水杉(杉科)的叶表皮结构

研究了采自北京,上海和聊城（山东省）的水杉叶片,叶上下表皮细胞特征一级;从叶顶部到基部,表皮细胞壁有“直-弯曲-直”的趋势,但具有直或稍微弯曲的表皮细胞壁的区域只占整个表皮面积的很小部分,气孔的数量和分布在叶的上下表面明显不同;在某些叶片,上下表面均有气孔分布,但上表面只有1-100个气孔分布在叶片顶部或极少数分布在基部,气孔分布区只占整个上表皮面积的一小部分,有些叶片上表皮无气孔分布,在所有获得的表皮中,下表皮气孔数量睡分布变化不大,中脉两侧从顶部到基部各分布3-8列气孔,没有发现叶片上表面气孔有无或分布差异与北京,上海和聊城三个采集点之间以及与叶片在同一植株不同位置的相关性,杉科的许多属种在叶片的形态和排列上相似。化石标本又多为枝叶形式,有时难以区分,水杉叶表皮结构的研究为杉科化石植物的分类,提供了表皮特征的参照标准。同时气孔参数的获得为研究大气二氧化碳浓度的变化提供了相关数据。     

一份水稻叶片反卷突变体的遗传分析及电镜显微观察

叶片是植物进行光合作用的重要器官。叶片适度卷曲能够提高水稻(Oryza sativa)生长中后期群体基部的光能利用率, 因而有利于水稻产量的提高。该研究首先在水稻T-DNA插入突变体库中发现一份叶片反卷的突变体。遗传分析表明, 该性状受到1对隐性核基因控制。扫描电镜观察结果显示, 突变体成熟叶片上下表皮的气孔发生了畸变; 且叶片上表皮气孔数目增多, 而下表皮气孔数目与野生型基本相同。叶片横切面电镜观察结果表明, 与野生型相比, 突变体叶片的泡状细胞数目和面积在早期(二叶期)就开始增加, 在成熟期更加明显, 这可能是导致叶片反卷的主要原因。     

菠萝蜜白化突变体叶片表皮形态研究

为探究木本植物白化突变体叶片表皮形态的变化,在扫描电镜下观测了菠萝蜜（Artocarpus heterophyllus）白化突变体（AAS）和正常（CK）幼苗叶片的表皮细胞和气孔器,对MAP65家族蛋白构建了进化树,并分析了MAP65基因的表达模式。结果表明,AAS表皮细胞和气孔器的大小、形态均发生较大变化。与CK相比,AAS表皮细胞的周长、面积较小,密度较大,凸出数量和长度均减少,气孔器较小且大小不一。下表皮小细胞和异常气孔器的数量在AAS中大幅增加。MAP65家族成员大部分基因在AAS中下调表达。因此,推测菠萝蜜白化突变体的发生可能与MAP65基因表达有关。     

鸢尾属（Iris）植物叶片表皮微形态特征的研究

对12种鸢尾叶片的表皮特征进行了观察和研究,结果表明野鸢尾、单花鸢尾、北陵鸢尾3种鸢尾各自的上下表皮细胞的形状及气孔密度等有明显区别,而其余9种鸢尾叶片各自上下表皮形态均无明显差异。12种鸢尾的气孔类型均属于横列型,且气孔均是随机分布,气孔保卫细胞的长轴与叶脉平行,叶脉处无气孔分布。不同种鸢尾之间叶片表皮特征具有显著差异,可为鸢尾属植物的分类提供依据。     

