新疆10种沙生植物旱生结构的解剖学研究

新疆１０种沙生植物的形态解剖研究表明,它们为适应沙生环境形态结构发生变化。叶器官的形态呈三种类型：叶片退化成膜质或鳞片状,而由同化枝执行光合功能;叶片上下都具栅栏组织,表皮角质膜厚,表皮毛发达,气孔下陷,输导组织和机械组织都发达;叶片肉质化,叶肉组织不分化,贮水组织发达而输导组织不发达。轴器官中厚壁组织发达,围绕维管组织,维管组织内部也有发达的厚壁组织。根中普遍具有周皮,一些植物存在异常的维管组织,部分植物还具有粘液细胞或结晶。沙生植物形成各种旱生结构,以不同的方式适应沙生环境。     

骆驼蓬属营养器官的旱生结构

对国产骆驼蓬属３种７个地方居群的营养器官内部构造作了对比观察。结果表明：该属植物具有明显的旱生结构,主要特点为：根周皮发达;器官中有同心性异型维管束;茎叶肉质,内有发达的贮水组织,叶栅栏组织发达,呈环栅型、叶片表面积与体积之比较小;茎的皮层、髓部及叶肉组织有大量含晶细胞。     

我国荒漠不同生态类型植物的旱生结构

本文研究了我国荒漠15种不同类型植物的解剖结构。结果表明,超旱生和旱生植物具有典型的旱生结构,尤以超旱生植物明显,例如沙冬青、梭梭。 旱生结构的基本特征是：叶片及角质层厚,具表皮毛、腺毛、瘤状或乳状突起,气孔下陷,栅栏组织及贮水组织发达,构成等面叶及肉质叶,具含晶细胞和粘液细胞;维管束鞘、维管束帽及纤维细胞的存在,增强了植株的坚固性。中生植物叶片及角质层较薄：气孔平置或拱起,栅栏组织及海绵组织同等发育,胞间隙大,为背腹叶,这是典型的中生结构。     

青藏高原不同海拔地7种风毛菊属植物叶片解剖结构的研究

对青藏高原东缘海拔2 100～4 200 m处生长的7种风毛菊属植物共29个居群的叶结构进行了显微观察,分析探讨7种植物叶解剖结构与自然环境的相互关系。结果发现：7种植物均为异面叶,表皮细胞单层,角质层厚;叶肉栅栏组织、海绵组织和叶片的总厚度均随海拔升高而增大,并普遍形成发达的通气组织。表明了7种植物的叶片既具有中生植物又兼有旱生和湿生植物的部分结构特征,这些现象说明了这些特征是这7种植物对高寒地区低氧、低温、强辐射等自然条件长期适应的结果。     

12种短命植物叶解剖结构及其对荒漠环境的适应性

以分布于新疆北部古尔班通古特沙漠南缘的12种短命植物为研究材料,采用常规石蜡切片法,对其叶的解剖结构进行了观察分析,探讨12种短命植物的叶解剖结构对荒漠生态环境的适应性关系。结果显示:(1)12种短命植物中,有8种植物的叶肉栅栏组织发达,表现出等面叶特征;有7种植物侧脉维管束具有花环状结构,表现出C4植物特点。(2)12种植物叶片均具有气孔下室,其中,小花荆芥等7种植物叶片具有发达的气孔下室。(3)12种植物叶肉及叶脉中常有晶体存在,晶体数量及大小在不同植物中有差异。研究认为,12种短命植物从总体上呈现出旱生结构特征,从个体角度看这些特征是不同类群的植物以不同方式适应沙漠干旱环境的结果,但不足以改变该类植物的中生性质。     

两种盐生植物解剖结构的生态适应性

结合对研究区域土壤水分和盐分的分析,对3种不同生境下梭梭和多枝柽柳两种荒漠盐生植物光合器官解剖结构的研究表明:梭梭(Haloxylon ammodendron)依靠当年生绿色同化枝进行光合作用,且同化枝具有发达的贮水组织,是典型的超旱生稀盐盐生植物;同化枝的栅栏组织富含叶绿体,是C_4高光效植物,提高了植物的光合作用效率,进一步增强了梭梭对荒漠干旱、盐渍化环境的适应能力.多枝柽柳(Tamarix ramosissima)同化枝及叶的表皮上均具下陷的气孔和泌盐腺,是旱生泌盐盐生植物;叶为全栅型,且同化枝具有发达的维管柱,占同化枝直径的60%以上,此外,其同化枝及叶的表皮细胞外凸形成乳状突,是一种环境胁迫指示结构.这些特征均能说明梭梭和多枝柽柳具有很好的抗旱、耐盐碱能力,且作为荒漠环境的优势树种,它们对荒漠生态系统的恢复和重建有积极意义.     

