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德保苏铁茎的解剖学研究



全 文 :广 西 植 物 Guihaia 25(4):335—337 2005年 7月
德保苏铁茎的解剖学研究
文祥风,和太平,徐 峰
(广西大学林学院,广西南宁 530001)
摘 要:对德保苏铁茎、叶柄的解剖构造进行观察,结果表明:(1)德保苏铁的茎由周皮、皮层、维管柬、髓四部
分构成。木栓层的细胞壁完全栓化;皮层大而显著,皮层细胞一般较小,富含淀粉,分布有粘液道;维管柬通常
较小,主要集中在皮层和髓之间的狭窄区,排列呈环形,具 2生长环;少部分稀疏地散生在皮层薄壁细胞之间。
(2)叶柄由表皮、绿皮层、下皮层、基本组织、维管柬、髓组成。表皮细胞 1层 ,细胞外壁角质化 ;绿皮细胞 2层 ,
有叶绿体;下皮层的厚壁细胞,大小不一,细胞壁强烈增厚;维管柬散生,属外韧维管柬,排列呈环形,内有零星
分布的维管柬。
关键词:德保苏铁;解剖构造 ;茎;叶柄
中图分类号:Q944.5 文献标识码:A 文章编号:1000-3142(2OO5)04—0335—03
Research on anatomy of the stem
of Cycas debaoensis
W EN Xiang-feng ,HE Tai—ping,XU Feng
(Forestry College.Guangxi University,Nanning 530001,China)
Abstract:This paper studies the anatomy of stem and leaf stalk of Cycas debaoensis.The results show that:
(1)The stem of C.debaoensis is composed of four parts,including periderm。coetex,vascular vundle and mar-
row.The phellem cell is completely suberizated.The cortex is big and obvious.The cell of cortex is compara—
bly smal,full of amylum,scatting with secretony cavity;The vascular bundle is very small,it focuses on the
narrow area between cortex and marrow,arranging like a ring with two growing loop.A little of them are
sparsely scatted in the cortex tissue.(2)Leaf stalk is made up of epidermis,shagreen cell,uder-cortex,basic
tissue,vascular and medulla.The epidermis is one layer with keratinized cell wal1.The shagreen cell is two
layer with chlorophyl1.The thick—cell wall in the under-cortex are in different shapes.The thickness of the
cell wal are strongly added.The vascular bundle are sparselp scattered and belongs to colateral bundle,rin—
ging with spotty vascular bundle.
Key words:Cycas debaoensis;anatomy;stem ;leaf stalk
苏铁是一类广为世人关注和喜爱的植物,除因
它们有重要的经济和文化价值外,还在于其本身具
有重要的科学及学术研究价值,为此由国务院正式
批准公布的《国家重点保护野生植物名录(第一批)》
中,作为种子植物中最古老的类群,苏铁属植物均已
被列为国家一级重点保护野生植物(国家林业局、农
业部令,1999);在《全国野生动植物保护及自然保护
