木槿的发育可塑性及种下分类研究

对紫花单瓣木槿、紫花重瓣木槿和牡丹木槿在叶和花部性状上的发育可塑性研究表明,三个种下类群,特别是紫花单瓣木槿和牡丹木槿的叶片性状具有很大的发育可塑性,但花部性状的发育可塑性则相对很小,暗示着花部性状较叶片性状具有更大的分类价值。通过种下类群间表型性状的比较,发现牡丹木槿在叶缘、叶柄长度、花色、花冠直径、花梗长度、果实长宽比等性状上都与其它两个类群存在显著差异,从而建议将牡丹木槿确立为亚种(H. syriacus Linn. subsp. paeoniflorus (Gagnep.)G. R. Shi)     

木槿5个种下类群木材的比较解剖学

根据木材结构观察,运用方差分析和数量分类方法,对木槿五个种下类群的种下分类和系统进化进行讨论。结果表明,木槿五个种下类群共同的特征是:半环孔材或环孔材。导管在横切面呈椭圆形,端壁水平或倾斜,单穿孔,导管分布频率相对较少,以复管孔为主,导管分子较短,直径较大。纤维均由大量的韧型纤维和极少量的纤维管胞组成。木射线为异型Ⅱa或异型Ⅱa和Ⅱb,中等射线密度或在紫花单瓣木槿为高密度(每1mm为12个),单列射线和多列射线均为低射线和细射线。聚类分析和PCD排序结果表明,木槿五个种下类群可分为2个亚种:牡丹木槿和紫花单瓣木槿,前者包括3个变型:雅致木槿、白花重瓣木槿和牡丹木槿,后者包括2个变型:紫花单瓣木槿和紫花重瓣木槿。从木材演化趋势看,紫花单瓣木槿是一个原始类群,该类群在早期分化出牡丹木槿,在晚期分化紫花重瓣木槿,而牡丹木槿又先后分化出雅致木槿和白花重瓣木槿。     

木槿三个种下类群叶片的比较解剖学研究

对紫花单瓣木槿、紫花重瓣木槿和牡丹木槿叶的解剖学性状进行了比较研究。结果表明:(1)三个种下类群的叶片均为典型双子叶植物背腹型叶,表皮细胞1层,角质膜不发达,上、下表皮均有相当数量的气孔,其中下表皮气孔密度更大;栅栏组织细胞长柱型,细胞层数1～2层,排列紧密,海绵组织细胞排列紧密,发达的叶脉具明显的机械组织。这些特点表明木槿三个种下类群对高湿高温生境具有较强的适应性;(2)三个种下类群在叶的解剖学性状上存在一定的差异,且牡丹木槿与其它两个种下类群之间的差异更为显著,表明具有独特的进化历程和对生境的生态适应策略。研究结果支持将牡丹木槿提升为亚种等级的建议。     

北苍术叶片功能性状种源变异及其对科尔沁沙地环境的响应

【目的】探究北苍术叶片功能性状对科尔沁沙地的响应与适应规律。【方法】选择4个种源地北苍术半野生种子通过同质园实验育苗移栽于奈曼旗中(蒙)药材科研基地,以3年生北苍术叶片为材料,研究北苍术叶片结构与功能特性对科尔沁沙地的响应与适应规律。【结果】扎鲁特旗种源北苍术下部叶叶裂程度较明显,叶片革质化;北苍术叶上表皮细胞厚度、下表皮细胞厚度变异系数与可塑性指数均较大,围场县种源北苍术叶片上表皮细胞厚度、扎鲁特旗种源北苍术叶片下表皮细胞厚度显著高于其他种源,栅海比、组织结构紧密度较大;阿荣旗、扎鲁特旗种源地北苍术叶片上表皮气孔数量较多,喀喇沁旗种源上表皮气孔数量极少、气孔密度较小,喀喇沁旗种源叶片下表皮气孔数量显著高于其他3个种源地;围场县、扎鲁特旗种源地北苍术叶片光合能力较强。【结论】围场县、扎鲁特旗种源地的北苍术对科尔沁沙地有较强的适应能力。     

