菰适应湿地环境的解剖和屏障结构特征研究

菰(Zizania latifolia)是一种多年生挺水植物,为了探讨该植物根、茎和叶的解剖结构、组织化学及其质外体屏障的通透性生理。该文利用光学显微镜和荧光显微镜,对菰的根、茎、叶进行了解剖学和组织化学研究。结果表明:(1)菰不定根解剖结构由外而内分别为表皮、外皮层、单层细胞的厚壁机械组织层、皮层、内皮层和维管柱;茎结构由外而内分别为角质层、表皮、周缘厚壁机械组织层、皮层、具维管束的厚壁组织层和髓腔。叶鞘具有表皮和具维管束皮层,叶片具有表皮,叶肉和维管束。(2)不定根具有位于内侧的内皮层及其邻近栓质化细胞和外侧的外皮层组成的屏障结构;茎具内侧厚壁机械组织层,外侧的角质层和周缘厚壁机械组织层组成的屏障结构,屏障结构的细胞壁具凯氏带、木栓质和木质素沉积的组织化学特点,叶表面具有角质层。(3)菰通气组织包括根中通气组织,茎、叶皮层的通气组织和髓腔。(4)菰的屏障结构和解剖结构是其适应湿地环境的重要特征,但其茎周缘厚壁层和厚壁组织层较薄。由此推测,菰适应湿地环境,但在旱生环境中分布有一定的局限性。     

入侵植物水花生解剖学和组织化学染色研究

水花生(Alternanthera philoxeroides)因其表型可塑性、高生长速率和快速无性繁殖能适应水、陆生境。该文利用光学显微镜和荧光显微镜对水、陆生境的水花生不定根、茎解剖结构、组织化学特征及质外体通透性进行了研究。结果表明:(1)水生境下,其不定根皮层中具较大裂生型通气组织,无次生生长,内皮层具凯氏带且栓质化,皮层和皮下层明显木质化。(2)在陆生环境下,其不定根有次生生长,胞间具通气组织,内皮层具凯氏带且栓质化,皮层和皮下层略木质化;此外,不定根还具额外形成层,产生次生维管束、薄壁组织和不定芽;多年生不定根中具直接分裂的薄壁组织,周皮具凯氏带,且栓质化和木质化。(3)水、陆生境下,其匍匐茎具髓和中空髓腔,发生次生生长,具裂-溶生型通气组织、单层内皮层、厚角组织和木质化且栓质化的角质层,陆生匍匐茎周皮栓质化且木质化。(4)水花生质外体屏障结构组成复杂,黄连素无法穿透质外体屏障结构。水花生的上述解剖学特征,是水花生适应水、陆生境的有力证据。     

黄连体内黄连素的组织器官定位和根尖屏障结构特征研究

黄连(Coptis chinensis)是毛茛科著名药材,该文研究了黄连体内黄连素在组织器官中的分布规律和根尖屏障结构特征。在白光和荧光显微镜下,组织器官中黄连素在蓝色激发光下自发黄色荧光,黄连素-苯胺兰对染研究细胞壁凯氏带和木质化,苏丹7B染色栓质层,间苯三酚-盐酸染色木质化。结果表明:黄连不定根初生结构为维管柱、内皮层、皮层、外皮层和表皮组成;次生结构以次生木质部为主、次生韧皮部和木栓层组成。黄连根茎初生结构由角质层,皮层和维管柱组成;次生结构由木栓层、皮层和维管柱组成,以皮层和维管柱为主。叶柄结构为髓、含维管束的厚壁组织层、皮层和角质层。黄连不定根的屏障结构初生结构时期由栓质化和木质化的内皮层、外皮层;次生结构时期为木栓层组成;根状茎的为角质层和木栓层。黄连素主要沉积分布在不定根和茎的木质部,叶柄的厚壁组织层,木质部和厚壁组织是鉴别黄连品质的重要部位。黄连根尖外皮层及早发育,同时初生木质部有黄连素沉积结合,可能造成水和矿质吸收和运输的阻碍,也是黄连适应阴生环境的重要原因。     

