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Leaf Epidermal Features of Ailanthus altissima (Mill.) Swingle in Different Development Stages

臭椿不同发育阶段叶片表面结构特征



全 文 :植物科学学报  2016ꎬ 34(2): 182~190
Plant Science Journal http: / / www.plantscience.cn
DOI:10􀆰 11913 / PSJ􀆰 2095-0837􀆰 2016􀆰 20182
赵芸玉ꎬ 夏晓飞ꎬ 熊彪ꎬ 祖奎玲ꎬ 赵良成. 臭椿不同发育阶段叶片表面结构特征[J] . 植物科学学报ꎬ2016ꎬ 34(2): 182-190
Zhao YYꎬ Xia XFꎬ Xiong Bꎬ Zu KLꎬ Zhao LC. Leaf epidermal features of Ailanthus altissima (Mill.) Swingle in different development
stages[J] . Plant Science Journalꎬ 2016ꎬ 34(2): 182-190
臭椿不同发育阶段叶片表面结构特征
赵芸玉1ꎬ 夏晓飞3ꎬ 熊 彪2ꎬ 祖奎玲2ꎬ 赵良成2∗
(1. 北京林业大学生物科学与技术学院ꎬ 北京 100083ꎻ 2. 北京林业大学自然保护区学院ꎬ 北京 100083ꎻ
3. 北京自然博物馆ꎬ 北京 100050)
摘  要: 利用光学显微镜和扫描电子显微镜技术ꎬ 对臭椿(Ailanthus altissima (Mill.)Swingle)叶片从叶芽到成熟
叶 4个发育阶段(叶芽、 幼叶、 近成熟叶和成熟叶)的 4种叶表面结构(表皮毛、 气孔器、 角质层、 腺体)进行了
详细地观察和比较ꎮ 结果显示: 叶片上、 下表面具单细胞非腺毛和头状腺毛两种表皮毛ꎬ 其密度在叶芽阶段最
大ꎬ 之后随着叶片的生长和展开表皮毛密度逐渐降低ꎻ 气孔器主要分布于下表面ꎬ 叶片近成熟时气孔器密度最
大ꎻ 角质层具有条纹状结构ꎬ 其隆起程度在近成熟叶阶段达到最大ꎻ 叶片基部两侧具锯齿状突起ꎬ 每个突起上
有一个腺体ꎬ 腺体发育成熟后可分泌透明黏液ꎮ 说明叶片表面各结构特征是臭椿对环境长期适应的结果ꎮ
关键词: 臭椿ꎻ 叶表面结构ꎻ 发育
中图分类号: Q944􀆰 56          文献标识码: A          文章编号: 2095 ̄0837(2016)02 ̄0182 ̄09
      收稿日期: 2015 ̄11 ̄12ꎬ 退修日期: 2015 ̄12 ̄12ꎮ
  基金项目: 国家自然科学基金资助项目(31370213)ꎻ 北京市自然科学基金资助项目(5133036)ꎻ 北京市园林绿化局项目(CEG ̄
2015 ̄01)ꎮ
This work was supported by grants from the National Natural Science Foundation of China (31370213)ꎬ Beijing Natural Science
Foundation (5133036) and Beijing Municipal Bureau of Landscape and Forestry (CEG ̄2015 ̄01) .
  作者简介: 赵芸玉(1990-)ꎬ 女ꎬ 硕士研究生ꎬ 研究方向为植物生长发育与系统进化 (E ̄mail: zhaoyunyu19@163􀆰 com)ꎮ
  ∗通讯作者(Author for correspondence􀆰 E ̄mail: lczhao@ bjfu􀆰 edu􀆰 cn)ꎮ
Leaf Epidermal Features of Ailanthus altissima (Mill.) Swingle in
Different Development Stages
ZHAO Yun ̄Yu1ꎬ XIA Xiao ̄Fei3ꎬ XIONG Biao2ꎬ ZU Kui ̄Ling2ꎬ ZHAO Liang ̄Cheng2∗
(1. College of Biological Sciences and Technologyꎬ Beijing Forestry Universityꎬ Beijing 100083ꎬ Chinaꎻ
2. College of Nature Reservationꎬ Beijing Forestry Universityꎬ Beijing 100083ꎬ Chinaꎻ
3. Beijing Museum of Nature Historyꎬ Beijing 100050ꎬ China)
Abstract: The leaf epidermal features of Ailanthus altissima ( Mill.) Swingleꎬ including
epidermal hairsꎬ stomatal apparatusꎬ cuticles and glandsꎬ were examined at different
development stages ( leaf budꎬ youngꎬ near ̄mature and mature leaf) under light microscopy
(LM) and scanning electron microscopy (SEM) . We observed two kinds of epidermal hairs
on both sides of the leafꎬ that isꎬ single ̄celled non ̄glandular hairs and capitate glandular
hairs. Hair densities were greatest in the leaf budꎬ then decreased gradually with leaf
development. The stomatal apparatus was mostly found on the lower leaf epidermisꎬ and
stomatal density was greatest in the near ̄mature leaf. The leaf epidermis was covered with
striated cuticlesꎬ which showed maximum swelling degree in the near ̄mature leaf. Leaves had
serrated protuberances on the leaf basal part. Each protuberance had one glandꎬ which
produced transparent mucus when mature. The epidermal features of A. altissima leaves
reflect their adaptation to environments during long ̄term evolution.