不同牡丹叶片解剖结构及其环境适应性

【目的】探究生长在不同生境中的牡丹对平原地区环境的形态学适应特征,为牡丹的保育措施研究及筛选优异的种质资源提供参考。【方法】以原生境不同的中原牡丹（‘凤丹’、‘洛阳红’）和野生牡丹（紫牡丹、狭叶牡丹、大花黄牡丹、西藏黄牡丹、滇牡丹、卵叶牡丹）为试验材料,采用石蜡切片技术观察叶片解剖结构并测定和分析相关指标。【结果】（1）中原牡丹与野生牡丹的叶片上、下表皮细胞形状不规则,气孔均匀分布于下表皮,叶表皮形态表现出不同程度的差异性。（2）中原牡丹和野生牡丹的叶片均为异面叶,不同牡丹叶片解剖结构与光合色素含量存在显著差异。大花黄牡丹有湿生植物特征,如叶片与角质层相对较薄、栅栏组织不发达、细胞间隙较大且气孔密度最大;滇牡丹的叶片、栅栏组织和海绵组织的厚度最大,对高温偏干旱的平原生境表现出较强的适应性。（3）叶片厚度与上表皮厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度之间存在极显著的正相关关系;气孔长轴、气孔指数与栅栏组织厚度、叶片厚度等性状之间存在极显著的正相关关系。【结论】野生牡丹中除大花黄牡丹外其他种质均对高温干旱的平原生境有较好的适应性,大花黄牡丹的湿生结构与光合色素含量指标可作为不能在平原地区栽培的主要原因。     

青藏高原矮火绒草(Leontopodium nanum)叶片性状对海拔高度变化的响应

植物叶片对环境变化十分敏感,能反映植物适应环境所形成的生存策略。为揭示高寒植物叶片性状对海拔高度变化的响应,对位于青藏高原东北部的冷龙岭3400—4200 m之间5个不同海拔高度的矮火绒草(Leontopodium nanum)叶片进行取样,采用常规石蜡制片技术和显微观察方法测定叶片外部形态、表皮气孔特征和解剖结构,探讨其叶片性状随海拔的变化,结果表明：（1）随海拔高度升高,叶面积呈减小的趋势,而比叶重和叶干物质含量增加;（2）叶片下表皮气孔密度随海拔升高呈先增加后下降的趋势,且气孔密度、气孔器面积、长度、宽度和潜在气孔导度指数等气孔特征之间存在显著相关性;（3）叶厚、栅栏组织和海绵组织厚度随海拔升高呈显著增厚的趋势;（4）叶片解剖结构可塑性和相关性分析显示,上、下角质层厚度的可塑性指数最大,而部分解剖结构指标间存在极显著的相关性。研究表明,矮火绒草为适应沿海拔上升温度降低的环境,主要采取叶片变小、变厚的对策,使植物趋于保温、保水和抗机械损伤的方向发展,并将资源最大化地投入到自身生长发育中。     