区建设工程总体规划》(2001~2010年)中,植物方
面把苏铁科和兰科所有种类首先列入该规划中,这
两类植物也是世界保护联盟(IUCN)《世界野生植
物濒危物种红皮书》的重点保护对象,并被《濒危野
生动植物国际贸易公约》列入附录I与Ⅱ中,禁止非
法进出口,因此苏铁是近年来国内外学者关注的“明
星”植物之一,我国学者对其开展了多方面研究,尤其
收稿 日期 :2004-10-29 修订 日期 :2005-02-24
基金项目:国家自然科学基金资助项目(30260007)
作者简介:文祥凤(1963一),女,广西兴安县人,实验师,从事植物学的教学与研究。
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336 广 西 植 物 25卷
对各种苏铁羽片的解剖学研究取得重大成绩。但苏
铁植物茎的解剖构造资料仅见于一些专著概括性的
描述,而对某一具体种类 的解剖学研究少见报道 ,至
今仅见奥苏铁(Cyca$media)、篦齿苏铁(C pectinata)
有生长环数量的资料(Chamberlain,1935),苏铁(C
revolute)有维管束的部分结构详图,四川I苏铁(C
szechuanensis)有茎 解剖结 构 的描述 (陈谭清 等,
1996)。
德保苏铁是 1997年发现(钟业聪等,1997),叶
为三回羽状分裂,为我国特有的珍稀濒危物种,目前
仅见于广西西部百色市的德保 、那坡等 2县,但笔者
对百色水利枢纽工程淹没区考察 中在右江区亦见有
分布。因非法盗挖,该物种资源已遭到严重摧残,目
前残存仅有几千株(陈家瑞,2003),因而倍受国内外
同行及保护组织的关注。近年来国内学者对德保苏
铁各器官进行了解剖学研究(黄玉源,2001),但对其
茎、叶柄器官解 剖构造研究 尚未见报道。为全面了
解德保苏铁各种器官的解剖构造特征,本研究对其
茎和叶柄的解剖构造进行 了研究 ,旨在为德保苏铁
种质资源与多样性的保存、保护及开发利用等提供
更为全面的基础资料。
1 材料与方法
材料采自广西百色市德保县林业局依法查没的
德保苏铁植株,株高 1.2 m,茎高 10 am,全株有羽叶
6片,植株生长 良好 ,叶色翠绿 。取材 时,茎取 中部
的横切面,连续取材;叶柄取基部以上 20 cln处。用
7O 酒精配制 FAA固定液固定。茎按常规石蜡切
片法切片,叶柄用徒手切 片法切片 ,蕃红 固绿染 色,
加拿大中性树胶封 片,并用通用 图像分析软件
(MK2200)测量与保存图片。
2 观察结果
2.1茎的横切面结构
德保苏铁的茎内部肉质化,横切面呈圆形,未见
类似年轮的结构,可见周皮、皮层、维管束、髓四部分。
2.1.1周皮 由木栓层 、木栓形成 层、栓 内层组成。
木栓层厚度 6O.3,um,细胞壁完全栓化,已为木栓形
成层的不断向外分裂而被压扁乃至破裂 ;木栓形成
层 1~2层扁平薄壁细胞组成,厚度 20 m;栓内层
有少量的含晶细胞,栓内层细胞与组成基本组织的
薄壁细胞没有明显的区别。(图版 I:1)。
2.1.2皮层 周皮以内,生长环之外 ,为皮层组
织。由圆形、近圆形或不规则的薄壁细胞组成,在茎
的横切面中占主导地位。靠近周皮的部分薄壁细胞
充满红棕色单宁物质(图版 I:1)。皮层薄壁细胞一
般较小,直径平均为 130.3 m,内有丰富的淀粉粒。
薄壁细胞 中分布有 分泌粘液 的粘液道,由分泌细胞
构成,大小不一(图版 I:2),粘液道平均 内径 193.4
m o
2.1.3维管束 由木质部、形成层 、韧皮部组成,通
常较小。维管束主要集中在皮层和髓之间的狭窄
区,排列呈环形,维管束(相对皮层中的维管束)大而
多,其间有发达的髓射线,具 2生长环,内方为木质
部,长度 1 540.7/zm,形成层有 6~7层扁平薄壁细
胞 ,形成层的外方是韧皮部,长度 889.6 m,组成木
质部的管胞呈径向排列 ,管胞间有 1~2列木薄壁细
胞,(图版 I:4);少部分维管束非常稀疏地分布在皮
层薄壁细胞间,维管束大小不一,小的维管束长度仅
有97.4 m,几乎不见形成层(图版 I:1),大的维管
束长度也仅有 411.1 m,有 3~4层形成层细胞(图
版 I:3)。
2.1.4髓 位于横切面的中心,占横切面的 1/6,由
薄壁细胞组成,近圆形,不规则排列,薄壁细胞直径
130.3 m,内含大量的淀粉粒,薄壁细胞中有少量
