全 文 ：广东石豆兰的显微结构特征与
干旱生态环境的关系研究
马冬雪1 , 　刘仁林2 , 　余扬帆3
(1.河北政法职业学院园林系 ,河北 石家庄　050061;2.赣南师范学院化学与生命科学系 ,江西赣州　341000;
3.南昌大学 生命科学学院,江西 南昌　330047)
摘 要:广东石豆兰 Buulbophy llum kwangtunense Schltr.是兰科石豆兰属的多年生草本植物 , 主要分布在我国
亚热带地区常绿阔叶林中的石壁上 ,具有较强的耐旱性.应用电子显微技术对广东石豆兰叶 、茎的显微结构进行研
究 ,结果表明:广东石豆兰的叶表现出 6 个与干旱生态环境有关的特点;根细胞表现出 5 个方面的特殊性 , 其中细
胞排列比较紧密 、细胞腔较小 、细胞中淀粉粒较多 、细胞壁较厚等反映了广东石豆兰对干旱生态环境具有较强的适
应性.
关键词:广东石豆兰;显微结构;耐旱性
中图分类号:Q 944.5;Q 948　　　文献标识码:A　　　文章编号:1000-5854(2008)06-0817-04
广东石豆兰(Buulbophyl lum kwangtunense Schlt r.)是兰科石豆兰属的多年生植物(见图 1),具肉质的
假鳞茎和横走茎[ 1] .假鳞茎卵球形 ,分散着生在横走茎上 ,顶端生有一枚革质的矩圆形叶片 ,株高约 6 cm.广
东石豆兰在民间有着悠久的药用和食用历史与传统 ,方法独特 ,效果良好 ,主要用于咳嗽 、急性扁桃体炎 、牙
痛 、清除肝炎病毒以及保健 、美容方面.它主要分布在我国亚热带地区常绿阔叶林中的石壁上 ,这种生境的特点
是干旱 、瘠薄 ,水分和肥分很容易流失 ,这说明了广东石豆兰对干旱生态环境具有很强的适应性和耐旱功能.本
文中 ,笔者对这种植物进行了显微结构特征及其与干旱生态环境的关系分析 ,目的是从解剖学和细胞学的角度
了解其对干旱生态环境的适应性机制 ,为进一步对它进行生长发育的驯化和栽培起到抛砖引玉的作用.
1　实验方法
1.1　取　样
剪取无病虫害的 1 a生叶片和茎尖 ,清洗干净后晾干叶表面水滴 ,然后切成长 1 cm ,宽 0.3 cm(茎剪成长
1 cm ,自然粗),迅速放入 25 mL/ L 的戊二醛固定液进行固定 ,重复取样 3株 ,每株编写一个样号 ,固定时间
12 h ,可保存 7 d.
1.2　制　样
从戊二醛固定液中取出样品 ,用 0.2 mol/L 缓冲液洗涤 1 h;接着用锇酸在 4 ℃条件下固定 12 h ,然后进
行丙酮脱水 ,用 V(环氧丙烷)∶V(包埋剂)=3∶1 , 1∶1 , 1∶3分别在 37 ℃条件下各渗透 24 h ,接着用纯包埋剂
渗透 24 h ,放入 60 ℃恒温箱 24 h;采用 LKB-5型切片机切片.用光镜(Olympus , BHS)对半薄切片观察 、拍
照;用电子显微镜(日立 H-600)对超薄切片观察 ,工作电压 75 kV.
2　显微结构特征
2.1　叶的显微结构特征
在光镜下观察 ,广东石豆兰叶(见图 1)的显微结构有如下特征:1)上表皮下方有1层排列紧密厚角组织
细胞(见图 2).2)上 、下表皮细胞致密 ,都具较厚的蜡质层(见图 3 、图 4).3)栅栏组织细胞与海绵组织细胞
形态差异不大 ,都为近圆形 ,而且排列较为致密;但海绵组织的细胞为薄壁细胞 ,体积稍大 ,而叶绿体较少(见
收稿日期:2008-06-12;修回日期:2008-09-28
基金项目:河北省自然科学基金(C200700156)
作者简介:马冬雪(1968-),女 ,河北石家庄人,副教授 ,硕士 ,研究方向为植物生物学.
第 32卷/第 6期/
2008年 11月
河北师范大学学报/自然科学版/
JOURNALOFHEBEI NORMALUNIVERSITY/Natural Science Edition/
Vol.32 No.6
Nov.2008
DOI :10.13763/j.cnki.jhebnu.nse.2008.06.015
图 2).4)叶肉细胞的周围分布着丰富的近球形的淀粉粒(见图 2b),叶片气孔中有被淀粉粒侵填的现象(见
图 3d).5)上 、下表皮气孔构造有差别:上表皮气孔没有凹陷的气孔窝 ,保卫细胞及气孔的“孔”覆盖着蜡质 ,
孔下室较大 ,直接位于“孔”下方(见图 3);下表皮的气孔有明显凹陷的气孔窝(见图 4f),孔下室在气孔的旁
边 ,非正下方(见图 4).6)维管束为双韧维管束[ 2](见图 2a).
