全 文 ：第 28 卷第 2期
Vol.28　No.2
长春师范学院学报(自然科学版)
Journal of Changchun Normal University(Natural Science)
2009年 4 月
Apr.2009
菥 (Thlaspi arvenus L.)抗旱适应结构研究
王光野1 , 蔡立格2 , 张静菊3 , 付艳平1
(1.长春师范学院生命科学学院 , 吉林长春　130032;2.吉林省实验中学 , 吉林长春　130022;
3.德惠市第二十九中学 , 吉林德惠　130300)
[ 摘　要] 为探究菥 (Thlaspi arvenus L.)适应干旱环境的结构特点 , 采用石蜡切片法研究了其营养
器官的抗旱适应结构。结果表明:根无髓 、 次生木质部导管发达 , 能够提高根系吸收和输导能力;茎
髓和髓射线薄壁组织发达 , 能起到储水作用;叶片孔下室发达 , 能够降低水分散失的速率 , 上表皮具
有液泡发达的大型薄壁细胞 , 能起到储存水分的作用 , 叶片栅栏组织 1 ～ 3 层 , 叶绿体在栅栏组织细
胞周围紧密排列为1 层 , 提高了光合作用效率 , 以此来适应干旱对光合作用的负面影响。
[ 关键词] 菥 (Thlaspi arvenus L.);抗旱;适应;结构
[ 中图分类号] Q944.5　　　 [ 文献标识码] A　　　 [ 文章编号] 1008-178X(2009)02-0054-03
[ 收稿日期] 2008-07-20
[ 作者简介] 王光野 (1972-), 男 , 吉林长春人 , 长春师范学院生命科学学院讲师 , 硕士 , 东北师范大学生命科学学院博士
研究生 , 从事植物学专业基础理论研究。
　　菥 (Thlaspi arvenus L.)为十字花科菥 属植物 , 我国大部分地区均有分布 , 常生长于山坡 、 草地 、
路旁 , 也是是一种常见的农田杂草 。[ 1-7]菥 是一种锌和硒超积累的植物 , 在土壤金属污染的植物修复方面
具有重要的研究价值 。[ 7-12]菥 也是一种传统的药用植物[ 13] , 近年来作为一种新兴的食用植物受到人们的
青睐[ 14-15] , 其栽培技术也成为人们研究的热点 。关于菥 的研究主要集中在上述几个方面 , 对于其解剖结
构的研究国内罕见报道。菥 在干旱环境中也能良好生长发育 , 本文旨在通过对其解剖结构的研究来揭示其
抗旱适应性结构特点 , 为农田杂草的清除 、 土壤重金属的修复以及药用和食用的研究提供结构植物学的基础
研究资料 。
1　材料与方法
1.1　材料
实验材料菥 (Thlaspi arvenus L.)取自长春市区没有其他杂草生存的干旱环境 , 取材时间为 5月中旬。
1.2　方法
采用石蜡切片法 , 作菥 (Thlaspi arvenus L.)根 、茎 、叶适中部位的横切 , 切片厚度为 10μm , 光学显
微镜进行观察 、 显微摄影 。固定剂为 FAA , 番红和固绿双重染色。
2　结果
2.1　根的结构
根次生结构发达 。初生木质位于中央 , 无髓 。次生结构最外层为周皮 , 木栓层发达;周皮以内为次生韧
皮部 , 韧皮薄壁细胞丰富;韧皮部以内是维管形成层;次生木质部导管孔径大 , 密度高 , 多以径向排列的管
孔链形式存在 , 和木射线相间排列 (图 1)。
2.2　茎的解剖结构
茎没有形成完整的次生结构 , 束间形成层刚刚发生 , 以初生结构为主 。表皮有气孔存在 , 皮层不发达 ,
由体积较小的 5 ～ 7层薄壁细胞构成。髓和髓射线薄壁组织发达 , 由体积较大的薄壁细胞构成 。维管束体积
小 , 初生木质部导管孔径较大 , 成径向排列 (图 2)。
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图 1　根横切面结构 (×10) 图 2　茎横切面结构 (×10)
2.3　叶片的解剖结构
叶片由表皮 、叶肉和叶脉 3部分构成 。叶片的上 、 下表皮均由单层生活细胞组成 , 外被薄的角质层 , 上
表皮细胞含大量的体积较大液泡发达的薄壁细胞 , 孔下室发达 。为异面叶 , 栅栏组织常由 2层细胞组成 , 排
列整齐 、 紧密;海绵组织细胞排列疏松 , 形状不规则 , 胞间隙发达;同化组织叶绿体在栅栏组织细胞周围紧
密排列为 1层。叶脉维管束鞘由一层薄壁细胞构成 (图 3 , 图 4)。
图 3　叶片横切面结构 (×4) 图 4　叶片横切面结构 (×40
3　讨论
植物体的结构与其功能是密切相关的[ 16] , 干旱环境对植物生长的影响主要表现为水分胁迫 。菥 在干
旱的环境中之所以能够良好地生长 , 是因为其根 、茎 、叶结构有相应的抗旱适应机制。
3.1　根的适应特征