亚热带森林附生植物叶片气孔特征及其可塑性对光照变化的响应

附生植物是热带亚热带森林生态系统中物种多样性极高且极其脆弱敏感的生物类群之一。光照被认为是促进附生植物由陆生类群演化而来并决定其生长和分布的关键因素。然而,由于接近林冠和规范性采样的限制,附生植物与光照的关系仍亟待阐述。为揭示附生植物对光强变化的响应和适应策略,该研究以亚热带常绿阔叶林6种附生植物(林冠层木本:鼠李叶花楸、毛棉杜鹃;林冠层草本:狭瓣贝母兰、毛唇独蒜兰;树干区草本:点花黄精、距药姜)为对象,对其在4个光处理梯度下生长的叶片气孔特征及其可塑性进行了对比分析。结果表明:(1) 2种附生小乔木的气孔面积(SA)、气孔密度(SD)、潜在气孔导度指数(PCI)和表皮细胞密度(ECD)均对光强改变显著响应。2种附生兰科植物的SA最大,而SD最小;附生乔木叶片SD和ECD的光响应趋势与陆生植物更相似,而附生草本则出现种间差异。(2) 6种附生植物的气孔、表皮细胞特性及其表型可塑性,在草本-木本、常绿-落叶植物、林冠-树干区之间,均无明显差别。(3)附生植物气孔特性和表皮细胞平均可塑性指数均低于陆生植物。综上结果表明,亚热带常绿阔叶林中附生植物对于光环境变化的适应性相对较弱。不同的附生植物可以通过不同程度地增加叶片SD和ECD来适应高光强生境,并通过对SD和SA的双重调节以增大潜在光合能力从而应对低光胁迫。     

江苏不同居群狗尾草叶片解剖特征的比较研究

为揭示不同居群狗尾草(Setaria viridis(L.)Beauv.)叶片解剖特征的差异,了解不同生境下叶片形态的变异,本研究以江苏15个狗尾草居群为材料,采用石蜡切片法和改良的叶表皮制备方法对叶表皮及叶片横切面结构特征进行了显微观察和测定,并通过变异系数、主成分分析和聚类分析对叶表皮及叶片横切面的主要性状进行分析。结果表明,不同居群狗尾草的17个表型性状变异丰富,叶片中脉厚度和下表皮细胞厚度的变异程度较大;叶片厚度、平行脉维管束高度和宽度、叶中脉厚度、中脉维管束高度和宽度等指标是造成狗尾草不同居群表型差异的主要因素,同时这些结构特征也分别反映了狗尾草叶片的输导和支撑能力、表皮气孔器的特征和叶片抗逆能力。聚类分析结果显示,狗尾草的15个居群被划分为3类,且与生境分布基本吻合,即:水边和盐碱地居群、荒地居群、山地居群狗尾草的叶片厚度、维管束直径、泡状细胞厚度和气孔密度均依次增大,但气孔体积依次减小,表明这3个类群随海拔的升高抗旱性依次增强。本实验狗尾草叶片在不同生境中产生的不同程度变异分析对狗尾草的生态适应性研究具有重要意义。     

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。     

热带雨林木质藤本植物叶片性状及其关联

热带雨林中木质藤本植物较为丰富。随着全球气候变化加剧,木质藤本植物的丰富度具有不断增加的趋势,有可能对热带森林的结构、功能和动态产生重要影响。然而,目前对木质藤本响应环境变化的机制所知甚少。本研究以13个科20种热带雨林常见木质藤本植物为材料,测定了冠层叶片的17个形态特征及结构性状,并分析了性状间的相互关系。结果表明,叶片相对含水量的种间变异最小（变异系数为5%）,而上表皮厚度的种间变异最大（变异系数为80%）,其它性状的种间变异系数为24%~61%。木质藤本植物的叶脉密度、叶片密度均与气孔密度呈显著正相关,叶片干物质含量与比叶面积呈显著负相关。与相同生境的树木相比,木质藤本的叶面积更小、气孔密度和叶片密度更低、比叶面积更高,但两种植物类群的叶片横切面组织结构厚度无显著差异。研究结果对理解木质藤本植物的生态适应性具有重要意义。     

6种松科植物叶表皮的扫描电镜观察

应用扫描电子显微镜,观察了松科(Pinaceae)3个属6种植物叶表皮特征。金钱松气孔带位下表面,气孔区与非气孔区表皮细胞形态差异很大,气孔细缝状;雪松针叶四面都具气孔线,气孔下陷,孔口光滑,针叶表面具较厚的角质层,表皮细胞形状观察不清;五针松针叶仅两腹面有气孔线,气孔有隆起的圆环围绕,表面角质层呈条纹状排列,形成一种沟槽;黑松、湿地松、马尾松针叶腹背面都有气孔线,气孔呈蜂窝状排列成行,气孔下陷,孔口角质化强烈。结果表明松科3个属植物叶表皮的形态结构及气孔器差异显著,一定程度上证实了3属是自然的分类群。     

