中国西南地区独活属植物叶表皮微形态特征及其系统学意义

利用光学显微镜和扫描电镜对中国西南地区独活属16种1变种植物(分隶于中国独活属的全部4个组)的叶表皮微形态进行了观察,测量并统计气孔器大小、密度和气孔指数,并用统计学方法对远轴面气孔器长轴进行显著差异性分析.结果显示:无规则型气孔器普遍存在于所有研究类群的叶远轴面及个别类群叶近轴面,气孔器的分布和密度具有种间特异性.表皮毛普遍存在于远轴面及大部分类群近轴面,长短和覆盖密度因种而异.近轴面表皮细胞为多边形或者不规则形,垂周壁平直、浅波状或波状;远轴面表皮细胞形态多不规则形,表皮细胞垂周壁浅波状或波状.在扫描电镜下,叶表皮气孔器外拱盖内缘为近平滑、浅波状或波状;角质膜条纹状,有的附有颗粒状、鳞片状蜡质等结构.气孔器外拱盖形态以及蜡质类型是稳定的鉴别特征.研究表明独活属植物叶表皮特征存在较大的种间差异,对独活属的系统分类及进化研究具有重要意义,文中对叶表皮特征在独活属植物分类处理中的应用及系统进化问题等进行了讨论,并建立了以叶表皮微形态特征为依据的分类检索表.     

水杉(杉科)的叶表皮结构

研究了采自北京,上海和聊城（山东省）的水杉叶片,叶上下表皮细胞特征一级;从叶顶部到基部,表皮细胞壁有“直-弯曲-直”的趋势,但具有直或稍微弯曲的表皮细胞壁的区域只占整个表皮面积的很小部分,气孔的数量和分布在叶的上下表面明显不同;在某些叶片,上下表面均有气孔分布,但上表面只有1-100个气孔分布在叶片顶部或极少数分布在基部,气孔分布区只占整个上表皮面积的一小部分,有些叶片上表皮无气孔分布,在所有获得的表皮中,下表皮气孔数量睡分布变化不大,中脉两侧从顶部到基部各分布3-8列气孔,没有发现叶片上表面气孔有无或分布差异与北京,上海和聊城三个采集点之间以及与叶片在同一植株不同位置的相关性,杉科的许多属种在叶片的形态和排列上相似。化石标本又多为枝叶形式,有时难以区分,水杉叶表皮结构的研究为杉科化石植物的分类,提供了表皮特征的参照标准。同时气孔参数的获得为研究大气二氧化碳浓度的变化提供了相关数据。     

石蒜属植物叶微形态特征研究

借助显微和扫描电镜技术对石蒜属植物叶表皮微形态特征进行了研究。利用光学显微镜和扫描电子显微镜观察了石蒜属植物的叶表皮,统计并测量了气孔类型、气孔大小、气孔密度及气孔指数等,描述了气孔及气孔外拱盖的有关特征。结果表明：石蒜属植物叶表皮气孔器为无规则型,近轴面表皮细胞形状、气孔器类型、垂周壁式样、气孔大小及气孔外拱盖内缘种间无差异或极小,表明石蒜属植物为一自然分类群。而远轴面表皮细胞形状、气孔密度、气孔指数、气孔是否下陷、气孔外拱盖是否有蜡质纹饰等种间差异较大。根据远轴面叶表皮细胞形状及叶气孔特征,研究表明：换锦花、长筒石蒜和安徽石蒜,夏水仙、乳白石蒜与红蓝石蒜,石蒜与中国石蒜具有较近的亲缘关系。因此,叶微形态特征对探讨石蒜属植物种间亲缘关系具有一定的意义。     

鸢尾属（Iris）植物叶片表皮微形态特征的研究

对12种鸢尾叶片的表皮特征进行了观察和研究,结果表明野鸢尾、单花鸢尾、北陵鸢尾3种鸢尾各自的上下表皮细胞的形状及气孔密度等有明显区别,而其余9种鸢尾叶片各自上下表皮形态均无明显差异。12种鸢尾的气孔类型均属于横列型,且气孔均是随机分布,气孔保卫细胞的长轴与叶脉平行,叶脉处无气孔分布。不同种鸢尾之间叶片表皮特征具有显著差异,可为鸢尾属植物的分类提供依据。     

