不同光合特性大豆叶的比较解剖研究

本研究选取不同光合速率的品种‘黑农 2 6’(高产低光效 )、‘黑农 40’、‘黑农 41’(高产高光效 )为材料 ,于大豆开花后的不同生育时期 ,对大豆的功能叶片、叶柄解剖学进行了研究。结果表明 :(1 )不同类型大豆的叶肉结构有明显区别。叶片厚度依次为‘黑农 40’ >‘黑农 41’ >‘黑农 2 6’。各期的基本趋势是一致的。栅栏组织的厚度和层数与叶片的厚度趋势一致。 (2 )各品种栅栏组织中的叶绿体数目均多于海绵组织 ,且高光效类型多于低光效类型。局部观察不同品种间 ,叶绿体内的基粒和间质片层结构高光效的也明显优于低光效的品种。 (3 )气孔包含数量和大小两个因素 ,气孔大小基本一致 ,下表皮数量 >上表皮 ,高光效类型 >低光效类型。 (4)各品种主脉维管束中木质部的导管数目依次为‘黑农 41’ >‘黑农 40’ >‘黑农 2 6’。     

不同光合特性大豆叶的比较解剖研究

本研究选取不同光合速率的品种‘黑农26’（高产低光效）、‘黑农40’、‘黑农41’（高产高光效）为材料,于大豆开花后的不同生育时期,对大豆的功能叶片、叶柄解剖学进行了研究。结果表明：（1）不同类型大豆的叶肉结构有明显区别。叶片厚度依次为‘黑农40’>‘黑农41’>‘黑农26’。各期的基本趋势是一致的。栅栏组织的厚度和层数与叶片的厚度趋势一致。（2）各品种栅栏组织中的叶绿体数目均多于海绵组织,且高光效类型多于低光效类型。局部观察不 同品种间,叶绿体内的基粒和间质片层结构高光效的也明显优于低光效的品种。（3）气孔包含数量和大小两个因素,气孔大小基本一致,下表皮数量>上表皮,高光效类型>低光效类型。（4）各品种主脉维管束中木质部的导管数目依次为‘黑农41’>‘黑农40’>‘黑农26’。     

马蔺叶片解剖结构特征与其抗旱性关系研究

通过温室模拟干旱胁迫试验,从中国北方不同生境生长的15份野生马蔺种质材料鉴定出3个不同抗旱性群体(强抗旱、中度抗旱和弱抗旱),从中选择具代表性的不同抗旱级别的4份马蔺种质,进行其叶片组织解剖结构特征的观察和比较,以进一步证实马蔺叶片解剖结构特征及其与抗旱性的关系。结果表明,各种质材料间叶片厚度、上下表皮细胞厚度、角质层厚度、气孔密度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度、栅栏组织/海绵组织厚度、CTR值和SR值等结构参数指标均与马蔺种质材料抗旱性存在密切的关系。其中,强抗旱种质材料的叶片厚度、上下表皮细胞厚度和角质层厚度大,气孔密度大,栅栏组织和海绵组织较发达,叶片组织紧密度大、疏松度小,栅栏组织/海绵组织厚度比较高;弱抗旱种质材料的叶片厚度、上下表皮细胞厚度和角质层厚度小,气孔密度小,栅栏组织和海绵组织较薄,叶片组织紧密度小、疏松度大,栅栏组织/海绵组织厚度比较低。     