Key words: Ailanthus altissimaꎻ Leaf epidermal structureꎻ Development
    臭椿(Ailanthus altissima (Mill.) Swingle) 隶
属于苦木科(Simaroubaceae) 臭椿属ꎬ 曾用名樗ꎬ
又名椿树和木砻树ꎬ 因其能挥发出刺鼻的特殊气味
而得名ꎮ 臭椿为落叶乔木ꎬ 树干通直高大、 枝叶繁
茂ꎬ 生长迅速ꎬ 抗性强ꎬ 病虫害少ꎬ 是一种优良的
用材、 绿化、 水土保持和造林树种[1]ꎮ 臭椿在中
国分布广泛ꎬ 是重要的乡土树种ꎬ 在世界各地也广
为栽培ꎬ 常被称为天堂之树( tree ̄of ̄heaven)ꎮ
近年来ꎬ 国内外对臭椿开展了很多研究ꎬ 主要
涉及形态学、 生理学、 植物化学及繁育技术等方
面ꎬ 特别是其化学成分及药用价值方面有大量的研
究报道ꎮ 臭椿叶、 枝和树皮的主要成分为黄酮和苦
木苦味素类物质ꎬ 其次为甾醇类、 萜类等化合物ꎬ
具有清热解毒、 消炎、 抗疟疾等作用ꎬ 有很高的药
用价值[2-4]ꎮ 此外ꎬ 臭椿叶与树皮的提取物还有杀
菌、 除虫等功效[2]ꎮ 在臭椿结构发育和解剖学方
面ꎬ 目前的报道较少ꎬ 主要是关于其分泌道的研
究ꎮ 徐青和王俊[5]对臭椿初生结构中的分泌道进
行了发育、 结构及分布规律的研究ꎬ 史宏勇等[6]
对臭椿茎中分泌道的结构进行了发育及其组织化学
的研究ꎮ 臭椿的叶片结构较为独特ꎬ 不仅基部具有
独特的腺体ꎬ 叶表面也有腺毛[7]等其他附属结构ꎬ
但有关臭椿叶片表面结构特征的研究目前还未见详
细报道ꎮ
我们利用光学显微镜和扫描电子显微镜技术ꎬ
对臭椿叶片表面 4 种结构(表皮毛、 气孔器、 角质
层、 腺体)分阶段进行了详细地观察研究ꎬ 以期揭
示这些结构的形态和发育特征及其在不同发育阶段
的变化规律ꎬ 为进一步研究臭椿叶结构、 探讨其生
理生态学功能以及开展臭椿叶片黏液分泌规律及化
学物质合成等研究提供新的资料和证据ꎮ
1  材料与方法
1􀆰 1  实验材料
叶片采自北京林业大学校园内成年 (胸径
33􀆰10 cm)栽培臭椿 (Ailanthus altissima (Mill.)
Swingle)ꎮ 于 3月至 9月分 4个不同发育阶段采集
同一株臭椿树同一高度、 同一朝向的叶片ꎬ 分别用
FAA固定液和戊二醛固定液进行固定ꎮ 4个发育阶
段为叶芽、 幼叶、 近成熟叶和成熟叶ꎬ 包括了臭椿
叶片从叶芽尚未展开到叶片不再变大、 完全成熟的
整个过程ꎮ
1􀆰 2  实验方法
1􀆰 2􀆰 1  光学显微镜解剖观察
选取 4 个不同发育阶段的新鲜叶片ꎬ 在体视
显微镜 Olympus SZX16 下ꎬ 观察叶片上表面(近
轴面)和下表面(远轴面)结构的形态特征及其变
化ꎬ 记录并通过与体视镜相连的 Olympus DP72
拍照ꎮ
1􀆰 2􀆰 2  石蜡切片观察
取 FAA固定液中固定 24 h以上的 4 个不同发
育阶段的叶片ꎬ 通过真空抽气、 梯度酒精脱水、 二
甲苯透明、 浸蜡、 包埋、 修块、 Leica RM2126RT
切片机切片(切片厚度 6 ~ 8 μm)、 粘片、 展片、
脱蜡、 甲苯胺蓝 O 染色、 中性树胶封片ꎬ 置于
Olympus BX51光学显微镜下观察并照相ꎮ
1􀆰 2􀆰 3  扫描电子显微镜观察
取出戊二醛固定液中固定约 8 h的 4 个不同发
育阶段的叶片ꎬ 经磷酸缓冲液清洗 3遍、 再经叔丁
醇Ⅰ、 Ⅱ、 Ⅲ、 Ⅳ梯度脱水ꎬ 于 4℃冰箱中放置
12 h(置于 100%叔丁醇中)ꎬ 然后用 Hitachi ES ̄
2030冷冻干燥仪冷冻干燥、 粘样ꎬ Hitachi E ̄1010
离子溅射仪喷金ꎬ 最后于 Hitachi S ̄3400扫描电子
显微镜下观察并照相ꎮ
2  观察结果
本研究按臭椿叶片 4个不同发育阶段观察了叶
表面的 4 种结构ꎬ 即: 表皮毛、 气孔器、 角质层和
叶基部腺体ꎬ 并对腺体进行了重点观察ꎮ
2􀆰 1  叶片性状统计及方差分析
将臭椿 4个不同发育阶段的叶片进行性状统计和
方差分析ꎬ结果显示ꎬ 复叶长度、 小叶长度、 小叶宽
度和小叶叶柄长度之间均差异显著(P < 0􀆰01ꎬ 表 1)ꎮ