8种绿化树种光合特性及叶片解剖结构比较

城市绿化不仅包含了园林绿化的美化作用,还具有重要的生态功能,其生态功能是通过植物的生理活动实现的。光合能力在种间和基因型间的变化很大,这些差异通常与代谢和(或)叶片的解剖结构的性质有关。本研究选择8种哈尔滨常见树种,采用Li-6400便携式光合测定系统对叶净光合速率(P_n)、呼吸速率(R_d)、蒸腾速率(T_r)、气孔导度(G_s)、胞间CO_2浓度(C_i)等进行测定,并利用显微镜观察测定叶片厚度、表皮厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度,从而探讨叶片结构对光合生理的影响。结果表明:8个树种间叶片最大光合速率、气孔导度、胞间CO_2浓度、蒸腾速率、光饱和点差异显著(P <0.05);表皮厚度、栅栏组织厚度、上表皮气孔密度和下表皮气孔密度差异显著(P <0.05)。虽然8个树种间光合能力和叶片解剖结构的差异较大,但分析发现其间也存在一定的相关性。其中,光饱和点与叶表皮厚度显著正相关(P <0.01),相关系数为0.78。胞间CO_2浓度与上表皮气孔密度显著负相关(P <0.05),相关系数为-0.65。而最大光合速率、呼吸速率、蒸腾速率和光补偿点与表皮厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度、上表皮气孔密度和下表皮气孔密度相关均不显著(P> 0.05)。胞间CO_2浓度与表皮厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度和下表皮气孔密度相关均不显著(P> 0.05)。光饱和点与栅栏组织厚度、海绵组织厚度、上表皮气孔密度和下表皮气孔密度相关均不显著(P> 0.05)。虽然对叶片结构对生理过程的影响的机理还需要进一步研究,但是我们认为叶片解剖结构的研究可以更好地理解生理指标的变化。     

加拿大一枝黄花不同居群叶表皮和茎结构特征及其与环境因子的CCA分析

对采自华东地区45个居群并移栽于同一生境条件下的加拿大一枝黄花(Solidago canadensis L.)叶表皮和茎横切面结构特征进行了比较观察,并对叶表皮和茎结构特征与环境因子、居群分布与环境因子的相关性进行了CCA分析.结果表明,加拿大一枝黄花叶片上、下表皮毛均为单列多细胞型非腺毛,下表皮毛密度高于上表皮;上表皮细胞为多边形且垂周壁平直或波状,下表皮细胞为不规则形或多边形且垂周壁较平直或呈波状、浅波状;叶片上表皮几无气孔分布,下表皮均有气孔分布,气孔器为无规则型,气孔多近圆形;不同居群间表皮毛密度、气孔密度、气孔长度和宽度有显著差异,在较干燥环境下的居群表皮毛密度较大、气孔较小,在较湿润生境下的居群表皮毛较少、气孔较大.茎横切面均由表皮、皮层和中柱组成;各居群表皮和皮层结构没有明显差异,维管束数目差异明显(8.05～13.39 mm-1);髓部面积百分比也有明显差异(25.7%～49.5%).叶表皮和茎结构特征的可塑性指数存在居群间差异,其中气孔密度的平均可塑性指数最大(0.38),髓部面积百分比的平均可塑性指数最小(0.13).CCA分析结果表明,茎和叶表皮结构特征与土壤湿润度和纬度的关系较大,气孔密度、长度和宽度与土壤湿润度呈正相关,维管束数目、表皮毛密度及髓部面积百分比与土壤湿润度和纬度呈负相关;各居群的分布与分布地的土壤湿润度和纬度的相关性较大.结果显示, 加拿大一枝黄花居群间的形态特征适应性分化利于其入侵不同的生境,而采用无性繁殖方式可保持其个体形态特征上的变异,从而增加其入侵的成功率.     

遮荫对南美蟛蜞菊、蟛蜞菊及其自然杂交种叶片显微结构及叶绿体超微结构的影响

利用JSM-6360LV型扫描电镜和JEM-1010型透射电镜,观察了南美蟛蜞菊、蟛蜞菊及其自然杂交种新近成熟和老熟叶片的解剖结构及叶绿体超微结构。结果表明:遮荫后该杂交种与其亲本新近成熟叶片均表现为上下表皮气孔密度、叶片总厚度及上下表皮厚度、栅栏组织、海绵组织厚度减小,叶绿体肿胀变形,基粒片层垛叠程度增加,淀粉粒增多变大;遮荫后杂交种老熟叶片总厚度及上表皮、栅栏组织、海绵组织厚度增加,入侵种的下表皮厚度及本地种的上表皮厚度增加,叶绿体超微结构在遮荫后均出现严重损伤,基粒片层类囊体结构边缘溶解等。说明三种蟛蜞菊属物种及各物种不同叶龄叶片对弱光条件的响应存在差异;杂交种叶片显微及超微结构在不同光照下的变化介于亲本之间,对遮荫环境能较好适应。     