云南秋海棠属植物叶片横切面比较解剖研究

报道30种主产于云南的秋海棠属植物叶片的横切面解剖构造特征。采用常规石蜡切片法切片观察,结果表明:云南秋海棠属植物叶片薄、横切面均为异面叶、呈典型的阴叶结构,叶肉组织虽有栅栏组织和海绵组织的分化,但栅栏组织不发达,占叶肉组织的比例较小。表皮多为单表皮,极稀复表皮,表皮毛均由多细胞组成。气孔集中于下表皮,孔下室或下陷气孔特大、通气组织极发达;角质层形状多样,呈均匀增厚、瘤状和片状突起;叶绿体椭球形、数多、个体大,主要分布于叶肉组织,集中于栅栏组织。解剖构造特征在各分类组内呈现不完全一致性,而在相同茎的形态类型中有些较一致的特征,在不同种间解剖特征各有差别;根状茎和直立茎类型种类的横切面组织结构表现为表皮细胞壁外的角质层薄、栅栏组织与叶肉组织厚度比例较小等弱光照、湿生等适应性较弱的特征。球茎类型的种类表现为角质层较厚、栅栏叶肉组织厚度比例较大等适应略为干燥和较强光照的特征。     

缺铁和矫治缺铁对梨树叶片结构的影响

通过对不同缺铁黄化程度的酥梨叶片进行解剖结构分析和矫治缺铁后叶片解剖结构的恢复情况的研究,结果表明,缺铁黄化使叶片厚度,叶肉厚度,栅栏组织厚度,栅栏组织／海绵组织的比值均明显下降;栅栏组织细胞排列疏松,细胞变短甚至断裂成块状,叶绿体数量明显减少甚至无,并出现解体细胞;栅栏组织与海绵组织界限模糊,海绵组织细胞排列变密;维管束的导管口径变小,维管束鞘和韧皮部的细胞番红染色加重。进行缺铁黄化矫治后,叶片结构恢复正常。这些结构的变化,可作为梨树缺铁诊断和矫治的指标。     

藏东南色季拉山薄毛海绵杜鹃叶解剖结构特征与环境适应性

以藏东南色季拉山9个不同海拔梯度的薄毛海绵杜鹃(Rhododendron aganniphum var.schizopeplum)叶片为试验材料,采用石蜡切片技术,测定10项叶片解剖结构指标,应用叶片解剖结构指标的可塑性指数和相关性分析方法探索薄毛海绵杜鹃对藏东南色季拉山强紫外辐射和高寒环境的适应性。结果表明:(1)薄毛海绵杜鹃叶片为异面叶,上表皮有明显的角质层,下表皮有表皮毛,栅栏组织细胞2～3层。(2)随着海拔的升高,叶片角质层厚度、上下表皮厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度、叶片厚度呈现明显增大趋势,而组织结构紧密度和疏松度变化不显著,主脉突起度呈现下降趋势。(3)各项叶片解剖结构指标的可塑性指数显示,薄毛海绵杜鹃在解剖结构上表现出较小的可塑性,对外界环境的适应能力较弱。(4)依据薄毛海绵杜鹃各项叶片解剖结构指标的相关性分析结果,除海绵组织厚度与栅栏组织厚度、下表皮厚度与上角质层厚度之间相关性不显著外,其余各指标之间均呈显著相关关系,且叶片的解剖结构指标方面也存在明显的协同进化现象。研究发现,藏东南色季拉山薄毛海绵杜鹃通过增加叶片角质层厚度、表皮厚度和叶肉厚度等解剖结构指标的方式增强对外界极端环境的适应能力,从而有利于其在恶劣的高山生境下生存繁衍,使该物种成为生态位理论中的广幅种。     

6种豆科牧草叶片解剖性状与抗旱性关系研究

以百脉根、二色胡枝子、黄花苜蓿、紫花苜蓿、野火球和扁蓿豆6种豆科牧草的成熟叶片为材料,采用石蜡制片法和光学显微技术测定了叶片上表皮厚度、叶片下表皮厚度、叶片厚度、维管束直径、栅栏组织厚度、海绵组织厚度、栅海比、叶片栅栏组织结构紧密度和叶片海绵组织结构疏松度等抗旱相关的解剖结构特征参数,并进行统计分析和抗旱性综合评价.结果表明:除栅海比外,6种豆科牧草的其他指标均表现出显著或极显著的种间差异,并以叶片厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度变化幅度较大;叶片上表皮厚度、叶片下表皮厚度、叶片厚度、栅栏组织厚度和海绵组织厚度之间呈极显著正相关和显著正相关,相关系数在0.84～0.99之间;各解剖结构特征参数的第3个主成分(贮水能力)的特征值为14.52,累计贡献率达95.71%,前3个主因子基本上能概括9个指标的主要信息;6种豆科牧草的综合抗旱能力表现为扁蓿豆>百脉根>黄花苜蓿>二色胡枝子>紫花苜蓿>野火球.可见,所选9个叶片解剖结构性状可以用来有效综合评价豆科牧草的抗旱性.     