根的周皮木栓层发达 , 有利于减少根内水分向周围干旱土壤的扩散 , 起到在干旱环境中保水的作用。根
无髓 , 次生木质部导管孔径大 、密度高 , 以径向排列的管孔链形式存在 , 保证了根系输导组织的数量和质
量 , 为提高根系吸收和输导能力提供了有力保障 , 避免干旱环境中水分胁迫对植物的不利影响。根的次生结
构发生远远早于茎 , 能够保证地上部分的水分供应 , 以实现在干旱环境良好生长。
3.2　茎的适应特征
茎以初生结构为主 , 次生结构不发达 , 说明其在植物体的生长发育过程中可能还兼有不仅限于支持和输
导作用的其他作用。茎中具有由大量薄壁细胞构成的发达的髓和髓射线 , 髓射线除了起到横向运输的作用
外 , 主要和髓一起起到贮藏营水分的重要作用 , 有利于长时间保持植物体内的水分 , 在干旱环境中完成整个
生活史。
3.3　叶的适应特征
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叶片孔下室发达 , 能够降低水分散失的速率。[ 17-18]上表皮具有液泡发达的大型薄壁细胞 , 起到储存水
分和缓冲高温光线对叶片表明灼伤的作用。叶片栅栏组织 1 ～ 3层 , 增加了高光效同化组织在叶片中的数量 ,
提高了光合作用效率 , 同化组织叶绿体在栅栏组织细胞周围紧密排列为 1层 , 能够充分有效地利用光能 , 发
挥全部叶绿体的光合作用效率 , 因此又进一步提高了光合作用效率 , 以此适应干旱胁迫对光合作用的负面影
响。
综上所述 , 菥 正是由于根系具有较强的吸水 、 输水结构 , 茎具有较强的保水机制 , 才能在干旱的环境
中保证充足的水分供应;正是由于具有高效的光合作用结构 , 才能在干旱的环境中良好地生长发育。
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Research on Characteristics of Thlaspi arvenus L.Which Adapt to the Arid Environment
WANG Guang-ye1 ,CAI Li-ge2 ,ZHANG Jing-ju3 ,FU Yan-ping1
(1.School of Life Science ,Changchun Normal University ,Changchun 130032 ,China;
2.Jilin Provincial Experimental School ,Changchun 130022 ,China;
3.No.29 Middle School of De hui City ,De hui 130300 ,China)
Abstract:To explore the characteristics of Thlaspi arvenus L.which adapt to the arid environment , the method of paraffin
section has been used to observe the structure of vegetative organs that is associated with fighting drought.The results indi-
cate that the absorption and transportation ability of root can be increased by the absence of pulp and developed secondary
xylem vessel;the developed pith in stem and pith ray parenchyma tissue may store water;the developed substomatal chamber
may decrease the rate of water loss;the developed , big parenchyma cells in upper epidermal layer may store water;chloro-
plasts arranged tightly in palisade tissue improve the efficiency of photosynthesis to adapt the negative effect of arid environ-
ment.
Key words:Thlaspi arvenus L;fight drought;adapt;structure
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