中国看麦娘属植物叶表皮微形态研究

看麦娘属是禾本科早熟禾亚科的重要类群,中国分布有8种。该研究采用光学显微镜和电子扫描电镜,对中国看麦娘属7种植物的叶下表皮(含叶鞘下表皮)微形态特征进行观察并探讨其分类学意义。结果表明：(1)看麦娘属叶鞘下表皮长细胞的形状呈长筒状或短筒状,深波状弯曲的细胞壁,脉间短细胞密布,单生或对生,形状多为新月形或椭圆形,脉区硅细胞为椭圆形,平行形或低圆屋顶形的气孔器,看麦娘属叶鞘下表皮特征高度一致,分类价值不大。(2)看麦娘属植物叶下表皮和叶鞘下表皮的显微结构存在很大不同,看麦娘属植物叶下表皮长细胞多为长筒状或短筒状或长菱形,平周壁平直或不明显弯曲,脉间区短细胞分布或无,脉区刺毛密布,脉间区有或无刺细胞的分布,平行形的气孔器,脉区分布的硅细胞多为长方形边缘呈波状弯曲。看麦娘属植物叶下表皮的不同主要体现在脉间区长细胞的形状及平周壁的弯曲与否,脉间区短细胞出现或无,脉间区刺细胞的分布数量以及气孔器的列数。7种植物的叶表皮微形态的分类检索表据此列出。依据叶表皮微形态划分的组与根据外部特征划分的组并不完全一致。但是,由于该文仅研究了7种,叶表皮微形态对于看麦娘属的分类意义还需要更深入的研究。     

中国罗汉松属叶角质层微形态结构及其分类意义

利用扫描电镜对罗汉松属8种2变种植物叶角质层内外表面进行了细致观察。发现罗汉松属植物叶角质层结构具有许多相似特征,表皮细胞较为规则,长方形或多边形,边缘波状弯曲;气孔器排列成带状,长轴均与叶脉一致,气孔器具较为明显的气孔塞和伏罗林环,气孔器保卫细胞极延伸明显,通常具有2~4个副卫细胞、不具极副卫细胞。但罗汉松属叶角质层结构也具有明显的种间差异,镰叶罗汉松和洛杉矶罗汉松同其它种类差异最大,这两种植物叶两面均具气孔器,角质层内表面垂周壁直,角质层凸缘不明显;贺氏罗汉松最为显著的特征是近轴面和远轴面表皮细胞的垂周壁角质层厚且凸缘均极其发达;小叶罗汉松近轴面表皮细胞排列较为规则,多数为方形,长轴与叶脉垂直,垂周壁之间的角质层突起较为显著,延伸到皮下层;兰屿罗汉松近轴面表皮细胞排列较不规则,多边形,细胞的角端比较钝,没有棱角;大理罗汉松气孔带间隔较小,有时两条气孔带挤在一起,使副卫细胞紧连,近轴面表皮细胞较短,方形或长方形,垂周壁之间的角质层较不发达;海南罗汉松角质层气孔带间隔较宽,气孔器形状为阔椭圆形,近轴面表皮细胞均为细长方形;变种短叶罗汉松和狭叶罗汉松与罗汉松也具有明显差异,短叶罗汉松近轴面表皮细胞排列不规则,垂周壁深波状弯曲,凸缘极为明显,但原种罗汉松近轴面表皮细胞排列较为规则,垂周壁浅波状弯曲,凸缘不明显,而狭叶罗汉松近轴面表皮细胞方形或长方形,比罗汉松的表皮细胞短,垂周壁直或略弯曲,角质层极厚。这些角质层微形态特征差异可以作为罗汉松属内种类分类鉴定的依据。     

13种栎属植物叶片的气孔特征及其相关性分析和分类学意义

以13种栎属(Quercus Linn.)植物〔包括产自辽宁省的槲栎组(Sect. Quercus)8种和麻栎组(Sect. Aegilops)2种以及引自北美洲的沼生栎组(Sect. Erythobalanus)2种和引自波兰的白栎组(Sect. Lepidabalanus)1种〕为试材,观察了这些种类叶片的气孔形态,并分析了气孔器和气孔的形态参数,还对各形态参数间的相关性进行了分析;在此基础上,对13种栎属植物进行了聚类分析。结果表明：栎属植物叶片的气孔仅分布于下表皮;气孔器排列属无规则型;气孔保卫细胞呈肾形,内壁加厚;气孔下陷,呈椭圆形或狭长椭圆形。供试种类的气孔和气孔器的形态参数差异明显,变异系数差异较大;气孔器的长轴长度、短轴长度和面积分别为18.24~27.46μm、14.63~23.18μm和221.56~501.70μm2,变异系数分别为7.73%~15.90%、7.10%~17.44%和14.13%~32.73%,气孔器指数为0.73~0.85;气孔的长轴长度、短轴长度、面积和密度分别为8.69~15.41μm、1.94~8.49μm、15.15~104.93μm2和462.32~984.44 mm-2,变异系数分别为12.03%~22.17%、13.65%~34.10%、27.95%~54.13%和8.10%~16.99%,气孔指数为0.22~0.57;总体上,按照多数气孔器和气孔参数从大至小的变化趋势依次排序为沼生栎组、白栎组、麻栎组、槲栎组。相关性分析结果表明：供试种类的气孔密度与气孔器和气孔的长轴及短轴长度均呈极显著(P<0.01)负相关;气孔器面积与气孔器指数和气孔指数分别呈极显著和显著(P<0.05)正相关;气孔面积与气孔器和气孔的长轴和短轴长度、气孔器指数和气孔指数呈极显著正相关,但与气孔密度呈显著负相关。聚类分析结果表明：在欧氏距离10处可将13种栎属植物分为3类,第Ⅰ类包含槲栎组的8种,第Ⅱ类包含麻栎组和白栎组的3种,第Ⅲ类包含沼生栎组的2种。研究结果显示：栎属植物叶片的气孔特征具有一定的稳定性,可作为栎属植物组间分类及亲缘关系分析的依据之一。     

