贵州北盘江喀斯特地区6种兰科植物结构及其生态适应性

【目的】分析兰科植物营养器官结构对喀斯特生境的适应特性和不同兰科植物响应生境异质的生存策略,为兰科植物研究、保护与发展提供理论支持和参考依据。【方法】该研究以贵州北盘江喀斯特地区6种不同生活型兰科植物的叶、假鳞茎、根为研究对象。应用石蜡切片法,进行结构观察并测量相关指标,通过描述和方差分析、相关性分析和主成分分析。【结果】结果表明：(1)不同兰科植物结构特征间存在显著差异,丘北冬蕙兰、莎叶兰、兔耳兰和单叶石仙桃均为等面叶,叶片较薄;栗鳞贝母兰与梳帽卷瓣兰叶片为异面叶,有栅栏组织和海绵组织的分化,叶片较厚。(2)假鳞茎主要由表皮、基本组织和维管束组成,地生兰基本组织细胞较小,维管束密度大;附生兰基本组织细胞较大,储水结构较发达。(3)地生兰根被和皮层较厚,根被细胞排列紧密,皮层细胞小层数多;附生兰根被与皮层较薄,皮层细胞较大。(4)叶片下表皮厚度与叶片厚度、叶维管束直径、叶肉厚度、叶脉厚度呈极显著(?<0.01)正相关,叶肉厚度与下角质层厚度、茎维管束直径呈显著(?<0.05)负相关;茎直径和表皮厚度、茎维管束数量、茎横截面积呈极显著正相关,茎维管束直径占比与茎直径、表皮厚度、茎维管束数量、茎横截面积均呈极显著负相关;根的各指标间呈极显著正相关,根直径、根被厚度和皮层厚度与根维管束直径占比呈极显著负相关。【结论】兰科植物根部结构具有相对稳定的趋同适应性,叶片和假鳞茎结构间相互促进协调,是兰科植物响应干旱喀斯特环境的重要结构。 关键词 生态适应性;兰科植物;结构特征;喀斯特地区     

田菁营养器官的解剖结构特征

运用石蜡切片法与组织离析法研究田菁营养器官解剖结构特征。结果表明,田菁根部显示典型的次生结构特征,内皮层具凯氏带;根表面有大量根瘤,根瘤菌分布在根部皮层,维管组织相连形成输导组织网。茎部表皮细胞壁出现角质层,皮层含有特化的厚角组织,由大型薄壁细胞构成,维管组织具有含晶韧皮纤维。茎瘤3～4个,大小不等且不连续分布,茎瘤外层为皮层,内层为含菌组织。叶片为异面叶,角质层与表皮层较厚,栅栏组织发达,近叶厚的1/2,海绵组织细胞间隙大,气孔小且多。田菁根、茎的木质部发达,有较多大孔径的导管及丰富的木纤维,叶片栅海比、组织结构紧密度(CTR)较大。田菁的解剖特点显示出其具有的固氮特性以及耐盐、抗旱的生态适应性。     

无距虾脊兰营养器官解剖结构及其生态适应性

采用石蜡切片法对无距虾脊兰（Calanthe tsoongiana T.Tang et F.T.Wang）营养器官解剖结构进行研究。结果显示,无距虾脊兰叶为等面叶,与一般植物相比,表皮毛和气孔器较少,均分布在下表皮,气孔器稍外凸,叶片维管束分化程度不一,木质部厚度远大于韧皮部。假鳞茎由表皮、基本组织和维管束组成,基本组织发达,含有丰富的内含物。维管束散生于基本组织中;根主要由根被、皮层和中柱组成,根被通常可见4层,皮层由8~10层薄壁细胞组成,菌丝体通过破坏根被细胞侵入皮层。除正对木质部脊的中柱鞘细胞外,其余中柱鞘通道细胞全面增厚,维管束类型为辐射维管束,中柱中央为薄壁细胞组成的髓。无距虾脊兰营养器官的解剖特征表现出阴生植物的特点,引种栽培过程中应注意适当遮荫和通风。     

