全 文 ：书西北植物学报!
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作者简介$王
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欣"
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#!男!在读硕士研究生!主要从事结构植物学研究
2(34-5
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通信作者$初庆刚!主要从事结构植物学研究
2(34-5
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876
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成熟玉米秆组织结构切片方法的比较研究
王
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欣#!隋方功!!初庆刚#"
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青岛农业大学 生命科学学院!山东省高校植物生物技术重点实验室!山东青岛
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青岛农业大学 资源与环境学院!山
东青岛
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#
摘
!
要$于玉米成熟期选择健壮茎秆的基部第三节间为材料!采用徒手切片法(冰冻切片法(石蜡切片法(薄切片法
等
)
种方法!比较不同方法的玉米茎秆组织结构切片质量!为研究玉米茎秆结构与其倒伏的关系奠定技术基础
结果表明$徒手切片法是获得成熟玉米秆组织结构切片较为方便(快速的方法!切片面积较大!适合大范围观察统
计&冰冻切片法是获得成熟玉米秆组织结构较快的方法!切片面积较小!适合小范围观察&薄切片是获得高质量成
熟玉米秆组织结构切片的最好方法!但切片面积太小!适合高倍数显微观察和小范围电镜扫描观察组织结构&石蜡
切片不适合作为成熟玉米秆的组织切片方法研究认为!徒手切片法是最适合成熟玉米秆组织结构观察研究的制
片方法
关键词$玉米&成熟玉米秆&徒手切片&冰冻切片&石蜡切片&薄切片
中图分类号$
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文献标志码$
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玉米属于
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作物!具有高光合效率及低
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补偿点!有巨大的高产潜力&它能高效集约利用光热
等资源!在主要粮食作物中平均产量最高&它不仅是
高产粮食作物!也是营养丰富的饲料作物和良好的
工业原料作物玉米是高秆植物!在生长发育过程
中!如果栽培密度过大或突然遇到大风暴雨的袭击!
就可能出现倒伏情况据统计!倒伏导致玉米减产
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!$!严重时可达
$"!中国每年因倒伏造
成玉米的产量损失近
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*
防止倒伏是玉米
高产栽培的主要目标之一为了防止倒伏!越来越
多的人关注成熟玉米秆!特别是成熟玉米秆的组织
结构特点)!(+*所以!如何获得高质量的成熟玉米秆
组织结构切片就成了一个很重要的问题成熟玉米
秆靠近表皮细胞的基本组织和维管束周围的基本组
织均已发育成为机械组织!其细胞壁木质化的程度
高!其它的基本组织均为薄壁组织由于其机械组
织和薄壁组织的相间分布特点!成熟玉米秆的软硬
程度不均匀同时!成熟玉米秆表皮细胞外切向壁
含有大量硅质!也对切片造成很大影响)0*由于成
熟玉米秆这种材料的特殊性!制作成熟玉米秆组织
切片十分困难)%*尽管植物组织切片方法很多"徒
手切片法!滑走切片法!冰冻切片法!石蜡切片法!薄
切片法等#!但是!哪一种方法适用于成熟玉米秆组
织结构切片!目前的报道还没有给出合适的方法
本研究在这方面进行了一些探索
#
!
材料和方法
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!
材
!
料
供试材料为+郑单
1$0
,玉米杂交种!取其成熟
期健壮秆基数第三节间
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方
!
法
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!
材料固定
!
将茎秆材料用
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固定液固
定(抽气后在
)]
冰箱中保存
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材料去硅和软化
!
材料固定后!经过梯度复
水!使用
#$的氢氟酸水溶液去硅
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!如果需
要软化!在去硅后!用蒸馏水冲洗
%
次!使用
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二胺软化
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薄切片脱脂
!
获得薄切片后!用
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无
水乙醇饱和溶液脱脂
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!然后清水冲洗!在
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烘箱烘干备用
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!
制片
!
徒手切片法选用固定后去硅的材料!
使用吉列双面刀片做徒手横切片!厚度大约
!"
#
3
!
用番红
(
固绿染色冰冻切片法选用固定后去硅的
材料!采用冰冻切片机"
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#在
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冷冻切片!切片厚度为
!"
#
3
!用苯胺蓝染色石蜡
切片法选用固定后先去硅后软化的材料!采用常规
石蜡法制片!厚度
0
"
#!
#
3
薄切片法选用固定后
去硅的材料!采用
DRETT
树脂配方!用
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切片机切片!厚度为
#
#
3
!用甲苯胺蓝染色
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!
观察
!
徒手切片(冰冻切片(薄切片观察用
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万能显微镜!观察拍照薄切片脱脂
后采用扫描电子显微镜"
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#扫描观察
!
!
实验结果
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!
徒手切片法
切片厚度大约在
!"
#
3
!玉米秆切片整体图完
整清晰"图版
$
!
#
(
!
#!表皮下每一个维管束结构完
整清晰!适合低倍(高倍物镜观察表皮下维管束在
高倍数下图像清晰!能够清晰看到维管束周围厚壁
细胞的层数"图版
$
!
%
#
<*<
!
冰冻切片法
切片厚度
!"
#
3
玉米秆切片整体图完整清晰
"图版
$
!
)
(
$
#!表皮下每个维管束结构完整清晰
表皮下维管束在高倍数下图像清晰!能够清晰地看
到维管束周围厚壁细胞的层数"图版
$
!

