2種唐松草屬植物葉的解剖學研究

張友民 白露 湯曉韻 趙重陽 盧曦

摘要：采用石蠟切片法對2種唐松草屬植物的葉進行解剖學研究，分析其葉結構特征，包括柵海比、氣孔密度、導管直徑以及葉片結構疏密度、緊實度等。結果表明，腎葉唐松草、翼果唐松草葉均為異面型，葉表皮無表皮毛，氣孔主要分布于下表皮，氣孔為無規(guī)則型。腎葉唐松草氣孔密度為231個/mm2，葉片結構疏密度為51.11%;翼果唐松草氣孔密度為202個/mm2，疏密度為55.72%，表明二者氣孔密度、疏密度等有所差異，翼果唐松草比腎葉唐松草更加耐陰。

關鍵詞：唐松草屬;葉片;解剖結構;石蠟切片法;氣孔密度

中圖分類號： S681.901?文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2019）20-0160-03

腎葉唐松草（Thalictrum petaloideum L.）和翼果唐松草（T. aquilegifolium L.）屬毛茛科（Ranunculaceae）唐松草屬植物，生于林下、林緣草地，屬于中生植物[1-2]。二者廣泛分布在我國的遼寧省、吉林省、黑龍江省的山區(qū)、半山區(qū)，翼果唐松草在浙江、山東、山西等地區(qū)也有少數分布[3]。二者外部形態(tài)相似，枝葉舒展，姿態(tài)優(yōu)美，具有較高的園林觀賞價值，且腎葉唐松草、翼果唐松草為多地區(qū)習慣性用藥，所含的生物堿成分對體外抗腫瘤活性有顯著療效[4-9]。目前，唐松草屬許多植物的藥用價值、化學成分等受到廣泛熱議，但在植物解剖方面的研究仍鮮見報道[10-12]。而葉與周圍環(huán)境的接觸十分緊密，植物對環(huán)境的反映較多地表現在葉的形態(tài)結構上[13]。本試驗選取腎葉唐松草和翼果唐松草葉進行植物解剖學研究，旨在為植物解剖學、分類學、醫(yī)學的研究等提供理論基礎，并且為腎葉唐松草、翼果唐松草的保護、育種、馴化栽培等提供理論依據，以增大園林綠化花卉種類的選擇和利用。

1?材料與方法

1.1?試驗材料

本試驗選用的腎葉唐松草采集于吉林省長春市凈月潭，翼果唐松草采集于吉林省長春市九臺區(qū)土門嶺，選取材料為生長良好、無病蟲害、健康的植株。

1.2?試驗方法

1.2.1?葉表皮的制作

將適量火棉膠滴取在載玻片上，把葉片黏于其上，待稍干后迅速撕取葉片，葉片的上或下表皮即會黏貼于載玻片上，制成臨時裝片進行觀察。

1.2.2?石蠟切片的制作

將采集的材料沿中脈剪成 0.5 cm×0.5 cm的正方形，立即放在甲醛-乙酸-乙醇（FAA）固定液中。用不同濃度乙醇進行脫水后，二甲苯透明，經浸蠟→包埋→切片→展片→脫蠟→染色→樹膠封片等一系列步驟制成永久性切片，切片厚度為14 μm，其中染色方法為番紅、固綠雙重染色法。

1.3?數據觀測

將制成的裝片和切片在Olympus IX51顯微鏡下進行觀測，試驗全部數據為觀測材料選定10個視野數據的平均值，數據分析所用公式如下：

柵海比=（柵欄薄壁組織厚度/海綿薄壁組織厚度）×100%;

葉片結構緊實度=（柵欄薄壁組織厚度/葉肉厚度）×100%;

葉片結構疏密度=（海綿薄壁組織厚度/葉肉厚度）×100%。

2?結果與分析

腎葉唐松草、翼果唐松草的葉橫切面均由表皮、葉肉、葉脈3部分組成，葉肉分化為柵欄薄壁組織和海綿薄壁組織，為典型的異面葉。

2.1?葉表皮結構特征

由圖1可知，腎葉唐松草、翼果唐松草的葉表皮細胞垂周壁為深波狀不規(guī)則多邊形，排列緊密，上下表皮均無表皮毛，氣孔多分布于下表皮，上表皮無氣孔。氣孔類型為無規(guī)則型，由2個對稱排列的腎形保衛(wèi)細胞組成，無副衛(wèi)細胞。