图 1　广东石豆兰
c.孔下室;d.淀粉粒.
图 3　叶(×400)
a.叶维管束;b.淀粉粒.
图 2　叶(×200)
e.下表皮蜡质层;f.气孔窝.
图 4　叶(×400)
在电镜下观察 ,广东石豆兰的显微结构特征:1)叶绿体具明显的膜包裹(见图 5);2)基粒侧面较宽 ,约
0.51μm;3)叶绿体表面有核糖体分布(见图 5),但未见淀粉粒.根据对重复样本的叶绿体测量 ,叶绿体的主
要形态指标见表 1.
表 1　广东石豆兰叶肉组织中叶绿体主要形态指标
测量的
叶绿体个数
平均长度/
μm
平均宽度/
μm
顶点至最宽处长度
与总长之比平均值
最长/
μm
最短/
μm
30 8.52±0.11 3.94±0.05 0.54±0.03 10.00±0.23 7.00±0.14
由表 1可以看出 ,广东石豆兰的叶绿体比较大 ,且不同个体之间的差异不大 ,表明具有一定的稳定性.根
据顶点至最宽处的长度与总长度比值可知 ,最宽处基本上位于叶绿体长轴的中部 ,因此叶绿体的形态近似于
椭圆形.
2.2　根的显微结构特征
在电子显微镜下观察 ,广东石豆兰根的显微结构特征(见图 6):1)细胞排列比较紧密 ,细胞腔较小;2)淀粉
·818·
粒较多 ,甚至细胞壁上都有淀粉粒分布;3)细胞壁较厚 ,但次生加厚不均匀 ,大多数表现为细胞角部加厚较多;
4)图 6的中央为较幼嫩的导管细胞 ,其中有“香肠”形的前质体[ 1](图6g)和白色棒状的白色体(图 6h).
图 5　叶肉中的叶绿体(×8 000) g.前质体;h.白色体.
图 6　根横切(×2 500)
3　显微结构与抗旱性的关系
广东石豆兰所适应的生境很特殊 ,一般生长在海拔 400 ～ 1 000 m ,仅见于空气湿度较大的常绿阔叶林中
有少量苔藓分布的石壁上[ 3] ,通过它自己的分泌物与岩石作用形成一层很薄的土壤而获取所需要的营养物
质[ 4] ,水分在这种生境中很容易流失和蒸发 ,形成旱生环境.
3.1　减少水分蒸发
从图 3 、图 4可知 ,上表皮和下表皮都具有较厚的蜡质层 ,气孔也不例外.蜡质层是由疏水性物质组成
的 ,可以减少表皮以内叶肉组织的水分外溢 ,增强抗旱能力.此外 ,上表皮细胞的下方有一层排列整齐 、致密
的厚角组织细胞 ,有效地防止细胞水分的蒸发.其次 ,上表皮通常为受光照的叶表面 ,蒸发水分较多 ,但是 ,广
东石豆兰的上表皮气孔保卫细胞排列较紧密 ,有利于减少水分散失.
3.2　具有特殊的气孔结构
图 4显示 ,孔下室在气孔的旁侧 ,而且空间很大 ,有利于滞留水分 ,增加细胞的抗旱性.此外 ,下表皮的气
孔具有凹陷的气孔窝 ,增加了与空气的接触面积 ,有利于利用蜡质层的“冷凝”作用 ,存留更多的潮湿空气.
3.3　降低细胞水势 ,提高吸收水分的能力
图 2 ～图 4表明 ,广东石豆兰的叶肉组织细胞不仅排列比较紧密 ,而且薄壁细胞周围常常有 1圈排列整
齐的淀粉粒;此外 ,根尖细胞壁均有丰富的淀粉粒等次生产物(见图 6),这样使细胞能够产生较低的水势 ,有
利于吸收空气和薄土层中的水分 ,从而表现出较强的抗旱性.
3.4　具有发达的储水器官
广东石豆兰发达的假鳞茎主要由薄壁细胞组成 ,导管密集 ,是主要的“储水器”.根据测定 ,假鳞茎的长度
与叶片长度的比例为 0.7∶1 ,假鳞茎的直径与叶片宽度的比例为 0.8∶1(体积比是 5.4∶1),这意味着假鳞茎
的储水空间大大超过叶片 ,有利于对干旱环境的适应.
