全 文 ：丁香属植物叶片解剖结构的比较研究
沈宁东 ,韦梅琴 ,马文萍
(青海大学农牧学院 ,青海 西宁 810003)
摘要:利用解剖学方法对丁香属 8种植物的叶片解剖特征做了比较和分析。结果表明:8种丁
香的叶片结构相似 ,均为背腹型叶 ,表皮由单层细胞构成;叶片的主脉 、栅栏组织和海绵组织的
发达程度 、栅栏组织与海绵组织的比例 、胞间隙大小均表现出种间异质性。
关键词:丁香属;叶片;解剖结构
中图分类号:S685.26 文献标识码:A 文章编号:1006-8996(2007)03-0011-03
A comparative study on the leaf anatomical
structure of 8 species in Syinga
SHEN Ning-dong , WEI Mei-qin , MA Wen-ping
(Agriculture and Animal Husbandry College ,Qinghai University ,Xining 810003 ,China)
Abstract:Compared and analyzed the leaf anatomical structure of 8 species in Syinga.The result showed
that leaf structure of 8 species was similar , and their leave were bifacial.The epidermis consistd of single-
layer epidermal cells.The development degree of main vein , the ratio of palisande tissue to sponge tissue
and intercellular space were different among the 8 species.
Key words:Syinga;leave;anatomical structures
丁香为木犀科(01eacae)丁香属(Syinga)植物 ,是我国各地广泛栽培的花灌木。全世界约有 35种 ,
我国有32种 ,在我省分布也达20种之多[ 1] 。其种子可以入药 ,嫩叶可制茶 ,花可提取香料 ,是我国北方
园林绿化的主要树种之一[ 2] ,被定为青海省西宁市的市花。
解剖学特征在分类学中的应用已有很长历史 ,大量事实证明解剖学特征可用来鉴定植物种类[ 3～ 5] 。
本文在李吉宁等[ 3]研究的基础上 ,对青海省境内 8种丁香的叶片结构做了解剖学研究 ,观察比较 8种丁
香叶片结构上的差异及其与生态环境之间的关系 ,为植物形态学和分类学教学提供依据和资料参考。
1 材料与方法
1.1 试验材料
试验材料选自青海大学农牧学院校园和青海省西宁市植物园 8种丁香属植物:什锦丁香(S.chine-
sis)、花叶丁香(S.persical)、小叶丁香(S .microphylla)、暴马丁香(S .reticulata)、白丁香(S .oblate var affi-
nis)、辽东丁香(S .wolfii)、紫丁香(S.oblate)和红丁香(S .villosa)。
1.2 试验方法
选取 8种丁香的成熟叶片保留主脉剪取叶的中央部分 ,大小约为 0.5 cm×0.5 cm ,采样后立即用
FAA固定液固定 ,24 h后 ,用梯度酒精脱水(酒精浓度分别为 50%、70%、83%、95%、100%);用 1/2二甲
苯+1/2 100%酒精和 100%二甲苯透明 ,37 ℃恒温下浸蜡 5 ～ 7 d ,然后用融好的石蜡包埋 ,制作厚度 8
μm 的切片 ,番红染色 ,中型树胶封片[ 6] ,奥林巴斯 BH-2型光学显微镜观察并照相 ,目镜测微尺下对叶
片的各结构进行测量 ,所得数据为 10个视野的平均数 。
收稿日期:2007-01-05
作者简介:沈宁东(1972—),女 ,江苏滨海人 ,副教授。主要从事植物学的教学及研究工作。
第 25卷 第 3期
2007年 6月
青 海 大 学 学 报 (自 然 科 学 版)
Journal of Qinghai University(Nature Science)
Vol.25 No.3
Jun.2007
DOI :10.13901/j.cnki.qhwxxbzk.2007.03.004
2 结果与分析