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。     

延安城区10种阔叶园林植物叶片结构及其抗旱性评价

利用石蜡切片法和指甲油印迹法,对延安城区10种阔叶园林植物叶片解剖结构——叶片厚度、上下表皮角质层厚度、上下表皮厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度、中脉厚度、维管束厚度、下表皮气孔密度、气孔长度、气孔宽度等进行测定,对栅栏组织与海绵组织厚度比、叶片结构紧实度、维管束厚度与叶脉厚度比等15个植物抗旱性指标进行分析,并运用方差分析和主成分分析,结合抗旱隶属函数法对物种间的抗旱性进行综合评价。结果表明:(1)15个旱性指标在10种阔叶园林植物间差异显著,变异系数为19.34%～73.73%,均具有较高灵敏度。(2)10种植物叶片均具备抵抗干旱环境的解剖结构,表皮、角质层、栅栏组织、叶脉、维管束等较为发达,气孔主要分布在下表皮,国槐为等面叶,其余为异面叶。(3)叶片上下表皮厚度、栅栏组织厚度、维管束厚度、气孔密度可作为园林植物抗旱性综合评价的主要指标,10种阔叶园林植物的抗旱性大小顺序为:樱花>月季>红叶李>国槐>紫丁香>紫藤>爬山虎>丝绵木>连翘>紫叶小檗。     

暗罗属植物叶的比较解剖学研究

利用扫描电镜技术、叶片叶片离析方法和石蜡切片法对暗罗属12种植物叶和形态结构进行了比较研究。结果表明,叶表皮细胞形状、气孔器形态、表皮毛类型、表皮细胞中晶体类型、叶肉中油细胞分布位置、栅栏组织和海绵组织厚度的比值,以及主脉维管组织的结构特征等具有明显的种间差异。可以利用这些叶的解剖特征将暗罗属植物相互区别开来。     

Structural Adaptation of the Leaf Mesophyll to Shading

Structural characteristics of the mesophyll were studied in five boreal grass species experiencing a wide range of light and water supply conditions. Quantitative indices of the palisade and spongy mesophyll tissues (cell and chloroplast sizes, the number of chloroplasts per cell, the total cell and chloroplast surface area per unit leaf surface area) were determined in leaves of each of the species. The cell surface area and the cell volume in spongy mesophyll were determined with a novel method based on stereological analysis of cell projections. An important role of spongy parenchyma in the photosynthetic apparatus was demonstrated. In leaves of the species studied, the spongy parenchyma constituted about 50% of the total volume and 40% of the total surface area of mesophyll cells. The proportion of the palisade to spongy mesophyll tissues varied with plant species and growth conditions. In a xerophyte Genista tinctoria, the total cell volume, cell abundance, and the total surface area of cells and chloroplasts were 30–40% larger in the palisade than in the spongy mesophyll. In contrast, in a shade-loving species Veronica chamaedris, the spongy mesophyll was 1.5–2 times more developed than the palisade mesophyll. In mesophyte species grown under high light conditions, the cell abundance and the total cell surface area were 10–20% greater in the palisade mesophyll than in the spongy parenchyma. In shaded habitats, these indices were similar in the palisade and spongy mesophyll or were 10–20% lower in the palisade mesophyll. In mesophytes, CO₂ conductance of the spongy mesophyll accounted for about 50% of the total mesophyll conductance, as calculated from the structural characteristics, with the mesophyll CO₂ conductance increasing with leaf shading.     

