全 文 ：五爪金龙茎的解剖结构?
陈丹生 , 丁有雄 , 马瑞君 , 朱 慧 , 卢爱娜
( 韩山师范学院生物系 , 广东 潮州 521041)
摘要 : 运用常规石蜡切片、显微观察及显微照相的方法 , 对五爪金龙 ( Ipomoea cairica) 茎的结构进行了观
察研究 , 结果表明 : 五爪金龙茎的解剖结构以初生结构为主 , 维管形成层已经形成 , 但次生结构尚不发
达。通常具 3～6 个空腔 , 初步推断其为裂生式分泌道 ; 表皮外弦向壁增厚 , 具角质层 , 具气孔及气室 ;
紧贴表皮内方的 1～3 层和皮层最内 1～3 层的细胞可能为分泌细胞 ; 具双韧维管束 , 木质部极为发达 , 导
管细胞紧密排列 , 围绕内韧皮部和中央的髓而成一圆周 ; 形成层位于外韧皮部与木质部之间 ; 茎中央是大
型薄壁细胞构成的髓 , 具簇晶。
关键词 : 五爪金龙 ; 茎 ; 解剖结构
中图分类号 : Q 944 文献标识码 : A 文章编号 : 0253 - 2700 (2007) 02 - 189 - 04
Anatomical Structure of Stem of Ipomoea cairica (Convolvulaceae)
CHEN Dan-Sheng, DING You-Xiong, MA Rui-J un, ZHU Hui , LU Ai-Na
( Department of Biology, Hanshan Normal University, Chaozhou 521041 , China)
Abstract: Anatomical structureof stemof Ipomoea cairica wasobserved in detail byusing light microscopy . Theresults in-
dicatethat the anatomical structure of the stem of Ipomoea cairca composemainly of primary structure, and the cambiums
has formed, but the secondary structure is not well-developed . The stem of Ipomoea cairica usually bears 3 - 6 cavitys,
which may be schizogenous secretory canals . Thetangertial wall of epidermis cells gets ticker, and the epidermis has cu-
tide, stomas and air chamber . In cortex, there are 1 - 3 layers of cells tightly next to the epidermis as well as the 1 - 3
layers of cellswhich are deep inside cortex, both of them are secretory cells . The vascular bundles are bicollateral . The
xylemis well-developed, and the vessel elements arrange so closely that they become a circle surround the phloem and
pith . In themiddle of stemis the pith, which composed of abundant parenchymatous cells with rhombohedral crystals .
Key wards: Ipomoea cairica; Stem; Anatomical structure
生物入侵是指生物由原生存地经自然的或人
为的途径侵入到另一个新环境 , 影响当地生态环
境和生物多样性 , 破坏农林牧渔业生产 , 危害人
类健康和食品安全等的现象或过程 ( 万方浩等 ,
2002)。
五爪金龙 ( Ipomoen cairica) 为旋花科、番薯
属、光萼组植物 , 为多年生缠绕藤本。原产北
非 , 现广泛分布于我国广东、广西、福建、云南
等地。该植物抗逆性强 , 生长繁茂 , 它们随处缠
绕 , 攀援生长于林地乔灌木、庭园篱笆以至城市
建筑物之上 , 常在路旁、林缘、河岸滩涂、垃圾
场形成单种群落 , 被其所缠绕、覆盖的植物 , 包
括草本、灌木甚至乔木 , 常受光不足 , 生长不
良 , 甚至死亡 , 从而直接影响农林生产 , 破坏生
物多样性。五爪金龙已成为华南地区仅次于薇甘
菊的草质藤本恶性杂草 , 其生物量以吨计 ( 王永
云 南 植 物 研 究 2007 , 29 (2) : 189～192
Acta Botanica Yunnanica
? ?基金项目 : 广东省科技厅计划项目 (2005B33302002 ) ; 韩山师范学院 2005 年青年科学基金项目