15个杜鹃花品种叶片解剖结构与植株耐热性的关系

以15个杜鹃花品种为试材,利用扫描电镜观察叶片17项解剖结构,应用变异系数、相关分析和聚类分析对叶片解剖结构进行筛选,采用隶属函数对各品种的耐热性进行综合评价,探讨杜鹃花叶片解剖结构与植株耐热性的关系,为杜鹃花耐热品种选育、引种栽培及栽培区划分提供细胞学理论依据.结果表明: 杜鹃花叶片为典型的异面叶,表皮细胞垂周壁略呈波浪状,气孔为无规则形,仅分布于下表皮,品种之间有16项解剖结构指标差异达到极显著水平,仅下表皮厚度为显著水平;叶片角质层厚度、气孔密度、气孔宽度、栅栏组织厚度和组织结构疏松度是影响耐热性的主要叶片解剖结构性状,而叶片厚度、气孔长度、孔径、气孔开度、海绵组织厚度、栅海比、上下表皮细胞长度和厚度、组织结构疏松度、中脉厚度与植株耐热性的关系不大.15个品种杜鹃花耐热性存在一定差异,其强弱顺序为:松江大桃红>状元红>绿色光辉>粉珍珠>外国红>蓝茵>笔止>大和之春>国旗红>玉玲珑>红珊瑚>宁波红>套瓣朱砂>爱丁堡>琉球红.15个品种杜鹃花抗热性可划分为4类:松江大桃红、状元红和绿色光辉为抗热类型;粉珍珠、外国红、蓝茵、笔止、大和之春、国旗红和玉玲珑为中度抗热类型;红珊瑚、宁波红、套瓣朱砂和爱丁堡为低抗热类型;琉球红为不抗热类型.杜鹃花耐热性的准确评价需参考形态结构、生理生化、遗传等因素,以及杜鹃花高温受害及受害后恢复状况.     

水稻剑叶突变体的表型及T-DNA旁邻基因分析

从已构建的水稻（Oryza sativa L.）T-DNA插入突变体中鉴定获得一株穗部额外发育出叶片的突变体,并根据该叶片的形态学位置将其命名为剑叶突变体（J4）。研究表明这种额外发育的叶片呈现明显的缺陷,主要表现为叶片短小、表皮细胞变小、叶片中维管束数目减少等。进一步通过TAIL-PCR和inverse-PCR的方法克隆该突变体中T-DNA插入位置的旁邻序列,从而准确地将T-DNA定位到2号染色体上。基因表达分析显示,T-DNA插入位置附近的AK100376基因在J4突变体以及表型类似突变体neck leaf 1中的表达均被明显下调,可初步将其确定为与剑叶突变体表型相关的候选基因。     

不同地区青檀叶片的解剖及表皮特征的比较研究

采用石蜡切片技术和叶表皮离析法,对我国8个省共15个居群的青檀(Pteroceltis tatarinowii Maxim.)叶片特征进行了比较和分析.研究发现:各居群的栅栏组织细胞层数多数为2层,显示出一定的稳定性,但不同居群的叶片横切面解剖特征存在显著性差异.叶片上表皮细胞有多边形和不规则形两种类型,而下表皮细胞均为不规则形.上表皮细胞垂周壁为平直形、圆形、浅波形或深波形,差异较明显,下表皮细胞垂周壁则仅有深波形和浅波形两种.叶表皮毛的分布位置在各居群间不同,而表皮毛的类型在居群间稳定,且在多数居群中表皮毛与周围细胞形成花环结构.各居群的气孔器类型均为不规则型且均仅在下表皮随机分布,但气孔器的密度、大小等特征在不同居群间存在显著性差异.生境地的气候因子对青檀叶的特征产生一定的影响.结果表明:青檀叶的解剖特征在不同居群间差异性较大,青檀叶表皮的气孔密度等特征在居群间有一定差异,而气孔器类型和表皮细胞形状等特征较稳定,有一定的分类学价值.     