#
<*=
!
石蜡切片法
成熟玉米秆如果不软化或软化时间不够!材料
硬度依然很大!材料在切片过程中碎化成粉末!无法
进行后面的染色封片拍照&如果充分软化!材料中非
木质化加厚的部分由于软化过度!整个材料会分散
开!无法进行包埋切片采用石蜡切片法无法获得
成熟玉米秆的组织切片
<*>
!
薄切片法
图片的清晰度很高!切片完整!切片厚度
#
#
3

玉米秆切片整体图完整清晰"图版
%
!
#
(
!
#!能够看
到表皮下每一个维管束每个维管束结构完整!更加
清晰表皮下维管束在高倍数下图像清晰!能够清晰
地看到维管束周围厚壁细胞的层数"图版
%
!
%
#
通过对薄切片脱脂后进行电镜扫描!获得高倍
数放大的图像表皮及表皮下机械组织图像完整清
晰!能够清晰看到机械组织的层数"图版
%
!
)
#表
皮下维管束在高倍数下图像清晰!能够清晰地看到
维管束下厚壁细胞的层数"图版
%
!
$
#维管束下厚
壁细胞的图片也非常清晰!可以测量细胞壁的厚度(
细胞腔大小等数据"图版
%
!

#
%
!
分析与讨论
玉米秆表皮有硅质细胞!内含质地坚硬的硅质
颗粒!表皮细胞外切向壁硅化!这些硅质的存在对切
片刀的损害极大!会使切片产生划痕(碎裂!影响切
片质量所以!切片前必须去硅对禾本科植物进
行切片观察!不管采用什么切片方法!都应该首先去
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期
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王
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欣!等$成熟玉米秆组织结构切片方法的比较研究
硅后再进行后续的实验在本实验中!采用
#$的
氢氟酸水溶液浸泡材料
$
"
+=
!能够有效去除茎秆
表面的硅质
由于玉米不像乔木等木本植物材料内外木质化
程度差别不大!成熟玉米秆表皮下机械组织和维管
束周围的机械组织木质化程度高!其它的基本组织
细胞为薄壁细胞!使用物理或化学的软化方法!难以
达到合适的软化程度)1*
徒手切片法的优点是操作简单!不需要机械设
备!由于没有经过早期的化学处理!比较能保持活体
的情况!在组织化学上及许多一般的结构观察上常
常得到应用材料不能太大!一般以材料断面不超
过
$33 $`33
为宜切片最重要的是平而薄!该
方法对于成熟玉米秆比较合适!但是该方法切片厚
度较厚而且厚度不好控制!厚的切片清晰度不好
冰冻切片法是利用滑走切片机!装上特别设计
的冷冻器而进行切片此种方法可以适用于含水较
多的材料)#"*!成熟玉米秆的含水量较低!表皮细胞
壁硅化和硅质细胞对刀的损害较大!容易划伤材料
所以成熟玉米秆在采用冰冻切片法获取组织切片前
一定要去除材料表面的硅质这种方法对于成熟玉
米秆不是很适合!如果要用这种方法!一定要使组织
材料切口小于
%33`)33
切片的材料面积较
小!不利于观察统计采用冰冻切片法可以获得成
熟玉米秆组织切片
石蜡切片法不能获得合格的成熟玉米茎秆切
片成熟玉米秆木质化的机械组织非常发达!材料
经过高浓度酒精和二甲苯处理后会变得异常硬而
脆!材料硬度远高于石蜡!而且石蜡切片所用的金属
刀硬度也很难切割材料!所以很难切出完整的切片
茎秆软化后再进行石蜡切片也有很大难度!由于成
熟玉米秆机械组织和基本组织"薄壁组织#相间分
布!机械组织软化成功时!基本组织细胞出现破裂
采用石蜡切片法很难获得成熟玉米秆结构组织切
片尽管有采用常规石蜡制片法研究成熟玉米秆的
报道!但从图示中可以看出维管束周围的机械组织
并没有发育)##*机械组织发达的玉米秆无法采用
石蜡切片获得高质量的切片
成熟期玉米秆薄切片在切片前需要经过
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的去硅后才可以切片!否则对刀和材料的损害都非
常大)#!*薄切片法可以获得清晰度很高的切片!但
是薄切片对于材料大小要求较严格!一般材料断面
低于
#33
!
成熟玉米秆较粗!维管束多而散生!采
用这种方法一般只能切出一个完整的维管束!获得
的组织切片较小!不利于玉米秆结构大范围的观察
获得的薄切片也可以通过
A4[I
无水乙醇的饱和
溶液去除材料中的树脂(干燥后!在放大倍数更大的
扫描电子显微镜下扫描观察总体而言!薄切片可
以获得较高质量的成熟玉米秆局部组织切片!特别
是适合研究材料结构范围不大!但是放大倍数要求
较高时使用
综上所述!徒手切片法(冰冻切片法和薄切片法
可以获得合格的成熟玉米秆的组织结构切片!石蜡
切片法不能获得合格的成熟玉米秆的组织结构切
片徒手切片法是最适合成熟玉米秆组织结构观察
研究的制片方法
参考文献!
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