无距虾脊兰营养器官解剖结构及其生态适应性

采用石蜡切片法对无距虾脊兰(Calanthe tsoongiana T.TangetF.T.Wang)营养器官解剖结构进行研究。结果显示,无距虾脊兰叶为等面叶,与一般植物相比,表皮毛和气孔器较少,均分布在下表皮,气孔器稍外凸,叶片维管束分化程度不一,木质部厚度远大于韧皮部。假鳞茎由表皮、基本组织和维管束组成,基本组织发达,含有丰富的内含物。维管束散生于基本组织中;根主要由根被、皮层和中柱组成,根被通常可见4层,皮层由8~10层薄壁细胞组成,菌丝体通过破坏根被细胞侵入皮层。除正对木质部脊的中柱鞘细胞外,其余中柱鞘通道细胞全面增厚,维管束类型为辐射维管束,中柱中央为薄壁细胞组成的髓。无距虾脊兰营养器官的解剖特征表现出阴生植物的特点,引种栽培过程中应注意适当遮荫和通风。     

闽楠营养器官的解剖结构及其生态适应性

采用石蜡切片和光学显微技术对闽楠(Phoebe bournei(Hemsl.)Yang)营养器官的解剖结构及其生态适应性进行了研究。结果显示,闽楠为典型异面叶,叶片中脉发达,维管束呈扇形,导管径向排列,韧皮部外侧有大量韧皮纤维分布。上表皮外侧具角质层,下表皮外侧无角质层,下表皮细胞呈犬牙状向外凸起,有表皮毛和气孔分布,气孔为双环型、外凸;栅栏组织由1层细胞组成,海绵组织由3~4层细胞组成。茎的初生结构中,表皮轻微角质化,厚角细胞5~6层,薄壁细胞5~7层,维管束为外韧型;茎的次生结构中,表皮外部角质层加厚,木栓层细胞3~4层,木栓形成层细胞1层,栓内层细胞2~3层,维管束紧密排列连成环状,次生韧皮部和次生木质部发达,形成层细胞2~3层。根的次生结构中木栓层细胞5~6层,木栓层内侧具1层木栓形成层,栓内层细胞2层。闽楠营养器官的解剖结构特征一方面呈现出阴生植物的特点,另一方面也对阳生和旱生环境具有一定的适应性。     

碱蒿营养器官的扫描电镜观察研究

用扫描电子显微镜对碱蒿（Artemisia anethifolia）营养器官的解剖学特征进行了观察与研究。结果表明：碱蒿属于典型的泌盐盐生植物。叶肉质化,表皮上气孔为无规则型气孔,密集下陷,有较多的盐囊泡和分杈腺毛分布,表皮细胞外壁加厚,外壁的外层角质化,为等面叶,栅栏组织细胞排列疏松,叶中央为发达的储水组织,木质部有多束维管束;茎表皮上有少许气孔,并分布有腺毛和众多盐囊泡,表皮细胞外壁加厚形成角质层,皮层宽度较小,皮层薄壁组织细胞内可见淀粉粒,中柱后生木质部为口径大的导管,原生木质部为口径小的导管,管内充满盐晶体,中间有发达的贮水薄壁细胞;根的表皮细胞排列疏松,外皮层细胞排列紧密而整齐,中部皮层薄壁细胞层数较多,细胞中贮藏有许多淀粉粒,内皮层细胞排列紧密,初生木质部导管发达,内部周围存在大量盐晶体,根的次生木质部有通气组织。这些解剖结构均表现出碱蒿具有适应盐碱、干旱生境的结构特征。     

蒙古黄芪营养器官的解剖结构研究

通过对蒙古黄芪营养器官解剖结构研究表明,根为典型的双子叶植物根的结构,初生结构由表皮、皮层和维管柱组成,初生木质部和初生韧皮部在分化过程中呈外始式,初生木质部四原型,皮层内具凯氏带;茎由表皮、皮层和维管柱组成,维管束为外韧无限维管束;叶为异面叶,由表皮、叶内和叶脉组成,栅栏组织排列紧密且整齐,细胞呈长柱形,海绵组织排列疏松且不整齐,细胞呈海绵状,有大量气隙,叶脉维管束发达,为外韧无限维管束,叶上下表皮均具有气孔.     

