芦荟叶内芦荟素细胞的发育和蒽醌类物质的积累

应用石蜡切片、半薄切片、组织化学和荧光显微镜观察相结合的方法研究了木立芦荟叶内芦荟素细胞的发生、发育以及其蒽醌类物质的积累过程。结果表明,在叶内原形成层束分化成维管束初期,原形成层束外侧的一层细胞发育成维管束鞘。原生韧皮部筛管产生时,其外方尚保留1-2层原形成层细胞,当后生韧皮部和木质部开始分化时,此层细胞分裂。在后生韧皮部和木质部发育成熟过程中,这些细胞体积逐渐增大,并液泡化,发育成为大型薄壁细胞(芦荟素细胞),位于筛管外侧。据此,芦荟叶维管束内的大型薄壁细胞的来源与韧皮部相同,属于特化的韧皮部薄壁组织细胞。用醋酸铅处理过的上述材料的切片观察表明,芦荟素细胞在细胞体积增大,并液泡化时,在液泡内出现蒽醌类物质沉淀物,在成熟细胞的大液泡中充满沉淀物,此时,在荧光显微镜下芦荟素细胞发出桔黄色荧光。可见,此种芦荟素细胞是芦荟叶内蒽醌类物质的主要储存场所。     

木立芦荟叶的发育解剖学研究

应用植物解剖学方法研究了木立芦荟（Aloe arborescens Mill.)叶的发育过程。研究结果表明,叶原基在发育早期其形态是不对称的,内部为同形细胞组成,但很快分化成原表皮,原形成层束和基本分生组织。以后,原表皮发育成表皮,位于原表皮下的2－5层基本分生组织细胞发民同化薄壁组织,而位于中央的基本分生组织细胞则发育成储水薄壁组织,原形成层束发育成维管束。维管束由维管束鞘、木质部、韧皮部和大型薄壁细胞组成。大型薄壁细胞起源于原形成层束,位于韧皮部内,其发育迟于筛管、伴胞,为芦荟属植物叶的结构特征。     

木立芦荟叶内维管束发育过程的研究

采用半薄切片和组织化学方法研究了木立芦荟（Aloe arhorescetzs）叶内维管束的发育过程,并着重于维管束鞘细胞和芦荟素细胞的来源及组织类型。结果表明：维管束由原形成层发育而来,但在分化原生韧皮部筛管时,其外侧仍保留一层原形成层细胞,以后分裂、增大成为特殊的大型薄壁细胞（芦荟素细胞）,芦荟索细胞啦属于韧皮部的一部分。而维管束鞘细胞则来源于基本分生组织,属于基本组织的范畴,与维管束不同源。     

芦荟属植物叶内蒽醌类物质的组织化学定位研究

蒽醌类物质是芦荟属（Aloe)植物叶内贮存的重要次生代谢物质,主要是芦荟素,高那特芦荟素,芦荟苦素和芦荟宁等。根据蒽醌类物质的理化性质,用2％－5％NaOH和5％Pb(CH3COO)2溶液对材料进行处理,再辅以荧光和超薄切片观察等多种方法,对芦荟叶内的4种主要蒽醌类物质进行了组织化学定位研究。结果表明,蒽醌类物质在芦荟叶内的贮藏是多位点的。芦荟素和高那特芦荟素主要位于韧皮部的大型薄壁组织细胞之中;而芦荟苦素和芦荟宁主要位于维管束鞘细胞以及贮水组织与同化薄壁组织之间的1圈薄壁组织细胞之中,贮水组织细胞中不贮存蒽醌类物质。     

芦荟维管束的结构与芦荟素积累的相关性

应用半薄切片、组织化学、荧光显微镜观察和薄层层析 (TLC)相结合的方法研究了中华芦荟 (Aloeve-ra L.var.chinensis)、木立芦荟 (Aloe arborescens)叶和茎内维管束的结构及其与芦荟素积累的关系。结果表明 ,木立芦荟叶内维管束和中华芦荟叶内外轮的维管束中有大型韧皮薄壁细胞 ,而木立芦荟茎和中华芦荟叶中内轮维管束无大型韧皮薄壁细胞。组织化学结果表明 ,用醋酸铅处理过的上述材料 ,大型韧皮薄壁细胞内出现沉淀物 ;在荧光显微镜下经蓝光激发 ,大型韧皮薄壁细胞发出桔黄色荧光 ,都显示出芦荟素反应。薄层层析(TLC)结果证明 ,木立芦荟和中华芦荟叶含有大型韧皮薄壁细胞的维管束都含芦荟素 ,而木立芦荟茎及中华芦荟叶中内轮维管束都不含芦荟素。为此 ,维管束中的大型韧皮薄壁细胞与芦荟素的积累密切相关 ,维管束中是否有大型韧皮薄壁细胞可作为判断是否含有芦荟素的解剖学指标。     