同质园环境和遗传分化影响锦鸡儿属植物根际土壤固氮菌多样性和群落结构

环境和遗传分化共同影响植物的功能性状,进而能够通过根系分泌物影响根际微生物。本研究利用同质园试验,通过高通量测序技术,基于固氮酶基因nifH的同源性,分析同质园栽培的不同种源小叶锦鸡儿(Caraganamicrophylla)、中间锦鸡儿(C. liouana)和荒漠锦鸡儿(C.roborovskyi)根际土壤固氮菌多样性,并探究其与种源地气候及同质园土壤属性的关系。结果表明, 3种锦鸡儿植物根际土壤固氮菌隶属6门9纲18目21科33属72种,其中变形菌门、疣微菌门和蓝细菌门为优势门,优势属为中慢生根瘤菌属(Mesorhizobium)、固氮氢自养单胞菌属(Azohydromonas)和慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium)。3种锦鸡儿根际土壤固氮菌α多样性种间差异不显著,但中间锦鸡儿和荒漠锦鸡儿根际土壤固氮菌的α多样性存在显著的种内差异(P<0.05),小叶锦鸡儿和荒漠锦鸡儿根际土壤固氮菌群落结构存在显著的种内差异(P<0.05)。冗余分析表明同质园土壤p H和种源地年均温分别是影响3种锦鸡儿根际土壤固氮菌多样性和群落结构变化的主要因子,说明3种锦鸡儿属植物根际土壤...     

三种锦鸡儿属植物水力结构特征及其干旱适应策略

水分胁迫是干旱半干旱区限制植物生长的主要因素。以干旱半干旱区的3种锦鸡儿属植物为研究对象,从生态适应策略角度来分析3种锦鸡儿植物产生生态分离的原因。对三种锦鸡儿属植物茎干叶片的显微结构、生理功能(导水率、光合速率以及水分利用效率)进行测定,并统计了3种锦鸡儿植株的形态特征,如一、二级枝的直径、长度、末端叶面积。结果表明:三种锦鸡儿属植物都能形成较小的导管直径来适应旱生环境,但是在导水结构上又表现出一定的差异性。中间锦鸡儿的导管直径最小,次脉密度和最大净光合速率最大;柠条锦鸡儿的导管直径、叶片厚度和比叶重(LMA)最大。小叶锦鸡儿在导水率下降50%时的水势(P_(50))最大,水分胁迫时极易发生栓塞,但正是由于导管的栓塞降低了水分运输效率,使其在旱生环境中能够通过减少水分的供应来降低水分的丧失,从而保证自身生长的水分需求;而中间锦鸡儿则主要通过减小导管直径来适应旱生环境;柠条锦鸡儿的水分利用效率最高,抗栓塞能力最强,抗旱性最好,同时柠条锦鸡儿可以通过减少蒸腾面积来减少水分的丧失。植物的导管直径大小、叶片厚度、LMA、叶脉密度对植物导水速率、光合速率等生理功能都有一定的影响。     

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。     

贺兰山不同生境旱生灌木的解剖学研究

贺兰山荒漠地带三种不同基质生境的２０种旱生灌木的营养器官的比较解剖学研究表明：其共同特点是叶片的表面积／体积的比值小,叶表具厚的角质层、表皮毛,气孔下陷、并具孔下室,叶向中栅栏组织发达;轴器官中木栓层细胞层数多,皮层较厚,机械组织发达,木薄壁组织及髓部细胞的细胞壁术化加厚,根内都具周皮、木质部的导管分子大小不一、频率较高。此外,根、茎、叶中普遍存在粘液细胞和草酸钙结晶,部分植物的根和茎内有异常维管组织。这些结构特征都与早生环境相关,而不同基质生境中生长的植物尚存在一定差异。     

