小麦叶片细胞周质微管的研究

采用铜网粘附-负染色法,并结合超薄切片,对小麦幼叶和成熟叶片细胞内的周质微管进行了研究,结果如下: (1) 粘附于铜网支持膜上的质膜片段,往往包含一个组织中心的微管体系。微管组织中心具有电子致密度很高的浓密物质。微管从组织中心呈辐射状或扇形分布。微管之间,有单个或数根成束排列, 有的相互平行,有的则相互交叉形成网状结构。微管的外径为24—24.76毫微米,最大长度为12微米。(2) 周质微管与质膜之间有密切联系,两者之间有连丝结构(“桥”)相连接。微管-桥-质膜三者结合形成一个稳定的体系。(3) 不仅质膜能粘附于铜网的福尔马支持膜上,分离原生质体残留的细胞壁纤维素微丝也能粘附于其上。被粘附的网状排列的纤维素微丝与幼叶细胞中周质微管的网状排列相一致,说明周质微管与纤维素微丝排列方向的密切关系。(4) 正在迅速生长的幼叶细胞比成熟叶片具有更多的周质微管和小泡结构(Vesicles),显示这两种细胞器的数量与细胞生长及细胞壁增生加厚的活动强度成正相关。     

NADPH氧化酶参与水杨酸诱导的蚕豆气孔关闭过程

水杨酸(SA)可以浓度依赖的方式诱导蚕豆叶片的气孔关闭,1～1000μmol·L~(-1)SA所诱导的气孔关闭可以再开放,而10~(-2)mol·L~(-1)的SA导致的气孔关闭则否。质膜NADPH氧化酶抑制剂二亚苯基碘(DPI)可削弱SA作用的45%～60%。表明SA诱导的气孔关闭可能与H_2O_2的产生有关。以H_2O_2荧光探针H_2DCFDA结合显微注射技术直接检测保卫细胞内产生H_2O_2的结果显示,100μmol·L~(-1)SA可引起保卫细胞内荧光素(DCF)荧光快速增强。在DPI存在的情况下,经SA处理的保卫细胞,仅在其叶绿体部位产生H_2O_2,而质膜附近的DCF荧光增强则受到抑制。表明叶绿体可能是保卫细胞内产生H_2O_2的主要部位,质膜NADPH氧化酶也可能参与SA诱导H_2O_2的产生。     

盐胁迫下海马齿叶片结构变化

用石蜡切片法制片、光学显微镜观察了海马齿植物营养器官--叶片的盐适应结构变化,以明确盐生植物对盐渍生境适应的叶片结构变化特征,为盐生植物的耐盐机理研究提供依据.结果表明:(1)海马齿植物叶片表现出许多适应干旱和盐渍环境的特点,其基本特征为:叶片肉质化,为典型的等面叶;栅栏组织发达,且含有大量叶绿体;叶表皮气孔微下陷,叶表皮细胞外壁的角质层较薄,表皮细胞大小不等,外切向壁外凸,参差不齐,有些表皮细胞特化为泡状细胞,其数量与盐胁迫的浓度呈正相关.(2)叶的海绵组织中含有大量的薄壁细胞,幼叶海绵组织的薄壁细胞在0.5%～2.5% NaCl胁迫下均变大,且数量也增加;而老叶海绵组织的薄壁细胞只有在低浓度(0.5% NaCl)的盐胁迫下变大,而在高浓度下其薄壁细胞反而变小或成不规则形状.(3)盐晶广泛分布在海马齿的叶肉组织细胞内,且其数量随着盐胁迫浓度增加而增加.     

臭柏异形叶解剖结构及其抗旱性的比较

以成熟臭柏(Sabina vulgaris)为试验材料,使用徒手切片法观测臭柏鳞叶和刺叶的解剖结构,分析叶片解剖结构与其抗旱适应的关系,以揭示臭柏异形叶机制的生态意义,为臭柏在干旱半干旱地区植被恢复与重建中的推广应用提供理论依据。结果表明:(1)鳞叶角质层厚度极显著大于刺叶,而近轴面和远轴面的表皮系统厚度均极显著小于刺叶,说明鳞叶主要通过较厚的角质层防止水分散失,而刺叶主要通过较厚的整个表皮系统来保持水分。(2)鳞叶的气孔开张比、气孔开张度、气孔长度和宽度均极显著大于刺叶,而气孔密度极显著小于刺叶,说明鳞叶较耐旱,刺叶依赖较大的气孔密度和灵敏的气孔关闭来应对干旱胁迫。(3)鳞叶和刺叶的叶片厚度和主脉厚度无显著差异,但鳞叶的栅栏组织厚度、海绵组织厚度、栅/海、叶片组织紧密度和树脂道面积均显著或极显著大于刺叶,木质部厚度、木/维和叶片组织疏松度均极显著小于刺叶,说明鳞叶可通过较大的栅/海、紧密的叶片结构来适应干旱,而刺叶通过增强输导组织来应对干旱。研究认为,鳞叶忍耐干早能力较强,而相对鳞叶来说,刺叶主要通过逃避的方式来应对干旱。     