六种芦荟叶的解剖结构及其与芦荟素含量的相关性

应用半薄切片法、高效液相色谱法(HPLC)和荧光显微镜研究了6种芦荟叶的结构、芦荟素的含量和储藏芦荟素的组织。结果表明,6种芦荟叶均由表皮、光合组织、储水组织和维管束组成,都表现出明显的旱生植物肉质叶的结构特征,表皮由一层扁平的细胞组成,其外壁加厚,并覆盖着厚的角质膜,气孔器凹陷,储水组织发达。6种芦荟叶的结构存在显著差异。木立芦荟(Aloe arborescens Mill．)和易变芦荟(A．mutabilis Pillans)的光合组织细胞呈长柱状,类似栅栏薄壁组织。中华芦荟(A．vera L.var．chinensis Berg．)、库拉索芦荟(A．vera L．)、皂叶芦荟(A．saponaria Hawer)和绿芦荟(A．greenii Bak．)则为等直径薄壁细胞。木立芦荟、中华芦荟、易变芦荟和库拉索芦荟的维管束中有大型薄壁细胞,皂叶芦荟和绿芦荟的维管束中无大型薄壁细胞。木立芦荟、易变芦荟和库拉索芦荟在光合组织和储水组织之间有一层不含叶绿体的小型薄壁细胞,包围着储水薄壁组织,称之为储水组织鞘。中华芦荟、皂叶芦荟和绿芦荟则没有储水组织鞘。HPLC测量结果表明,木立芦荟叶芦荟素含量最高,库拉索芦荟和易变芦荟次之,中华芦荟、皂叶芦荟和绿芦荟含量最低。荧光显微镜观察结果表明,在紫外光和蓝光下,黄色和黄绿色小球体仅存在于维管束的大型薄壁细胞、维管束鞘和储水组织鞘中,而光合组织和储水组织中没有黄色和黄绿色小球体。因此,维管束中大型薄壁细胞、维管束鞘和储水组织鞘是芦荟素等蒽醌类物质的储藏场所。综上所述,芦荟素含量与维管束的大型薄壁细胞、维管束鞘和储水组织鞘的情况密切相关。     

六种芦荟叶的解剖结构及其与芦荟素含量的相关性

应用半薄切片法、高效液相色谱法(HPLC)和荧光显微镜研究了6种芦荟叶的结构、芦荟素的含量和储藏芦荟素的组织.结果表明,6种芦荟叶均由表皮、光合组织、储水组织和维管束组成,都表现出明显的旱生植物肉质叶的结构特征,表皮由一层扁平的细胞组成,其外壁加厚,并覆盖着厚的角质膜,气孔器凹陷,储水组织发达.6 种芦荟叶的结构存在显著差异.木立芦荟(Aloe arborescens Mill.)和易变芦荟(A. mutabilis Pillans)的光合组织细胞呈长柱状,类似栅栏薄壁组织.中华芦荟(A. vera L. var. chinensis Berg.)、库拉索芦荟(A. vera L.)、皂叶芦荟(A. saponaria Hawer)和绿芦荟(A. greenii Bak.)则为等直径薄壁细胞.木立芦荟、中华芦荟、易变芦荟和库拉索芦荟的维管束中有大型薄壁细胞,皂叶芦荟和绿芦荟的维管束中无大型薄壁细胞.木立芦荟、易变芦荟和库拉索芦荟在光合组织和储水组织之间有一层不含叶绿体的小型薄壁细胞,包围着储水薄壁组织,称之为储水组织鞘.中华芦荟、皂叶芦荟和绿芦荟则没有储水组织鞘.HPLC测量结果表明,木立芦荟叶芦荟素含量最高,库拉索芦荟和易变芦荟次之,中华芦荟、皂叶芦荟和绿芦荟含量最低.荧光显微镜观察结果表明,在紫外光和蓝光下,黄色和黄绿色小球体仅存在于维管束的大型薄壁细胞、维管束鞘和储水组织鞘中,而光合组织和储水组织中没有黄色和黄绿色小球体.因此,维管束中大型薄壁细胞、维管束鞘和储水组织鞘是芦荟素等蒽醌类物质的储藏场所.综上所述,芦荟素含量与维管束的大型薄壁细胞、维管束鞘和储水组织鞘的情况密切相关.     

