全 文 ：第26卷 第5期 作　物　学　报 V ol. 26, N o. 5
2000 年9月 A CTA A GRONOM ICA S IN ICA Sep. , 2000
稻叶气孔性状研究新方法X
陈温福　程红卫　刘丽霞　徐正进　侯秀英
(沈阳农业大学稻作研究室, 辽宁 沈阳, 110161)
提　要　在对观测植物叶片的各种方法进行比较研究的基础上, 探索出专用于水稻叶片气孔性状观测
的“脱硅刮制法”。该方法通过对材料的固定、脱硅、刮制、染色和透明, 最终做成可永久保存的封藏
片。用该方法研究稻叶气孔性状, 具有图像清晰, 观测结果准确等优点, 并可通过显微摄影直接在照
片上观测气孔大小、密度及排列方式, 使原本麻烦的稻叶气孔性状观测变得简单易行。
关键词　稻; 气孔; 观测方法
A New M ethod for Study ing the Stoma ta l Characters of R ice L eaf
CH EN W en2Fu　CH EN G Hong2W ei　L IU L i2X ia　XU Zhen2J in　HOU X iu2Ying
(R ice L aboratory , S heny ang A g ricultural U niversity , S heny ang 110161)
Abstract　A special techn ique, the desilicon ization and scrap ing in to shape m ethod, had been
devised to study the stom atal characters of rice leaf. U sing th is m ethod, perm anen tly p reserved
specim ens and clear stom atal p ictures of rice leaf can be obtained th rough treatm en ts of fixation,
desilicon ization, scrap ing in to shape, stain ing, transparen tization and m icropho tography. T he
new p rocess w as easy to operate and gives accurat m easuring results.
Key words　R ice; Stom atal character; M easurem en t
关于植物叶片气孔性状观测方法的研究, 国内外已有很多报道。但对于水稻, 由于其叶
片具有特殊的角质双硅层, 气孔深埋在硅质突起中, 且被覆一层表皮毛, 因此, 在一般植物
上常用的表皮直接撕取或鲜叶刮剥等传统技术无法用于水稻叶片气孔性状及其分布规律的研
究。火棉胶印迹法或硅胶压印技术可以大致观测到气孔分布状况, 但其准确性差。有人曾用
电镜观测稻叶的气孔, 虽然准确度和清晰度高, 但只能对个别气孔进行超微结构研究, 用来
研究单位叶面积上气孔密度及其分布规律则有一定的局限性。正是由于稻叶结构的特殊性和
观测方法的滞后, 使人们对稻叶气孔性状及其相关研究远不如对其它禾谷类作物来的系统、
深入、准确, 常导致相互矛盾的结论。针对这种情况, 我们在对各种观测方法进行对比、分
析、改进的基础上, 探索出一套专用于稻叶气孔性状观测的新方法, 取得了较为理想的实验
结果[ 1～ 5 ]。
1　原理
植物解剖中常用的固定液 (FAA )能很快地渗入植物体内各个细胞中, 迅速将细胞杀死并
X 国家自然科学基金 (39670450, 39870523)和教育部跨世纪优秀人才基金资助项目。
本研究在高东昌教授指导下完成, 谨此致谢。
收稿日期: 1999203201, 接受日期: 1999210227

使其保持原来的形状和结构。适当浓度的氢氟酸作用于稻叶上的硅质突起和表皮毛使其软
化, 便于用机械方法清除。用番红将木质化、木栓化及角质化组织染成红色, 快绿则可将气
孔染成蓝色。利用酒精浓度梯度的变化除去组织中的水分并使材料硬化。再用透明剂二甲苯
