前紅松與紅松解剖結(jié)構(gòu)的比較研究

由繼紅，陸靜梅

(東北師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，吉林 長(zhǎng)春 130024)

前紅松與紅松解剖結(jié)構(gòu)的比較研究

由繼紅，陸靜梅

(東北師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，吉林 長(zhǎng)春 130024)

[摘要]利用光學(xué)顯微鏡技術(shù)和電子顯微鏡技術(shù)對(duì)前紅松與紅松的根和莖的解剖結(jié)構(gòu)做了比較研究.結(jié)果表明：前紅松根的維管柱初生木質(zhì)部是三原型，紅松根的是五原型.在每個(gè)原生木質(zhì)束脊外側(cè)，都有一個(gè)較大的樹脂道.前紅松根的交叉場(chǎng)紋孔1～4個(gè)，紋孔緣較明顯，紋孔口近圓形；紅松根的交叉場(chǎng)紋孔1～4個(gè)，紋孔緣明顯，紋孔口長(zhǎng)橢圓形或近圓形.紅松與前紅松莖初生結(jié)構(gòu)的表皮均為一層，著生的附屬物為毛狀，紅松的為腺毛，前紅松的是腺毛和針狀毛.紅松莖的交叉場(chǎng)紋孔1～4個(gè)，紋孔口主要是圓形；前紅松莖的交叉場(chǎng)紋孔1～4個(gè)，紋孔口主要為橢圓形，偶見長(zhǎng)條形.

[關(guān)鍵詞]前紅松；紅松；莖；根；結(jié)構(gòu)

紅松(Pinus koraiensis Sieb.et Zucc.)“全身”都是寶，其材質(zhì)好，在我國(guó)是上等的用材樹種[1].前紅松(Pinus prokoraiensis Y.T.Zhao，J.M.Lu et A.G.Gu.)的木材材質(zhì)不如紅松，但其生長(zhǎng)速度快、結(jié)果實(shí)早、抗逆性強(qiáng)[2-3].

前紅松與紅松在形態(tài)上很相似，不容易區(qū)分[4].搞清二者的區(qū)別，對(duì)于綠化荒山、美化環(huán)境、避免法律糾紛、脫貧致富等都有作用[2，5].

陸靜梅等[6]對(duì)紅松和前紅松的葉、胡阿林等[7]對(duì)前紅松的管胞螺紋加厚做了掃描電鏡觀察，但對(duì)前紅松和紅松的根和莖的解剖學(xué)方面的比較研究尚未見報(bào)道，本文對(duì)此進(jìn)行了探討，以為其區(qū)別提供解剖學(xué)依據(jù)，為相關(guān)研究提供參考.

1材料與方法

1.1實(shí)驗(yàn)材料

紅松取自吉林省輝南縣三角龍灣，地理位置為東經(jīng)126°24′、北緯42°26′，海拔833 m.

前紅松取自吉林省土門嶺林場(chǎng)，地理位置為東經(jīng)126°02′、北緯44°06′，海拔260 m.

1.2實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1根的實(shí)驗(yàn)

(1)根結(jié)構(gòu)的觀察

取距地面2 cm、6～8年生樹苗的主根，在FAA固定液中固定1周，于V(乙醇)∶V(甘油)=1∶1的溶液中軟化4周；切片厚15～20 μm，用番紅-固綠法染色，加拿大樹膠封片，用IBAS圖像處理儀照相.

(2)根交叉場(chǎng)紋孔的觀察

將根材自然干燥4～5個(gè)月，在無(wú)水乙醇中浸泡1 h，35℃揮發(fā)40 min.把材料粘在樣品臺(tái)上，用IB-3型離子濺射儀鍍20 nm厚的金膜.用掃描電子顯微鏡(S-570型，電壓20 kV)觀察、照相.

1.2.2莖的實(shí)驗(yàn)

(1)莖結(jié)構(gòu)的觀察

隨機(jī)選取當(dāng)年生枝條的尖端，長(zhǎng)0.5 cm，在FAA固定液中固定.參考李正理[8]、王彥涵等[9]的方法制片.

(2)莖交叉場(chǎng)紋孔的觀察

將莖材自然干燥2～3個(gè)月，其他同根的掃描電鏡觀察方法.

2結(jié)果與分析

2.1根結(jié)構(gòu)的比較

2.1.1樹苗根結(jié)構(gòu)的比較

前紅松根維管柱的初生木質(zhì)部是三原型，沒有髓.在三個(gè)原生木質(zhì)束脊的外側(cè)各有一個(gè)較大的樹脂道.樹脂道由薄壁型泌脂細(xì)胞構(gòu)成，其中少見擬侵填體.年輪明顯(見圖1a).

紅松根的維管柱初生木質(zhì)部為五原型，在原生木質(zhì)束脊的外側(cè)也都各生有一個(gè)較大的樹脂道.多數(shù)樹脂道內(nèi)含有擬侵填體.有髓，呈五角形，髓除薄壁細(xì)胞外，還含有蛋白細(xì)胞.年輪明顯(見圖1b).

圖1　前紅松(a)與紅松(b)根的橫切(×40)

2.1.2交叉場(chǎng)紋孔超微結(jié)構(gòu)的比較(早材)

由圖2可見，前紅松根的交叉場(chǎng)紋孔為1～4個(gè)，紋孔口近圓形，紋孔緣較明顯；紅松根的交叉場(chǎng)紋孔也是1～4個(gè)，紋孔口為近圓形或長(zhǎng)橢圓形，紋孔緣明顯.