杜仲茎组织分化的研究

本文对杜仲茎内初生结构的分化和次生生长过程进行了观察描述。杜仲的茎端是由原套和原体组成,原套为一层细胞。茎的初生结构的分化开始于皮层和髓二部分基本分生组织,而原形成层环首先在3—4个分散的束内分化出初生维管组织,在以后的发育过程中,由于分化出更多的束,使初生维管组织联接成环状。参照Esau的观点,杜仲茎的初生维管系统应属于叶迹系统,而其节部结构的特征为单叶隙、单叶迹。在杜仲茎内初生结构分化完成时,其表皮即转变为木栓形成层,产生第一次周皮,此时,维管形成层也开始细胞分裂,产生次生维管组织,因此,在生长季结束时,茎内次生结构已成为主要部分。     

植物根中质外体屏障结构和生理功能研究进展

综述了近10年来植物根中质外体屏障结构和功能的研究进展。质外体屏障指根中内、外皮层初生壁的凯氏带,或次生壁栓质化和木质化,以及植物体表角质层组成的保护组织,能隔绝水、离子和氧气不能自由进出植物体的屏障结构,具有保护植物体的生理功能。根中凯氏带的分子发育机理研究表明根内皮层类似哺乳动物上皮组织的保护作用。植物根中质外体保证内部各种生理代谢在稳定的内部环境中进行,是植物适应各种逆境的重要屏障结构。根中质外体屏障在植物适应干旱、洪涝灾害、离子胁迫和病虫害的侵袭等方面具有重要作用,在探索适应并修复极端生态环境的植物资源中有广阔的应用前景。     

小盐芥营养器官的结构特点与其盐渍环境的关系研究

利用石蜡切片法研究了盐生植物小盐芥(Thellungiella halophila)营养器官的解剖结构。结果表明：小盐芥根的初生结构中表皮细胞为1层,且细胞大而高度液泡化,根毛数量较少;皮层仅由外皮层和内皮层2层细胞构成,细胞大,排列紧密;根次生维管组织发达。茎的初生结构中外剀维管束8～10束,大小不等,呈一轮排列;髓和髓射线发达;茎次生结构中维管组织也很发达。根和茎的这些结构特点提高了植物体吸收、运输水分的能力,而且根的特殊结构和输导系统将盐分限制在根内,适应于盐渍环境所造成的渗透胁迫和干旱胁迫。小盐芥叶片较小,上、下表皮细胞各1层,细胞大而高度液泡化,叶肉中栅栏组织与海绵组织分化不明显,但叶绿体体积大、数目多,细胞间隙较大,通气性能好,光合效率高。这些特点对其适应干旱盐渍环境有重要意义。小盐芥上述结构特征与典型真盐生植物、旱生植物相去其远,其营养器官内也无盐腺、囊泡等泌盐结构。由此推论,小盐芥更倾向于似盐生植物(拒盐植物)。     

高寒地区不同海拔藏茴香茎解剖结构比较研究

采用石蜡切片法,分别对5种不同海拔高度藏茴香茎初生解剖结构进行比较研究,并用一维和二维(面积)的度量指标进行观测,以期探索随海拔升高,藏茴香茎结构的变化规律,从而探讨藏茴香对高寒气候的适应性,为藏茴香这一食用、药用植物资源开发利用提供基础资料。结果表明:藏茴香茎的初生结构由表皮、皮层、维管柱构成,随着海拔升高,藏茴香茎的表皮厚度、髓厚度、髓射线宽度以及通气组织的面积逐渐增加,而维管组织与基本组织的比值不断缩小,皮层的细胞层数、厚度逐渐下降;维管束的数量、厚度不断降低,但维管束的发育程度和导管的直径有逐渐增加的趋势。藏茴香茎表皮的不断增厚,可以减少植物体内热量的散失,并有效地降低强紫外线对植物造成的伤害。基本组织比例的增加,有利于贮藏更多的生理调节性物质,增加植物的抗寒能力;通气组织逐渐发达,可极大地降低空气在植物体内的扩散阻力,形成氧气由地上部运输到地下部的通道,还可增加植物体的浮力,减轻了植物体比重,对植物体起到了良好的支撑作用。藏茴香茎解剖结构随海拔的变化,体现了植物对环境的适应性。研究中发现的随着海拔升高,茎皮层的细胞层数和厚度以及茎中维管束的数量和厚度均下降,但维管束的发育程度和导管直径增加的现象,还有待于进一步研究。     