Leaf morphology of 40 evergreen and deciduous broadleaved subtropical tree species and relationships to functional ecophysiological traits

We explored potential of morphological and anatomical leaf traits for predicting ecophysiological key functions in subtropical trees. We asked whether the ecophysiological parameters stomatal conductance and xylem cavitation vulnerability could be predicted from microscopy leaf traits. We investigated 21 deciduous and 19 evergreen subtropical tree species, using individuals of the same age and from the same environment in the Biodiversity‐Ecosystem Functioning experiment at Jiangxi (BEF‐China). Information‐theoretic linear model selection was used to identify the best combination of morphological and anatomical predictors for ecophysiological functions. Leaf anatomy and morphology strongly depended on leaf habit. Evergreen species tended to have thicker leaves, thicker spongy and palisade mesophyll, more palisade mesophyll layers and a thicker subepidermis. Over 50% of all evergreen species had leaves with multi‐layered palisade parenchyma, while only one deciduous species (Koelreuteria bipinnata) had this. Interactions with leaf habit were also included in best multi‐predictor models for stomatal conductance (g_s) and xylem cavitation vulnerability. In addition, maximum g_s was positively related to log ratio of palisade to spongy mesophyll thickness. Vapour pressure deficit (vpd) for maximum g_s increased with the log ratio of palisade to spongy mesophyll thickness in species having leaves with papillae. In contrast, maximum specific hydraulic conductivity and xylem pressure at which 50% loss of maximum specific xylem hydraulic conductivity occurred (Ψ₅₀) were best predicted by leaf habit and density of spongy parenchyma. Evergreen species had lower Ψ₅₀ values and lower maximum xylem hydraulic conductivities. As hydraulic leaf and wood characteristics were reflected in structural leaf traits, there is high potential for identifying further linkages between morphological and anatomical leaf traits and ecophysiological responses.     

The functional significance of palisade tissue: penetration of directional versus diffuse light

Light gradients were measured in leaves that had different types of anatomical development of the mesophyll but similar pigment content. Leaves of the legume, Thermopsis montana, had columnar palisade and spongy mesophyll whereas leaves of the monocot, Smilacina stellata, had spongy mesophyll only. Light gradients were measured at 550 nm in both types of leaves when they were irradiated with collimated or diffuse light. When irradiated with collimated light, light gradients were steeper in leaves with spongy mesophyll in comparison to those that had palisade tissue. On the other hand, light gradients were similar between both leaf types when they were irradiated with diffuse light. Thus, columnar palisade cells facilitated the penetration of collimated light over diffuse light. These results suggest that palisade tissue may help distribute light more uniformly to chloroplasts within the leaf. Moreover, the functional significance of palisade tissue may be related to the amount of collimated light within the natural environment.     

