全 文 ：第 4 2 卷第 5 期
2 0 0 6 年 1 0 月
兰 州大学学报 ( 自然科 学版 )
J o u r n a l o f L a n z h o u U n iv e r s i t y (N
a t-ur a l S o i e n e e s )
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2 0 06
文章编号 : 0 4 55一 2 0 5 9 (2 0 0 6 ) 0 5一0 14 0一0 2 研究简报
锦鸡儿属植物抗旱性与叶片显微结构 稳定性碳同位素和
脯氨酸质量分数的关系研究
张有福 1 , 陈
( 1
. 中国科学院 寒区旱 区环境与工程研究所 , 甘肃
张满效 ` , 安黎哲 2
73 0 0仇 2 . 兰州大学 生命科学学院 , 甘肃 兰州 7 30 00 0 )
锦鸡儿 属 (aC 脚an 。 凡阮 )豆科 , 我 国约有 6
种 , 分布较广 , 但主要分布于干旱 、 半干旱区和荒
漠 区 l[ . 张朝 阳等 a[] 曾对不 同生境的 8种锦鸡 儿
茎 、 叶解 剖结构 与生态环 境的关系进 行 了研究 ,
发现高原 荒漠种 的旱生结 构较草原 和森林种 明
显 . 曹苑虹等 s[J 研究 发现木质部的特征可作为锦
鸡儿属植物不同种 的鉴定指标 . 李进等 a[] 发现束缚
水 /自由水的比值与锦鸡儿 的抗旱性呈正相关 , 并
排出抗旱性顺序 . 燕玲等同等发现随从东到西地域
性分布 , 锦鸡儿的抗旱性增强 . 但关于锦鸡儿属植
物抗旱性与稳定性碳同位素 、 脯 氨酸质量分数及
解剖结构特征之间的关系尚未见文献报道 .
1 材料与方法
1
.
1 材料
所用材料均采 自甘肃省 民勤治沙站 . 供试样
品有刺叶锦鸡儿 、 陕西锦鸡儿 、 狭叶锦鸡儿 、 矮锦
鸡儿 、 荒漠锦鸡儿 、 毛条锦鸡儿 、 柠条锦鸡儿 、 甘
蒙锦鸡儿 、 粉刺锦鸡儿 、 中间锦鸡儿 、 树锦鸡儿 、
红花锦鸡儿 . 分别选取发育良好的植株 , 取树冠中
层 1年生枝条 中部叶片 , 用 FA A 固定
.
1
.
2 方法
采用石蜡切片法切片 , 番红一固绿双重染色 ,
中性树胶封片 , 用显微镜测微尺测量长度 , 每个材
料随机选 出 8个视野分别测量 , 取其平均值 , 稳定
性碳同位素的测定和计算同文献同 , 脯氨酸质量
分数的测定 , 采用苟三酮法 l刘 .
2 结果与分析
.2 1 解剖结构特征
1 2种锦鸡儿属植物表皮细胞 的特征 、 叶肉细
胞特点和间隙的大小 、 栅栏组织和海绵组织的分
化种间存在明显差异 . 栅栏组织有全栅型 (刺叶锦
鸡儿 、 矮锦鸡儿) 、 环栅型 (柠条锦鸡儿 、 树锦鸡儿 ) 、
普通型 (中间锦鸡儿 、 荒漠锦鸡儿 、 甘蒙锦鸡儿 、 粉
刺锦鸡儿 、 红花锦鸡儿 、 狭叶锦鸡儿 )和全海绵型
向普通型过渡类型 (毛条锦鸡儿 、 陕西锦鸡儿 ) . 根
据表皮的层数分为上 、 下表皮 , 均为单层的有刺 叶
锦鸡儿 、 陕西锦鸡儿 、 狭叶锦鸡儿 、 荒漠锦鸡儿 、
毛条锦鸡儿 、 柠条锦鸡儿 、 甘蒙锦鸡儿 、 中间锦鸡
儿 、 树锦鸡儿 、 红花锦鸡儿 ; 上表皮单层 、 下表皮
为双层的有矮锦鸡儿 、 粉刺锦鸡儿 ; 上 、 下表皮均
为双层的有树锦鸡儿 .