薇甘菊叶和茎的光合特性

薇甘菊(Mikania micranth)是世界性的入侵有害植物,对其入侵特性的理解将有助于我们更进一步揭示入侵机理和开展植物入侵的防治工作。叶片的光合作用是入侵植物薇甘菊入侵特性的研究内容之一,但到目前为止,仍没有开展对薇甘菊非同化器官茎的同化特性的研究。该文采取对比的研究方法,使用LICOR-6400气体交换系统和荧光系统对其幼嫩的绿色茎和成熟叶片的气体交换和叶绿素荧光特性进行测定,并对测定结果进行了对比分析,同时应用激光共聚焦显微镜对薇甘菊茎中叶绿体分布进行观察。使用叶绿素荧光系统测量瞬时叶绿素荧光特性表明,茎和叶的电子传输速率(Electron transport rate, ETR)和光系统Ⅱ实际光化学量子产量(Φ_PSⅡ)存在较好的正比例关系,相关系数达到0.97,说明茎中存在和叶中类似的光合结构。但在应用LICOR-6400气体交换系统测量稳定状态下的CO₂的气体交换速率时,观察到叶的气体交换速率稳定性较好,而茎的气体交换速率出现较大的波动,这可能是由于茎的气孔因素引起。综合来看,在相同面积和饱合光强下(光通量密度(Photosynthetic photo flux density, PPFD)=2 000 μmol·m ^-2·s^-1),叶的ETR为42.44 μmol·m ^-2·s^-1,茎的ETR为30.32 μmol·m ^-2·s^-1。在相同面积和低光强(PPFD=10 μmol·m ^-2·s^-1)下,叶的Φ_PSⅡ为0.69;茎的Φ_PSⅡ为0.57。在单位SPAD下,茎中ETR是每单位SPAD 4.24 μmol·m ^-2·s^-1,是叶的2.3倍,实际光化学量子产量是每单位SPAD 0.08,是叶的3倍。在比较茎和叶ETR中观察到茎比叶有更强的强光适应能力。激光共聚焦图像观察到薇甘菊茎的叶绿体主要分布在两个区域:皮层区和维管束周围。对照以往关于茎中叶绿体功能的研究表明,可能分布在两个区域中的叶绿体功能上存在差别。如上,薇甘菊茎中存在一定的光合作用能力,且在叶绿体的光能利用瞬时效率上茎明显强于叶,但在茎中这些光合作用的具体作用仍不清楚。     

放牧对内蒙古锡林河流域草地群落植物茎叶生物量资源分配的影响

以内蒙古锡林河流域沿水分梯度分布的灰脉苔草(Carex appendiculata)、贝加尔针茅(Stipa baicalensis)、羊草(Leymus chinensis)、大针茅(Stipa grandis)、小叶锦鸡儿(Caragana microphylla)和冷蒿(Artemisia frigida) 6个草地群落为对象, 研究了围封禁牧与放牧样地中144个共有植物种的高度、丛幅面积、茎、叶和株(丛)生物量、茎叶比等性状。结果表明: 1)在个体水平上, 放牧样地中植物的生殖枝高度、营养枝高度、丛幅面积、单株(丛)生物量、茎、叶生物量和茎叶比均显著低于围封禁牧样地, 植物在放牧干扰下表现出明显的小型化现象; 2)在群落水平上, 放牧亦显著降低了群落总生物量和茎、叶生物量; 3)过度放牧显著改变了物种的资源分配策略, 使生物量向叶的分配比例增加, 向茎的分配比例减少。资源优先向同化器官分配可能是植物对长期放牧干扰的一种重要适应对策; 4)轻度放牧对物种的资源分配没有显著影响, 单株(丛)生物量和群落茎、叶及总生物量均表现出增加趋势, 这与过度放牧的影响正好相反。过度放牧引起的植物个体小型化改变了生态系统中物种的资源分配策略, 进而对生态系统功能产生重要的影响。     

七子花的解剖学研究

研究了七子花根、茎、叶和芽的解剖学结构,并与忍冬科荚蒾属的珊瑚树进行比较。结果表明,两种植物具有一些共同特点:茎中髓部发达;异面叶,栅栏组织细胞都有两层,气孔大多集中于下表皮,叶表面有腺毛。两者也存在一些明显差异:七子花根毛明显少于珊瑚树,甚至未见;幼茎形状、茎中维管柱形状也明显不同;七子花栅栏组织细胞排列较珊瑚树整齐。     