收稿日期 : 2006 - 06 - 20 , 2006 - 12 - 18 接受发表
作者简介 : 陈丹生 (1969 - ) 女 , 副教授 , 主要从事植物学的教学和研究。
繁和胡玉佳 , 2000; 曾宪锋 , 2003 )。
通常认为 , 五爪金龙和其它藤本植物一样 ,
在竞争中以其生长迅速且具攀援性的枝条 , 占领
空间 , 争夺阳光而取得优势。已有资料证明 , 许
多植物的化感作用是其重要的竞争手段 (Meng-
es, 1998; 曾任森和骆世明 , 1993 )。关于五爪金
龙的化感作用 , 刘伟等 ( 1997) 已报道了五爪金
龙对 6 种本土植物———番茄、黄瓜、水稻、小
麦、玉米和三裂叶薯的种子萌发及幼苗生长具有
一定的化感作用。
较多研究表明 , 植物的某些特性与植物的形
态解剖结构呈一定的相关性 ( 孟庆杰等 , 2005;
王静和黄薇 , 1998; 胡正海等 , 1997; 吕洪飞
等 , 1999)。胡正海等 ( 1997 ) 研究表明 , 金丝
桃属植物所含有的药用成分如金丝桃素、假金丝
桃素、酚类、黄酮等主要是分布在各营养器官的
分泌结构如分泌细胞团、分泌囊和分泌腔中。既
然五爪金龙具有化感作用 , 而化感物质是化感作
用的媒体 ( 吕春霞等 , 2002 ) , 那么五爪金龙的
化感物质又是存在于植株的什么部位呢 ? 是否在
植物内部也存在着分泌结构或是其它结构以分泌
或贮存这些化感物质呢 ? 这就需要深入了解五爪
金龙的内部解剖结构了。
目前 , 对于五爪金龙的研究主要侧重于研究
其化感作用、营养生长及生殖生长等 ( 胡玉佳和
王永繁 , 2001) , 尚未见到应用组织解剖学方法
研究五爪金龙的相关报道。鉴于以上原因 , 本试
验对五爪金龙营养器官———茎的解剖结构进行研
究 , 目的是为其化感作用的进一步研究提供解剖
学方面的依据 , 同时也为深入研究五爪金龙的生
物生态学特征 , 提供基础资料。
1 材料和方法
1 .1 实验材料
五爪金龙采自韩山师范学院校园内 , 随机选取各种
生长正常的植株。采集时间 : 2006 年 2 月 22 日、2006 年
3 月 2 日以及 2006 年 3 月 14 日。
1 .2 实验方法
选取正常生长的茎 , 切成长 2～4 mm的小段 , FAA 固
定液固定 24 h以上 , 然后用常规石蜡切片法制片 (郑国
倡 , 1979) , 切片厚度 10～12μm, 番红 - 固绿双重染色 ,
北京泰克计算机显微图象分析系统 (4 .0) 进行图象分析 ,
显微图象经 Adobe Photoshop7 .0 图象处理系统处理制版。
2 观察结果
五爪金龙茎以初生结构为主 , 维管形成层已
经形成 , 但次生结构尚不发达。茎的横切面呈圆
形、卵圆形或近圆形 , 具 3～6 个空腔 〔多数具 3
个 (图 1: 1)〕。横切面上 , 茎由表皮、皮层、维
管柱和髓四部分组成 (图 1: 2) , 髓射线不明显。
2 .1 表皮
表皮为一层生活细胞组成 , 细胞多呈长方形
或方形 , 排列紧密 , 无胞间隙 , 外弦向壁增厚 ,
具角质层 , 细胞中储存有较多的物质 ; 具气孔及
气室 ( 图 1: 3 )。
2 .2 皮层
皮层位于表皮与维管柱之间 , 由 8～12 层薄
壁细胞组成 , 但紧贴表皮的 1～3 层细胞和皮层
最内 1～3 层细胞可能为分泌细胞 (图 1: 4) , 贮
藏有丰富的物质 , 尤其是表皮下的 1～3 层细胞。
最内的 1～3 层细胞为不规则多边形 , 排列松散 ,
细胞内缩 , 形成细胞间隙 ( 图 1: 5 )。
2 .3 维管柱
维管柱是皮层以内的部分 , 维管组织排列成
连续的圆环 , 具双韧维管束 ( 图 1: 6 )。
木质部极为发达 , 多由导管组成 , 但也具有
管胞。导管数量多 , 横切面多呈圆形 , 也有的为
多角形 , 口径自内向外明显增大 , 穿孔板为网状
穿孔板 (图 1: 8)。导管细胞紧密排列 , 围绕内韧
皮部和髓呈一圆环 (图 1: 1) , 髓射线不明显。
韧皮部位于木质部的外方和内方 , 主要由筛
管、伴胞、薄壁细胞组成 , 韧皮纤维较少发现
(图 1: 10 )。外方的韧皮部包围木质部呈一圆
环 , 在外韧皮部中具有 3～6 个空腔 , 腔的周围
由一层完整的细胞围绕着 ( 图 1: 8) 。而内方的
韧皮部保持束状结构 ( 图 1: 9 ) , 束间间隔有髓
薄壁细胞 , 使内韧皮部呈波浪状排列。
形成层位于外韧皮部与木质部之间 , 由 1 层
排列整齐的扁长方形细胞组成 ( 图 1: 11 )。
2 .4 髓
髓位于茎的中央 , 面积较大 , 由大型薄壁细
胞构成 , 有细胞间隙。靠近外部细胞较小 , 中部
向内细胞逐渐增大。常有淀粉粒积累 , 是茎中贮
藏养分的主要部位 , 有些细胞具簇晶 (图 1: 12)。
3 讨论与分析
091 云 南 植 物 研 究 29 卷
通过对五爪金龙茎的横切面的观察 , 发现其
形态结构有如下特征 :
(1) 表皮细胞外壁明显增厚 , 具角质层 , 气孔