Leaf plasticity in peanut (Arachis hypogaea L.) in response to heavy metal stress

Phenotypic plasticity in morphological, anatomical and physiological traits of peanut (Arachis hypogaea L.) leaves was tested at four different concentrations of Cd, Cu and Zn under greenhouse conditions. Among 18 characteristics tested, nine were found to be the most sensitive and demonstrate the greatest phenotypic plasticity. These were: the leaf area (LA), the leaf mass per area (LMA), chlorophyll a concentration (Chl a), chlorophyll b concentration (Chl b), total chlorophyll concentration (Chl t), the effective quantum yield of photosystem II (ΦPS II), stomatal density of upper epidermis (SDU), palisade thickness (PT), and palisade to spongy thickness ratio (P/S). The plasticity of chlorophyll concentration and fluorescence parameters may be maladaptive and reflects metal toxicity to leaves, whereas the anatomical plasticity is adaptive, indicative of a tradeoff between the physiological and anatomic plasticity. The anatomical plasticity resulted in a xerophyte feature of leaves (i.e. small leaflets, thick lamina, upper epidermis, palisade mesophyll, as well as abundant and small stomata), which enhanced the capacity to resist drought caused by heavy metals via a decrease in root growth.     

七种阔叶常绿植物叶片的生态解剖学研究

对 7种常绿阔叶植物叶片的解剖学特征的观察结果表明 ,它们的叶片在结构上均表现出典型的旱生特点 :异面叶 ,上表皮细胞较厚且排列紧密 ,具发达的角质膜 ,无气孔器分布 ,下表皮细胞较小 ,气孔器密度较大 ;栅栏组织细胞层数较多 ,排列紧密 ,海绵组织细胞排列极其疏松 ,并形成通气组织 ;中脉及其输导组织和机械组织发达。越冬叶和越夏叶在解剖结构上存在一定的差异 :前者在角质膜 ,叶片厚度和栅栏组织厚度等方面比后者厚 ,而在气孔密度和输导组织方面则比后者略有减少或不发达。这些差异 (发育可塑性 )是常绿阔叶植物适应冬、夏季截然不同的两种生境 (生境的时间异质性 )的表现形式     

淮北相山恢复演替群落优势树种叶片的生态解剖

对淮北相山混交林5个优势种叶片的生态解剖学观察表明,其叶片结构具有一定的旱生特征:表皮具发达的表皮毛或角质层,全栅等面叶或具发达的栅栏组织,维管组织发达。牡荆(Vitex negundo var. cannabifolia)和酸枣(Ziziphus jujuba var. spinosa)作为两个广布优势树种,叶片结构表现出很大的可塑性:1)同一群落环境(混交林)中,叶片结构随着季节的变化表现出发育可塑性(5月初的叶片比9月中旬更具有阳生叶的特点);2)不同恢复演替阶段的群落中,叶片结构随着群落环境的变化表现出环境可塑性,其变化趋势为:灌草丛(旱生/阳生)-灌丛(旱生/阳生)-落叶疏林(中生/阳生)-人工侧柏(Platycladus orientalis)林(中生/阴生)。这种可塑性既是植物适应其异质生境的一种重要机制,同时又是不同群落环境的反映。非参数相关分析表明,牡荆和酸枣的叶片结构受多个生态因子综合影响,其中水分和风速是影响叶片结构的主导因子。叶片的上表皮角质层厚度、气孔器密度、栅栏组织厚度、叶片厚度、木质部厚度、韧皮部厚度、维管束厚度等性状均与土壤含水量和空气相对湿度呈显著负相关,与风速呈显著正相关。     