罗布麻和白麻不同居群植物的比较解剖学研究

新疆罗布麻和白麻８个居群植物的比较解剖学研究表明,它们为适应旱生环境,形态结构都发生变化;叶表皮解质层厚;下表皮多具有下皮层;气孔皆分布于下表皮,且具孔下室;输导组织和机械组织发达;有些叶片上下都具栅栏组织。茎中初生韧皮纤维发达;髓外围存在异常的维管组织－内生韧皮部。因生境有所不同,白麻比罗布麻具有更为显著的旱生结构。     

暹罗苏铁茎的解剖学研究

利用冰冻切片法在光学显微镜下观察暹罗苏铁茎的解剖特征。结果表明,暹罗苏铁茎由周皮、皮层、皮层维管束、中柱和髓组成,皮层和髓发达。皮层维管束可分为周韧型和外韧型两种,以周韧型为主。中柱的次生结构为同心环的次生维管组织构成,随着茎的不断成熟,环数逐渐增加;每个同心环均含有次生木质部、维管形成层、次生韧皮部的结构;环与环之间有次生的薄壁组织相间隔。皮层、中柱维管束均由木质部、形成层和韧皮部组成,木质部面积均大于韧皮部。苏铁植物茎在次生结构方面的主要特点是有皮层维管束和同心环结构的中柱维管束。     

穿叶眼子菜茎叶结构及其通气组织发育解剖学研究

通气组织(aerenchyma)是植物薄壁组织内一些气室或腔隙的集合,对于水生及湿地植物体内的气体运输至关重要。该实验以沉水植物穿叶眼子菜为材料,利用石蜡切片技术,通过对茎的纵切面及横切面结构进行观察,从时间和空间上分析其茎、叶通气组织的发生过程。结果表明:(1)穿叶眼子菜的茎结构包括表皮、皮层及维管柱,通气组织发达,存在于内皮层与表皮之间;茎通气组织由距茎尖约0.6mm处开始形成,并成熟于约2.4mm处。(2)穿叶眼子菜的叶由表皮、皮层薄壁细胞及维管柱组成,其通气组织形成于靠近茎尖的第2~3片新生叶且仅形成于主叶脉。(3)穿叶眼子菜的茎和叶通气组织的发育过程相似,起初为排列致密的细胞团,然后由皮层细胞的分裂产生小的细胞间隙,随后的腔隙膨大过程涉及细胞的生长分裂及细胞降解,最终形成发达的通气组织。(4)穿叶眼子菜的通气组织发育过程可划分为实心期、形成期、膨大期、成熟期四个时期;不同时期茎通气组织的发达程度差异很大,实心期、形成期、膨大期和成熟期的孔隙度分别为0.54%、10.90%、27.61%和57.58%;但节处通气组织不发达,成熟期的节处孔隙度仅为3.62%。     

STRUCTURALLY PRESERVED FOSSIL PLANTS FROM ANTARCTICA. I. ANTARCTICYCAS,GEN. NOV., A TRIASSIC CYCAD STEM FROM THE BEARDMORE GLACIER AREA

Silicified stems with typical cycadalean anatomy are described from specimens collected from the Fremouw Formation (Triassic) in the Transantarctic Mountains of Antarctica. Axes are slender with a large parenchymatous pith and cortex separated by a narrow ring of vascular tissue. Mucilage canals are present in both pith and cortex. Vascular tissue consists of endarch primary xylem, a narrow band of secondary xylem tracheids, cambial zone, and region of secondary phloem. Vascular bundles contain uni- to triseriate rays with larger rays up to 2 mm wide separating the individual bundles. Pitting on primary xylem elements ranges from helical to scalariform; secondary xylem tracheids exhibit alternate circular bordered pits. Traces, often accompanied by a mucilage canal, extend out through the large rays into the cortex where some assume a girdling configuration. A zone of periderm is present at the periphery of the stem. Large and small roots are attached to the stem and are conspicuous in the surrounding matrix. The anatomy of the Antarctic cycad is compared with that of other fossil and extant cycadalean stems.     