Preformation and neoformation in shoots of Nothofagus antarctica (G. Forster) Oerst. (Nothofagaceae) shrubs from northern Patagonia

The size (length and diameter) and number of leaf primordia of winter buds of Nothofagus antarctica (G. Forster) Oerst. shrubs were compared with the size and number of leaves of shoots derived from buds in equivalent positions. Buds developed in two successive years were compared in terms of size and number of leaf primordia. Bud size and the number of leaf primordia per bud were greater for distal than for proximally positioned buds. Shoots that developed in the five positions closest to the distal end of their parent shoots had significantly more leaves than more proximally positioned shoots of the same parent shoots. The positive relationship between the size of a shoot and that of its parent shoot was stronger for proximal than for distal positions on the parent shoots. For each bud position on the parent shoots there were differences in the number of leaf primordia per bud between consecutive years. The correlations between the number of leaf primordia per bud and bud size, bud position and parent shoot size varied between years. Only shoots produced close to the distal end of a parent shoot developed neoformed leaves; more proximal sibling shoots consisted entirely of preformed leaves. Leaf neoformation, a process usually linked with high shoot vigour in woody plants, seems to be widespread among the relatively small shoots developed in N. antarctica shrubs, which may relate to the species' opportunistic response to disturbance.     

构树雌雄株叶片解剖结构特征的比较研究

为了研究雌雄异株植物构树（Broussonetia papyrifera（L.） Vent.）的性别差异,以其叶片为材料,采用石蜡切片法,对其主要解剖结构特征进行观察和比较。结果显示：（1）构树雌、雄株叶片解剖结构组成一致,均由表皮、叶肉组织和叶脉3部分组成。其上、下表皮均由一层细胞构成,具有较厚的角质层及丰富的表皮毛,叶肉中栅栏组织高度发达,此外,维管系统在叶中所占比例很大;（2）构树雌、雄株叶片细胞大小及厚度在各类型组织间存在一定差异,雄株叶片上表皮厚度、栅栏组织厚度、主脉维管束木质部厚度及维管束厚度均显著大于雌株叶片,且在栅海比、组织结构紧密度、组织结构疏松度和主脉维管束木质部面积占维管束的比例等方面也与雌株有极显著差异。研究结果表明构树叶片的解剖结构不仅具有旱生植物叶片的典型特征,而且还表现出明显的性别差异,这可能与构树雌、雄株的生殖分配有关。     

一份条斑和颖花异常水稻双突变体的形态特征和细胞学观察

在水稻遗传转化过程中发现一个不含外源基因的条斑和颖花异常的双突变体。该突变体的茎、叶、穗出现条斑。在分蘖盛期,一些叶片开始分岔或卷曲;花器官数目增多,表现为多内外稃,叶片状浆片,或浆片增大,雌雄蕊增多,颖花开裂。透射电镜对叶片白色组织细胞超微结构观察,发现细胞壁内陷,质体结构异常,不能发育出正常叶绿体所具有的片层和类囊体。叶绿素总含量和净光合速率明显低于野生型。突变体绿色组织部分中的细胞生长正常,但细胞较大。利用扫描电镜对花器官形态发生过程进行观察,雄蕊原基发育严重不同步,原基大小也不一样;心皮原基较小。     