中国早熟禾属植物部分种叶下表皮微形态的研究

通过光学显微镜及扫描电子显微镜对中国早熟禾属20种、6亚种及2变种植物的叶下表皮微形态特征进行了观察, 以明确叶表皮微形态特征在早熟禾属植物中的分类学意义。结果显示：(1)早熟禾属植物的叶下表皮长细胞多为长筒状或纺锤形,少数短筒状,细胞壁波状弯曲或近平直;脉间具有短细胞或缺如;气孔器多数常见,副卫细胞平行形至低圆屋顶形;脉上具有刺细胞或缺如,脉间刺细胞多为缺如;脉上硅细胞单生或对生,椭圆形、肾形、新月形、近方形、长方形边缘波状弯曲或结节形;部分早熟禾属植物叶下表皮存在冠细胞。(2)早熟禾属植物叶下表皮微形态特征在长细胞的形状及其细胞壁的弯曲与否、短细胞的有无及其形状、气孔器的分布与副卫细胞的形状、刺细胞的分布、脉上硅细胞的形状、冠细胞的有无这些方面存在着一定的差异,可为该属植物种间分类提供参考依据。叶表皮微形态证据支持高原早熟禾、细叶早熟禾作为草地早熟禾亚种的处理意见。     

广西石韦属七种植物叶片结构与孢子形态的比较研究

利用石蜡切片法研究了石韦属7种植物叶片的形态结构。结果显示:7种植物的叶片均属异面叶,且具典型的旱生叶结构;表皮大多为复表皮,表皮细胞排列紧密,主脉表面覆有厚角质膜,表皮毛为星状毛,由多细胞组成;气孔集中分布于下表皮,气孔类型为围绕型,气孔器略下陷;孢子两侧对称,极面观椭圆形,赤道面观豆形或超半圆形,表面饰纹为瘤状饰纹。石韦属7种植物的叶表皮细胞形状、表皮毛、表皮细胞垂周壁式样、气孔密度等解剖结构均表现出一定的种间差异,这些特征可为石韦属植物种间分类提供依据。     

凤丫蕨属6种植物叶表皮特征的研究

利用光学显微镜和扫描电子显微镜对裸子蕨科(Hemionitidaceae)凤丫蕨属(Coniogramme)6种植物的叶表皮形态进行了观察和研究。结果表明：它们的叶片表面无附属物;具7种气孔器类型(极细胞型、腋下细胞型、不等细胞型、无规则四细胞型、聚合极细胞型、聚腋下细胞型和不规则型),在气孔器组成上具多型现象,气孔为下生型,不下陷,多沿叶的长轴方向排列;表皮细胞为不规则型,表皮细胞垂周壁呈浅波状或深波状。但6种凤丫蕨属植物在表皮细胞大小、气孔大小、气孔密度和气孔指数上存在一定的差异。上述研究结果为凤丫蕨属植物的系统分类及演化提供了证据。     

Comparative Epidermal Ultrastructure of Cotton (Gossypium hirsutum L.) Leaf, Bract and Capsule Wall