波温苏铁（Bowenia spectabilis）营养器官的解剖结构研究

报道了波温苏铁Bowenia spectabilis Hook.ex Hook. f）根、茎、叶的解剖结构.根的初生结构由表皮、皮层和中柱三部分组成,为二原型木质部.茎具大量薄壁组织,薄壁细胞富含淀粉粒,维管束为外韧并生.叶柄中含有5-8束维管束,呈弧形排列.羽片叶角质层厚,有小叶脉产生,气孔主要分布在下表皮.根、茎、叶木质部中的管胞主要是螺纹和孔纹管胞,有少量纤维分化;茎中管胞的侧壁呈现凹凸不平,部分管胞具有分枝或分叉现象.     

珍稀植物青檀叶的解剖结构及其生态适应性特征

采用石蜡切片法、叶表皮离析法对不同居群青檀叶片的解剖结构进行了对比观察和分析,以期探讨中国特有属植物青檀在解剖结构方面对石灰岩地区贫瘠干旱的适应特征及其机理。结果表明,青檀在叶的解剖结构方面对干旱的石灰岩生境有良好的适应性,其中生境条件最差的巢湖银屏山居群青檀的耐旱性最强,具体表现为：叶片厚,表皮细胞小,具有较厚的表皮细胞外壁和角质层;栅栏组织发达,细胞排列紧密;气孔小且密度大,成簇分布等特征。本研究对青檀在石灰岩地区的推广栽培提供了理论基础。     

川西高原4种苹果属植物叶片解剖结构与其抗旱性分析

采用常规石蜡制片法和NaOCl法,对川西高原地区4种苹果属植物叶片的解剖结构特征进行了观察,并选取叶片厚度、上下表皮角质层厚度、上下表皮细胞厚度、栅栏组织厚度等14项抗旱性相关指标进行测定,运用方差分析、主成分分析和隶属函数法对4种苹果属植物的抗旱性进行了分析与综合评价。结果显示:(1)4种苹果属植物叶片上下表皮外均附有角质层,表皮细胞排列紧密,上表皮细胞明显大于下表皮细胞,其中变叶海棠的角质层厚度和表皮细胞厚度均较大;气孔均只分布在下表皮,其中花叶海棠的气孔密度最大,花叶海棠和湖北海棠的气孔长、宽最小;栅栏组织由2~3层排列紧密的栅栏细胞组成,海绵组织细胞排列疏松,细胞间隙大,其中山荆子的栅栏组织厚度、栅海比和叶片结构紧密度最大;主脉均为外韧维管束,其中湖北海棠维管束厚度最大,且皮层中有时出现含晶细胞。(2)所选14项指标中除下表皮角质层厚度外,其余13项指标在4个树种间差异显著,经主成分分析筛选出上表皮角质层厚度、下表皮细胞厚度、栅栏组织厚度等8项指标作为4种苹果属植物抗旱性综合评价的代表性指标。(3)隶属函数法分析结果表明,4种苹果属植物抗旱能力大小顺序为:变叶海棠山荆子花叶海棠湖北海棠。     

