全 文 ：第 24卷　第 1 期　　　　　　　　　　　　　植　　　物　　　研　　　究 2004 年　1月
Vol.24　No.1　　　　　　　　　　　BULLETIN OF BOTANICAL RESEARCH Jan., 　2004
高山红景天解剖学研究
王桂芹　赵　岩　段亚军
(内蒙赤峰师专 , 赤峰　024001)
摘　要　高山红景天(Rhodiola sachalinensis A.Bor.)根 、茎 、叶中均有发达的通气组织 ,根中的通
气组织是维管射线细胞破裂形成的 。根中任何薄壁组织细胞中均含有固体蛋白质 。茎中维管束
环外有糊粉层。叶肉细胞中的固体蛋白质多数存在于叶脉周围 。植物体内丰富的蛋白质构成了
其较强抗冻能力的物质基础。根中木栓十分发达 。
关键词　高山红景天;解剖结构;抗冻蛋白;显微摄影
Anatomy structure study of Rhodiola sachalinensis
WANG Gui-Qin　ZHAO Yan　DUAN Ya-Jun
(Chifeng normal college , Chifeng　024001)
Abstract　 There are a lot of aerenchyma in the roots , stems and leaves of Rhodiola sachalinensis.The
aerenchyma was made of broken cell of vascular ray in the roots.The solid protein exists in all of the
parenchyma of the roots.There is the aleurone layer outside the bundle ring of the stems .The solid protein
exits most the round of the vine.Abundant protein of the plant is formed the very strong antifreeze material
basis.the phellem is very expand in the secondary structure of the root.
Key words　Rhodiola Sachalinensis;anatomy structure;antifreeze protein;microscopical technique
　　高山红景天又名库页红景天 ,为景天科(Cras-
sulaceae )景天属多年生草本植物[ 1] , 分布范围狭
窄 ,中国仅分布于东北地区 ,在长白山多生长于 1
700 m以上的岳桦林及高山苔原带的裸露岩石山
上 , 其生境十分恶劣。因其根茎含有红景甙
(Salidroside ,C14H20O7)等[ 2]药用成分 ,60年代以来 ,
人们不断采挖 ,现以濒临灭绝 。
　　资料表明 ,近年来高山红景天受到了人们的高
度重视 ,从外部形态 、幼苗生长到胚胎学研究已有
相关的报道[ 2～ 4] ,但对其解剖结构缺乏研究 ,迄今
尚未见报道。本文力图从解剖结构的研究中 ,探讨
它对逆境适应的内在结构机制 ,旨在提供一些有价
值的生态解剖学资料 ,为高山红景天资源的保护 、
开发和利用提供科学依据。
1　材料与方法
1.1 供试材料
实验用的高山红景天 ,系 1999 年 7 月采自长
白山的苔原带(海拔 2 100 m),总计 4株 ,均为 2年
生 ,所需材料为植物根 、茎 、叶的适中部位。
1.2 实验方法
将高山红景天的根浸入净水中24 h ,使粘附其
上的土粒溶解 ,自然脱落 ,洗净。(避免洗刷时擦伤
根外部结构)。将每株根 、茎 、叶的适中部位分别剪
成0.4 cm的小段(对于根而言均取自根毛区后方
的部位),投入 FAA 固定液中固定 48 h 后取出 ,由
第一作者简介:王桂芹(1954-),女,副教授 ,主要从事结构植物学研究。
　收稿日期:2003-04-14
低向高浓度进行不同梯度的乙醇脱水 ,二甲苯透
明。石蜡法制片 ,切片厚度为 12 μm ,番红─固绿
双重染色 。Olympus显微镜下观察照相。
2　结果
2.1　成熟根的横切面结构
　　根的最外侧是周皮 ,其木栓十分发达 ,由 7 ～ 8
层狭长细胞构成 ,细胞排列规则。根的次生结构中
次生韧皮部所占比例较大 ,它与次生木质部半径呈
1:2比例 。维管射线发达 ,由 4 ～ 5列薄壁细胞构
成 ,根的中心为极少量的薄壁细胞所占据 ,即髓 。
髓 、维管射线 、栓内层的部分薄壁细胞裂生成大的
胞间隙 ,并连成沟状气道 ,最长的裂隙可达 164.25
μm 。沟状的裂隙多数为纵向裂隙 ,亦有横向裂隙
较少 。并将次生木质部分割成若干部位。次生韧
皮部中细胞间隙亦十分发达 ,且彼此连接交织成网
状的通气组织。根中任何部位的薄壁细胞均含有