黄瓜矮生突变体C1056的茎解剖结构及其生理特性分析

该研究以黄瓜矮生突变体C1056和野生型CCMC为材料,对其主要生理特性、叶绿体超微结构以及茎显微结构进行了观察、测定和比较分析,以探讨黄瓜株高调控机理并挖掘新的矮化种质,为黄瓜的矮化育种提供依据。结果显示:(1)突变体C1056的株高较野生型极显著变矮,且叶色加深、叶脉加粗、叶尖内卷、叶片皱缩,但茎粗、节间数与野生型无显著差异,而节间长度极显著低于野生型。(2)茎横切显微结构显示,突变体的维管束数量与野生型无显著差异,但导管直径缩小;纵切结果显示,突变体茎节间细胞长度变短,细胞变小,细胞数目略有补偿。(3)与野生型相比,突变体的叶绿素和类胡萝卜素含量均有不同程度的下降,叶绿素/类胡萝卜素和叶绿素a/b的比值明显增高。(4)突变体叶绿素荧光各参数与野生型相比无明显变化;突变体的净光合速率较野生型降低8%,气孔导度、蒸腾速率较野生型分别提高15%和10%,但差异均不显著,而胞间CO2浓度显著高于野生型。(5)透射电镜观察结果发现,与野生型相比,突变体的叶肉细胞比较小,叶绿体所占细胞面积明增大,且叶绿体形状为半圆形和纺锤形,部分非正常结构的叶绿体的大部分基质、基粒片层未完全分化且不清晰,垛叠不整齐。研究表明,黄瓜矮生突变体C1056的矮化主要因其节间长度缩短以及细胞变小所致,且突变体的叶绿体结构受到一定程度的影响,但并未明显影响其光合能力。     

不同遗传背景下杂交籼稻功能叶与产量构成因素的相关性

为明确水稻功能叶与产量构成因素间的相关性,以不同遗传背景下籼稻的10个不育系和16个恢复系为亲本,按照NCII设计配制两套双列杂交组合,对水稻12个功能叶性状与8个产量性状构成因素进行了相关分析,结果表明：3片功能叶叶长与叶面积、剑叶宽、倒2叶宽等性状之间均存在极显著正相关,功能叶夹角之间也存在极显著正相关,但不同遗传背景对夹角性状与9个形态性状之间的相关性则存在明显差异,在第1套组合中,其相关系数均为负值,且相关均不显著;而第2套组合则相反。8个产量构成因素中,单株穗数与平均穗长、着粒密度、穗实粒数以及穗着粒数之间存在极显著负相关,平均穗长与穗着粒数、结实率与单株产量呈显著或极显著正相关,遗传背景对产量组成上有较大影响,在第1套组合中单株产量主要由结实率、单株穗数以及穗实粒数等性状决定,而在第2套中则主要由穗实粒数和结实率等性状决定。在功能叶与产量构成因素的相关中,叶长、叶面积、剑叶宽、倒2叶宽与着粒密度、穗实粒数以及穗着粒教等3个性状之间存在显著或极显著正相关。12个水稻功能叶性状与8个产量构成因素之间的主成分分析表明,在不同的遗传背景下,产量构成因素均主要受叶面积和叶夹角影响,两种不同遗传背景中其累积贡献率分别为69．8％和84．0％。     

罗汉松雌雄株叶形态结构的比较研究

该研究以雌雄异株植物罗汉松(Podocarpus macrophyllus)成熟叶为研究材料,采用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜观察比较罗汉松雌、雄植株叶在形态、显微结构和超显微结构的差异,以明确罗汉松雌、雄株在进化过程中叶对环境功能的适应性。结果显示:(1)罗汉松雌株的叶片大于雄株,且两者的叶长、叶宽和叶柄长差异极显著,而叶柄厚、叶面积、叶体积、叶质量、比叶重(SLW)、面积与体积之比(A/V)等性状无显著差异。(2)雌株叶片的气孔相对较大,密度较高,且雌株气孔宽度极显著大于雄株;雌株叶片的上表皮长细胞宽度和下表皮短细胞宽度均显著大于雄株,但雌株叶片的上表皮长细胞和短细胞的长度则显著小于雄株。(3)罗汉松雌株叶片的栅栏组织厚度、海绵组织厚度、传输组织长度和宽度、上下角质层厚度、维管束厚度、叶片紧密度(CTR)及疏松度(SR)均极显著大于雄株,而雌株的下表皮厚度极显著小于雄株,但雌雄株叶片的上表皮细胞厚度和栅海比差异不显著;雌株叶片的栅栏组织细胞、叶绿体和线粒体均较雄株的长而细,且雌株的线粒体宽度极显著小于雄株。(4)罗汉松雌株叶片上表皮蜡质饰纹、下表皮角质层纹饰、气孔外拱盖纹饰及内缘类型等4个微形态特征与雄株差异明显。(5)叶表皮蜡质层能谱分析表明,罗汉松雌株叶片含有9种元素,而雄株叶片仅有8种(缺少K元素);且雌株的Si元素含量高于雄株,而雄株的C、O、Na、Mg、Al、Ca和Au元素含量均高于雌株。研究表明,罗汉松雌、雄植株之间存在明显的第二性征,雌株叶片结构有助于提高光合等性能以满足生殖需求;罗汉松雌、雄株叶形态结构的差异是其长期进化形成的有利于物种繁衍的适应策略。     