腎葉唐松草上表皮細胞層數為1層，橫切面為長條形，長軸兩邊有明顯乳突狀突起，排列緊密，下表皮細胞為無規(guī)則型，上表皮細胞較下表皮細胞厚。氣孔呈橢圓形，密度為 231個/mm2，氣孔大小基本一致，氣孔長軸平均長度為 27.63 μm，短軸平均長度為15.65 μm（圖1-c）。翼果唐松草上表皮細胞層數為1層，橫切面為長條形，長軸兩側乳突不明顯，下表皮細胞亦呈不規(guī)則型（圖1-d）。氣孔呈近圓形，氣孔密度為202個/mm2，氣孔長軸平均長度為21.71 μm，短軸平均長度為19.74 μm（表1）。

2.2?葉肉結構特征

由圖2可知，腎葉唐松草、翼果唐松草葉肉由柵欄薄壁組織和海綿薄壁組織組成，柵欄薄壁組織由1～2層薄壁細胞組成，長圓柱狀，排列緊密，海綿薄壁組織位于柵欄薄壁組織下方，有明顯胞間隙。

腎葉唐松草葉肉中的柵欄薄壁組織平均厚度為 30.50 μm，海綿薄壁組織形狀為無規(guī)則型，平均厚度為 31.89 μm，[CM（21*5]柵海比為[KG*2]95.64%。翼果唐松草柵欄薄壁組織平均厚度為30.66 μm，海綿薄壁組織形狀亦為無規(guī)則型，平均厚度為38.58 μm，柵海比為79.47%（表2）。

2.3?葉脈結構特征

由圖3和表3可知，腎葉唐松草、翼果唐松草葉脈的上表皮下方有2～3層機械組織，基本組織靠近下表皮，中間由1根維管束構成，其外圍有1層維管束鞘，維管束類型均為無限外韌維管束，近軸端為木質部，遠軸端為韌皮部。腎葉唐松草維管束呈菱形，木質部由導管、管胞、木薄壁組織細胞組成，導管列數為14～16列，直徑為8.95 μm;韌皮部由篩管、伴胞、韌皮薄壁組織細胞組成，維管束鞘厚度為4.34 μm。翼果唐松草維管束呈橢圓形，木質部由直徑為10.66 μm、列數為 10～12 列的導管及管胞、木薄壁組織細胞構成，韌皮部由篩管、伴胞及韌皮薄壁組織細胞構成，翼果唐松草的維管束鞘厚度為6.71 μm。

3?討論與結論

3.1?葉表皮

葉表皮是控制葉片吸收光量子的重要因素，表皮的性狀對植物的光合、蒸騰作用等起著關鍵作用[14-15]。氣孔是植物與外界環(huán)境進行氣體交換的門戶，氣孔密度對植物氣體交換有本質影響，生長在低光照度下的植物通常比高光照度下的植物具有更低的氣孔密度[16-18]。翼果唐松草在氣孔密度方面明顯少于腎葉唐松草，因此，翼果唐松草比腎葉唐松草更耐陰。

3.2?葉肉

柵海比是表示柵欄、海綿薄壁組織發(fā)育程度的重要指標。海綿薄壁組織所占葉肉厚度百分比（葉片結構疏密度）與土壤含水量呈正相關關系，即海綿薄壁組織所占葉肉厚度百分比越大，土壤水分條件越好，耐陰性越強[19-23]。腎葉唐松草、翼果唐松草海綿薄壁組織均為無規(guī)則型，前者柵海比為95.64%，后者為79.47%，翼果唐松草海綿薄壁組織更加發(fā)達，且葉片結構疏密度大于腎葉唐松草，表明翼果唐松草耐陰性更強，與前述氣孔密度結構相一致。

3.3?葉脈

腎葉唐松草、翼果唐松草葉脈木質部中的導管發(fā)達，符合耐陰植物生理機制，并且二者相比，翼果唐松草中導管的直徑較大。環(huán)境因子對木質部的影響會體現在導管管徑上，如果土壤濕潤或水分條件充足，導管直徑趨于增大，因此二者疏導水分的能力較強[24-25]。此外，導管數量多有利于保證水分運輸安全性，即使部分因干旱塞堵，也不會影響水分運輸[26]。翼果唐松草葉脈維管束導管較腎葉唐松草少且大，表明翼果唐松草耐陰特性優(yōu)于腎葉唐松草。

通過對2種唐松草屬植物葉的解剖研究發(fā)現，二者具有耐陰特征。本試驗通過檢測氣孔密度、柵海比、葉片結構疏密度、葉片結構緊實度等指標表明，翼果唐松草的耐陰程度高于腎葉唐松草，適應范圍更加廣闊，二者引種馴化后均可作為陰生花卉應用于園林綠化中。

參考文獻：

[1]傅沛云. 東北植物檢索表[M]. 北京：科學出版社，1995：206-207.