2􀆰 2  表皮毛
臭椿叶片表皮毛分为非腺毛(无分泌细胞)和
腺毛(有分泌细胞) (图版Ⅰ: 1、 2)两种类型ꎮ 各
发育阶段叶片的上表面和下表面均有非腺毛和腺毛
着生ꎬ 表皮毛的密度在不同发育阶段有所不同ꎮ
2􀆰 2􀆰 1  非腺毛
非腺毛为单细胞表皮毛(图版Ⅰ: 3)ꎬ 细胞基
部较宽ꎬ 顶部呈尖形ꎬ 丝状或近柱状ꎬ 其长度差异
较大ꎬ 在 50 ~ 900 μm之间ꎮ
叶芽阶段: 叶芽内ꎬ 小叶未完全分化时已有非
腺毛发生ꎮ 该阶段非腺毛分布密集ꎻ 在较大的叶芽
381  第 2期                        赵芸玉等: 臭椿不同发育阶段叶片表面结构特征
表 1  叶片不同发育阶段的性状统计及方差分析
Table 1  Leaf character and variance analysis at different development stages
发育阶段
Development stages of leaf
复叶长度
Length of compound leaf
(mm)
小叶长度
Length of leaflet
(mm)
小叶宽度
Width of leaflet
(mm)
小叶叶柄长度
Length of petiolules
(mm)
叶芽  Leaf bud 4.17 ± 0.30 - - -
幼叶  Young leaf 181.80 ± 11.44 47.59 ± 1.60 17.28 ± 1.13 2.68 ± 0.06
近成熟叶  Near ̄mature leaf 293.04 ± 14.37 90.70 ± 3.90 36.91 ± 2.25 7.45 ± 0.84
成熟叶  Mature leaf 651.14 ± 18.58 143.43 ± 3.41 62.68 ± 2.08 14.10 ± 1.01
F值  F value 436.57∗∗ 234.94∗∗ 146.07∗∗ 57.10∗∗
    注:∗∗表示在 0.01水平差异显著ꎮ
Note: ∗∗significant difference at the 0􀆰01 level.
内ꎬ 复叶几乎完全被非腺毛覆盖ꎬ 非腺毛的长度在
50 ~ 900 μm之间ꎬ 大部分为 300 ~ 600 μm(图版
Ⅰ: 7、 8)ꎮ
幼叶阶段: 小叶叶片已完全展开ꎬ 此时小叶的
非腺毛密度低于叶芽阶段ꎬ 非腺毛主要沿各级叶脉
分布ꎬ 长度约 50 ~ 400 μm(图版Ⅰ: 9、 10)ꎮ
近成熟叶阶段: 非腺毛随着叶片的伸展发育而
逐渐脱落ꎬ 密度逐渐降低ꎬ 与幼叶阶段相同ꎬ 非腺
毛主要分布于叶脉处ꎬ 长度在 50 ~ 400 μm 之间
(图版Ⅰ: 11、 12)ꎮ
成熟叶阶段: 成熟叶片上、 下表面的非腺毛大
多数脱落ꎬ 非腺毛长度与近成熟叶阶段变化不大
(图版Ⅰ: 13、 14)ꎮ
2􀆰 2􀆰 2  腺毛
腺毛为头状腺毛ꎬ 成熟头状腺毛包括基细胞、
柄细胞和头部ꎮ 头部呈不光滑圆球型ꎬ 由多个分泌
细胞辐射状排列组成ꎬ 成熟腺毛的头部直径为
65􀆰07 ± 7􀆰29 μm(图版Ⅰ: 4、 5)ꎮ
叶芽阶段: 与非腺毛一样ꎬ 叶芽内小叶尚未完
全分化时已有腺毛发生ꎮ 此阶段复叶的上、 下表面
腺毛分布密集(图版Ⅰ: 7、 8)ꎬ 且随叶芽发育和
小叶的分化ꎬ 头状腺毛逐渐长大ꎬ 由无色透明逐渐
变为粉红色至深红色(图版Ⅰ: 1)ꎮ
幼叶阶段: 腺毛主要沿各级叶脉分布ꎬ 在幼叶
上能观察到不同发育程度(不同大小、 不同颜色)
的腺毛ꎮ 小叶上表面的腺毛密度高于下表面(图版
Ⅰ: 9、 10)ꎮ
近成熟叶阶段: 头状腺毛随叶片生长而逐渐发
育为深红色(图版Ⅰ: 2)ꎬ 且头部出现皱缩、 干瘪
现象ꎬ 部分脱落(图版Ⅰ: 11、 12)ꎬ 可观察到腺
毛头部脱落后剩下的柄部(图版Ⅰ: 6)ꎮ
成熟叶阶段: 头状腺毛更加稀疏ꎬ 数量比近成
熟叶阶段更少ꎬ 且未观察到新腺毛的发生(图版Ⅰ:
13、 14)ꎮ
2􀆰 3  气孔器
臭椿叶片的下表面密布气孔器ꎬ 上表面气孔器
仅见于叶脉、 腺体与叶尖周围ꎮ 气孔器由两个肾形
保卫细胞和气孔组成ꎬ 没有副卫细胞ꎬ 为无规则型
(图版Ⅰ: 15 ~ 18)ꎮ