除去材料中的酒精, 使材料便于封藏处理, 同时可增加组织的折光系数和透明度, 以利于观
测。
2　器材与试剂
所用器材包括: 剪子、扁头镊子、单面刀片、76mm ×26mm 载玻片和18mm ×18mm 盖玻
片、细玻璃棒、纱布、测微网格尺、目镜测微尺、台尺、量筒、三角瓶、橡胶塞塑料瓶、500
mL 玻璃瓶、光学显微镜等。
所用试剂包括: 标准固定液 (FAA )、二甲苯、氢氟酸、酒精溶液 (75%、85%、95%、无
水酒精)、番红0、快绿和加拿大树胶等。
3　操作步骤
3. 1　取样和固定
取样: 垂直于主叶脉剪取试验材料。取样叶位和部位因研究目的而异, 如果观测类型间、
品种间或同一品种不同叶位间气孔性状差异, 可取叶片中部, 一般长度约2cm。如果观测同
一叶片不同部位间气孔性状的分布, 则应根据叶片长度剪成若干段, 每段长约1～ 2 cm。此
外, 选材时应注意材料的代表性, 即所选叶片应无损伤并能代表大多数叶片的生长状况。
固定: 把剪下的材料迅速放入盛有固定液的三角瓶中, 并用橡皮塞或塑料薄膜封口, 然
后贴上标签, 注明品种名称、叶位、叶部位和取样日期等。试材不宜长时间曝露在空气中, 否
则将失水收缩甚至变性, 影响后续工作。固定时间一般不少于18小时, 所用固定液量应为材
料的25～ 50倍, 一般应以样本材料间有一定间隙为度, 以提高固定的速度和质量, 为下一步
顺利脱硅奠定基础。固定的材料可在 FAA 中长期保存。固定效果好的材料呈白色, 略透明且
有硬挺感。固定效果不好的材料呈暗绿色, 手感与田里生长的叶片相似。
3. 2　脱硅
取出固定后的材料, 用70% 酒精冲洗约5分钟, 除去渗入组织中的固定液, 然后放入盛有
脱硅剂的塑料瓶中, 密封并贴上标签, 注明脱硅起始时间。脱硅剂由蒸馏水与氢氟酸按9 ÷ 1配
制而成。氢氟酸对玻璃有强烈腐蚀作用, 因此, 脱硅剂不能用玻璃容器盛放, 以免因漏液影
响脱硅效果。
脱硅是改良刮制法区别于其它方法的根本所在, 也是刮制难易和制片效果好坏的决定因
素。只有充分脱硅的稻叶才容易刮制。如果脱硅不彻底, 则很难得到满意的刮制品。如果脱
硅过度, 则叶片变糟易烂, 容易刮断。因此, 有必要确定一个合适的脱硅时间范围。我们认为
在一般环境条件下以25～ 35天为宜。如果脱硅处理时间过长, 或因试验材料过多未及时刮
制, 材料容易变硬。出现这种情况时, 可用甘油酒精溶液浸泡使材料软化。浸泡时间一般为3
～ 4天。
3. 3　冲洗和刮制
对经过脱硅处理的稻叶进行刮制是改良刮制法中最费时也是最难掌握的一个环节。具体
操作方法是: 在刮制前, 先用70% 酒精冲洗材料, 去掉组织中的脱硅剂, 以便进行后面的染
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色工作。冲洗越彻底, 染色越快, 效果越好。一般冲洗时间约5分钟。
刮制时, 将叶片腹面朝上, 置于一片干净无痕的载玻片上, 用左手按住叶片末端, 右手
食指和大姆指握住刀片, 刀刃线与叶主脉垂直, 刀片略向前倾, 以肘为支点, 上臂不动, 由小
臂带动手和刀片在叶片上直线往复刮动。刮动时要保持同一频率、同一力度, 切忌忽快忽慢,
忽轻忽重。概括地说就是要稳、轻、平。开始时力度可稍大些, 叶片越刮越薄, 力度也要相应
减小。当材料绝大部分呈透明状时, 手几乎可以不加力, 任刀片在叶片上“滑行”, 刮去残余
组织。稻叶组织较坚固, 刀刃容易被磨损, 因此要定时更换新刀片。
此外, 在刮制过程中, 要经常用70% 的酒精清洗刀片和载玻片。刮制好的成品也应用
70% 酒精冲洗一下。好的刮制品, 迎光观察有较高的透明度, 叶脉清晰可见, 脉间区无斑点、
斑块或破损。
3. 4　脱水、染色和透明
脱水: 按75% →85% →95% →无水酒精的顺序对刮制品进行逐级脱水处理。酒精浓度的
突然升高会使叶片收缩而发生刮制品趋皱现象, 因此, 脱水不能越级进行。脱水必须彻底,
否则, 在封藏时会发生乳白色云雾状反应而失去应用价值。为避免这种情况发生, 可在最后
一次无水酒精脱水后用丁香油处理一下, 然后再移入二甲苯中。