苦瓜叶片结构与白粉病抗性的关系

以不同抗白粉病的苦瓜品系幼苗为材料,对它们的叶片及上下表皮厚度、栅栏组织及海绵组织厚度、叶片结构紧密度及疏松度、蜡质含量、比叶重、气孔及茸毛密度等叶片结构进行观察比较,探讨苦瓜白粉病抗性与其主要叶片结构指标的关系。结果显示:（1）抗病苦瓜品系叶片的蜡质含量显著高于感病品系,与病情指数呈显著负相关关系,蜡质层是其抵抗和延迟病原菌侵入的一个有力结构屏障。（2）感病品系叶片的气孔和叶背面茸毛数量显著多于抗病品系,且叶背面的气孔及茸毛密度与病情指数呈显著正相关关系,即气孔和茸毛越少越抗病。（3）抗病苦瓜品系的叶片栅栏组织以及海绵组织排列整齐、紧密,而高感品系的叶片组织出现大量孔隙,较难观察到完整细胞。（4）抗病品系叶片厚度、下表皮厚度、栅栏组织厚度、叶片结构紧密度明显高于感病品系,而感病品系的海绵组织厚度、叶片结构疏松度明显高于抗病品系;且苦瓜比叶重与其白粉病抗性关系不大。研究认为,苦瓜叶片蜡质含量、叶背面气孔及茸毛密度可以作为苦瓜白粉病抗性鉴定的参考指标。     

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。     

常绿杜鹃亚属麻花杜鹃亚组11种3变种植物叶片微形态特征及其分类学意义

杜鹃花属种类繁多,广泛分布于欧亚大陆和北美大陆,由于种间变异大、过渡特征丰富,其分类鉴定一直存在较多争议。该研究通过扫描电镜对常绿杜鹃亚属(subgen. Hymenanthes）麻花杜鹃亚组（subsect. Maculifera）的11种3变种植物的叶表皮微形态特征进行观察,为麻花亚组的分类与鉴定提供新的依据。结果显示：麻花杜鹃亚组植物上表皮表面平滑或粗糙、无表皮毛,具有条状、分枝状或短杆状初级蜡质纹饰;下表皮表面有或无分枝状蜡质纹饰,少部分具有表皮毛,不具有指状或乳状突起、亦无腺体;气孔器形状为圆形或椭圆形,内外拱盖表面粗糙或光滑,周围无间断的条形突起环绕。研究表明,麻花杜鹃亚组植物叶片微形态特征表现出一定的共性与多样性,可为麻花杜鹃亚组植物的分类和进化研究补充形态学依据。依据本研究观察结果对麻花杜鹃亚组进行了分类检索,并讨论了叶表皮微形态特征在该亚组近缘物种和种下类群研究中的分类学意义。     

青藏高原不同海拔3种菊科植物叶片结构变化及其生态适应性

采用常规石蜡制片技术和显微观察方法,对分布于青藏高原祁连山东部山地冷龙岭3600—4400 m不同海拔高度的蒲公英(Taraxacum mongolicum Hand-Mazz)、火绒草(Leontopodium leontopodioides(Willd.)Beauv)和美丽风毛菊(Saussurea superba Anthony)的叶片形态解剖结构进行了研究,并探讨了其对海拔高度的响应及生态适应性。结果表明:随海拔高度的升高,3种植物气孔器外拱盖内缘、角质层纹饰、气孔与表皮细胞的位置关系以及上、下表皮气孔器内缘呈现不同的变化趋势;火绒草上、下表皮气孔密度随海拔升高而增加,而蒲公英和美丽风毛菊的气孔密度则降低;3种植物上、下表皮气孔指数随海拔高度的增加均未出现规律性变化;3种植物叶片厚度、上下表皮厚度、上下角质层厚度、栅栏细胞系数均随海拔升高而增加;解剖学指标之间大多呈明显的协同进化;叶片结构,尤其是气孔密度对海拔高度变化表现出较大的可塑性。研究表明3种植物采取不同的响应机制来适应海拔高度的变化,植物对高原环境变化的适应具有多样性。