在形态上ꎬ 叶片各发育阶段气孔器皆呈椭圆
形ꎬ 长轴长度明显大于短轴ꎮ 叶芽、 幼叶阶段气孔
器相对于表皮略凸起(图版Ⅰ: 15、 16)ꎻ 而近成
熟、 成熟叶表皮角质层隆起结构围绕着气孔ꎬ 致使
部分气孔器略有下陷(图版Ⅰ: 17、 18)ꎮ 气孔器
密度在叶片近成熟阶段达到最大ꎮ 叶片各发育阶段
气孔器的大小及密度见表 2ꎮ
表 2  叶片不同发育阶段气孔器的大小及密度
Table 2  Stomatal apparatus size and density of
leaves at different development stages
发育阶段
Development stages
of leaf
气孔器特征 Stomatal apparatus features
气孔器长轴长
Length of major
axis (μm)
气孔器密度
Density of stomatal
apparatus on lower
leaf epidermis
(个 / mm2)
叶芽 Leaf bud 16.37 ± 1.31 -
幼叶 Young leaf 18.42 ± 0.83 86.70 ± 8.18
近成熟叶
Near ̄mature leaf 18.62 ± 1.09 370.48 ± 20.61
成熟叶 Mature leaf 25.98 ± 0.89 209.74 ± 14.29
2􀆰 4  角质层
臭椿叶片的表皮细胞为近正方形或多边形ꎬ 排
列紧密ꎮ 叶芽阶段ꎬ 叶片上表面、 下表面的表皮细
胞外壁都近光滑(图版Ⅱ: 19、 20)ꎬ 但从幼叶开
始ꎬ 叶片表面每个表皮细胞的外壁都有不同程度加
厚ꎬ 呈条状隆起ꎬ 形成条纹状角质层 ( striated
cuticle)(图版Ⅱ: 21、 22)ꎬ 至近成熟叶阶段ꎬ 条
481 植 物 科 学 学 报 第 34卷 
纹隆起程度达到最大(图版Ⅱ: 23、 24)ꎮ 成熟叶
阶段ꎬ 因叶面积显著增长ꎬ 角质层隆起程度略微下
降(图版Ⅱ: 25、 26)ꎮ 4 个发育阶段叶片的下表
面角质层隆起程度皆大于上表面ꎬ 部分隆起以气孔
为中心呈放射状向四周分布(图版Ⅰ: 18)ꎮ
2􀆰 5  腺体
臭椿叶片两侧基部具有锯齿状突起ꎬ 每个突起
边缘有一个扁圆形腺体ꎬ 腺体数目多为 2 ~ 4 个ꎬ
有时可达 6 ~ 9个ꎬ 偶尔可达十几个ꎮ 腺体位于侧
脉末端ꎬ 由分泌孔、 分泌组织及与其相连的维管组
织、 薄壁组织等组成ꎬ 周围有完整的表皮细胞ꎮ 在
叶芽阶段腺体已发育成型ꎬ 之后随着叶片的生长腺
体继续发育成熟ꎬ 成熟腺体可分泌透明黏液(图版
Ⅱ: 31)ꎮ
叶芽阶段: 可观察到腺体颜色较透明ꎬ 分泌孔
处泛红(图版Ⅱ: 27)ꎮ 切片显示ꎬ 小叶未分化完
全时叶缘有明显的扩张区域ꎬ 由分生组织和原表皮
细胞组成ꎮ 此阶段的细胞排列紧密ꎬ 细胞质浓厚ꎬ
细胞核大而明显ꎬ 并伴随着强烈的细胞分裂、 分化
(图版Ⅱ: 32)ꎮ 随着小叶的发育ꎬ 腺体逐渐发育
成型ꎬ 分泌孔的朝向和与之相连的大侧脉末端朝向
相同(图版Ⅲ: 33)ꎮ
幼叶阶段: 小叶展开ꎬ 腺体逐渐变为深绿色ꎬ
分泌孔逐渐朝向小叶下表面(图版Ⅱ: 28)ꎮ 切片
观察可见ꎬ 腺体区域逐渐扩大ꎬ 近下表皮的细胞逐
渐特化成柱状分泌细胞(甲苯胺蓝染色成绿色)ꎬ
形成圆周式隆起ꎬ 中间为近圆形不规则凹陷的分泌
孔ꎬ 近上表皮处分化出栅栏组织(图版Ⅲ: 34)ꎮ
近成熟叶阶段: 此阶段分泌孔朝向小叶下表
面ꎬ 和与之相连的大侧脉几乎成 90 度ꎮ 分泌孔颜
色逐渐变深ꎬ 为红褐色(图版Ⅱ: 29)ꎮ 随分裂、
分化的继续进行ꎬ 靠近绿色柱状分泌细胞的周围出
现含晶体的细胞ꎬ 临近上表皮部位分化出具有大型
液泡的多边形薄壁细胞(图版Ⅲ: 35)ꎮ 腺体逐渐
发育成熟ꎮ 横切面观察可见ꎬ 有一至多个侧脉末端
伸入腺体(图版Ⅲ: 36)ꎮ
成熟叶阶段: 腺体和分泌孔内凹处的颜色随叶
的整体颜色加深而变深(图版Ⅱ: 30)ꎮ 此时腺体
体积继续增大ꎬ 直径约 0􀆰8 ~ 1􀆰2 mmꎬ 但形状变
化不大ꎬ 切片显示其显微结构也无大的变化(图
版Ⅲ: 37)ꎮ
3  讨论
植物在长期进化过程中逐渐形成了与其生长环