广东8种乡土绿化树种的叶结构型性状研究

为探讨乡土绿化树种对广东边缘热带和南亚热带气候的响应特征,在广州和湛江选取8种共有乡土绿化树种进行叶片结构型性状研究,分析两地间各性状的异同以及相关性状与叶比重(LMA)间的关系。结果表明,叶片鲜重(FW)、叶长、叶宽、平均宽度以及干重(DW)、叶面积和叶片含水率等在两地存在差异,但并未表现出一致的变化规律;尖叶杜英(Elaeocarpus apiculatus)、印度紫檀(Pterocarpus indicus)、大叶紫薇(Lagerstroemia speciosa)和非洲楝(Khaya senegalensis)两地间的比叶面积(SLA)差异极显著(P < 0.001);洋紫荆(Bauhinia variegata)的上、中部叶片厚度(TH),黄葛榕(Ficus virens var. sublanceolata)、大叶紫薇、白兰(Michelia alba)和人面子(Dracontomelon duperreanum)的上部叶片厚度均为广州大于湛江(P < 0.05)。LMA与FW和DW呈显著正相关,与叶片含水率呈显著负相关,而与叶面积、叶平均宽度和宽长比并无显著的线性相关关系。这可能是两地的气候条件相差不大,还不足以使乡土树种的结构型性状产生一致性的适应性变化特征。     

林下与全光下地枫皮叶片形态和光合特性的比较

测量了林下与全光下地枫皮的叶片形态和光合-光响应曲线,探讨光强对地枫皮的形态和生理特性的影响。结果表明：林下与全光下地枫皮叶片净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、蒸腾速率（Tr）和水分利用效率（WUE）对光强的响应趋势均基本一致,但全光下的Pn、Gs和Tr值较高,林下WUE值较高。全光下地枫皮的最大净光合速率、光饱和点和光补偿点均极显著高于林下,但弱光下的量子效率无显著差异;林下地枫皮的叶长、叶宽、干物质重、叶面积和比叶面积等叶片形态参数均极显著大于全光。推断地枫皮为耐阴性较弱的阳生植物,其光合能力和光饱和点较低,是对干旱环境的适应性反应;全光下地枫皮叶片狭小降低了吸光面积,有利于避免过高光强对叶光合器官的损伤。     

三裂叶豚草锈菌侵染寄主叶片的显微和超微观察

【背景】三裂叶豚草是我国重要的外来入侵植物之一,其传播速度快,已给我国造成巨大的经济损失。近年来发现的三裂叶豚草锈菌是一种对其具有生物防治潜力的病原菌。【方法】本文利用显微技术研究了三裂叶豚草锈菌的侵染过程及其对寄主结构的影响。【结果】三裂叶豚草锈菌菌丝可从多处侵入同一个叶肉细胞,胞间菌丝与叶肉细胞相接触可使部分细胞壁增厚。锈菌侵染使三裂叶豚草叶脉末梢导管分枝增多,造成三裂叶豚草水分代谢失调;叶片细胞内膜系统破碎化,细胞器结构受到不同程度的破坏,导致细胞内膜系统紊乱,细胞器结构稳定性降低。【结论与意义】豚草锈菌侵染破坏了三裂叶豚草叶片的细胞结构。本研究为深入研究豚草锈菌的致病机理奠定了基础。