Development and ecological implications of dormant buds in the high-Paleolaltitude Triassic sphenophyte Spaciinodum (Equisetaceae)

Spaciinodum collinsonii, a Triassic sphenophyte from the central Transantarctic Mountains, Antarctica, is reinterpreted based on new material in order to clarify discrepancies from previous work and to detail the development and ecology of the Spaciinodum plant. Vegetative stems have alternating nodes and internodes, nodes distinguished by a solid diaphragm of tissue, internodes by the presence of vallecular (cortical) and carinal canals, and a hollow pith. Whorls of branches arise immediately above the nodes, alternating with the leaves of the subjacent nodes. Branches develop in the cortex and are anatomically similar to the stems. While Spaciinodum is similar to extant Equisetum, it is distinctive in that its large vallecular canals form a complete ring within the cortex and are separated only by thin fimbrils of tissue. The majority of specimens of Spaciinodum are now believed to be dormant buds with condensed nodes and internodes, with progressively longer internodal regions more basally. More apical portions of buds have cellular internodes because the areas where the canals will form have not yet ruptured from elongation. The abundance of buds and the absence of elongated stems in the permineralized peat deposit suggest that Spaciinodum underwent dormancy during the dark Antarctic winters.     

Redox state of ascorbic acid in the apoplast of stems of Kalanchoë daigremontiana

The aqueous phase of cell walls in stems of Kalanchoë daigremontiana Hamet et Perrier de la Bâthie (apoplast) contained ascorbic acid (AA) and dehydroascorbic acid (DHA). Ratios of AA/(AA + DHA) were 0.31 ± 0.12 (SD, n = 4), whereas those of whole stems (tissues plus apoplast) were >0.9. The amounts of (AA + DHA) in the stems were 1970 ± 190 (SD, n = 4) nmol g⁻¹ fresh weight and those in the apoplast were 14 ± 2 (SD, n = 4) nmol g⁻¹ fresh weight of stems. Ratios of AA/(AA + DHA) differed in different tissues of the stems. The ratios of AA/(AA + DHA) of apoplast plus symplast were in the following order: pith ⋍ epidermis plus cortex > vascular bundle system, and those of apoplast were: pith > epidermis plus cortex > vascular bundle system. Ratios of AA/(AA + DHA) in the apoplast of the different tissues decreased to about 1/3 of the original values after wounding, while the amounts of (AA + DHA) remained largely unaffected. In contrast, soluble apoplastic peroxidase activities increased 30- to 70-fold on wounding. Hydrogen peroxide infiltrated into stems caused a rapid oxidation of AA. Coniferyl alcohol was oxidized by peroxidase in intercellular washing fluid and by cell wall-bound peroxidase. The oxidation of coniferyl alcohol by peroxidase in intercellular washing fluid was completely inhibited as long as AA was present in reaction mixtures. The oxidation of the coniferyl alcohol by cell wall-bound peroxidase was partially inihibited by AA and the degree of inhibition was dependent upon the concentration of AA. The possible functions of AA in the apoplast are discussed in relation to the control of peroxidase-dependent oxidation of phenolics.     

六盘山鸡爪大黄茎和叶多糖贮藏分布特征的研究

采用组织化学方法研究了六盘山鸡爪大黄茎和叶中大黄多糖贮藏和分布的特征。结果表明：大黄多糖在茎和叶内的贮藏部位各有特点,在茎中主要分布于皮层、维管束中韧皮部和木质部的薄壁细胞、髓射线和髓,随着茎的成熟大黄多糖有一定程度的增加;叶表皮、叶肉和叶脉中不同程度地分布着较少量的多糖;叶柄维管束外围的基本组织细胞中不同程度地分布着一定数量的大黄多糖,而维管束中分布较少。茎和叶中大黄多糖的贮藏和分布总体较少。     

鱼腥草茎叶解剖学特征及其与其他古草本类群相关结构的比较分析

采用常规石蜡切片法．对鱼腥草的药用部位地上茎、根状茎和叶进行了解剖学观察。鱼腥草茎和叶的表皮下有特殊的皮下层细胞．茎的皮层和髓中有分泌细胞存在。地上茎和根状茎之间在皮层细胞层数、周维纤维柱的有无、维管柱和髓所占比例、维管束束数、次生生长等办面存在差异,这些差异与它们各自担负的生理功能相关联。叶的皮下层细胞显著,它们是复表皮的一部分。叶表皮上有胶质化表皮细胞和水钵的结构。对鱼腥草茎和叶中的皮下层细胞的来源和功能、与其他古草本类群相关的结构特征以及水钵的结构与分铂等问题进行了探讨。