不同生境榆樹莖次生維管組織及果實解剖研究

李 巖，蔡立格，牛 陸，李根平

(東北師范大學 計算學院，吉林 長春 130024)

榆樹為榆科(Ulmaceae)榆屬(Ulmus)植物．榆樹為大喬木或灌木，高可達20米．樹冠廣卵圓形，樹皮暗灰色，不規則深縱裂，當年生小枝灰色或褐灰色，無毛或被稀疏灰白色柔毛，幼枝褐灰色，平滑無毛，榆樹的果實為翅果近圓形，稀倒卵狀圓形，長8～17毫米，寬8～15毫米，先端微缺，基部廣楔形至圓形，分布于我國黑龍江、吉林及華北、西北、華東，俄羅斯(東部西伯利亞和遠東地區)、中亞各國、蒙古、朝鮮也有分布[1]．關于莖次生維管組織和果實的研究不是很多，并且全面觀察討論莖次生維管組織的研究成果目前并沒有發現．

本文旨在探討不同生境榆樹莖次生維管組織及果實的不同，為引種栽培、資源保護提供解剖學依據．同時也為榆樹植物的起源、進化、系統分類提供參考資料．

1 實驗材料與方法

1.1 實驗材料

本研究選用的兩種榆樹分別為吉林省松原市長嶺縣5年生的榆樹枝條及果實和吉林省長春市長春師范學院院內5年生的榆樹枝條及果實(前者用長嶺榆樹表示、后者用校園榆樹表示)．實驗材料取自生長年齡一致的成熟側枝．長嶺榆樹、校園榆樹果實各取10個(做石蠟切片用)，枝條的皮各取長度7mm左右(做石蠟切片用)，莖次生木質部切成如火柴棒粗細(長約1cm)的小條或撕成絲狀，用于離析．

1.2 實驗材料處理

(1)石蠟切片材料處理[2]. 經取材和固定、乙醇脫水、二甲苯透明、浸蠟、包埋、切片、貼片、染色、封藏等過程，制作成永久裝片，用于觀察果實的各種結構．

(2) 莖次生木質部的離析處理[2]. 在此實驗中用的是鉻酸-硝酸離析法亦稱杰弗里法(Jeffrey method)，適用于木質化組織，如木材，纖維等．

具體方法如下：將材料先切成如火柴棒粗細(長約1cm)的小條或撕成絲狀(纖維)放于小玻管中，加入離析液，其量約為材料的20倍，塞緊瓶塞，放在35℃溫箱中．材料在離析液中離析的時間因材料的性質而定，一般為2天．檢查材料離析與否，可取出材料少許，放在載玻片上，加蓋玻片，用解剖針末端輕輕敲打，如材料分離，則表明離析時間夠，此時可用水洗凈，保存于50%酒精中，用作隨時觀察．然后將材料染色，其步驟如下：番紅染液(1%番紅，50%酒精，染色過夜)、65%酒精、75%酒精、85%酒精、95%酒精、亮綠染液(1%亮綠，95%酒精，染色幾秒)、100%酒精、二甲苯、二甲苯．除盛有染色液的染缸外，每級停留的時間為2～5分鐘．

最后用中性樹膠封片、觀察，用型號為OLYMPUS CX41的顯微鏡進行顯微攝影．

2 實驗結果與分析

2.1 不同生境榆樹莖次生木質部的比較

長嶺榆樹的導管長度約為9613.4μm，導管的平均直徑為161.2μm，導管壁厚約為32.5μm；校園榆樹的導管長度約為7000μm，導管壁厚約為23.6μm，導管的平均直徑為111.9μm.

2.2 不同生境榆樹韌皮部的比較

次生韌皮部由8～12層細胞組成，細胞體積小，排列極其緊密，所占的比例小．韌皮部由韌皮射線、分泌腔、機械組織細胞等組成(圖 1-8)．長嶺榆樹韌皮部的厚度為17646.3 μm，校園榆樹果實韌皮部的厚度為13902.7 μm(圖5-8).長嶺榆樹韌皮部分泌腔較多，機械組織細胞發達(圖1-4)．

圖1 長嶺榆樹韌皮部縱切面10倍物鏡顯微圖 圖2 校園榆樹韌皮部縱切面10倍物鏡顯微圖

圖3 校園榆樹韌皮部橫切面10倍物鏡顯微圖 圖4 長嶺榆樹韌皮部橫切面10倍物鏡顯微圖

圖5 校園榆樹韌皮部縱切面4倍物鏡顯微圖 圖6 長嶺榆樹韌皮部縱切面4倍物鏡顯微圖

圖7 長嶺榆樹韌皮部橫切面4倍物鏡顯微圖 圖8 校園榆樹韌皮部橫切面4倍物鏡顯微圖

2.3 不同生境榆樹果實的比較

長嶺榆樹果實角質層較校園榆樹果實角質層厚，分泌細胞多．而校園榆樹果實中的細胞間隙較發達．從宏觀上看校園榆樹果實較大適合中性土壤的生長(圖9-10)．

圖9 長嶺榆樹果實橫切面40倍物鏡顯微圖 圖10 校園榆樹果實橫切面10倍物鏡顯微圖

3 討論

3.1 不同生境榆樹莖次生木質部的討論

穿孔板是相鄰的兩個導管分子端部相互合生的部分，其類型有單穿孔板、梯狀穿孔板、網狀穿孔板、麻黃式穿孔板、買麻藤式穿孔板[3]．

生長在象長嶺一樣的鹽堿地的榆樹，其導管要比中性土壤生長的榆樹導管長及導管的直徑大，主要是為了在鹽堿地吸收水分、無機鹽和運輸礦物質等營養物質提供必要的基礎．由于鹽堿地的鹽濃度高而榆樹并不是鹽生植物，為了生存的需要就改變了導管的長度和管壁以適應鹽堿地，換句話說鹽濃度脅迫榆樹改變其結構特征．

3.2 不同生境榆樹韌皮部的討論

從莖的韌皮部橫縱切面顯微圖我們可以看出，校園內的次生韌皮部組織細胞多而小，所占的比例也相對較大．長嶺榆樹韌皮部的厚度，機械細胞的發達程度及分泌腔數量均是為了減少水分少對植物機體的影響．

3.3 不同生境榆樹果實的討論

長嶺榆樹果實角質層較厚是為了抑制蒸騰作用從而減少鹽堿地水分不足的影響．分泌細胞多是為了儲存更多的水分，保證了機體內的水分從而保證植物的生存．

參考文獻：

[1]傅沛云. 東北植物檢索表[M]. 北京：科學出版社, 1995.

[2]李正理. 植物制片技術(第三版)[M]. 北京：北京大學出版社, 1996.

[3]李正里. 毛茛科植物導管穿孔板結構的比較觀察[J]. 植物學報, 1990, 32(4)：245-251.