新疆四种补血草属植物叶片的解剖学研究

利用叶片离析法和石蜡切片法研究了补血草属4种植物叶片的形态结构。结果表明:(1)4种植物的叶片有许多共同的结构适应特征,表皮细胞排列紧密,表面有厚的角质层;气孔类型均为不等型,气孔位置为平置或略微下陷;上下表皮还具有多细胞构成的盐腺;栅栏组织发达,多为等面叶;存在粘液细胞和单宁细胞;机械组织和维管组织都不发达等。(2)不同种间有不同的结构适应特征,如表皮细胞的形状、大小、垂周壁饰样,气孔密度,盐腺密度,叶片厚度和栅栏组织厚度等。通过叶的结构特征反映出盐生植物与旱生植物的不同。     

西藏高原硬叶柳叶片结构对寒旱环境的适应机制

为探究硬叶柳叶片结构对高寒高海拔环境的适应机制,以西藏那曲嘉黎县硬叶柳叶片为试验材料,应用石蜡切片技术和植物显微技术,分析硬叶柳叶片结构对寒旱环境的适应特征。结果显示:(1)硬叶柳叶片为异面叶,叶片背面有表皮毛,叶片主叶脉在叶片下部凸起,呈现不规则半圆形;栅栏组织呈柱状紧密排列,有2～3层,海绵组织形状多为短柱状或者短球形,细胞间隙较大。(2)随着海拔的不断升高,硬叶柳叶片厚度从最低海拔(4 000 m)的40.4μm增加到最高海拔(4 700 m)的68.04μm,其中叶片下表皮厚度在海拔4 400 m～4 700 m之间呈显著增加的趋势,而上表皮厚度在4 000～4 400 m之间变化不显著;海绵组织和栅栏组织厚度变化分别在9.34～24.84μm、25.63～40.36μm之间,且随海拔梯度的升高海绵组织和栅栏组织的厚度均呈不显著的增加趋势。(3)硬叶柳叶片上表皮无气孔分布,下表皮散生着大量气孔,且气孔器小而密集,其密度为17.87～28.37个·mm~(-2),单位面积的气孔总周长为0.13～0.25 mm,但气孔密度和单位面积的气孔周长在海拔梯度上没有明显变化。研究表明,硬叶柳叶片主要通过增加叶片厚度来适应高海拔地区的寒旱环境。     

安徽黄精属植物叶片的比较解剖学

对安徽黄精属(PolygonatumMill.)7种植物的叶片进行了比较解剖学研究。结果表明:(1)7种黄精属植物叶肉细胞中普遍存在含针晶束的异细胞,其数量多少存在种间差异;(2)除玉竹(P.odoratum)的下表皮外,叶表皮均无表皮毛的存在;(3)仅下表皮有气孔器分布,除湖北黄精(P.ganlandeianens)既有单个散布也有2个或3个聚集后随机散布外,均为单个随机散布在下表皮上;(4)叶片无栅栏组织和海绵组织的分化,除湖北黄精和安徽黄精(P.anhuiense)的叶片有不显著的栅栏组织和海绵组织的分化;(5)气孔器的某些特征,如气孔器大小、气孔器分布、气孔器类型等特征以及表皮细胞形状和垂周壁式样在种间有一定的差异。上述特征为黄精属植物种的划分及系统演化关系的探讨提供实验证据。     

多花黄精五个居群叶片的比较解剖学研究

利用石蜡切片技术、叶表皮离析法和电镜扫描技术,对多花黄精五个居群的叶片进行了比较解剖学研究。观察发现:多花黄精五个居群的叶肉细胞中均具有内含针晶束的异细胞,叶表皮细胞为长方形、不规则形或椭圆形,垂周壁一般为平直和弧形;有的居群下表皮有单细胞表皮毛分布。在扫描电镜下,角质层纹饰多为鳞片状。结果表明叶表皮特征,如:气孔器大小、气孔器指数、气孔器密度、气孔器分布特征、角质层纹饰及表皮毛的分布等受环境因子影响较大,同种不同居群间有一定差异,而叶肉的构成、内含物(如针晶束)、气孔器类型、表皮细胞形状等具有种间稳定性,可以作为分类的依据。     