2
.
2 稳定性破同位 素 、 脯氨酸与解剖结构 关系
发达的栅栏组织 和表皮增厚是植物抗旱性强
的重要特征 . 矮锦鸡儿 、 红花锦鸡儿 、 刺叶锦鸡儿
和树锦鸡儿的栅栏组织最发达 . 上表皮和下表皮
的厚度 比值 以刺叶锦鸡儿最高 , 树锦鸡儿次之 , 其
他各种 间的变化较小 . 表皮厚度和叶片的 比值最
高的 3种是荒漠锦鸡儿 、 粉刺 锦鸡儿和刺叶锦鸡
儿 (表 1 ) .
植物稳定性碳同位素质量分数主要由遗传控
制 . 不同锦鸡儿的护 “ C不同 , 为 一 29 . 02 骗、 一 26 . 28 输 ,
占13 C 值与栅栏组织 /叶 (r = 0 , 18 4 , p > 0 . 0 5 , n = 1 1 ) 、
栅栏组织 /海绵组织 (: 二 一 0 . 15 2 , p > 0 . 05 , n 一 9 ) 、
上表皮 /下表皮 (: 二 0 . 21 3 , 尸 > 0 . 05 , n = n ) 、 表皮
厚度 /叶片 (: 二 0 . 0 50 , p > .0 05 , 。 二 11) 、 海绵组织 /
叶 (r 二 0 . 14 , 尸 > .0 05 , n 二 n )之间没有明显的相关
关系 , 但 产“ C值与脯氨酸质量分数 (: = 0 . 6 47 尸 <
0
.
05
, 二 = n )显著相关 , 说明不同 种锦鸡儿叶片栅
栏组织厚度和表皮厚度 的差异不是影响其稳定性
碳同位素分馏的主要因素 , 但脯氨酸质量分数的
高低与作为光合代谢结果 的夕” C 间相关性明显 .
收稿 日期 : 2 0 0 5一 0 -7 2 6 ·
基金项 目: 中国科学院西部之光项 目 、 国家 自然科学基金重大项 目 (9 0 3 0 2 0 1 0) 和甘肃省 自然科学基金项 目 (32 5 0 5 1一 A 2 5-
0 6 7
,
3 2 5 0 4 1
一
A 2 5
一
0 2 2 )资助 .
作者简介 : 张有福 ( 19 78 一 ) , 男 , 甘肃陇西人 , 博士 , 研究方向为逆境植物学 , -e m ial : yz fga u @ 1 63
.
co m
.
安黎哲 ( 19 63 一) , 男 , 甘肃秦安人 , 教授 , 博士研究生导师 , 博士 , 研究方向为植物分子生物学 , 通讯联系人 ,
合 m ia l : liz l l e a n @ lz u . e d u . c n .
DOI : 10. 13885 /j . i ssn. 0455 -2059. 2006. 05. 029
第 5期
张有福等: 锦鸡儿属植物杭旱性与叶片显微结构 稳定性碳 同位素和
脯氨酸质量分数的 关 系研究 1 4 1
表 1 叶片结构的特征值 、 稳定碳 同位素和脯氨酸质最分数
1傲 b l e 1 T h e e h ar a e t e r va l u e o f l e a v e s , s t a b l e e a r b o n is o t o P e a n d e o nt e nt o f P r o l i n e
种 栅栏组织 /叶 栅栏组织 /海绵组织 海面组织 /叶 上表皮 /下表皮 表皮厚度 /叶 碳同位素 /%。 脯氨酸 /拼 g · g 一 1
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11上一
.…00283694n1动.一U.0,i一., 1上nà39九0Zq自1工32. .…0n毛条锦鸡儿中间锦鸡儿粉刺锦鸡儿
狭叶锦鸡儿
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一1`上
3 讨论
本研究材料均采 自于甘肃省 民勤治沙 站 , 生
活环境 一致 , 其解 剖结构的特征基本反 映其遗传
特性 . 锦鸡儿属植物生活类型复杂 , 抗旱性差异较
大 , 既有角质膜较厚 , 有 表皮毛 , 气孔下陷 , 全栅栏
组织型 , 典型旱生植物结构特征 的种 , 如刺叶锦鸡
儿 ; 也有海绵组织发达 , 细胞 间隙大 , 表皮细胞单
层 , 无表皮毛和无角质膜的 中生或水生植物结构
特征的种 , 如毛条锦鸡儿 .