染色: 对刮制品可用番红和快绿进行双重染色。方法是先将75% 酒精和番红按9 ÷ 1比例
配制成番红溶液, 然后放入刮制品, 把木质化壁和角质化壁染成红色。如果染色太深, 可用
盐酸酒精褪色 (在50 mL 95% 的酒精中加入一滴盐酸)。经番红溶液染色后的材料放入快绿溶
液中, 气孔即可被染成蓝色。快绿溶液按95% 酒精100份加入快绿0. 5份配制。快绿是一种着
色极强的染色剂, 因此, 染色时间要控制在15秒内, 以免溶去组织中的红色部分而降低染色
效果。
图1　　脱水、染色及透明技术流程
F ig. 1　　Technological p rocess of dew atering,
co loring and being transparent
　　对于染色适度的材料用二甲苯进行
透明处理。由于二甲苯对水气的感应力
极为敏感而且有一定毒性, 因此, 透明处
理一定要在通风干燥的环境下进行, 具
体操作过程见图1。
3. 5　封藏和观测
封藏: 将加拿大树胶倒入一清洁干
燥的滴瓶中, 容量以不超过滴瓶容量的
1 ö 2为宜, 再注入相当于树胶量1 ö 3或1 ö 2
的二甲苯, 然后用清洁干燥的细玻璃棒
搅动, 待其充分溶解后, 用滴管连塞作
盖, 置于暗处备用。
取清洁干燥的载玻片和盖玻片, 将
材料平放在载玻片上, 亮面朝上, 然后滴一滴封藏剂于其表面, 再将盖玻片的一边紧贴滴液
并靠在载玻片上, 左手抵住盖玻片下部, 右手持镊子抬住盖玻片上部缓慢下降, 使液滴逐渐
分散, 直至充满盖片与载片之间的空隙。然后用镊子轻压盖片中央, 排除多余液体。若有气
泡存在, 可用镊子挤压气泡内侧使其逐渐排出。整个操作过程应在干燥环境下进行, 并尽量
避免操作者呼出的水汽对封藏的不良影响。
5265期　　　　　　　　　　　　陈温福等: 稻叶气孔性状研究新方法　　　　　　　　　　　　　　　　

观测: 封藏好的材料即可在光学显微镜下观测气孔性状。放大倍数因观察对象而异。观
测气孔密度以16×10倍为宜。而观测气孔长宽度则倍数大些较为合适。观测前先在目镜镜筒
中装入测微网格尺, 再用台尺标定测微网格尺在观测倍数下的相对长度, 求出面积, 然后根
据该面积内气孔数 (边线上的气孔以小数计算) 折算出单位面积内的气孔数, 即气孔密度, 通
常以个ı mm - 2来表示。为减小误差, 应该有一定的重复次数, 一般不少于10次, 而且观测点
应尽量遍布材料各部分。
4　讨论
脱硅刮制法所用设备和试剂少, 操作简便易行, 具有图像清晰 (见图版) , 观测结果准确
等优点, 从而克服了电镜扫描和火棉胶印迹等方法的不足, 为稻叶气孔性状的定性和定量研
究提供了简单实用的观测技术。
由于材料可以在固定液中长期保存, 随用随取, 时间上有保证, 因此, 可以做一些较为
复杂的比较研究。而且可以通过显微摄影技术把气孔状态真实地拍摄下来, 在照片上直接观
测气孔的大小、多少和排列方式等, 使原本麻烦的稻叶气孔性状观测变得简便易行。此外,
封藏片可做为资料长期保存, 以备将来做对比、复核和检查。
脱硅刮制法的不足之处是叶片在离体条件下进行, 所看到的气孔处于关闭状态。所以,
不能用于气孔开闭状况或开度变化规律的研究。
参　考　文　献
1　陈温福, 徐正进, 张龙步等. 中国水稻科学, 1990, 4 (4) : 163～ 168
2　吉田智彦. 育种学杂志, 1976, 26 (2) : 130～ 136
3　Chen W F, Z J Xu, L B Zhang. K orean J C rop S ci, 1995, 40 (2) : 125～ 132
4　Sachia M , T Koich i. J apan J C rop S ci, 1990, 59 (4) : 804
5　T sunoda S, N Takahash i. B iology of R ice, Tokyo: Japan Sci P ress, 1984. 89～ 115
2000年世纪交替之年, 适逢我刊创刊50周年。为了回顾我国农业科学家所取得的重要成
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