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．     

七种阔叶常绿植物叶片的生态解剖学研究

对 7种常绿阔叶植物叶片的解剖学特征的观察结果表明 ,它们的叶片在结构上均表现出典型的旱生特点 :异面叶 ,上表皮细胞较厚且排列紧密 ,具发达的角质膜 ,无气孔器分布 ,下表皮细胞较小 ,气孔器密度较大 ;栅栏组织细胞层数较多 ,排列紧密 ,海绵组织细胞排列极其疏松 ,并形成通气组织 ;中脉及其输导组织和机械组织发达。越冬叶和越夏叶在解剖结构上存在一定的差异 :前者在角质膜 ,叶片厚度和栅栏组织厚度等方面比后者厚 ,而在气孔密度和输导组织方面则比后者略有减少或不发达。这些差异 (发育可塑性 )是常绿阔叶植物适应冬、夏季截然不同的两种生境 (生境的时间异质性 )的表现形式     

等渗NaCL和KCL胁迫对高梁幼苗生长和气体交换的影响

本文比较研究了等渗NaCl和KCl胁迫下,高粱幼苗生长及叶片离子含量、质膜相对透性和有关气体交换参数的变化。结果表明,在低浓度NaCl和KCl胁迫7天时,高粱生长、含水量和质膜相对透性与对照相比没有明显变化,而净光合速率、蒸腾速率和气孔导度已明显下降,叶肉细胞间隙CO2浓度明显增加。NaCl胁迫下叶片Na+含量成倍增加,而K+和Ca2+含量无明显变化。KCl胁迫时叶片K+含量明显增加,Ca2+含量明显下降,而Na+含量没有明显变化。随着NaCl或KCl浓度的增加,幼苗生长和叶片含水量明显下降,质膜透性和细胞间隙CO2浓度明显增加,净光合速率、蒸腾速率和气孔导度进一步下降。 NaCl胁迫下叶片Na+含量进一步增加,K+和Ca2+进一步下降,而KCl胁迫下叶片K+含量进一步 增加,Na+和Ca2+含量进一步下降。KCl对高粱生长抑制、质膜透性、Ca2+含量下降及光合气体交换参数的影响均明显大于等渗的NaCl。     

臭氧与干旱对植物复合影响的研究进展

地表臭氧(O_3)浓度和干旱频率的持续增加成为限制植物生长的重要因素。O_3通过气孔扩散进入植物组织内部,产生并积累活性氧(ROS)自由基,促发细胞程序性死亡。干旱破坏植物抗氧化系统对ROS的解毒和修复功能,导致ROS累积。两种胁迫对植物的影响都是积累ROS并引发氧化胁迫,使植物的光合作用和生理代谢机能受到限制,最终阻碍植物生长,导致生物量降低。然而,O_3和干旱胁迫对植物的复合效应可能是协同加重植物损伤,也可能是拮抗减轻植物伤害,二者的交互影响存在复杂的作用过程。一方面,O_3引起气孔响应滞后甚至失灵,使植物对于两种胁迫的响应变得迟钝,进而加重植物的蒸散失水和O_3毒害。另一方面,干旱使植物气孔关闭,从而降低对O_3的吸收量和水分蒸发,但长期干旱限制CO2的吸收,最终导致植物的生长受限。植物的响应过程不仅取决于两种胁迫作用的先后次序和持续时间,而且受到植物本身生理代谢差异的影响。该文结合国内外研究,从气孔、光合碳代谢、抗氧化系统和生长发育等方面阐述了O_3和干旱胁迫对植物代谢调节和生长发育的复合影响,并提出了未来研究的发展方向。     