植物可利用的水是影响护” C值变化的重要因
素 . 锦鸡儿属植物主要分布于干旱 、 半干旱 区和荒
漠区 , 长期受水分的胁迫 , 而水分胁迫可导致植物
护” c 值增高 s[] . 但本研究发现 , 锦鸡儿属不同种叶
片 护“ C值与解剖结构 没有显著的相关关系 . 这是
因为植物光合作用是 自然界产生碳同位素分馏的
主要过程 , 护“ C 值变化 的主要因素是光合过程相
关酶的变化所致 , 而与解剖结构相关性不明显 . 可
见 , 叶片作为植物对环境响应最敏感的组织网 , 干
旱生境对叶的光合作用 l[ 0] 和解剖结构冈均产生影
响 , 而光合过程碳的分馏对解剖结构影响不 明显 .
参 考 文 献
【1 牛西午 . 中国锦鸡儿属植物资源研究— 分布及分种描述闭 · 西北植物学报 , 1 99 , 1 9 (5 ) : 10 -7 1 3 .4z[] 张朝阳 , 张明理 . 锦鸡儿属植物幼茎及叶解剖结构及其生态适应性的研究 s[] · 植物研究 , 19 97 , 17 ( l) , 65 一 72 ·
s[] 曹宛虹 , 张新英 . 锦鸡儿属 6种沙生植物次生木质部解剖 sl[ · 植物学报 , 19 9 1 , 3 3 (3 ) , 18 1一 187 ·
叫 李进 , 张秀伏 . 利用梯度分析技术对 12 种锦鸡儿属抗旱性的定量研究同· 中国沙漠 , 1 9 96 , 1 6 (4 ) , 3 56一 359 ·
sl[ 燕玲 , 李红 , 刘艳 . 13 种锦鸡儿属植物叶的解剖生态学研究 s[] · 干旱 区资源与环境 , 20 02 , 16 l( ) , 10 0一 106 ·
01[ 陈拓 , 秦大河 , 何元庆 , 等 . 祁连圆柏 中稳定碳同位素分布特征 s[] · 冰川冻土 , 2 002 , 2 4 (5 ) , 57一 573 ·
v[] 李合生 . 植物生理生化实验原理和技术 [叫 . 北京 : 高等教育 出版社 , 20 0 :0 2 58一 2 6 .0
同 苏波 , 韩兴国 , 李凌浩 , 等 . 中国东北样带草原区植物护“ C 值及水分利用效率对环境梯度的响应 s[] . 植物生态
学报 , 20 00 , 24 ( 6 ) : 64 5一 6 5 5 .
0[] 赵庆芳 , 马瑞君 , 杜 国祯 , 等 . 不同海拔三种真吾属植物叶结构的适应意义! J ]. 兰州大学学报 (自然科学版 ) ,
20 06 , 42 ( 1 ) : 33
一
39
·
!10 } 杨惠敏 , 张晓艳 , 王根轩 , 等 . 干旱条件下两种山薰豆气孔特性及种子 O D A P , 粗蛋白和淀粉积累的研究闭 . 兰
州大学学报 (自然科学版 ) , 20 04 , 40 ( i ) : 64一 6 7 .
众羚令拭冷尔x 冷尔x 冷之又冷仁戈
更 正
我刊 2 0 06 年第 4期 刊出的 《新疆脆弱生态区分类及评价 》一文作者简介中韩茜应为博士研究生 . 现更正如下 :
韩茜 (l 980 一 ) , 女 , 新疆哈密人 , 博士研究生 , 研究方向为干旱 区环境与人地关系 , e 一m al : H a介 q i an 80 @ y ha o · co m · cn ·