濒危植物海南风吹楠营养器官解剖结构特征

该研究采用石蜡切片和光学显微技术,对海南风吹楠营养器官的解剖结构及其对环境的适应性进行了探讨。结果表明:海南风吹楠为典型异面叶,叶片中脉发达,中部分化出髓,上表皮外侧具角质层,内侧具1层内皮层,下表皮外侧无角质层,有气孔器分布,气孔器为双环型,略下陷;栅栏组织3~4层细胞,海绵组织4~6层细胞。茎的初生结构中表皮轻微角质化,维管束为外韧型,8~10个初生维管束围绕髓排列为1轮;茎的次生结构中,表皮外部角质层加厚,维管柱紧密排列连成环状,次生韧皮部和次生木质部发达,形成层细胞3~5层。根的初生结构中表皮细胞外壁加厚,外皮层细胞体积大,形状不规则,内侧具1层形成层,内皮层具凯氏带,初生木质部为多原型,呈辐射状排列。根的次生结构中木栓层细胞5~6层,木栓层内侧具1层木栓形成层,栓内层细胞3层。海南风吹楠营养器官具有一定耐阴和耐旱结构特征,同时与其生活的热带雨林沟谷中高温荫湿的环境相适应。     

喜树各器官解剖学及其喜树碱含量测定的研究

运用植物解剖学方法研究了喜树各器官的结构,对喜树不同器官中喜树碱含量进行了HPLC法测定。结果表明:(1)喜树根尖纵切面的结构由根冠、分生区、伸长区和根毛区4个部分组成。根和茎的初生结构都由表皮、皮层和维管柱3部分组成;在根和茎初生结构的皮层和髓部具有被锇酸染成黑色的嗜锇细胞;在次生生长中,根的木栓形成层起源于中柱鞘,茎的木栓形成层起源于皮层细胞;随着次生维管组织的增加,茎的中央形成髓腔。(2)叶片由表皮、叶肉和叶脉组成,叶肉细胞中分布有嗜锇细胞;光学显微镜和扫描电子显微镜观察显示,喜树叶的上表皮没有气孔器分布;下表皮气孔器的保卫细胞呈肾形,没有副卫细胞,被几个表皮细胞不规则的围绕,属于无规则型;在上下表皮均分布着单细胞非腺毛和2种类型的腺毛,其中下表皮的分布相对稠密;上表皮腺毛呈球形,下表皮腺毛大部分为长卵形,其中间杂着一些球形腺毛;观察发现,越幼嫩的叶中,分布的腺毛和非腺毛越多。(3)喜树不同器官中喜树碱含量以幼叶和种子中较高,木质部中较低,髓中含量最少;随着叶的发育成熟,叶中喜树碱的含量逐渐降低,且同一叶的不同部位,喜树碱含量也有差异;喜树幼苗发育过程中喜树碱含量也在不断变化。     

青藏高原高寒草甸两种优势植物的生长及其CNP化学计量特征对模拟增温的响应

以青藏高原高寒草甸和高寒沼泽中的两种优势物种小嵩草(Kobresia pygmaea)和藏嵩草(Kobresia tibetica)为研究对象,采用开顶式增温室(OTCs)模拟气候变暖,对比分析两种植物叶片形态和解剖结构特征、根活性及地上—地下部分化学计量特征对增温的响应差异。结果表明:增温显著增加了小嵩草叶片的长度和叶片的数量,也显著增加了藏嵩草株高和叶片长度;增温没有明显改变小嵩草和藏嵩草的叶片上表皮厚度、下表皮厚度、下表皮细胞角质层厚度、叶肉细胞长和叶肉细胞宽;增温增加了小嵩草根系活跃吸收面积,对小嵩草和藏嵩草其他根系活性指标没有显著影响;增温降低了小嵩草地上部分N含量,对小嵩草地上部分C、P含量没有影响;增温降低了藏嵩草地上部分C、N含量,对P含量没有影响;增温增加了小嵩草和藏嵩草地上部分C/N比,提高了两种优势植物对氮素的长期利用效率;增温对小嵩草地下部分化学计量学特征没有影响,而降低了藏嵩草地下部分C含量和C/N比。     

Comparative anatomy of Sirhookera (Orchidaceae) growing in Western Ghats of southern India