自然越冬期间茶树叶片生理生化指标和解剖结构的变化

为探讨自然越冬条件下茶树〔Camellia sinensis(Linn.)O.Ktze.〕叶片的生理生化指标和解剖结构变化,以种植于南京的茶树品种'龙井长叶'('Longjingchangye')的10年生植株为研究对象,对自然越冬期间(2012年11月15日至2013年3月31日)其叶片的叶绿素、可溶性蛋白质、可溶性糖、游离脯氨酸和丙二醛(MDA)含量,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性,以及上表皮、下表皮、栅栏组织和海绵组织厚度及上表皮厚度与海绵组织厚度的比值进行了比较分析.结果表明:自然越冬期间,叶片的叶绿素含量随时间推移呈现先降低后升高的变化趋势,而叶片的可溶性蛋白质、可溶性糖、游离脯氨酸和MDA含量以及SOD、CAT和POD活性则总体上呈现先升高后降低的变化趋势,并且均在2013年1月15日达到其各自的最低值或最高值.与入冬前相比,越冬后叶片的叶绿素和可溶性糖含量显著降低,MDA含量略降低,可溶性蛋白质含量显著升高,游离脯氨酸含量及SOD、CAT和POD活性均略升高.自然越冬期间,叶片的上表皮、下表皮、栅栏组织和海绵组织厚度随时间推移总体上呈现先降低后升高的变化趋势,上表皮和栅栏组织厚度在2013年2月15日达到最低值,而下表皮和海绵组织厚度则在2013年1月30日达到最低值;上表皮厚度与海绵组织厚度的比值呈波动变化趋势.与入冬前相比,入冬后叶片的上表皮、下表皮、栅栏组织和海绵组织厚度均显著降低,而上表皮厚度与海绵组织厚度的比值略降低.研究结果显示:自然越冬条件下,茶树具有一定的耐寒能力,为了减轻低温对其机体的伤害可通过增加可溶性蛋白质、可溶性糖和游离脯氨酸合成及提高相关抗氧化酶活性来调解越冬期间的代谢平衡.     

热胁迫下不结球白菜和甘蓝叶片组织结构的变化

利用显微及扫描电镜方法,研究不结球白菜及甘蓝的耐热品种和感热品种种在高温（３８－３９℃）胁迫下,叶片表皮和组织结构的差异。结果如下：耐热品种叶片下表皮比感热品种气孔频度高,气孔体积小且开张度小。耐热品种部分气孔呈关闭状态,而感热品种气孔基本上呈开放状态。显微结构观察到耐热品种叶肉组织细胞排列紧密,叶脉的维管束发达,特别是木质部的导管数量多且孔径大。而感热品种相比于耐热品种叶肉细胞排列疏松,维管束相     

青藏高原草地植物叶解剖特征

运用常规石蜡制片技术对我国青藏高原66种草地植物优势种的叶解剖特征进行研究,并分析了叶解剖特征与海拔、生长季降水及生长季均温之间的关系.结果表明:青藏高原草地植物叶片具有很多适应高寒环境的结构特征,如表皮层厚且表皮细胞大小差异显著,表皮毛等表皮附属物发达,异细胞丰富,通气组织普遍发达等;叶片各组成部分厚度的变异程度不同,其中海绵组织厚度变异最大,其次为上角质层、下表皮层、下角质层、上表皮层、栅栏组织,叶片厚度的变异最小;青藏高原草地植物叶片各组成部分的厚度存在协同进化,上下角质层厚度呈强烈正相关,海绵组织厚度与叶片厚度相关性最强;青藏高原草地植物叶片各组成部分的厚度与海拔、生长季降水、生长季均温3个重要环境变量呈较弱的相关性,总体表现为随海拔升高叶片各组成部分的厚度减小,而随生长季降水和生长季均温的增加叶片厚度增加.     

遮荫对金莲花光合特性和叶片解剖特征的影响

以金莲花为材料,系统研究了不同遮荫处理(全光照、40%、60%和80%遮荫)对金莲花叶片光合特性和叶解剖结构的影响,为金莲花引种驯化和抚育管理提供理论依据。结果表明:全光照下金莲花叶净光合速率有明显光合"午休"现象,遮荫处理下"午休"现象不明显。其中,40%遮荫处理显著促进了金莲花叶片净光合速率,80%遮荫处理则起抑制作用;40%和60%遮荫处理促进金莲花叶蒸腾速率和气孔导度的提高,降低了蒸汽压亏缺,有利于光合作用的进行;80%遮荫处理下胞间CO2浓度提高,气孔限制值和蒸汽压亏缺均显著高于其它处理,抑制了金莲花叶蒸腾作用和光合作用;遮荫处理降低了金莲花叶光补偿点和暗呼吸速率,40%和60%遮荫处理下表观量子效率和最大净光合速率提高,说明金莲花有一定耐荫性;金莲花叶光合特性与解剖结构关系密切。遮荫降低了金莲花叶气孔密度和气孔指数,但气孔纵轴长和横轴长显著高于对照。40%和60%遮荫处理下,单叶气孔数量没有明显变化;遮荫下金莲花叶片增厚。栅栏组织厚度和细胞层数减少,栅栏细胞宽度加大,且第二层栅栏细胞有向海绵组织过度的趋势。海绵组织厚度增加,栅栏组织/海绵组织比值减小。随遮荫度增高,栅栏组织和海绵组织细胞间隙增大。该结构有利于提高对光能的利用效率;遮荫处理促进维管束的发育,维管束数量增加,木质部、韧皮部分化明显,其中中脉导管直径和导管数目增加,有利于蒸腾作用和光合作用的进行。     

