干旱環境下胡楊葉片形態和微觀特征的研究

熊遠猇 萬宇軒 馬麗霞

摘要? ? 為了探究胡楊應對干旱的適應機制，本研究從宏觀方面對葉片形態和面積進行觀察，到微觀角度對柵欄組織細胞、氣孔分布等進行觀察，對比分析胡楊過渡類型葉片（胡楊披針形葉片、胡楊闊卵形葉片）和加拿大楊闊卵形葉片的差異性。結果表明，胡楊冠層葉片葉形種類多、表面蠟質皮質層厚、氣孔稀疏且下陷、葉脈密度大、碳含量高等特點為胡楊在干旱條件下生存提供了生理基礎;同時，確定了維持胡楊節流儲水功能的內部和外部形態結構特點，揭示了胡楊應對干旱的適應機制。

關鍵詞? ? 胡楊;葉片形態;微觀特征;抗旱機制

中圖分類號? ? S792.119? ? ? ? 文獻標識碼? ? A

文章編號? ?1007-5739（2020）14-0110-03

Abstract? ? In order to explore the response mechanisms of Populus euphratica to drought， this study observed the leaf morphology and area from the macro perspective， and observed the palisade tissue cells， stomatal distribution and so on from the micro perspective， compared and analyzed the differences between transition type leaves of Populus euphratica （lanceolate leaves and broadly ovate leaves of Populus euphratica） and broadly ovate leaves of Canadian poplar. The results showed that the characteristics of Populus euphratica， such as multiple leaf forms， thick waxy cortex layer， sparse stomata and subsidence， large leaf vein density and high carbon content， provided physiological basis for Populus euphratica to survive under drought conditions. At the same time， the study determined the characteristics of internal and external morphological structure that maintained the function of water storage and throttling， and revealed the mechanism of adaptation to drought.

Key words? ? Populus euphratica; leaf morphology; microscopic characteristic; drought resistance mechanism

胡楊（Populus euphratica）是楊柳科楊屬植物，生長于溫帶大陸性氣候，適應干旱的荒漠環境，在內蒙古額濟納旗生長面積廣泛[1]。胡楊夏季日耗水量為20～30 kg/株，春秋季為10～20 kg/株，冬季<10 kg/株。目前，環境保護是世界范圍內廣泛關注的話題，胡楊抗旱性強的特點引起研究者的關注。本研究旨在從葉片形態到微觀特征等方面研究胡楊應對干旱的機理，為環境保護及植物微觀結構研究工作提供參考。

1? ? 材料與方法

1.1? ? 試驗材料

試驗材料選取胡楊葉片250片（采自額濟納旗）、加拿大楊葉片250片（采自北京市一〇一中學校園）。

1.2? ? 樣方設計

從河岸到沙丘頂部選取5個10 m×10 m樣方，樣方1、3位于距河道50～150 m的岸邊，樣方2、4位于沙丘中部，樣方5位于沙丘頂部（圖1）。共調查834株胡楊，其中770株存活、64株死亡。老年、中年和幼年胡楊分別為52、563、155株。

1.3? ? 試驗方法

1.3.1? ? 葉片形態特征及尺寸。每個樣方選取3株胡楊樹，按高度將樹冠劃分為不同的層面，觀察每一層葉片的形態及分布特征。取葉片，制作臨時裝片，放在Axio Imager.Z2型正置顯微鏡下觀察橫切面。用直尺測量葉片尖端到基部的長度（葉長）和葉片的最寬處（葉寬），用游標卡尺測定葉片厚度，計算葉片面積。計算公式如下：

葉片面積=葉長×葉寬/1.2（1）

1.3.2? ? 確定氣孔形態和氣孔密度。在葉片的上下表皮隨機選取5個區域，通過顯微鏡觀察葉片上下表皮的氣孔分布，測量區域面積并統計氣孔數量，確定氣孔密度。將指甲油均勻涂抹在葉片表面，晾干后撕掉，表皮隨即被撕下。將表皮置于載玻片上，通過顯微鏡觀察單個氣孔的形態，利用標尺測量氣孔長度，重復5次。

1.3.3? ? 維管束和柵欄組織形態觀察。取葉送至武漢谷歌生物科技公司，制作石蠟切片，觀察維管束和柵欄組織形態。