3.5　显微结构与形态的有效协调
叶表面和气孔所覆盖的蜡质层有助于减少干旱的危害 ,但它阻碍了气体的交换 ,不利于光合作用.然而
广东石豆兰的孔下室很大 ,能储存较多的气体 ,克服气体交流速度慢的缺点 ,不影响光合作用.其次 ,从生物 、
生态学的角度看 ,虽然广东石豆兰减少水分散失的显微结构不利于降温 、抵抗热害 ,但它株型矮小 ,并在大自
然选择阴凉 、空气湿度较大的环境繁衍生息 ,因此它通常不会受到干旱的危害.这种显微结构与形态的有效
协调性体现了广东石豆兰适应进化的特点.从它的显微结构特征可知 ,广东石豆兰的耐旱性是通过有效储存
水分 、减少水分损失的显微结构以及这种结构与形态的有效协调而实现的 ,因此在人工栽培过程中 ,切忌深
栽 、浇水过多 、闷热或积水.
·819·
4　小　结
广东石豆兰具有较高的药用价值和观赏价值[ 5] ,笔者用显微结构研究的方法获得了较理想的效果 ,具
有一定的应用价值.基于实验分析 ,广东石豆兰的叶在光镜下观察有 6个与干旱生态环境有关的特点 ,这些
特征是广东石豆兰适应干旱生态环境的基础.通过实验分析 ,广东石豆兰的耐旱性与显微结构有密切联系 ,
主要体现在它的有效储存水分的显微结构以及这种结构与形态的有效协调性 ,其实现生理上维持水分平衡
的途径为减少蒸发 、降低水势 、具有特殊的气孔结构 、具有发达的储水器官(假鳞茎)以及显微结构与形态的
有效协调.
参考文献:
[ 1] 　郑湘如 , 王希喜.植物解剖结构显微图谱 [ M] .北京:农业出版社 , 1983.
[ 2] 　韩碧文.植物生长与分化 [ M] .北京:中国农业大学出版社 , 2003.
[ 3] 　陈心启 , 吉占和.中国兰花全书 [ M] .北京:中国林业出版社 , 1998.
[ 4] 　全国中草药汇编编写组.全国中草药汇编 [ M] .北京:人民卫生出版社 , 1978.
[ 5] 　MAJUMDER P L , SEN R C.Bulbophyllanthrone , A Phenanthraquinone from Bulbophyllum odoratissimum [ J] .Phytochem-
istry , 1991 , 30(6):2 092-2 094.
A Study on the Relationship Between the Buulbophyllum kwangtunense
Microscopic Structure Features and Its Resistibility to Dry Eco-habitat
MA Dong-xue1 , 　LIU Ren-lin2 , 　YU Yang-fan3
(1.Garden Department , Hebei Vocational College of Polit ical Sciences and Law , Hebei Shijiazhuang　050061 , China;
2.Department of Chemist ry and Biological Science , Gannan Normal College , Jiangxi Ganzhou　341000 ,C hina;
3.College of Li fe Science , Nanchang University , Jiangxi Nanchang　330047 , China)
Abstract:The plant Buulbophyllum kwangtunense which belongs to the genus Buulbophyl lum of orchid
family distributes is a perennial herb plant.I t of ten grows on cliff s among the everg reen forests of subtropic area
in china and show s more resistibili ty to dry eco-habitat.With microscopic technique , the relation betw een the mi-
croscopic structure features of Buulbophyl lum kwangtunense and its resistibility to dry eco-habita are studied.
The study show s that:there are six features of microscopic st ructure in leaves and five characters in roots Buul-
bophyl lum kwangtunense relations to its resist ibility dry eco-habitant.
Key words:Buulbophyllum kwangtunense ;the microscopic structure;resistibility to dry
(责任编辑　柴　键)
(上接第 802页)
Progress of Metallocene Catalysts for Olefin Living Polymerization
CUI Xue-jun , 　QIN Mei , 　LIN Jin
(C ollege of Chemist ry and Material Science , Hebei Normal University , Hebei Shijiazhuang　050016 , China)
Abstract:The progress in the research and application of metallocene catalysts for olefin living polymeriza-
tion has been reviewed in recent years.Their synthesis , molecular st ructure and reactivity fo r olefin polymeriza-
tion are discussed.The impact of dif ferent ligands on the cataly tic olefin polymerization activi ty , the structure
and molecular w eight of polymer are investigated.Research shows that the preparation for metallocene is conve-
nient and the reaction condi tions are mild.They show high cataly tic activi ty in the olefin polymerization.
Key words:metallocene cataly st;living polymerization;olefin
(责任编辑　邱　丽)
·820·