9种芦荟属植物叶的结构和芦荟素含量的比较研究

9种芦荟属植物叶的比较解剖研究结果表明,它们都具有明显的旱生叶的结构特征,其维管束的韧皮部内都有大型薄壁细胞,但其表皮角质膜的厚度,表面纹饰,气孔上,下腔的形状和大小,同化组织 导 ,细胞分化情况,维管束的大小,分布密度和其大型薄壁细胞占维管束的比例,中央贮水组织占叶横切面的比例等特征,在各种间存在差异,且性状稳定,可以作为该属内种间分类的解剖学指标,植物化学分析结果表明,9种植物叶内蒽醌类物质的主要种类和含量不同,其含量高,低与叶内维管束密度,大型薄壁细胞占维管束的比例以及同化组织的厚度密度切相关,从而为芦荟属植物选育商业用良种提供了植物解剖学依据。     

芦荟属植物叶内蒽醌类物质的分布与其化学防御的关系

芦荟属植物是一类生长在干旱或半干旱沙漠环境的肉质植物,木立芦荟和海藻芦荟的肉质叶的植物研究结果表明,叶内含高浓度的芦荟素,高那特芦荟素,芦荟苦素和芦荟宁等蒽醌类物质,其中,海莱芦荟整叶的蒽醌类物质总含量占其泌出物干重的44．89％。两种芦荟叶内蒽醌类物质的分布有共同的规律,即幼叶的含量高于老叶;叶上部的含量高于中,基部,叶缘则高于叶的中央。但由于木立芦荟和海莱芦荟的个体形态不同,蒽醌类物质的分布在种间还存在各自的特点,根据实验结果推测,蒽醌类物质在芦荟属植物体内的累积和分布与其化学防御机制有关。     

中华芦荟叶的解剖学、组织化学和植物化学研究

用解剖学,组织化学和植物化学方法研究了中华芦荟（Aloe vera L.var.chinensis(Haw.)Berg.)叶的结构,芦荟素的含量及其可能的储藏和合成场所,解剖学研究结果表明,中华芦荟叶的结构由表皮,同化薄壁组织,维管束和储水组织组成,其旱生结构特征比较明显,表皮具厚的角质层,外切向壁次生加厚,气孔下陷,中央储水组织发达,绿色组织没有明显的分化,其中,5个细胞环绕的气孔器和叶基出现的第二轮维管束在芦荟属中首次报道,具有种的特征,中华芦荟叶中所含的蒽醌类次生代谢物主要是芦荟素（barbaloin or aloin),其含量和叶位及同一叶的不同部位有关,植株上剖嫩叶及每一叶的上部含量高于下部老叶和叶的中部,叶基部含量最低,比较被测的解剖学指标和植物化学分析的结果发现,叶中维管束的密度和芦荟素的含量呈明显的正相关,用5％Pb(CH3COOH)2沉淀处理及5％NaOHR颜色反应检测芦荟素的储藏物合成部位,初步结果表明,位于韧皮部端的数个发达大型薄壁细胞是芦荟素的储藏场所,而绿色组织和维管束鞘是可能的合成场所。     

木立芦荟不同叶龄叶的解剖学和组织化学及其植物化学研究

应用植物解剖学、组织化学、荧光显微观察与植物化学技术相结合,研究了木立芦荟不同叶龄叶的解剖结构、叶绿素和类胡萝卜的含量、芦荟素的含量及其合成和贮藏结构的特点。结果表明:芦荟素由同化薄壁组织产生,叶绿体的基质为其合成场所。芦荟素细胞可能是芦荟素早期贮存的场所,随着芦荟素细胞的逐渐萎缩老化,维管束鞘细胞成为贮藏芦荟素的代替场所。同一植株的叶随着叶龄的增长,维管束的密度降低,芦荟素细胞占维管束横切面的百分比减小,同化薄壁组织细胞中的叶绿体逐步衰老、解体,芦荟素含量逐渐降低,但不同叶龄叶中叶绿体色素的含量与芦荟素含量间没有明显的相关性。     

Plasmodesmatal frequency in relation to short-distance transport and phloem loading in leaves of barley (Hordeum vulgare). Phloem is not loaded directly from the symplast