的分泌腔。
2.2叶柄
德保苏铁叶柄横切面近圆形,由表皮、绿皮层、
下皮层、基本组织、维管束、髓组成。
2.2.1表皮 位于横切面的最外层,由一层排列紧
密的方形细胞组成 ,细胞壁强烈增厚 ,细胞腔很小 ,
细胞外径 21.6 m,内径 7.5 m;表皮细胞外壁角
质化 ,厚度 5.7 m(图版 I:5)。
2.2.2绿皮层 表皮下有两层被染成蓝色的细胞 ,
椭圆形,有叶绿体,故叶柄为绿色(图版 I:5)。
2.2.3下皮层 位于绿皮层内方,由厚壁细胞组成 ,
多达 25~3O层 ,厚壁细胞胞壁强烈增厚,圆形,排列
紧密,无胞间隙,靠近外方的厚壁细胞小,直径 1O.8
m,往内方的厚壁细胞大,直径 34 m(图版I:5)。
2.2.4基本组织 下皮层以内,除维管束以外,均为
基本组织,近圆形,排列疏松。愈往外,薄壁组织愈
小,愈往内,薄壁组织愈大。
2.2.5雏管束 叶柄维管束呈椭圆形,分散在基本
组织中,属外韧维管束,维管束内方是木质部,主要
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4期 文祥风等:德保苏铁茎的解剖学研究 337
由管胞组成 ,呈半圆形排列 ,外 方是韧皮部 ,呈弧形
排列。维管束外围有 1层维管束鞘,细胞呈椭圆形,
与周围的薄壁细胞有明显区别(图版 I:6)。维管束
大小基本一致,12~17个维管束在横切面外围排列
呈环形,内有 7~12个零星分布的维管束。
2.2.6髓 稍偏离 中心 ,由大小不 等的薄壁细胞组
成,不规则排列。
3 结论与讨论
按照王定跃(1996)的分类系统,德保苏铁隶属
于攀枝花苏铁亚属攀枝花苏铁组叉叶苏铁亚组。德
保苏铁的生境现状、生物学与生态学特性等方面在
我国现存苏铁植物种类中均有其独特性与代表性
(马晓燕等2003)。其分布范围狭窄,仅分布于广西
德保、那坡、右江等 3县(区),有石山和土山两种生
态类型 ,具有较强的抗逆性。
(1)德保苏铁的茎内部肉质化,由周皮、皮层、维
管束、髓四部分组成。栓内层有含晶细胞,这是对环
境适应的旱生特征(慕小倩等,1994)。皮层大而显
著,在茎的横切面中占主导地位,靠近周皮的部分薄
壁细胞充满红棕色单 宁物质 ,皮层薄壁细胞含有丰
富的淀粉粒,皮层和髓部分布有大小不同的粘液道
并储存有大量的水分和营养物质。这些都是该物种
对环境适应的旱生特征,在何永华等(1995)对攀枝
花苏铁研究中提到粘液道属旱生特征,因此可以推
断,德保苏铁的茎具有与耐旱生态习性相适应的结
构特点,在现存苏铁植物种类中具有一定的代表性。
(2)德保苏铁茎的维管束主要集中在皮层和髓
之间的狭窄区,狭窄区内的维管束(相对皮层的维管
束)大而多,排列呈环形,具 2生长环,这与陈谭清等
(1996)对四川I苏铁茎的解剖研究结果一致;但德保
苏铁茎中有少部分维管束 散生于皮层薄壁 细胞之
间,维管束小而稀,这在四川苏铁茎的解剖研究中未
见描述。德保苏铁茎的木质部并不发达,而且维管
束之间有非常发达的髓射线,因此德保苏铁与四川
苏铁一样,属疏木木材。另外,茎的维管束散生于基
本组织中是草本植物的普遍特征,但绝大多数木本
植物茎的维管束则是相互紧靠,且形成连续的柱。
德保苏铁茎的皮层中出现散生的维管束,这近似于
草本植物茎的特征,同时有维管束并生连成环,这又
与木本植物的茎相近。因此德保苏铁茎具有独特
性,应属于草本茎和木本茎过渡的类型。
(3)叶柄由表皮 、绿皮层 、下皮层、基本组织、维
管束、髓组成,表皮细胞外壁角质化,表皮细胞、下皮
层细胞的细胞壁强烈增厚,利于减少水分的散失,这
也是其耐干旱的结构特征之一。叶柄维管束散生,属
外韧维管束,排列呈环形,内有零星分布的维管束,这
与攀枝花苏铁叶柄维管束呈不典型 Q排列有所不同
(李平等,1994)。维管束中木质部的主要成分是管
胞 ,呈半圆形排列 ,韧皮部呈弧型排列 ,有维管束鞘。
本文经黎向东教授的审阅,德保县林业局 罗保、
湛世保两位工程师提供研究材料,我院林学2002级
韦吉君、莫益明、黄宝榴、董明亮、张健同学参加制
片,在此一并致谢。
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文祥风.等:德保 :铁茎的解削学研究
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