蚜虫寄主植物与取食部位的多样性

在中国科学院动物研究所已有标本采集记录和国内外文献资料的基础上,分别从蚜虫类Aphidina科级和属级阶元系统研究世界范围内蚜虫寄主植物与取食部位的多样性.蚜虫的寄主植物种类繁多,涉及267科2120属,尤其以菊科、禾本科、豆科、伞形科、唇形科、蔷薇科、茜草科、兰科、壳斗科、杨柳科、胡桃科等植物为主.13科蚜虫的寄主植物差别很大:在科级水平,球蚜科Adelgidae、纩蚜科Mindaridae和平翅绵蚜科Phloeomyzidae的寄主植物类群比较单一,蚜科Aphididae和瘿绵蚜科Pemphigidae的寄主植物范围最为广泛;在属级水平,各属蚜虫间寄主植物也有明显差异,有143属蚜虫的寄主植物多于2科,其中蚜科的属占多数,蚜属Aphis、瘤蚜属Myzus、长管蚜属Macrosiphum、粗额蚜属Aulacorthum和声蚜属Toxoptera的寄主植物最多,各超过100科290属.在不同的寄主植物上寄生着不同种类的蚜虫,其中16科47属寄主植物上寄生的蚜虫多于14属.蚜虫在寄主植物上的取食部位丰富多样,可分为7类,分别为叶片、嫩梢、嫩枝、茎、花、根部、果实等.以叶片、茎、嫩枝和嫩梢为蚜虫主要取食部位.平翅绵蚜科主要取食嫩枝、茎和根部,短痣蚜科Anoeciidae主要取食叶片、嫩梢和根部,球蚜科、群蚜科Thelaxidae和毛管蚜科Greenideidae取食叶片、嫩梢、嫩枝和茎等部位,纩蚜科取食叶片、嫩梢、茎和花等部位,大蚜科Lachnidae和斑蚜科Drepanosiphidae除取食叶片、嫩梢、嫩枝、茎等部位外,前者还在根部取食,后者还寄生在果实上,根瘤蚜科Phylloxeridae在除花以外的其它6个部位取食,蚜科、瘿绵蚜科和毛蚜科Chaitophoridae的取食部位最为多样,它们在上述7个部位均可取食.还初步讨论了在不同寄主植物上蚜虫物种的分化,以及蚜虫与寄主植物之间的对应关系.     

五叶木通营养器官解剖结构与三萜皂苷的积累关系

采用显微制片技术、组织化学定位和三萜皂苷定量分析方法,对五叶木通的营养器官分别进行了三萜皂苷的组织化学定位、含量和解剖结构特征研究。结果表明：三萜皂苷在五叶木通不同营养器官中的含量不同,含量测定与组织化学定位推测的结果吻合,叶＞根＞茎;三萜皂苷在同一营养器官的不同发育时期含量不同,总的规律是：老叶＞幼茎＞幼根＞幼叶﹥老根﹥老茎。三萜皂苷在不同器官中具有明确的积累位置：根中主要是次生韧皮部和周皮;皮层和次生韧皮部是茎中三萜皂苷积累部位;叶内则以栅栏组织为主。五叶木通根中初生木质部二原型,次生木质部内导管多为单管孔,少数为管孔链,纤维含量丰富。茎中韧皮纤维丰富,在幼茎中纤维成束状罩在初生韧皮部的外方,在次生韧皮部中纤维呈带状环绕在外方。叶为异面叶。     

4种鼠尾草属植物根、茎、叶中脂溶性成分的分布差异性

为了说明4种鼠尾草属植物脂溶性成分在根、茎、叶中的分布情况,本文采用了组织化学定位和HPLC图谱分析相结合的方法,对4种鼠尾草属植物不同部位的脂溶性成分进行了分析.结果表明:4种鼠尾草属植物的根、茎、叶中脂溶性成分的分布有差异,根中脂溶性成分分布于周皮,茎、叶中脂溶性成分分布于表皮.丹参和白花丹参根中的脂溶性成分主要是丹参酮ⅡA、丹参酮Ⅰ和二氢丹参酮Ⅰ,鼠尾草和药用鼠尾草根中仅含丹参酮ⅡA,不含丹参酮Ⅰ和二氢丹参酮Ⅰ.茎、叶中的脂溶性成分不是丹参酮ⅡA、丹参酮Ⅰ和二氢丹参酮Ⅰ.脂溶性成分的种类和含量随品种和引种地的不同而产生差异.这一结果明确了脂溶性成分在4种鼠尾草属植物不同部位的确切分布,为准确用药提供了依据.     