喀斯特地区莎叶兰的解剖构造及其环境适应性

以广西西北部雅长兰科植物保护区的莎叶兰( Cymbidium cyperifolium)为对象,采用石蜡切片法对莎叶兰叶片和根的解剖构造及其对喀斯特环境的适应性进行了研究。结果表明：(1)莎叶兰叶片的上表皮覆盖有较厚的角质层,气孔均分布于下表皮,且凸出表皮细胞之上;各表皮性状在叶片不同部位存在显著差异,叶片下部的气孔密度、气孔指数和气孔长度最大,表皮细胞密度以叶片上部的最大;叶片属于等面叶,叶肉无栅栏组织和海绵组织的分化;叶脉为明显的平行脉,且粗细交互分布;(2)莎叶兰根的横切面包括根被、皮层、中柱3部分,其中根被细胞排列紧密,为生活细胞;皮层由薄壁细胞组成;根部维管束属于辐射维管束,14原型。菌根粗壮,稀根毛,共生真菌主要分布于根被及皮层中,菌丝体通过根被薄壁细胞间隙及内、外皮层的通道细胞进行侵染。(3)莎叶兰叶片和根的结构不仅有湿生植物特征,如叶片相对较薄、气孔少且凸出表皮细胞、冠/根比值大等;还有旱生植物的特征,如叶片角质层较厚、机械组织发达、细胞结构紧密、具含晶细胞,肉质根具根被,内、外皮层细胞壁明显增厚等。这些结构是莎叶兰对当地缺水、干湿季明显、分布于林下多石砾土壤的生长环境的一种高度适应性表现。     

关于光呼吸与光合作用关系的研究——Ⅳ.光合滞后期

整体叶片、叶碎片、叶肉细胞、叶原生质体、叶绿体等不同层次的光合组织都有光合滞后期。一般整体叶片的光合滞后期与光呼吸滞后期相同,约30—60分钟,而排除气孔影响的去表皮叶片、细胞、原生质体等光合组织的滞后期仅为10分钟左右。叶片暗处理,滞后期延长;预照光,滞后期缩短;增加温度可提高滞后期的光合强度。滞后期产生的主要原因是光对酶的诱导以及光合碳循环中间产物增生需要一个准备过程。滞后期与光反应无直接关系。气孔开启时间是整叶滞后期比细胞滞后期延长的根本原因。     

NaCl胁迫抑制玉米幼苗光合作用的可能机理

用NaCl 100mmol/L处理玉米幼苗,216 h内不同时间分别测叶片光合速率及其它生理指标,结果表明随处理时间的延长,光合速率下降,气孔导度减小,细胞间隙CO2浓度先降低后升高(图1);叶片MDA(图5a)、Cl-、Pi(图4)及可溶性糖(图2b)含量增加;质膜透性增大(图2a);Chla/Chl b(图3b)及Fv/Fm(图5b)减小;MDH、PEPC酶活性降低(图6).细胞间隙CO2浓度的变化,说明光合速率下降的原因短时间内以渗透胁迫产生的气孔限制因素为主,长时间时以非气孔因素为主.Cl-多对细胞产生离子毒害,Pi的增多可竞争性地抑制RuBP羧化酶的活性.MDA的增加表明活性氧增多,活性氧通过使酶失活和膜伤害抑制细胞生长,使细胞内糖利用减少,可溶性糖含量增加,进而反馈性地抑制光合作用.活性氧还可以漂白叶绿素、增强光抑制及使与光合作用有关的酶失活,而抑制光合作用.因此,NaCl胁迫下光合作用降低的原因是多因素共同作用的结果,短时间内以气孔限制因素为主,长时间时以非气孔因素为主,在非气孔因素中活性氧的增加是主导因素.     

元宝山南方红豆杉的解剖结构及其环境适应性

以分布于广西北部元宝山自然保护区的南方红豆杉为研究对象,利用石蜡切片方法和光学显微技术,对其茎和叶的解剖结构及其对环境的适应性进行了研究和探讨。结果表明:(1)茎和叶的表皮细胞均较小,外壁角质层发达,胞内富含单宁类物质;(2)1～2年生茎无周皮,皮层基本薄壁组织分成5瓣,茎横切面呈"梅花"形,3年生茎具周皮,次生韧皮部薄壁组织发达、细胞内含物丰富;(3)叶片下表皮气孔带和中脉带均有角质层乳状突起分布,乳突大而密集,气孔仅分布于下表皮,气孔器为双环型,叶肉海绵组织发达,约占叶肉厚度的3/4。进一步分析显示,元宝山南方红豆杉茎和叶的解剖结构与元宝山的中亚热带山地气候和阴生环境相适应;与前人研究结果不同,本研究发现叶片角质层乳状突起遍布下表皮,这可能与元宝山南方红豆杉的分布区海拔高且环境温度低有关。     

