2:
a)基本组织内树脂和多糖类物质总量变化 b)上皮细胞中树脂滴和淀粉粒总量变化
图 2 各发育阶段多糖物质和脂类物质总量变化图
0.原始细胞及原始细胞分裂阶段 1.胞间道发生阶段 2.胞间道扩张阶段 3.树脂道成熟阶段
3 讨 论
枫香 、苏合香 、壳菜果分泌的树脂的化学成分前人已做过化学分析 ,主要是脂类物质[ 5].本实验结
果表明:壳菜果树脂道上皮细胞和鞘细胞出现树脂的时间晚于基本组织细胞;基本组织细胞和树脂道上
皮 、鞘细胞内多糖物质与脂类物质呈正比消长关系;上皮细胞和鞘细胞始终含多糖物质极少 ,且总量无
多大变化;树脂道上皮细胞树脂滴总量随发育阶段的后移不断增加;在成熟期充满整个细胞;所有这些
现象提示壳菜果树脂合成的场所是在基本组织细胞中 ,而不是在分泌细胞内.可能是基本组织中多糖
物质经某种特殊途径转化成合成树脂的前体物质 ,然后合成树脂 ,接着由基本组织转运至树脂道鞘细胞
到上皮细胞 ,再由上皮细胞分泌到树脂道中.树脂道上皮细胞不是合成树脂的重要场所 ,其主要功能是
接纳由基本组织细胞转送来的树脂并将之分泌到树脂道内.然而 ,组织化学研究手段仅定性地揭示树
脂于植物体内的合成组织及其与多糖物质粗略的量的关系 ,要清楚树脂于细胞内的合成具体位置及其
转输过程 ,必须借助于生物化学方法和同位素示踪技术等 ,组织化学研究为更深入的研究打下基础.
参 考 文 献
1 中国油脂植物编写委员会.中国油脂植物[ M] .北京:科学出版社 , 1987.346~ 347
90                 广西师范大学学报(自然科学版)               第 18 卷
2 陆祖军.壳菜果植物树脂道的发生 、发育及分布的研究[ J].广西植物 , 1998 ,(4):331 ~ 334
3 胡适宜 ,徐丽云.显示环氧树脂原切片中多糖 、蛋白质和脂类细胞化学方法[ J] .植物学报 , 1990 , 32(11):841 ~ 846
4 吴 鸿等.油松树脂道的发育过程和组织化学研究[ J] .林业科学 , 1995 ,(1):51
5 黄秦康.常用中药成分与药理手册[ M] .北京:中国医学科技出版社 , 1994.999~ 1 181
THE HISTOCHEMISTRY IN THE DEVELOPMENT PROCESS OF
MYTILARIA LAOSENSIS CANALS
LU Zu-jun1 WANG Yong-fan2 XU Hua-song3
(1.Department of Biology , Guangxi Normal University , Guilin 541004 China;
2.Department of Biology , Zhongshan University , Guangzhou 510275 China;
3.College of Biological Technology ,Huanan Agriculture University , Guangzhou 510271 China)
Abstract:The resin and polysaccharides in the parenchyma and canal cells were invers proportion in the five devel-
opment phase of resin canals of Mytilaria laosensis in its primary structure;originated time of the polysaccharides
and resin in the canal cells was later than it in the parenchyma.Such a fact shows that the resin was synthetised
mainly by the parencyma cells from the polysaccharedes and then was transfored from the parenchyma cells to the se-
cretory cells and then to the canal;the secretory cells primarily have the function of transporting and secreting resin ,
not synthetising it.
Key words:Mytilaria laosensis;resin canal;histochemistry
(责任编辑 马殷华)
91第1 期            陆祖军等:壳菜果树脂道发育过程的组织化学研究