8种丁香的叶片具备叶的模式结构:即由表皮 、叶肉 、叶脉构成 ,均为背腹型叶 ,叶肉组织分化为栅
栏组织和海绵组织。8种丁香的叶片厚度不同 ,辽东丁香最厚 ,为 288.14 μm;什锦丁香最薄 ,为 191.27
μm 。
2.1 表皮
8种丁香叶片的表皮均由单层细胞构成 ,排列紧密 ,具有角质膜 。上表皮细胞体积大于下表皮细
胞 ,角质膜也较下表皮细胞厚 。不同丁香种的表皮细胞大小不同 ,白丁香的表皮细胞最大 ,上表皮细胞
57.67μm×39.87μm ,下表皮细胞 42.90μm×37.20μm;暴马丁香的表皮细胞最小 ,上表皮细胞 33.82μm
×22.29 μm ,下表皮细胞27.77μm×17.89μm 。不同种丁香上表皮的角质膜厚度表现出差异性 ,白丁香
角质膜最厚 ,厚度 1.92 μm;暴马丁香角质膜最薄 ,厚度0.94μm(表 1和图 1)。
表 1 8种丁香叶片的结构比较
测定项目 白丁香 辽东丁香 紫丁香 花叶丁香 小叶丁香 暴马丁香 红丁香 什锦丁香
叶片主脉厚(μm) 658.41 792.99 693.23 449.43 444.61 627.16 716.73 424.17
主脉维管束长(μm) 422.66 413.85 216.54 219.55 217.66 316.98 397.64 192.32
主脉维管束宽(μm) 489.21 504.58 189.73 197.42 224.36 354.29 462.31 254.26
主脉维管束数量(个) 1 1 1～ 2 1 2 2～ 3 1 2～ 3
叶片厚度(μm) 270.52 288.14 227.70 211.42 206.28 215.44 197.81 191.27
上表皮细胞长(μm) 57.67 48.68 51.97 41.27 36.94 33.82 45.57 54.47
上表皮细胞宽(μm) 39.87 33.55 34.98 27.23 25.36 22.29 31.06 37.47
下表皮细胞长(μm) 42.90 35.24 36.76 32.13 28.57 27.77 41.21 44.14
下表皮细胞宽(μm) 37.20 27.77 26.97 24.74 18.96 17.89 27.06 33.29
栅栏组织层数(层) 2 2 3 2 2 3～ 4 2 2～ 3
栅栏组织厚度(μm) 131.29 108.07 85.08 76.31 84.48 94.74 82.11 75.59
栅栏组织胞间隙(μm) 25.85 21.53 16.45 18.86 19.00 12.15 17.01 20.94
海绵组织厚度(μm) 60.22 117.46 79.51 82.06 76.10 79.62 73.31 59.52
海绵组织胞间隙(μm) 46.88 42.55 29.89 38.49 37.36 26.87 36.96 40.92
角质膜厚度(μm) 1.92 1.25 1.14 1.05 1.38 0.94 1.25 1.39
栅栏组织/海绵组织(%) 2.18 0.92 1.07 0.93 1.11 1.19 1.12 1.27
2.2 叶肉
8种丁香的叶片均为背腹型 ,叶肉分化为栅栏组织和海绵组织 。从表 1可以看出 ,其栅栏组织层数
和厚度 、海绵组织厚度 、各组织的胞间隙 、栅栏组织和海绵组织的比例表现出种间差异性 。
2.2.1 栅栏组织 8种丁香的栅栏组织由不同层数的长柱状的细胞紧密排列构成 。辽东丁香 、小叶丁
香 、花叶丁香 、红丁香 、白丁香的栅栏组织为 2层 ,暴马丁香 、紫丁香 、什锦丁香的栅栏组织为 2 ～ 4层;栅
栏组织排列疏密程度有种间差异 ,暴马丁香的栅栏组织排列最紧密 ,胞间隙 12.15 μm ,白丁香的栅栏组
织排列最疏松 ,胞间隙 25.85μm(详见表 1和图 1)。
2.2.2 海绵组织 叶肉的海绵组织均由 3 ～ 4层不规则的近圆球形细胞构成 ,胞间隙较栅栏组织大。
暴马丁香叶肉海绵组织的胞间隙为 26.87μm ,是所研究材料中最小的;白丁香的海绵组织胞间隙最大 ,
为46.88μm(详见表 1和图 1)。
植物栅栏组织与海绵组织的比值是说明栅栏组织发育程度的一个指标。比值越大 ,其栅栏组织越
发达。通过观察 ,白丁香栅栏组织与海绵组织的比值在 8种丁香中最大 ,为 2.18 ,辽东丁香栅栏组织与
海绵组织的比值在 8种丁香中最小 ,为 0.92。这一结构特征与青藏高原东部地区大气湿度小的环境条