艾比湖流域盐碱尘沉降对棉花叶片的危害

通过野外定位监测实验,研究了艾比湖流域盐碱尘对棉花叶片光合特性、盐分含量以及叶片细胞生理功能的影响。结果表明:盐碱尘沉降对棉花叶片的盐分离子含量造成影响,导致叶片Na+、Cl-和SO42-等有害离子含量增多,K+等营养元素含量减少,影响棉花叶片营养吸收,造成叶片遭受盐分离子毒害;盐碱尘沉降显著阻塞棉花叶片气孔,影响叶片净光合速率、呼吸速率、光能利用率、水分利用率、蒸腾作用和叶片温度;盐碱尘沉降造成棉花叶片细胞丙二醛含量增加,叶绿素、类胡萝卜含量减少;棉花叶片通过增加可溶性糖、脯氨酸含量来调节细胞溶剂的损失,通过增强抗氧化系统酶的活性来清除活性氧等有害物质,减少损伤,维持正常的生理功能。     

北苍术叶片功能性状种源变异及其对科尔沁沙地环境的响应

【目的】探究北苍术叶片功能性状对科尔沁沙地的响应与适应规律。【方法】选择4个种源地北苍术半野生种子通过同质园实验育苗移栽于奈曼旗中(蒙)药材科研基地,以3年生北苍术叶片为材料,研究北苍术叶片结构与功能特性对科尔沁沙地的响应与适应规律。【结果】扎鲁特旗种源北苍术下部叶叶裂程度较明显,叶片革质化;北苍术叶上表皮细胞厚度、下表皮细胞厚度变异系数与可塑性指数均较大,围场县种源北苍术叶片上表皮细胞厚度、扎鲁特旗种源北苍术叶片下表皮细胞厚度显著高于其他种源,栅海比、组织结构紧密度较大;阿荣旗、扎鲁特旗种源地北苍术叶片上表皮气孔数量较多,喀喇沁旗种源上表皮气孔数量极少、气孔密度较小,喀喇沁旗种源叶片下表皮气孔数量显著高于其他3个种源地;围场县、扎鲁特旗种源地北苍术叶片光合能力较强。【结论】围场县、扎鲁特旗种源地的北苍术对科尔沁沙地有较强的适应能力。     

缓慢干旱下春小麦叶片质膜脂肪酸组成、H~+-ATPase肥及5′-AMPase活力的变化

研究了田间缓慢干旱胁迫下,抗旱性不同的两个小麦(Triticum aestivum)品种的生长状况、质膜极性脂脂肪酸组成以及质膜关键酶活力的变化。在小麦生长发育的早期,干旱胁迫使其叶片质膜极性脂脂肪酸不饱和度下降、质膜微囊消耗O_2的速率升高、膜蛋白含量降低、H~+-ATPase(EC 3.6.1.35)活力下降、5′-AMPase(EC 3.1.3.5)活力大幅度升高;在小麦发育的后期,随着干旱的持续,小麦叶片质膜的极性脂脂肪酸不饱和度不变或升高、质膜微囊消耗O_2的速率降低、膜蛋白含量与H~+-ATPase活力升高、5′-AMPase活力下降。以上结果表明,小麦在发育的早期阶段对干旱较敏感,其细胞质膜流动性降低、细胞中能荷贮备降低;而在后期,则又表现出对干旱的适应。这些结果将有助于阐明自然干旱条件下植物的抗旱机制。     

苦瓜叶片结构与白粉病抗性的关系

以不同抗白粉病的苦瓜品系幼苗为材料,对它们的叶片及上下表皮厚度、栅栏组织及海绵组织厚度、叶片结构紧密度及疏松度、蜡质含量、比叶重、气孔及茸毛密度等叶片结构进行观察比较,探讨苦瓜白粉病抗性与其主要叶片结构指标的关系。结果显示:（1）抗病苦瓜品系叶片的蜡质含量显著高于感病品系,与病情指数呈显著负相关关系,蜡质层是其抵抗和延迟病原菌侵入的一个有力结构屏障。（2）感病品系叶片的气孔和叶背面茸毛数量显著多于抗病品系,且叶背面的气孔及茸毛密度与病情指数呈显著正相关关系,即气孔和茸毛越少越抗病。（3）抗病苦瓜品系的叶片栅栏组织以及海绵组织排列整齐、紧密,而高感品系的叶片组织出现大量孔隙,较难观察到完整细胞。（4）抗病品系叶片厚度、下表皮厚度、栅栏组织厚度、叶片结构紧密度明显高于感病品系,而感病品系的海绵组织厚度、叶片结构疏松度明显高于抗病品系;且苦瓜比叶重与其白粉病抗性关系不大。研究认为,苦瓜叶片蜡质含量、叶背面气孔及茸毛密度可以作为苦瓜白粉病抗性鉴定的参考指标。