境相适应的形态特征、 解剖结构和生理习性ꎮ 叶片
是植物光合作用的重要器官ꎬ 与外界直接接触ꎬ 受
环境因子的影响较大[8]ꎮ 臭椿叶片表面各结构特
征是其对环境长期适应的结果ꎮ
臭椿叶片的上、 下表面均具表皮毛ꎬ 分为非
腺毛和腺毛两种ꎮ 非腺毛为普通的单细胞表皮
毛ꎬ 不具分泌功能ꎮ 非腺毛在叶芽阶段密度最
大ꎬ 排列紧密ꎬ 且相互交叠ꎬ 几乎覆盖整个复叶
表面ꎬ 可以有效抵抗寒冷和保持温度ꎬ 有利于叶
芽越冬ꎮ 随着叶片的发育、 成熟ꎬ 非腺毛逐渐脱
落、 密度逐渐降低ꎬ 可减少对光的反射ꎬ 有利于
成熟叶片进行光合作用ꎮ 据报道ꎬ 很多树种的叶
片也具有类似的表皮毛特征和功能ꎬ 如中国沙棘
(Hippophae rhamnoides L.) [9]、 翅果油树(Elae ̄
agnus mollis Diels) [10]、 伯乐树(Bretschneidera
sinensis Hemsl.) [11]等ꎮ
腺毛是植物分泌和积累次生代谢产物的重要器
官之一ꎬ 其分泌物中所含的化学成分通常与植物的
自我防御相关ꎬ 可保护其免受食草动物的啃食、 病
毒和微生物的攻击以及紫外线的损伤等[12-14]ꎮ 臭
椿叶片上的腺毛在叶芽内就开始发育ꎬ 为头状腺
毛ꎬ 头部由多个分泌细胞组成ꎮ 叶片上、 下表面均
有腺毛分布ꎬ 在幼叶时分布密集ꎬ 随着叶片的生长
发育腺毛逐渐成熟并干瘪、 脱落ꎮ 对臭椿叶片挥发
性物质的提取与分析结果表明ꎬ 其多种成分具有解
毒、 抑菌、 杀虫等作用[15]ꎮ 在生产实践上ꎬ 臭椿
叶的提取液对许多种类的害虫具有驱避、 毒杀、 抑
制等作用ꎮ 臭椿叶片上分布的腺毛可能与这些重要
化学成分的分泌、 挥发相关ꎮ 这些腺毛主要在叶片
幼嫩时期发生、 发育ꎬ 推测其对臭椿幼嫩叶片能起
到良好的保护作用ꎮ
植物叶片的气孔密度与光照强度密切相关ꎮ 一
般情况下ꎬ 阴生植物气孔密度低于 100 个 / mm2ꎬ
阳生植物为 100 ~ 200 个 / mm2 [16]ꎮ 臭椿叶片气
孔主要分布于下表面ꎬ 在叶芽阶段ꎬ 由于表皮毛分
布十分密集ꎬ 无法精确计算气孔器密度ꎻ 幼叶阶段
气孔密度较低ꎬ 平均为 86 个 / mm2ꎻ 从幼叶到近
成熟叶阶段ꎬ 气孔发生、 发育迅速ꎬ 但叶片面积增
长缓慢ꎬ 所以气孔密度显著增大ꎬ 并且在近成熟叶
581  第 2期                        赵芸玉等: 臭椿不同发育阶段叶片表面结构特征
阶段达到最大值ꎬ 为 370个 / mm2ꎻ 从近成熟叶到
成熟叶阶段ꎬ 叶片面积增长迅速ꎬ 所以气孔密度有
所降低ꎬ 平均为 209个 / mm2ꎬ 表明臭椿为喜光性
强的阳生树种ꎮ
臭椿叶片表皮细胞排列紧密ꎬ 叶芽表皮细胞外
壁近光滑ꎬ 但从幼叶开始ꎬ 叶片表面表皮细胞的角
质层都有不同程度的条状加厚隆起ꎮ 植物的角质层
可以使植物体免受外界微生物的侵染ꎬ 抵抗不利的
环境因子ꎬ 如强紫外线照射、 机械损伤等[17-19]ꎮ
臭椿叶片加厚隆起的角质层对叶片也能起到类似保
护功能ꎮ 除此之外ꎬ 叶片角质化程度高ꎬ 能很好地
控制水分蒸腾、 减少水分散失[20]ꎬ 通过调控水分
的运输来调节暴晒下植物的体表温度[21]ꎮ 臭椿叶
片角质层在叶片近成熟时期加厚程度达到最大ꎬ 而
且下表面的隆起程度大于上表面ꎬ 此阶段正好是下
表面气孔密度最大、 水分蒸腾最大的时期ꎬ 因而其
可能还具有避免温度过高导致叶片干燥的作用ꎮ
臭椿叶片基部具有锯齿状突起ꎬ 每个突起的背
面着生一个腺体ꎬ 该腺体是臭椿属植物一种特有的
分泌结构ꎮ 腺体在叶芽阶段就已出现ꎬ 之后随叶片
生长腺体继续发育ꎮ 切片观察可见腺体内有大量的
分泌细胞ꎬ 它们是化学物质合成和黏液分泌非常活
跃的场所ꎮ 随着叶片的生长ꎬ 腺体也逐渐发育成
熟ꎬ 此时可观察到分泌孔有透明黏性液体流出ꎬ 这
些黏液可能起到一定的化学防御作用ꎬ 保护叶片免
受病虫害、 病菌侵染或食草动物的啃食ꎬ 也可能还
具有一些其他功能ꎬ 这需要对其化学成分作进一步
深入研究ꎮ
参考文献:
[ 1 ]   申洁梅ꎬ 刘占朝ꎬ 张万钦ꎬ 范增伟ꎬ 刘国顺. 臭椿研究综述
[J] . 河南林业科技ꎬ 2008ꎬ 28(4): 27-29.