We compared the anatomical characteristics of vegetative organs, peduncle and mycorrhizal morphology of the two known species of Sirhookera (Epidendroideae, Orchidaceae) to identify anatomical markers for identification and the ecological adaptations of these species. The leaves are hypostomatic bearing tetracytic stomata and the walls of subsidiary cells are smooth in Sirhookera lanceolata and undulate in Sirhookera latifolia. On the adaxial and abaxial surfaces the leaves are covered by a thick cuticle. The hypodermis is dimorphic and present on both sides of the leaf; chlorenchyma is homogenous and the vascular bundles are collateral. The rhizome of Sirhookera possesses a single-layered epidermis, thick cuticle, thin-walled parenchymatous ground tissue containing starch grains and scattered collateral vascular bundles. A thick-walled sclerenchymatous band separates the cortex from the parenchymatous ground tissue comprising of banded cells in the peduncle. Starch grains are present in the ground tissue of the S. latifolia peduncle. The roots consist of the velamen, ∩-thickened exodermis, thin-walled cortex consisting of water-storage cells, O-thickened endodermis and a vascular cylinder with parenchymatous pith. Starch grains are present in the root cortical cells of S. lanceolata but absent in S. latifolia. Fungal pelotons that aids in nutrient acquisition were observed in the root cortical region of both species. The study revealed significant differences between the anatomical characteristics of the two species and that most of the anatomical features of Sirhookera relate to their ecological adaptations.     

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。     

Anatomy of vegetative organs,inflorescence axis and pedicel in the Neoregelia bahiana complex (Bromeliaceae): taxonomic and ecological importance

Delimitation of genera and species in Bromeliaceae is often problematic, for example in the Neoregelia bahiana complex which is distributed throughout the rocky fields of the Espinhaço Range, Brazil. Considering that the anatomical characterisation of different organs is potentially important for taxonomic and ecological interpretation of this complex, we analysed roots, stems (stolon), leaves, inflorescence axes (peduncle) and pedicels in individuals from different populations. In all the studied individuals, the roots are composed of velamen, a heterogeneous cortex, and a polyarch vascular cylinder with sclerenchymatous pith. The stolon features a parenchymatous cortex and collateral vascular bundles randomly distributed in the vascular cylinder. This organ may increase in diameter by the formation of new vascular bundles and a multi‐layered cork. The leaf blade has epidermal cells with U‐shaped thickened walls and peltate scales occur on the adaxial surface. The mesophyll consists of mechanical and water‐storage hypodermis and a heterogeneous chlorenchyma. The inflorescence axis and the pedicel have a parenchymatous cortex and vascular bundles randomly distributed in an aerenchyma. Some variable leaf characters, such as presence of air lacunae in the mesophyll, are related to the size of the individuals and were interpreted as phenotypic variations related mainly to sunlight incidence. In contrast, leaf characters such as lamina shape, distribution of the peltate scales, and number of cell layers forming the water‐storage hypodermis distinguish the populations of the Serra do Cabral and one population of the Diamantina (Minas Gerais) from the remaining studied populations, suggesting the existence of more than one taxon.     

海南龙血树的形态组织学研究

采用植物解剖学、显微切片技术等,分别对海南龙血树含有树脂的茎、不含树脂的茎、幼根和叶片等进行了系统的组织学研究。结果表明：老茎主要由栓化层、皮层、形成层和基本组织4部分组成,树脂主要分布在基本组织内维管束的导管和纤维中。叶片为等面叶,气孔主要分布在下表皮上、具有明显的孔下室,上下表皮内侧分布着大量的纤维束。幼根由根被细胞、皮层和维管柱组成。根、茎、叶的部分薄壁细胞中均含有晶束。海南龙血树营养器官的结构特征与干旱、高温和贫瘠的生态环境相适应。这些结果可为海南龙血树的开发和利用提供基本的解剖学证据。     