件相适应 。
2.3 叶脉
8种丁香叶的主脉处厚度不同 。辽东丁香最厚 ,为 792.99 μm ,什锦丁香最小 ,为 424.17μm 。8种丁
香叶脉有较发达的机械组织 ,主脉维管束大小有差异 ,表现为:辽东丁香的主脉维管束最大 ,413.85 μm
12 青海大学学报 第 25卷
×504.58μm;紫丁香的主脉维管束最小 ,216.54μm×189.73μm 。主脉的维管束数量也有差别。什锦丁
香和暴马丁香的主脉维管束最多 ,为2 ～ 3个;其他均为 1个。从叶的横切结构分析 ,辽东丁香 、红丁香
主脉在下表皮处下陷最为明显(详见表 1和图 2)。
图 1 8种丁香叶的叶肉切片
图 2 8种丁香叶的主脉切片
3 讨论
(1)解剖结构特征与其所处的环境条件相适应。本试验采集的标本都生长在海拔 2 100 m 左右的
西宁地区 ,从叶片结构看 ,8种丁香叶的表皮细胞 ,有较厚的角质膜;叶表皮细胞大小不等 ,排列不规则;
8种丁香具异面叶特征 ,栅栏组织一般为 2 ～ 4层柱状细胞 ,具有不同细胞间隙 。海绵组织疏松 ,下表皮
内有较多的储气室;叶脉有较发达的机械组织 。上述这些特征是植物长期适应海拔高 、太阳辐射强 、空
气稀薄 、气温低以及劲风的结果[ 4 ,7 ,8] ;叶肉组织具有发达的贮气结构 ,形成了弥补高海拔环境中氧气和
二氧化碳匮乏的特征;叶脉有较发达的机械组织 ,可以保护植物免受劲风的伤害 。栅栏组织多层 ,体现
出旱生植物具备的特征[ 9] ;增加了栅栏组织和海绵组织的比值 ,有利于增加光的吸收量 ,(下转第 19页)
13第 3期 沈宁东等:丁香属植物叶片解剖结构的比较研究
3 讨论
本试验表明 ,鹅绒委陵菜在切除匍匐茎后 ,其复叶数 、复叶长度 、基株高度均高于对照。另外 ,切除
匍匐茎还使生物量投资明显偏向地上部分。这是因为:一方面 ,鹅绒委陵菜在切除匍匐茎时 ,也降低了
自身的风险分摊 ,所以它只有通过增加复叶数 、复叶长度等来尽可能地产生光合产物 ,从而保证基株的
正常生长 。另一方面 ,由于鹅绒委陵菜在切除匍匐茎时 ,在减少风险分摊的同时也减少了子株对基株资
源的消耗 ,尤其是在子株还未找到有利环境之前需要通过吸收基株能源来维持存活 。但从总生物量上
看 ,切除匍匐茎使鹅绒委陵菜的总生物量显著降低 ,其主要原因是鹅绒委陵菜切除匍匐茎后无法实现克
隆植物的觅食行为 ,也就不能有效地寻找空间 ,开拓新生境 ,扩大种群 。董鸣[ 5]通过试验发现切茎处理
对沙鞭7个克隆生长特征都产生了显著影响 ,而对赖草所研究的 7个克隆生长特征在实验期间的增量
几乎没有影响 ,从而得出结论:(1)克隆整合的性质和时空格局可能具有种类特异性;(2)克隆整合对克
隆生长的贡献的性质和程度可因种类和特征各异 。本试验与此结论完全一致 ,也同时说明鹅绒委陵菜
的克隆生长和整合特征对它在生境斑块化和扰动经常的退化草地环境生存能力有重要贡献。
参考文献:
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(责任编辑 杨君丽)
(上接第 13页)提高光合效率;表皮角质膜厚 ,可减少日光对叶肉中的通透量 ,避免强光对叶肉的损伤 ,
保证正常光合作用的进行 。这些结构是与青藏高原东部地区大气湿度低 ,太阳辐射强 ,日照时间长 ,大
气层薄 ,透明度大的环境条件相适应的 。
(2)解剖结构特征对于丁香属植物的分类具有一定的参考价值。不同种的植物不权在形态上存在
差异 ,在内部结构也有变化 ,这种变化往往也是分类学鉴定物种的性状和研究植物种间亲缘关系及进化
关系的重要依据[ 4] 。8种丁香植物不同种之间 ,叶的形状 、大小 、主脉厚度 、上下表皮细胞形状大小 、主
脉维管束及数目 、栅栏组织的层数等都存在稳定的差异 ,对丁香属植物的分类具有一定的参考价值 。如
紫丁香(S.oblate)与白丁香(S.oblate var affinis)最主要的区别在于花色的不同 。紫丁香的花为淡紫色 ,
白丁香的花为白色 ,在其他形态学上却易于混淆。但从解剖结构观察两者则差异明显 ,表现在:表皮细
胞 、栅栏组织细胞 、海绵组织细胞的形态和大小 、细胞的胞间隙大及栅栏组织与海绵组织的比值上 。
参考文献:
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(责任编辑 李渝珍)
19第 3期 康晓燕 ,孙海群:切除匍匐茎对鹅绒委陵菜克隆生长的影响