Shen JMꎬ Liu ZCꎬ Zhang WXꎬ Fan ZWꎬ Liu GS. Review on
Ailanthus altissima[J] . Journal of Henan Forestry Science
and Technologyꎬ 2008ꎬ 28(4): 27-29.
[ 2 ]   Martino LDꎬ Feo VD. Chemistry and biological activities of
Ailanthus altissima Swingle: a review [ J ] . Pharmacogn
Revꎬ 2008ꎬ 2(4): 339-350.
[ 3 ]   Mastelic Jꎬ Jerkovic I. Free and glycosidically bound vola ̄
tiles of Mentha longifolia growing in Croatia[J] . Chem Nat
Compdꎬ 2002ꎬ 38(6): 561-564.
[ 4 ]   Zhou Rꎬ Yazdi ASꎬ Menu Pꎬ Tschopp J. A role for mito ̄
chondria in NLRP3 inflammasome activation[ J] . Natureꎬ
2011ꎬ 469(7329): 221-225.
[ 5 ]   徐青ꎬ 王俊. 臭椿初生结构中泌道的发育解剖学研究[J] . 宁
夏大学学报: 自然科学版ꎬ 1999ꎬ 20(4): 371-373.
Xu Qꎬ Wang J. Developmental and anatomic studies of the
secretory ducts in the primary structure of Ailanthus altissi ̄
ma[J] . Journal of Ningxia University: Natural Science Edi ̄
tionꎬ 1999ꎬ 20(4): 371-373.
[ 6 ]   史宏勇ꎬ 周亚福ꎬ 郭建胜ꎬ 刘文哲. 臭椿茎中分泌道的发育
及其组织化学研究[J] . 西北植物学报ꎬ 2011ꎬ 31(7): 1291-
1296.
Shi HYꎬ Zhou YFꎬ Guo JSꎬ Liu WZ. Development and cy ̄
tochemistry of secretory ducts in Ailanthus altissima [ J] .
Acta Botanica Boreali ̄Occidentalia Sinicaꎬ 2011ꎬ 31(7):
1291-1296.
[ 7 ]   Lange BMꎬ Turner GW. Terpenoid biosynthesis in tri ̄
chomes—current status and future opportunities[J] . Plant
Biotechnol Jꎬ 2013ꎬ 11(1): 2-22.
[ 8 ]   陈洁ꎬ 李玉双ꎬ 庞莉莉ꎬ 王庆亚. 江苏不同居群狗尾草叶片
解剖特征的比较研究[ J] . 植物科学学报ꎬ 2015ꎬ 33(4):
448-457.
Chen Jꎬ Li YSꎬ Pang LLꎬ Wang QY. Comparative studies
on leaf anatomical characteristics of Setaria viridis in diffe ̄
rent populations in Jiangsu [ J] . Plant Science Journalꎬ
2015ꎬ 33(4): 448-457.
[ 9 ]   张吉科ꎬ 张小民ꎬ 张国伟. 中国沙棘表皮毛的形态分布和类
群研究[J] . 林业科学ꎬ 1995ꎬ 31(5): 408-413.
Zhang JKꎬ Zhang XMꎬ Zhang GW. A study on morphology
distribution and classification of downiness of Hippophae
rhamnoides L. subsp. Sinensis Rousi[ J] . Scientia Silvae
Sinicaeꎬ 1995ꎬ 31(5): 408-413.
[10]   曹志勇ꎬ魏学智ꎬ杨瑞林ꎬ卢英梅ꎬ 刘子文. 翅果油树叶表皮
毛发育的研究[J] . 植物研究ꎬ 2008ꎬ 28(6): 663-667.
Cao ZYꎬ Wei XZꎬ Yang RLꎬ Lu YMꎬ Liu ZW. The develop ̄
ment on leaves􀆳 trichomes of Elaeagnus mollis Diels[ J] .
Bulletin of Botanical Researchꎬ 2008ꎬ 28(6): 663-667.
[11]   涂蔷ꎬ 吴涛ꎬ 赵良成ꎬ 刘羽成ꎬ 刘仁林ꎬ 张志翔. 伯乐树不
同发育阶段叶片表面附属结构特征[J] . 植物分类与资源学
报ꎬ 2012ꎬ 34(3): 248-256.
Tu Qꎬ Wu Tꎬ Zhao LCꎬ Liu YCꎬ Liu RLꎬ Zhang ZX. Fea ̄
tures of leaf appendages of Bretschneidera sinensis in dif ̄
ferent development stages [ J] . Plant Diversity and Re ̄
sourcesꎬ 2012ꎬ 34(3): 248-256.
[12]   Karban Rꎬ Baldwin IT. Induced Responses to Herbivory
[M] . Chicago: University of Chicago Pressꎬ 1997: 47-
167.