We investigated the phloem loading pathway in barley, by determining plasmodesmatal frequencies at the electron microscope level for both intermediate and small blade bundles of mature barley leaves. Lucifer yellow was injected intercellularly into bundle sheath, vascular parenchyma, and thin-walled sieve tubes. Passage of this symplastically transported dye was monitored with an epifluorescence microscope under blue light. Low plasmodesmatal frequencies endarch to the bundle sheath cells are relatively low for most interfaces terminating at the thin- and thick-walled sieve tubes within this C₃ species. Lack of connections between vascular parenchyma and sieve tubes, and low frequencies (0.5% plasmodesmata per μm cell wall interface) of connections between vascular parenchyma and companion cells, as well as the very low frequency of pore-plasmodesmatal connections between companion cells and sieve tubes in small bundles (0.2% plasmodesmata per μm cell wall interface), suggest that the companion cell-sieve tube complex is symplastically isolated from other vascular parenchyma cells in small bundles. The degree of cellular connectivity and the potential isolation of the companion cell-sieve tube complex was determined electrophysiologically, using an electrometer coupled to microcapillary electrodes. The less negative cell potential (average –52 mV) from mesophyll to the vascular parenchyma cells contrasted sharply with the more negative potential (–122.5 mV) recorded for the companion cell-thin-walled sieve tube complex. Although intercellular injection of lucifer yellow clearly demonstrated rapid (0.75 μm s^-1) longitudinal and radial transport in the bundle sheath-vascular parenchyma complex, as well as from the bundle sheath through transverse veins to adjacent longitudinal veins, we were neither able to detect nor present unequivocal evidence in support of the symplastic connectivity of the sieve tubes to the vascular parenchyma. Injection of the companion cell-sieve tube complex, did not demonstrate backward connectivity to the bundle sheath. We conclude that the low plasmodesmatal frequencies, coupled with a two-domain electropotential zonation configuration, and the negative transport experiments using lucifer yellow, precludes symplastic phloem loading in barley leaves.     

Ultrastructural studies on the process of aloin production and accumulation in Aloe arborescens (Asphodelaceae) leaves

Aloin, a kind of anthraquinone, is a chemical component in Aloe leaves used in medicine. The processes of aloin production, transport and storage were studied with a transmission electron microscope using the lead acetate precipitate method for ultracytochemical localization of aloin in the leaf of Aloe arborescens Mill. Results showed that aloin was produced in the plastids of the assimilating tissue, transported through the plastid membrane to the surrounding endoplasmic reticulum and enveloped in the vesicles by the endoplasmic reticulum elements. The vesicles approached, and later fused with, the plasmalemma, released their contents into the apoplast through exocytosis and finally, reached the vascular bundle sheath by apoplastic translocation. Aloin was transported to the internal tangential wall of the vascular bundle sheath cell through endoplasmic reticulum vesicles, and reached the cytoplasm of the aloin cell by means of plasmodesmata. Finally, aloin was stored in the vacuole of the cell in which it was produced.  © 2006 The Linnean Society of London, Botanical Journal of the Linnean Society , 2006, 150 , 241–247.     

竹子节部“韧皮部结”的发育与超微结构

研究了中国最为重要的经济竹种毛竹（Ｐｈｙｌｌｏｓｔａｃｈｙｓ ｅｄｕｌｉｓ （Ｃａｒｒ．）Ｈ．ｄｅ Ｌｅｈａｉｅ）节部“韧皮部结”的个体发育、构成该结构细胞的形态学特征及其超微结构,探讨了该结构可能的生理功能。“韧皮部结”的发育直接来源于原形成层,发生在维管束分叉处,一般成对出现。“韧皮部结”外形呈纺锤体状,一般由４～６层细胞形成叠生构造。构成“韧皮部结”的细胞可以区分为两类,一类是位于纺锤体中部     

盾叶薯蓣实生苗根状茎的形态发生及薯蓣皂甙积累的研究

对盾叶薯蓣实生苗根状茎的形态发生、发育过程及薯蓣皂甙积累与分布进行了研究。种子萌动后,节部膨大形成球状体,其直径约1．5cm。其胚芽生长锥先后形成4个突起,分别发育形成芽的原分生组织。按其出现的先后分别称为第1芽、第2芽、第3芽和第4芽。第1芽呈剑指形,以后发育为地上缠绕茎,其余3个芽呈丘状突起都分别发育为地下根状茎。有的芽的原分生组织以后还可以形成2个芽的原分生组织,从而使根状茎形成分枝。根状茎顶端的原分生组织由鳞片包被,顶端下方的原表皮内存在初生增厚分生组织。初生增厚分生组织细胞不断向内分裂和其衍生细胞的体积增大,是根状茎能迅速增粗的主要原因。分化完成的根状茎由周皮、基本组织和散生的维管束构成。经组织化学测定,根状茎中薯蓣皂甙主要存在于基本组织的薄壁细胞中,呈液滴状。原分生组织不含薯蓣皂甙,近顶端的基本分生组织细胞内不形成含薯蓣皂甙的液滴。其中,有小型维管束分布的基本组织中薯蓣皂甙的积累与分布最丰富,两年生根状茎中薯蓣皂甙的含量比一年生的高。