芭蕉芋叶片结构特征及其与抗旱性的关系

运用石蜡切片法和指甲油印迹法,对3个芭蕉芋品种的叶片解剖结构——叶片厚度、叶肉厚度、上表皮厚度、下表皮厚度、气孔密度、气孔长度及宽度、长细胞长度及宽度、短细胞长度及宽度等10项相关指标进行测定,分析芭蕉芋抗旱性与叶片结构之间的关系。结果表明:(1)芭蕉芋的表皮结构与抗旱性有一定的关系,表现为抗旱性强的品种气孔密度大,且长、短细胞体积小、排列紧密。(2)芭蕉芋叶片、叶肉、上下表皮厚度与抗旱性关系在不同品种间差异不显著。(3)芭蕉芋叶肉及上、下表皮占叶片横切面的比例与抗旱性存在显著相关关系。(4)芭蕉芋叶片保水能力与叶肉比例呈极显著负相关关系,与上表皮比例呈极显著正相关关系。     

酸枣叶片结构可塑性对自然梯度干旱生境的适应特征

叶片是植物体暴露于环境中面积最大的器官,其最易感知环境变化而发生形态和结构上的改变。为探究植株叶片结构对不同生境的适应机理,研究以生长在烟台-石家庄-宁夏-新疆不同地域气候条件形成的自然梯度干旱环境中的酸枣为试验材料,应用植物显微技术研究酸枣叶片的结构的可塑性对不同自然梯度干旱环境的适应特征。结果表明:酸枣叶表皮着生有表皮毛,表皮细胞外覆有角质层与蜡质。叶肉为全栅型,栅栏组织发达,海绵组织退化,叶肉中有晶体及大量的分泌细胞。从烟台至新疆随生境梯度干旱加剧,酸枣叶片叶面积逐渐变小,叶片厚度依次增加,叶表皮角质层加厚,且上角质层厚度大于下角质层厚度;叶片上下表皮细胞长径及短径先增后降,栅栏组织总厚度和密度依次增大、层数减少,各层栅栏组织细胞的长径逐渐增加。叶脉薄壁细胞相对厚度逐渐减小,导管管径增大,晶体(草酸钙晶体)数增多。在梯度干旱环境中酸枣植株通过减小叶面积、提高栅栏组织密度、增加叶片及角质层厚度降低蒸腾作用,减少水分散失;通过增大导管管径提高水分利用率;通过增加晶体数量提高叶片机械性能,改变细胞的渗透势、提高吸水和保水能力。上述叶片结构的变化是酸枣植株长期对不同自然梯度干旱生境的适应特征。由此可知,叶片形态结构中叶面积、叶片厚度、角质层及叶肉组织(栅栏组织)随环境变化的可塑性较大。     

中国瓜馥木属植物叶片结构的解剖观察

采用叶片表皮离析法、扫描电镜和石蜡制片法,研究了中国分布的番荔枝科瓜馥木属19种植物叶片的形态结构。结果表明:瓜馥木属叶片形态和结构具有较多的相似性,如叶片表皮均具有2-多个细胞的单列丝状毛,表皮细胞内具有一个晶簇,气孔器均为平列型,只分布在叶片的远轴面,远轴面的表皮细胞平周壁形成一个乳突,叶片主脉的维管组织除具有正常的维管组织外,还具有一个小的副维管束等,这些特征有助于区分番荔枝科植物的属间关系,支持瓜馥木属是一个很自然的类群。但叶片表皮毛的形态及分布,表皮细胞的形状、叶肉中栅栏组织和海绵组织的结构、远轴面的乳突大小以及叶主脉维管组织的细微结构则具有种间差异。尤其有助于区分小萼瓜馥木和黑风藤、广西瓜馥木和独山瓜馥木、上思瓜馥木和东方瓜馥木等形态相似、难以区分的植物种类。该研究结果为该属的系统研究和种间正确区分提供了重要资料。