光照強(qiáng)度對(duì)華北耬斗菜葉片解剖結(jié)構(gòu)的影響

郭愛華++楊陽(yáng)++史曉霞

摘 要：本試驗(yàn)主要研究光照強(qiáng)度對(duì)華北耬斗菜葉片解剖結(jié)構(gòu)的影響。試驗(yàn)以中陽(yáng)縣上頂山華北耬斗菜為供試材料，在上頂山的密集樹木下（1萬(wàn)以下）、稀疏樹木下（1—5萬(wàn)lux）、幾乎無(wú)樹木下（5萬(wàn)lux以上）各選擇了3個(gè)區(qū)組，每個(gè)區(qū)組中采集了5株華北耬斗菜，采用徒手切片法、石蠟切片法制作切片，用光學(xué)顯微鏡觀察，綜合分析了不同光照強(qiáng)度下葉片的氣孔大小、氣孔密度、柵欄組織厚度、海綿組織厚度、柵海比以及葉片主葉脈維管束的口徑6個(gè)指標(biāo)，來(lái)分析了華北樓斗菜葉片解剖結(jié)構(gòu)對(duì)不同光照強(qiáng)度的適應(yīng)性特征。

關(guān)鍵詞：光照強(qiáng)度；柵欄組織；海綿組織；柵海比；維管束；氣孔

中圖分類號(hào)：Q94 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20161033221

引言

華北耬斗菜系統(tǒng)發(fā)生學(xué)地位介于雙子葉模式植物和稻草類模式植物之間，學(xué)者們旨在將該種發(fā)展為生態(tài)與進(jìn)化研究的模式植物。對(duì)華北耬斗菜解剖結(jié)構(gòu)的研究能為其成為模式植物提供更多的理論基礎(chǔ)。

1 研究方法

在上頂山采集各光照強(qiáng)度下的華北耬斗菜植株，采集地點(diǎn)包括密集樹木下、稀疏樹木下、幾乎無(wú)樹木下。每個(gè)采集地點(diǎn)選取3個(gè)區(qū)組，分別用光度計(jì)測(cè)量光照強(qiáng)度，確定3個(gè)采集地點(diǎn)的光照強(qiáng)度，用以確定各采集地點(diǎn)的光照強(qiáng)度范圍。在每區(qū)組里采集5棵，共45棵。

1.1 切片的制作與觀察

切片的制作與觀察有2種方法：徒手切片的制作與觀察和石蠟切片的制作與觀察。

1.2 數(shù)據(jù)計(jì)算

視野的面積=π×（直徑的一半）2

氣孔密度=視野中氣孔的個(gè)數(shù)÷視野的面積。

柵海比=柵欄組織厚度÷海綿組織的厚度。

1.3 數(shù)據(jù)分析

使用SPSS Statistics、Excel軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

1萬(wàn)lux以上的葉片下表皮的基部和葉緣部分的平均氣孔密度較1萬(wàn)lux以下的平均氣孔密度有顯著性增大。葉中間部位的氣孔密度隨著光照強(qiáng)度的增加，平均氣孔密度有顯著性增大。光照強(qiáng)度對(duì)華北耬斗菜植株葉片的氣孔大小無(wú)顯著性影響。對(duì)柵欄組織厚度、海綿組織厚度以及兩者的比值有顯著性影響，隨著光照強(qiáng)度的增加，柵欄組織厚度從平均2.50?m增大到平均7.5?m，海綿組織厚度從平均5.00?m減小到了平均2.00?m，柵海比從平均0.50?m增大到了平均1.30?m。通過觀察切片，還會(huì)發(fā)現(xiàn)光照強(qiáng)度在1萬(wàn)以下時(shí)，柵欄組織為一層且排列疏松，見圖版D。光照強(qiáng)度在1～5萬(wàn)lux時(shí)，柵欄組織為一層但結(jié)構(gòu)緊密，見圖版E。光照強(qiáng)度在5萬(wàn)以上時(shí)，柵欄組織為2～3層且結(jié)構(gòu)緊密。

3 結(jié)論與討論

光照強(qiáng)度對(duì)華北耬斗菜葉片解剖結(jié)構(gòu)的影響主要表現(xiàn)在氣孔密度、柵欄組織厚度、海綿組織厚度、柵海比、維管束口徑5個(gè)方面，對(duì)氣孔大小這一指標(biāo)無(wú)顯著影響。隨著光照強(qiáng)度的增強(qiáng)，葉中間部位的氣孔密度從平均21.75個(gè)/mm2增加到了平均44.37個(gè)/mm2，柵欄組織厚度從平均2.50?m增加到了平均7.50?m，且結(jié)構(gòu)從1層疏松狀態(tài)變?yōu)榱?～3層緊密狀態(tài)，海綿組織厚度從平均5.00?m減少到了平均2.00?m，柵海比從平均0.50?m增加到了平均1.30?m，維管束口徑從平均2.01?m增加到了平均3.45?m，氣孔的長(zhǎng)度與寬度無(wú)顯著變化。

氣孔是植物葉片與外界氣體交換的主要通道，是影響植物光合作用的因素之一。氣孔密度增加，使光照充足時(shí)，葉片能從周圍環(huán)境中吸收更多的二氧化碳用于光合作用。此外，葉片的氣孔進(jìn)行蒸騰作用，足量的氣孔還可以降低葉片的溫度，使更適合高的光照強(qiáng)度。

柵欄組織增厚、結(jié)構(gòu)變緊密是植物對(duì)高光照強(qiáng)度的一種適應(yīng)性表現(xiàn)。 柵欄組織細(xì)胞內(nèi)含許多葉綠素，2層或三層的柵欄組織有利于葉片利用、轉(zhuǎn)化更多光能，從而能更有效的利用光能，為自身結(jié)構(gòu)構(gòu)建提供更多能量。

隨著光照強(qiáng)度的增加，葉片主脈維管束孔徑變大，有利于將足量的水分運(yùn)輸至葉片進(jìn)行光合作用，同時(shí)有利于將光合作用產(chǎn)生的產(chǎn)物及時(shí)的運(yùn)輸至其他部位。

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