[13]   员梦梦ꎬ 李保印ꎬ 刘会超ꎬ 周秀梅. 香薷叶表皮腺毛及其分
泌黄酮类物质的组织化学研究[J] . 西北植物学报ꎬ 2015ꎬ
35(6): 1129-1134.
Yuan MMꎬ Li BYꎬ Liu HCꎬ Zhou XM. Glandular hairs on
the leaf epidermis of Elsholtzia ciliata ( Thunb.) Hyland
and the process of secreting flavonoids by the glandular
hairs based on histochemistry method[J] . Acta Botanica
Boreali ̄Occidentalia Sinicaꎬ 2015ꎬ 35(6): 1129-1134.
[14]   彭励ꎬ 胡正海. 甘草腺毛的形态发生和组织化学研究[J] . 分
681 植 物 科 学 学 报 第 34卷 
子细胞生物学报ꎬ 2008ꎬ 40(6): 395-402.
Peng Lꎬ Hu ZH. Morphogenesis and histochemical investi ̄
gation of peltate glandular trichomes on Glycyrrhiza ura ̄
lensis Fisch. leaves[J] . Journal of Molecular Cell Biologyꎬ
2008ꎬ 40(6): 395-402.
[15]   李大鹏ꎬ 曹逸霞ꎬ 陈乃中ꎬ 马菲ꎬ 于艳雪ꎬ 李志红ꎬ 陈洪俊.
固相微萃取和同时蒸馏萃取法分析臭椿叶挥发性组分的初
步研究[J] . 植物检疫ꎬ 2013ꎬ 27(1): 1-6.
Li DPꎬ Cao YXꎬ Chen NZꎬ Ma Fꎬ Yu YXꎬ Li ZHꎬ Chen HJ.
Studies on volatiles compounds from leaf of Ailanthus alti ̄
ssima extracts by simultaneous distillation extractor and
solid phase micro ̄extraction[J] . Plant Quarantineꎬ 2013ꎬ
27(1): 1-6.
[16]   杨世杰. 植物生物学[M] . 2 版. 北京: 高等教育出版社ꎬ
2010: 105.
Yang SJ. Plant Biology [ M ] . 2nd ed. Beijing: Higher
Education Pressꎬ 2010: 105.
[17]   Nawrath C. Unraveling the complex network of cuticular
structure and function[ J] . Curr Opin Plant Biolꎬ 2006ꎬ 9
(3): 281-287.
[18]   Jeffree CE. The fine structure of the plant cuticle [M] / /
Riederer Mꎬ Müller Cꎬ eds. Plant Reviews: Vol. 23: Biolo ̄
gy of the Plant Cuticle. Oxford: Blackwell Publishingꎬ
2007: 11-125.
[19]   Leide Jꎬ Hildebrandt Uꎬ Vogg Gꎬ Riederer M. The posi ̄
tional sterile ( ps) mutation affects cuticular transpiration
and wax biosynthesis of tomato fruits[J] . J Plant Physiolꎬ
2011ꎬ 168(9): 871-877.
[20]   陈健辉ꎬ 缪绅裕ꎬ 黄丽宜ꎬ 王厚麟. 海桑和无瓣海桑叶片结
构的比较研究[J] . 植物科学学报ꎬ 2015ꎬ 33(1): 1-8.
Chen JHꎬ Miao SYꎬ Huang LYꎬ Wang HL. Comparative
study on the leaf structures of Sonneratia caseolaris and S.
apetala[J] . Plant Science Journalꎬ 2015ꎬ 33(1): 1-8.
[21]   Heredia ̄Guerrero JAꎬ de Lara Rꎬ Domínguez Eꎬ Heredia
Aꎬ Benavente Jꎬ Benítez JJ. Chemical ̄physical charac ̄
terization of isolated plant cuticles subjected to low ̄dose γ ̄
irradiation[J] . Chem Phys Lipidsꎬ 2012ꎬ 165(8): 803-808.