葡萄属营养器官的比较解剖学及其系统学意义

本文对国产葡萄属24个种、6个变种和4个美洲种进行了比较解剖学研究。比较观察了茎、节、 叶柄、叶片的维管系统、厚角组织、厚壁组织、毛状体、后含物、叶表皮角质等解剖学特征。并讨论了它们在系统学上的意义。     

内蒙古高原西部荒漠区四种锦鸡儿属植物水力结构变化的比较研究

本文采用改良的冲洗法,比较了内蒙古高原西部荒漠区锦鸡儿属(Caragana) 4 种优势植物—柠条锦鸡儿（C. korshinsk）、狭叶锦鸡儿（C. stenophylla）、垫状锦鸡儿（C. tibetica）和荒漠锦鸡儿（C. roborovoskyi）的水力结构日变化和季节变化,目的是了解4种锦鸡儿属植物对荒漠区环境的适应性及其差异。研究发现：4种锦鸡儿属植物的比导率、叶比导率均为早晚高、中午低的单谷日变化曲线;三个季节相比较,夏季的比导率、叶比导率最大;胡伯尔值春季>夏季>秋季。三个季节比导水率日平均值、夏季和秋季的叶比导率、三个季节的胡伯尔值都表现为：柠条锦鸡儿>荒漠锦鸡儿>狭叶锦鸡儿>垫状锦鸡儿;三个季节比导水率日变幅和春季叶比导率表现为：柠条锦鸡儿>荒漠锦鸡儿>垫状锦鸡儿>狭叶锦鸡儿。4个种比导水率日平均值的季节变幅相似。这些结果表明：（1）荒漠区锦鸡儿属植物的水力结构限制了水分运输,使其避免了中午的高蒸腾。（2）荒漠区锦鸡儿属植物通过较高的水分运输效率及较好的叶供水效率适应夏季的高温和强辐射,维持水分平衡;锦鸡儿属植物胡伯尔值的季节变化保证了其在春、夏季快速生长期有较好的水分供应。（3）较高的比导率、叶比导率和胡伯尔值导致了柠条锦鸡儿良好的水分供应和高蒸腾速率,进而导致了柠条锦鸡儿较快的生长速度,这说明柠条锦鸡儿对荒漠环境的适应性好于其它三个种;柠条锦鸡儿的输水效率高,但易发生严重的空穴和栓塞。     

五种紫萼藓科植物茎及叶的解剖学观察

对紫萼藓科紫萼藓属中的5种植物,运用石蜡切片法和扫描电镜法,对其茎的结构及叶表皮角质层皱褶、孔及纹饰等特征进行观察分析,结果表明：长枝紫萼藓（Grimmia elongata Kaulf.）茎呈多棱形,片状附属物沿叶腹面表皮连成带状,而叶背面角质层纹饰呈辐射状的裂片;圆蒴紫萼藓（Grimmia a pocarpa Hedw.）茎、叶细胞中内含物非常浓厚,细胞不透明,中助的角质层纹饰呈纵向的线状;高山紫萼藓（Grimmia alpicola Sw.ex Hedw.）中肋宽厚,孔呈梯形排列,叶背面角质层皱褶呈“菊花状”纹饰,叶腹面孔口处有“眼皮状”鳞片覆盖;卵叶紫萼藓（Grimmia o-valis(Hedw.)Lindb.）茎无明显的中轴部;中肋“导水细胞”发达,叶表面密布粗疣和网状排列的大孔,且孔深陷;毛尖紫萼藓（Grimmia pilifera P.Beauv.）茎的外皮部和内皮部之间有一层“鞘状”物质,叶背面孔的形状呈挤压状。