圖2　前紅松(a)與紅松(b)根的交叉場(chǎng)紋孔

2.2莖的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

2.2.1莖結(jié)構(gòu)的比較

前紅松和紅松莖的表皮都是一層，上生毛狀附屬物，一種為腺毛，一種為針狀毛，紅松著生的是腺毛，前紅松兩種表皮毛都有，且前紅松的表皮毛比紅松的多.皮層細(xì)胞包括薄壁細(xì)胞及含丹寧、樹脂的細(xì)胞，分布有2圈樹脂道.前紅松皮層內(nèi)的內(nèi)圈樹脂道直徑為(63±0.41)μm，外圈樹脂道直徑為(39±0.24)μm.紅松皮層內(nèi)的內(nèi)圈樹脂道直徑為(55±0.31)μm，外圈樹脂道直徑為(34±0.21)μm；髓由薄壁細(xì)胞及含丹寧、樹脂的細(xì)胞組成(見圖3).

圖3　前紅松(a)及紅松(b)莖的初生結(jié)構(gòu)(×40)

2.2.2莖交叉場(chǎng)紋孔的比較(早材)

前紅松莖的交叉場(chǎng)紋孔1～4個(gè)，紋孔緣明顯，紋孔口主要為橢圓形，有時(shí)可見長(zhǎng)條形；紅松莖的交叉場(chǎng)紋孔1～4個(gè)，紋孔緣明顯，紋孔口主要為圓形(見圖4).

圖4　前紅松(a)與紅松(b)莖的交叉場(chǎng)紋孔

3討論

前紅松與紅松莖結(jié)構(gòu)的研究結(jié)果表明，二者在表皮毛的類型、數(shù)量以及樹脂道的大小和數(shù)量等方面存在區(qū)別.

所謂交叉場(chǎng)紋孔，是指在木材的徑向切面上、軸向管胞與射線薄壁細(xì)胞相交接的長(zhǎng)方形范圍內(nèi)的紋孔[10-11]，其多用于針葉樹材的研究，并以早材的交叉場(chǎng)紋孔為準(zhǔn)[10，12].在裸子植物的一些科、屬、種中交叉場(chǎng)紋孔的大小、數(shù)目、形狀和類型等比較穩(wěn)定，不同樹種有很大差別，是針葉樹材一個(gè)最重要的識(shí)別特征[13].周崟等[14]研究了近40種裸子植物的交叉場(chǎng)紋孔，并探討了交叉場(chǎng)紋孔膜的超微結(jié)構(gòu)及其變化；陳柏林[12]等對(duì)樟子松、油松、興安落葉松、沙松、臭松、紫杉等做了觀察，發(fā)現(xiàn)交叉場(chǎng)紋孔的特征因種屬不同而存在差異.因此，常將交叉場(chǎng)紋孔作為一個(gè)分類依據(jù)，也用于木材鑒別.

我們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，前紅松與紅松的根材與莖材的交叉場(chǎng)紋孔存在差異，反映出二者的區(qū)別.

紋孔的主要功能是進(jìn)行輸導(dǎo)[14-15]，它的存在，對(duì)于管胞與射線之間進(jìn)行物質(zhì)代謝、交流等活動(dòng)有利.前紅松生長(zhǎng)快也許與其交叉場(chǎng)紋孔有關(guān).

植物主根有相對(duì)穩(wěn)定的原生木質(zhì)部束數(shù)[15-21].本文對(duì)紅松與前紅松的主根進(jìn)行了橫切，結(jié)果顯示前紅松的根為三原型，紅松的根為五原型.此外，其原生木質(zhì)部的脊處各生有一個(gè)較大的樹脂道，從樹脂道的數(shù)量也能夠區(qū)別前紅松與紅松.

前紅松與紅松其他方面是否存在區(qū)別尚有待做進(jìn)一步的研究.

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(責(zé)任編輯：方林)

A comparative study on the anatomical structure for Pinus prokoraiensis Y.Y.Zhao，J.M.Lu et A.G.Gu.and P.koraiensis Sieb.et Zucc.

YOU Ji-hong，LU Jing-mei

(School of Life Sciences，Northeast Normal University，Changchun 130024，China)

Abstract:A comparative study on the structures of roots and stems of P.koraiensis and P.prokoraiensis by photomicroscope and electric microscop was carried out.The results of the structural botany were followed.Through the cross section of root，it clearly showed that the primary xylem of P.prokoraiensis was triarch and P.koraiensis’s was pentarch.At the side of the protoxylem bundles，both there were resin ducks.The cross-field pit of P.prokoraiensis was typical window-like，and the number was from one to four，pit border was not much obvious，and pit aperture was nearly circular；the cross pit field of P.koraiensis was window-like，and the number was from one to four，pit border was obvious，and pit aperture was oblong or nearly circular.The primary structure of their stems both had one layer epidermis on which there were hair appendages.P.koraiensis had glandular hairs and P.prokoraiensis had glandular hairs and needle-shaped hairs.The cross field pits of P.koraiensis was window-like and the number was from one to four，and pit aperture was mostly rotundity； P.prokoraiensis’s cross field pit was window-like and the number was from one to four，and pit aperture was ellipse or strip-typed sometimes.

Keywords:Pinus prokoraiensis；P.koraiensis；stem；root；structure

[文章編號(hào)]1000-1832(2016)02-0108-04

[收稿日期]2015-06-08

[基金項(xiàng)目]國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(41271231)；吉林省科技發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目(20120270).

[作者簡(jiǎn)介]由繼紅(1965—)，男，博士，高級(jí)工程師，主要從事結(jié)構(gòu)植物學(xué)研究；通訊作者：陸靜梅(1952—)，女，博士，教授，博士研究生導(dǎo)師，主要從事結(jié)構(gòu)植物學(xué)研究.

[中圖分類號(hào)]Q 944.53[學(xué)科代碼]180·5130

[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A

[DOI]10.16163/j.cnki.22-1123/n.2016.02.023