叶片叶肉结构对环境光强的适应及对光合作用的影响

本文利用Kubelka-Munk理论描述了平行光在叶片内的吸收和散射,同时利用叶片分层光合作用非直角双曲线光反应模型,给出了整张叶片光合作用计算式。最后利用优化理论阐明了叶片叶肉分化成光合特性具有明显差异的栅栏组织和海绵组织可能是对叶片内光梯度的一种适应;同时证明了叶片叶肉在一定环境光强下存在一个最佳的栅栏组织和海绵组织比例,并且这个比例随环境光强增大而增大,这最佳比例也受叶肉组织光合特性差异的影响。     

Photosynthetic responses of <Emphasis Type="Italic">Chrysanthemum morifolium</Emphasis> to growth irradiance: morphology,anatomy and chloroplast ultrastructure

Seedlings of Chrysanthemum, cultivar ‘Puma Sunny’, were grown under a range of shading regimes (natural full sunlight, 55, 25, and 15% of full sunlight) for 18 days. Here, we characterized effects of varying light regimes on plant morphology, photosynthesis, chlorophyll fluorescence, anatomical traits, and chloroplast ultrastructure. We showed that leaf color was yellowish-green under full sunlight. Leaf area, internode length, and petiole length of plants were the largest under 15% irradiance. Net photosynthetic rate, water-use efficiency, PSII quantum efficiency, and starch grain were reduced with decreasing irradiance from 100 to 15%. Heavy shading resulted in the partial closure of PSII reaction centers and the CO₂ assimilation was restricted. The results showed the leaves of plants were thinner under 25 and 15% irradiance with loose palisade tissue and irregularly arranged spongy mesophyll cells, while the plants grown under full sunlight showed the most compact leaf palisade parenchyma. Irradiance lesser than 25% of full sunlight reduced carbon assimilation and led to limited plant growth. Approximately 55% irradiance was suggested to be the optimal for Chrysanthemum morifolium.     

湖南安息香属植物的叶片比较解剖学研究

利用光学显微镜和扫描电镜对湖南产安息香属10种植物叶表皮微形态和解剖结构进行了观察和测量。结果表明:(1)表皮均由单层细胞构成,细胞形状为多边形和无规则形,垂周壁式样为平直、弓形、波状;(2)气孔器大小及密度在种间的差异明显;(3)气孔外拱盖内缘主要为波状和浅波状,气孔器外围角质纹饰以越南安息香的鸟巢状和栓叶安息香的碗状为显著区别特征;(4)老鸹铃、垂珠花和白花龙的气孔器保卫细胞两极有"T"形加厚;(5)栓叶安息香和大果安息香叶上表皮由大型细胞组成;(6)叶肉分化为栅栏组织和海绵组织,二者的厚度及比值在种间有明显的差异,其中越南安息香栅栏组织分化为2层;(7)大果安息香和芬芳安息香的主脉维管组织构成一圈封闭的环状结构,而其他种则为开放的半圆形结构;(8)叶片及主脉的厚度在种间差异明显。安息香属植物的表皮微形态及解剖结构特征比较稳定,可作为种间鉴定和分类的重要依据。