[2]朱紅霞. 百花山野生花卉資源及園林應用[J]. 中國野生植物資源，2003（2）：12-14.

[3]中國科學院植物研究所. 中國高等植物圖鑒第一冊[M]. 北京：科學出版社，1985：414-415.

[4]敖恩寶力格，王金妞，邰麗華. 瓣蕊唐松草種子總生物堿的體外抗腫瘤作用[J]. 時珍國醫(yī)國藥，2011，22（8）：1941-1942.

[5]Recasens D. A study of jaw coarticulatory resistance and aggressiveness for Catalan consonants and vowels.[J]. The Journal of the Acoustical Society of America，2012，132（1）：412-420.

[6]王喜萍，李長生. 腎葉唐松草的開發(fā)與利用[J]. 食品工業(yè)科技，1998（6）：55-56.

[7]張園園，敖恩寶力格，穆文靜. 蒙藥用植物瓣蕊唐松草總生物堿含量的季節(jié)性變化研究[J]. 內蒙古科技與經濟，2015（1）：62，65.

[8]王水潮，郭全興. 藏醫(yī)用唐松草屬植物考證暨混亂品種整理[J]. 西北藥學雜志，1999（3）：104-105.

[9]鄒炎潔，黃代竹，杜?雪. 15個民族藥用唐松草情況概述[J]. 中國民族民間醫(yī)藥雜志，2003（1）：20-22.

[10]Chen S B，Chen S L，Xiao P G.Ethnopharmacological investigations on Thalictrum plants in China[J]. Journal of Asian Natural Products Research，2003，5（4）：263-271.

[11]Khamidullina E A，Gromova A S，Lutsky V I，et al. Natural products from medicinal plants：non-alkaloidal natural constituents of the Thalictrum species[J]. Natural Product Reports，2006，23（1）：117-129.

[12]蔡應繁，李生偉，陳大霞，等. 唐松草及近緣植物ITS序列和5S rRNA基因間隔區(qū)序列的分析[J]. 四川大學學報（自然科學版），2008（4）：951-955.

[13]張雪梅. 米心水青岡和臺灣水青岡葉解剖結構比較研究[J]. 黑龍江農業(yè)科學，2016（3）：89-93.

[14]徐?揚，陳小紅，趙安玖. 川西高原4種蘋果屬植物葉片解剖結構與其抗旱性分析[J]. 西北植物學報，2015，35（11）：2227-2234.

[15]邵?財，劉繼永，張?浩，等. 吉林延齡草營養(yǎng)器官解剖結構和光合生理特性對環(huán)境適應性研究[J]. 東北農業(yè)大學學報，2015，46（5）：32-37.

[16]王?榮，郭志華. 不同光環(huán)境下楓香幼苗的葉片解剖結構[J]. 生態(tài)學雜志，2007（11）：1719-1724.

[17]司懷通. 紅樹林植物氣孔對環(huán)境因子的響應特點[D]. 南寧：廣西大學，2017.

[18]武春霞，楊靜慧，索何鳳，等. 3種海棠葉片解剖結構與抗旱性的關系[J]. 天津農業(yè)科學，2016，22（12）：11-14，27.

[19]錢長江，徐?建，姜金仲，等. 貴州特有植物習水報春的生境調查及其葉片解剖結構[J]. 貴州農業(yè)科學，2014，42（10）：28-31.

[20]張澤宏，吳小霞. 5種蕨類植物葉片解剖結構及其對陰生環(huán)境的適應性研究[J]. 華中師范大學學報（自然科學版），2013，47（6）：840-843.

[21]亓白巖，殷云龍，於朝廣，等. 木蘭科含笑屬8種植物葉片解剖結構性狀與抗寒性的關系[J]. 江蘇農業(yè)科學，2013，41（4）：150-153.

[22]錢?雪，張友民，張達維，等. 丁香屬植物紅丁香解剖結構及其抗旱適應性[J]. 北方園藝，2017（8）：70-75.

[23]韓利紅，張亞萍，丁雪梅，等. 3種入侵植物營養(yǎng)器官解剖特征及其生態(tài)適應性[J]. 江蘇農業(yè)科學，2018，46（3）：92-95.

[24]歐巧明，倪建福，馬瑞君. 春小麥根系木質部導管與其抗旱性的關系[J]. 麥類作物學報，2005，25（3）：27-31.

[25]肖?靜，楊洪強. 植物導管分子分化和形成的生理生化機制[J]. 植物生理學通訊，2004，40（2）：141-145.

[26]丁俊杰，張?鑫，楚光明，等. 三種荒漠植物導管特征及其可塑性研究[J]. 干旱區(qū)資源與環(huán)境，2016，30（9）：171-177.