Cotton leaves are more physiologically active than the bractand the capsule wall of the fruiting structures. To elucidatethe disparities in their physiological behaviour, epidermalcell density, stomatal index, stomatal size, trichome densityand type, and epicuticular wax ultrastructure of cotton leaf,bract and capsule wall were delineated using scanning electronmicroscopy (SEM). The epidermal cells of the outer periclinalwalls on both surfaces of the leaf and bract were raised andconvex. Conversely, the capsule wall epidermal cells were polygonalwith flat outer periclinal walls. The stomatal complex in theleaf and bract was paracytic, whereas in the capsule wall thestomatal complex was anomocytic. The adaxial and abaxial stomataof the leaf were coplanar to the epidermal surface, as opposedto the raised adaxial stomata on the bract. On the contrary,the stomata on the capsule wall surface appeared to be slightlysunken. Furthermore, the capsule wall stomata were larger thanthe stomata on either surface of both the leaf and the bract.The stomatal index was greater on the abaxial surfaces of theleaf and the bract (18.4 and 9.4, respectively) than their correspondingadaxial surfaces (14.4 and 4.7, respectively). Leaves had thehighest stomatal index followed by the bract and the capsulewall. The indumentum consisted of glandular and nonglandulartrichomes, the density of which was greater on the abaxial surfacesthan on the adaxial surfaces of the leaf and bract. The capsulewall indumentum lacked nonglandular trichomes. Epicuticularwax occurred in the form of striations. However, the striationpattern varied among the organs. This study clearly illustratesmorphological disparities in the epidermal features of leaf,bract and capsule wall, helping to explain their physiologicaldivergence. Copyright 2000 Annals of Botany Company Gossypium hirsutum, epicuticular wax, raised stomata, scanning electron microscopy, stomatal index, trichomes     

叶子花表皮特征的研究及意义

对叶子花（Bougainvillea spectabilis）正常叶和变态叶上气孔密度、气孔指数和保卫细胞大小进行了研究。结果表明：正常叶上表皮的表皮细胞为多边形,垂周壁平直;下表皮的表皮细胞为不规则型,垂周壁浅波状;气孔类型为不规则型。变态叶上表皮没有发现气孔,变态叶下表皮的表皮细胞垂周壁则由浅波形逐渐变为深波形,气孔类型为不规则型和轮列型。随着变态叶的发育,变态叶下表皮的气孔密度降低,气孔指数升高;变态叶保卫细胞的长增大,宽减小。变态叶的平均气孔密度和平均气孔指数明显低于正常叶。正常叶和变态叶的保卫细胞均呈肾形。     

Epidermal structures and stomatal parameters of Chinese endemic Glyptostrobus pensilis (Taxodiaceae)

Glyptostrobus pensilis K. Koch, the only living species, is endemic to southern China. Epidermal structures of G .  pensilis have been studied on leaves collected from Guangzhou, southern China, the native locality of the species, and from Hangzhou, eastern China, the cultivated locality. Leaves are linear, linear-subulate and scale-like. Epidermal cells are rectangular and elongate parallel to the mid-vein on areas lacking stomata, and short, with rounded corners, on intrastomatal areas. Stomatal bands lie parallel to the mid-vein on both surfaces of leaves. Commonly the stomata have five or six subsidiary cells. Stomatal parameters (density and index) of the same surfaces of linear leaves from Guangzhou and Hangzhou show no statistically significant differences ( P  > 0.05). Considering the stomatal parameters of the same surfaces of linear-subulate leaves between the two localities, the stomatal index of the abaxial surfaces reveals no significant differences ( P  > 0.05), while the stomatal index of the adaxial surfaces and the stomatal density of both surfaces exhibit significant differences ( P  < 0.05). Intra-individual variation in stomatal index is smaller than that in stomatal density based on the coefficient of variability of stomatal parameters of the same areas of leaves. When studying the correlation between stomatal parameters of G. pensilis and atmospheric CO₂ concentrations, the stomatal parameters of linear leaves are mostly significant, and stomatal index is more useful than stomatal density.  © 2004 The Linnean Society of London, Botanical Journal of the Linnean Society , 2004, 146 , 153–162.     

鸡蛋花(夹竹桃科)花表皮气孔的初步研究

对鸡蛋花花表皮的气孔进行初步研究,结果发现:花冠裂片的上表皮没有气孔的分布;花冠裂片的下表皮则有气孔的分布。当花冠裂片长度1.5cm时,气孔密度最大,且极显著地高于花冠裂片长度为2.0、2.5、3.5cm和4.0cm时的气孔密度。长度为3.0cm的花冠裂片的气孔指数最大,与花冠裂片长度为1.0、2.0、3.5cm和4.0cm时的气孔指数的差异均达极显著水平。在花冠筒长度为0.3cm和0.4cm时,没发现气孔;当花冠筒生长到0.5cm时开始出现气孔。花冠筒长度为0.6cm时,气孔密度最大,且极显著地高于其它长度花冠筒的气孔密度。花冠筒长为0.6、1.1cm和1.3cm时的气孔指数均极显著地大于长度为0.5cm花冠筒的气孔指数。花冠裂片和花冠筒下表皮的普通表皮细胞都呈不规则的多边形,保卫细胞呈半月形。     