固体蛋白颗粒(I-KI染色),而位于栓内层及次生
韧皮部细胞中的固体蛋白颗粒个体较大 ,木薄壁细
胞中的则较小(图版 Ⅰ:1)。
2.2 茎的横切面结构
　　横切面的茎呈圆形 ,由表皮 、皮层和维管柱构
成。表皮细胞排列较规则 ,表皮外壁无表皮毛和其
它附属物 ,但其外切向壁角质层发达 ,厚度为 2.66
μm(8个视野平均值)。皮层及髓由大型薄壁细胞
构成 ,细胞多面体形 ,排列较疏松 。维管束在横切
面中排成一环 ,较紧密。髓射线由 2 ～ 3 层薄壁细
胞构成。髓中心有几个较大的气腔 ,最大气腔直径
为584.00μm 。韧皮部与皮层交界处具有糊粉层 ,
由2 ～ 3层细胞构成。此外 ,髓及髓射线部分细胞
中也含有固体蛋白质(图版Ⅰ :2)。
2.3　叶的横切面结构
　　高山红景天的叶为等面叶。构成叶肉的细胞
较小 ,形状不规则 ,排列十分疏松 ,叶脉周围含有较
大的固体蛋白颗粒 ,最大直径为 29.20 μm。叶肉
中发达的细胞间隙交织成网状的通气管道。
　　叶的上下表皮均由一层细胞构成 ,细胞多面体
形 ,较大 ,没有角质层 ,无表皮毛 ,上下表皮均有气
孔器分布 ,气孔器为不等形 ,副卫细胞三个 ,其中一
个明显比其它两个大 。上下表皮的气孔内方均有
较大的孔下室与胞间隙相通。叶脉为网状 。主脉
及侧脉上下没有机械组织分布 。较大叶脉的(近下
表皮处)两侧有大的气腔分布 , 最大气腔直径为
292.00μm(图版Ⅰ :3)。
3 讨论
　　实验结果表明:植物与环境息息相关 ,环境改
变着植物体的形态和结构[ 4] , 而植物只有适应其
生长的环境才能得以繁衍生息 。实验用高山红景
天生长在海拔 2100米以上 ,即高山冻原带 ,土壤呈
弱酸性[ 5] 。高山红景天之所以能在高寒缺氧的环
境中生存 ,成为苔原带的主要建群种 ,是因其具备
了与生存条件相适应的解剖结构[ 6] 。其周皮中十
分发达的木栓对根起到了重要的保护作用[ 6] ,因
为栓质化的主要成分是难溶于水的脂类物质 ,它不
透气 、不透水 ,使大量的弱酸性水分难以进入根中 ,
保证了植物体生理生化反映的正常进行。苔原带 ,
空气相对湿度较高 ,再加上地表组成物质粘重 ,地
表积水 ,渗水能力弱[ 5] ,故土壤内严重缺氧 , 结果
导致高山红景天的植物体内形成了发达的通气组
织 ,满足了植物体对氧气的需要。无论是水生植
物 、盐生植物还是苔原带植物 ,他们的生态环境中
都是乏氧的 ,这是三种截然不同生态型的植物 ,为
了能得以生存而演化出通气组织的外界因子 。植
物体内根 、茎 、叶中的大气腔及胞间隙 ,形成了植物
体内的闭路循环 ,光合作用所释放的氧直接为自身
所利用。盐生植物 、水生植物及苔原带植物通气组
织的功能相同 ,结构十分相似是符合结构与功能相
关性的 ,即结构和功能是相互依赖的统一体[ 7 ,8] 。
苔原植物又有别与盐生植物 ,长白山冬季气温低 ,
10月底前后至次年 6月上 、中旬地表冻结 ,形成季
节性冻土层 , 年最低气温在 -30 ～ -35℃左
右[ 1 ,5] 。为了适应这一特殊环境 ,高山红景天植物
体内 ,尤其是根中的薄壁细胞内 ,贮藏有大量的固
体蛋白质 ,这在中生植物 、水生植物体内是罕见的 ,
是适应寒冷的一种特殊结构 ,其细胞内丰富的蛋白
质构成了其较强抗冻能力的物质基础 ,即抗冻蛋
白[ 9～ 11] 。生物的生存总是逃避不了周围各种环境
胁迫因素的影响 ,如温度 、湿度 、水分 、光照 、营养 、
环境污染和土壤坚实度等 ,其兴衰存亡的关键除了
取决于胁迫的种类 、强度和持续时间等外界条件 ,
从生物本身来说 ,能否有效地运用自身的防御机制
去克服胁迫的危害 ,或者把某种胁迫转化为有利因
素 、或独占资源[ 12～ 13] 。而高山红景天植物体内的
抗冻蛋白正是其独占资源 ,也是这类植物对高山环
境的一种适应性机制。
参　考　文　献
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图　版　说　明
Explanation of Plate
图版Ⅰ
1.根的横切 , 示通气组织 、固体蛋白质及木栓.×100.棒=
119.5 μm.
2.茎的横切 ,示糊粉层及髓腔.×100.棒=116 μm.
3.叶的横切 ,示固体蛋白质.×100.棒=102 μm.
PlateⅠ
1.Transvers of root , showing aerenchyma , protein and phellem.×
100.Bar=119.5μm.
2.Transvers of stem , showing aleuronel ayer and pith cavity.×
100.Bar=116 μm.
3.Transvers of leaf , showing protein and aerenchyma.×100.Bar
=102μm.
951期　　　　　　　　　　　　　　王桂芹等:高山红景天解剖学研究