较少且具有气室 , 这些结构特点与防止水分过分
图 1 五爪金龙茎解剖结构
Ep . 表皮 ; Co . 皮层 ; Vc . 维管柱 ; Pi . 髓 ; St . 气孔 ; Ac . 气室 ; Ip . 内韧皮部 ; Op . 外韧皮部 ; Rp . 网状穿孔板 ;
Sc . 分泌道 ; Op . 外韧皮部 ; Ip . 内韧皮部 ; Sp . 筛板 ; Sc . 伴胞 ; Ca . 形成层 ; Cr . 晶体
1 . 示茎的横切面 , ×87 . 5 ; 2 . 示茎的横切面 (局部 ) , ×440; 3 . 示表皮和气孔 , ×440 ; 4 . 示皮层 , ×440; 5 . 示皮层最内的 1～3
层细胞 , ×1750 ; 6 . 示双韧维管束 , ×440; 7 . 示网状穿孔板 , ×1750 ; 8 . 示外韧皮部和分泌道 , ×440; 9 . 示内韧皮部 , ×440;
10 . 示筛板和伴胞 , ×1750; 11 . 示形成层 , ×440 ; 12 . 示髓细胞和晶体 , ×1750
Fig . 1 Anatomical structureof caudex of Ipomoea cairica
Ep . epidermis; Co . cortex; Vc . vascular cylinder; Pi . pith; St . stoma; Ac . air chamber; Ip . inside phloem; Op . outside phloem; Rp . reticu-
lateperforation plate; Sc . secretory canal ; Op . outside phloem; Ip . insidephloem; Sp . sieve plate; Sc . companion cell ; Ca . canbium; Cr . crystal
1 . the transverse section of stem, ×87 .5 ; 2 . the transverse section of stem ( part) , ×440 ; 3 . epidermis and stoma, ×440; 4 . cortex, ×440;
5 . the 1 - 3 layers of cells which are deep inside cortex, ×440; 6 . bicollateral vascular bundle, ×440; 7 . reticulate perforation plate, ×1750;
8 . out phloem and secretory canal, ×440 ; 9 . inside phloem, ×440; 10 . sievie plate and companion cell , ×1750 ;
11 . cambiums, ×440; 12 . pith cells and crystal , ×1750
1912 期 陈丹生等 : 五爪金龙茎的解剖结构
蒸腾 , 是相适应的 (吴秀菊等 , 2005; 陆时万等 ,
1991)。所以五爪金龙适应热带地区 , 甚至有时能
在垃圾堆旁或是岩石上等水份缺乏的地方生长。
(2) 在外韧皮部中所存在的空腔 , 初步推断
其为裂生式分泌道。在实验中对一段 2～4 mm的
茎进行连续切片 , 通过观察发现在外韧皮部相同
位置上均具有 3～6 个腔 , 而且在腔周围有一层完
整的薄壁细胞围绕着。腔的结构与刘穆 (2004 )、
肖德兴 (2005) 描述的裂生式分泌道类同 , 据此
推断五爪金龙茎中的外韧皮部存在的空腔为裂生
式分泌道。至于这些腔是否有分泌物质 , 分泌物
质是什么性质的 , 与五爪金龙的化感作用是否有
关 ? 这些问题将有待我们下一步继续研究。
(3) 某些植物分泌物能抑制或杀死病菌及其
他植物 , 有利于保护自身。另一些分泌物能促进
其他物质的生长 , 形成有益的相互依存关系等
(肖德兴 , 2005)。若皮层最外方的第 1～3 层细胞
和皮层最内的 1～3 层细胞皆为分泌细胞 , 同时 ,
在茎中明显可见 3～6 个分泌道 , 那么五爪金龙茎
的这两种分泌结构所分泌或贮藏的物质对周围植
物是有益的还是有害的 , 与五爪金龙的化感作用
是否有一定的联系 , 还有待进一步的研究。
(4) 具双韧维管束 , 木质部高度发达 , 其组
成分子以导管为主 , 其孔径较大 , 也具管胞; 韧
皮部具较多的筛管和伴胞。这些特征表明五爪金
龙的茎具有很强的输导能力 , 水分、无机盐及营
养物质能及时、充分地运输到其它的营养器官和
生殖器官中。已有研究表明 , 五爪金龙成熟植株
生长速度达 8 .1～11 .9 cm?d。五爪金龙的这个结构
特点使植株能及时获得充分的水分及各种营养。
(5) 在五爪金龙茎的横切面上较少发现厚角
细胞或纤维细胞 , 由此可见 , 五爪金龙的茎在机
械支持方面的能力较弱。
〔参 考 文 献〕
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