气孔在四季秋海棠营养器官和繁殖器官上的发育及相关性分析

主要观察了气孔在四季秋海棠营养器官和繁殖器官上的分布和发育情况,并分别对叶片和翅上气孔簇大小、气孔簇密度等指标的相关性进行了研究、结果表明:在叶片的下表皮、雌花和雄花的花被片、苞片、小苞片和翅上有气孔分布,而在茎、花梗上却未见气孔分布.叶片下表皮和翅上气孔通常成簇分布.在叶片的下表皮,气孔簇大小与气孔簇密度呈显著的负相关(P<0.05);气孔簇密度与叶片长度呈极显著的负相关(P<0.01).而翅上的气孔簇密度、气孔簇大小与子房长度无显著相关性(P>0.05).在四季秋海棠中,不同器官表皮的气孔簇大小是不同的,这可能与生理功能的不同有关.     

七种热带雨林树苗叶片气孔特征及其可塑性对不同光照强度的响应

对生长在荫棚3种不同光照条件下和全自然光下的热带雨林4个冠层种(望天树、绒毛番龙眼、团花、红厚壳)和3个中层种(玉蕊、藤黄、滇南风吹楠)树苗叶片气孔特征以及它们的可塑性进行了研究、结果表明,这些植物的气孔全部着生在远轴面．7种植物中,玉蕊和绒毛番龙眼的气孔密度较大,滇南红厚壳和团花的保卫细胞最长．随光强的增大,气孔密度和气孔指数增大,单位叶气孔数在低光强下较大．除团花外,其它植物叶片气孔导度在50％光强处最大,而光强对保卫细胞的长度影响不显著．相关分析表明,气孔密度与植物单位叶的面积呈负相关。而与气孔导度的相关性不显著、尽管两种不同生活型植物气孔指数和单位叶气孔数在不同光强下的可塑性差异较小,但冠层树种气孔密度和气孔导度的可塑性显著高于中层树种．     

山东广义苦荬菜属(菊科)叶表皮微形态的研究

对山东广义苦荬菜属植物叶表皮微形态进行了光镜下的观察研究。结果表明:山东广义苦荬菜属9种植物叶表皮微形态可分为四种类型:(1)小苦荬型:上、下表皮均有气孔器,气孔器为不规则型,偶有非典型不等型,上、下表皮细胞为不规则形,垂周壁波状;(2)黄瓜菜型:上表皮无气孔器,下表皮气孔器为不规则型,偶有非典型不等型,上、下表皮细胞为不规则形,垂周壁深波状;(3)沙苦荬型:上、下表皮均有气孔器,气孔器为不规则型,偶有非典型不等型,上、下表皮细胞为多边形,垂周壁平直、弓形;(4)苦荬菜型:上、下表皮均有气孔器,气孔器为不规则型,偶有非典型不等型,上表皮细胞为不规则形,垂周壁波状,下表皮细胞为多边形,垂周壁弓形;与中国植物志把广义苦荬菜属划分为4个属的意见相一致。     

Stomatal frequency of Quercus myrsinaefolia grown under different irradiances

Stomatal and epidermal cell frequencies and leaf area were measured in leaves of Quercus myrsinaefolia grown in the field under different relative photon flux density (PFD), which was the ratio of integrated PFD at the leaf surface to that at an open site. Leaf area showed a linear relationship with the relative PFD. Stomatal and epidermal cell frequencies increased with increasing relative PFD. Numbers of stomata and epidermal cells per leaf, and stomatal index (ratio of stomatal number to epidermal cell number) increased with increasing relative PFD.     

Leaf epidermal micromorphology of Cercis (Fabaceae: Caesalpinioideae)

The micromorphology of leaf epidermal cells and stomata of all eight species and one form (11 samples) of Cercis were observed by scanning electron microscopy and light microscopy. Both the adaxial and abaxial epidermal cells are polygonal or irregular in shape; the anticlinal walls are straight and arched or undulate. Two types of stomata, which occur only on the abaxial surface of the leaves, are found in the genus. The atypical paracytic type is present in only one species, Cercis chingii, and the anomocytic type is present in all other species. Interspecific differences are minor in the genus with regard to leaf epidermal characters, except for C. chingii, which is characterized by atypical paracytic‐type stomata, a two‐lipped outer stomatal rim, the highest stomatal density and undulate and densely pitted anticlinal walls in the adaxial epidermis. © 2008 The Linnean Society of London, Botanical Journal of the Linnean Society, 2008, 158 , 539–547.