图 版 说 明
图版Ⅰ: 臭椿叶片不同发育阶段的非腺毛、 腺毛和气孔特征ꎮ 1. 非腺毛和腺毛的分布(NGH. 非腺毛ꎻ GH. 腺毛)ꎮ 2. 非腺
毛和腺毛ꎮ 3. 单细胞表皮毛ꎮ 4、 5. 头状腺毛ꎮ 6. 腺毛头部脱落后剩下的柄部ꎮ 7. 叶芽阶段叶芽内的复叶ꎮ 8 ~14. 非腺毛
与腺毛的分布: 8. 叶芽阶段的复叶ꎻ 9. 幼叶阶段叶片上表面ꎻ 10. 幼叶阶段叶片下表面ꎻ 11. 近成熟叶阶段叶片上表面ꎻ
12. 近成熟叶阶段叶片下表面ꎻ 13. 成熟叶阶段叶片上表面ꎻ 14. 成熟叶阶段叶片下表面ꎮ 15 ~ 18. 气孔器: 15. 叶芽ꎻ
16. 幼叶ꎻ 17. 近成熟叶ꎻ 18. 成熟叶ꎮ
图版Ⅱ: 臭椿叶片不同发育阶段的角质层和腺体特征ꎮ 19 ~26. 角质层: 19. 叶芽阶段叶片上表面ꎻ 20. 叶芽阶段叶片下表
面ꎻ 21. 幼叶阶段叶片上表面ꎻ 22. 幼叶阶段叶片下表面ꎻ 23. 近成熟叶阶段叶片上表面ꎻ 24. 近成熟叶阶段叶片下表面ꎻ
25. 成熟叶阶段叶片上表面ꎻ 26. 成熟叶阶段叶片下表面ꎮ 27 ~30. 腺体: 27. 叶芽ꎻ 28. 幼叶ꎻ 29. 近成熟叶ꎻ 30. 成熟叶ꎮ
31. 腺体分泌透明黏液ꎮ 32. 腺体结构ꎬ 叶芽纵切ꎮ
图版Ⅲ: 臭椿叶片不同发育阶段的腺体结构ꎮ 33 ~ 37. 腺体结构: 33. 叶芽ꎬ 横切ꎻ 34. 幼叶ꎬ 纵切ꎻ 35. 近成熟叶ꎬ 纵切
(EC. 表皮细胞ꎻ SC. 分泌细胞ꎻ Cr. 晶体ꎻ SA. 气孔器ꎻ PT. 栅栏组织ꎻ VB. 维管束ꎻ PC. 薄壁细胞)ꎻ 36. 近成熟叶ꎬ 横
切ꎻ 37. 成熟叶ꎬ 纵切ꎮ
Explanation of plate
PlateⅠ: Features of non ̄glandular hairꎬ glandular hair and stomatal apparatus of the Ailanthus altissima leaf at different
development stages. 1. Distribution of non ̄glandular hairs and glandular hairs (NGH. Non ̄glandular hairꎬ GH. Glandular
hair) . 2. Non ̄glandular hair and glandular hair. 3. Single ̄celled non ̄glandular hair. 4ꎬ 5. Capitate glandular hair.
6. Remaining stalk cells of glandular hair. 7. Compound leaf in leaf bud. 8 -14. Distribution of non ̄glandular hairs and
glandular hairsꎻ 8. Leaf budꎻ 9. Upper epidermis of young leafꎻ 10. Lower epidermis of young leafꎻ 11. Upper epidermis
of near ̄mature leafꎻ 12. Lower epidermis of near ̄mature leafꎻ 13. Upper epidermis of mature leafꎻ 14. Lower epidermis of
mature leaf. 15-18. Stomatal apparatusꎻ 15. Leaf budꎻ 16. Young leafꎻ 17. Near ̄mature leafꎻ 18. Mature leaf.
Plate Ⅱ: Features of cuticles and glands of the Ailanthus altissima leaf at different development stages. 19 -26. Cuticle:
19. Upper epidermis of leaf budꎻ 20. Lower epidermis of leaf budꎻ 21. Upper epidermis of young leafꎻ 22. Lower
epidermis of young leafꎻ 23. Upper epidermis of near ̄mature leafꎻ 24. Lower epidermis of near ̄mature leafꎻ 25. Upper
epidermis of mature leafꎻ 26. Lower epidermis of mature leaf. 27 -30. Gland: 27. Leaf budꎻ 28. Young leafꎻ 29. Near ̄
mature leafꎻ 30. Mature leaf. 31. Mucus of gland. 32. Structure of glandꎬ Leaf budꎬ longitudinal.
PlateⅢ: Gland structure of the Ailanthus altissima leaf at different development stages. 33 - 37. Structure of gland:
33. Leaf budꎬ transverseꎻ 34. Young leafꎬ longitudinalꎻ 35. Near ̄mature leafꎬ longitudinal (EC. Epidermal cellꎻ SC.
Secretory cellꎻ Cr. Crystalꎻ SA. Stomatal apparatusꎻ PT. Palisade tissueꎻ VB. Vascular bundleꎻ PC. Parenchyma cell)ꎻ
36. Near ̄mature leafꎬ transverseꎻ 37. Mature leafꎬ longitudinal.
781  第 2期                        赵芸玉等: 臭椿不同发育阶段叶片表面结构特征
赵芸玉等: 图版Ⅰ Zhao Yun ̄Yu et al.: Plate Ⅰ
50.0 μm 50.0 μm 20.0 μm
2.00 mm 500 μm 1.00 mm
1.00 mm1.00 mm 20.0 μm
20.0 μm20.0 μm20.0 μm
NGH
GH NGH
GH
100 μm 50.0 μm100 μm
1.00 mm1.00 mm1.00 mm
1 2 3
4 5 6
7 8 9
10 11 12
13 14 15
16 17 18
See explanation at the end of text
881 植 物 科 学 学 报 第 34卷 
赵芸玉等: 图版Ⅱ Zhao Yun ̄Yu et al.: Plate Ⅱ
100 μm1 mm 23 32
20.0 μm 20.0 μm 50.0 μm19 20 21
20.0 μm 20.0 μm 20.0 μm22 23 24
50.0 μm 20.0 μm 200 μm25 26 27
500 μm200 μm 1 mm28 29 30
See explanation at the end of text
981  第 2期                        赵芸玉等: 臭椿不同发育阶段叶片表面结构特征
赵芸玉等: 图版Ⅲ Zhao Yun ̄Yu et al.: Plate Ⅲ
ECCrSAPTVB
PC
VB
SC
100 μm
200 μm
100 μm50 μm
200 μm
33 34
35
36 37
See explanation at the end of text
(责任编辑: 张 平)
091 植 物 科 学 学 报 第 34卷