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.     

弄拉典型峰丛岩溶区青冈栎叶片形态特征及对环境的适应

选取广西弄拉典型峰丛洼地生态系统中不同地貌类型的青冈栎 (Cyclobalanopsisglauca)叶片进行形态解剖特征比较分析 ,结果表明 :( 1 )峰丛洼地生态系统中不同地貌青冈栎叶片形态解剖特征差异显著。山顶青冈栎叶片部分表皮结构 (角质膜、表皮毛、表皮细胞、气孔 )趋向旱化。山顶青冈栎下表皮毛比山腰青冈栎的浓密且长。两者叶片的厚度和宽度、上表皮细胞个数、气孔指数、下表皮厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度存在着显著性差异 ;位于山顶的青冈栎受到水分的胁迫 ,在形态解剖上呈现出中生偏旱的结构。 ( 2 )青冈栎的各种形态解剖指标说明在岩溶区青冈栎的抗旱性主要是通过抵御干旱来适应水分的胁迫 ,并主要取决于减少蒸腾失水和维持水分吸收能力两个方面     

宁夏10种观赏灌木叶片解剖结构及其抗旱性综合评价

采用显微制片技术,对宁夏10种主要灌木树种叶片的解剖结构进行了观察,分别测定了叶片厚度、上下角质层厚度、栅栏组织、海绵组织、气孔密度等15个与抗旱性相关的指标,并对15个指标进行主成分分析,用隶属函数法对10种灌木的抗旱性进行了综合评价。结果表明:10种灌木的叶片具有典型的旱生结构,大多数具有表皮毛,且具有明显的角质层结构;上、下表皮细胞及叶肉细胞排列紧密。15个指标在各灌木树种间的差异均极显著,其中叶片厚度、上角质层、栅栏组织厚度、气孔密度和主脉维管束直径为叶片旱性结构的主要因子。通过5个主要因子的综合评价,10种灌木的抗旱性大小顺序依次为:沙冬青>花棒>蒙古莸>金叶莸>互叶醉鱼草>蒙古扁桃>鞑靼忍冬>葱皮忍冬>金花忍冬>台尔曼忍冬。     

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。     

13种园林树种叶片解剖结构与其二氧化硫吸收能力的关系

在陕西延安设置空气污染程度不同(重度、轻度污染和对照)的样区,采集常见的13种园林树种叶片,测定其含硫量,并运用单因素方差分析和平均污染指数法评价它们的吸硫能力;同时,利用石蜡切片法和指甲油印法观察3个采样区各树种样叶12项叶片解剖结构指标,通过主成分分析和通径分析研究树种叶片解剖结构对其吸收积累二氧化硫能力的影响。结果表明:(1)不同树种在不同污染区对二氧化硫的吸收降解能力存在显著差异,相同污染情况下不同树种之间的含硫量和相对吸硫量也存在显著差异,13种园林树种的平均吸硫能力大小依次为:旱柳、垂柳、碧桃、桃树较强(2.64~2.15mg/g),其次为紫叶李、国槐、龙爪槐、小叶黄杨(1.95~1.57mg/g),紫丁香居中、红叶小檗、臭椿、白蜡、金叶女贞较弱(1.41~1.27mg/g)。(2)12项叶片解剖结构指标(叶厚、上表皮厚度、下表皮厚度、上表皮角质层厚度、下表皮角质层厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度、栅栏组织海绵组织厚度比、叶片结构紧实度、下表皮气孔密度、下表皮气孔长度、下表皮气孔宽度)在13种园林树种间差异显著,变化范围极大,具有较高灵敏度。(3)主成分分析表明,前4项主成分累计信息量已达87.875%,并从中选出叶片紧实度、上表皮角质层厚度、气孔宽度、下表皮角质层厚度、气孔密度和气孔长度6项贡献率较大的指标;通径分析显示,叶片的上表皮角质层厚度、叶片紧实度和气孔宽度对树种的吸收积累二氧化硫能力直接影响较大(直接通径系数分别为0.92、1.49和0.65),但对叶片吸硫能力的间接作用均不强,而下表皮角质层厚度及气孔的密度和长度对叶片吸收积累二氧化硫有较大的间接影响,且间接作用远高于直接作用。因此,上述6项叶片解剖指标可以作为选择园林树种吸收降解二氧化硫能力的综合评价指标。     

青藏高原高寒草地和内蒙古高原温带草地主要双子叶植物叶片解剖特征的比较研究

青藏高原高寒草地和内蒙古高原温带草地同属中国地带性的草地类型.然而,主导它们的环境因子有所不同.前者主要受生长季低温的影响,后者主要受干旱的影响.发育在这两类草地上的植物,在解剖特征上有何共性和差异,目前少有报道,但却是理解植物适应环境的关键所在.本文通过对青藏高原高寒草地和内蒙古高原温带草地71个样地65种双子叶植物叶片解剖特征的研究,对比分析了不同科、属及不同生活型植物叶片对干旱环境以及高寒环境的适应特征,探讨了叶片总厚度、上表皮和下表皮厚度、叶肉组织厚度、叶肉细胞密度、叶肉细胞表面积和体积等多个解剖特征之间的关系以及气候因子(生长季温度、降水)对它们的影响.结果表明:(1)总体上看,青藏高原与内蒙古高原草地植物的叶片解剖特征存在显著差异,除叶肉细胞密度外,青藏高原高寒草地植物的叶片各组成部分厚度、叶肉细胞表面积和体积均大于内蒙古高原温带草地植物;(2)同一科属植物的叶片解剖特征在两地存在显著差异,并显示出与所有物种总体分析一致的规律;(3)在调查范围内,两地草本植物除叶肉细胞密度外,叶片各组成部分厚度以及叶肉细胞表面积、体积均显著大于木本植物;(4)叶片的各解剖指标间存在显著的协同变化:叶片总厚度,上、下表皮厚度,叶肉细胞厚度,叶肉细胞表面积和体积之间均呈显著正相关,而叶肉细胞密度与这些指标显著负相关;(5)总体上看,青藏高原和内蒙古高原草地植物叶片的解剖特征与生长季温度的关系比与生长季降水密切.因此,尽管青藏高原高寒草地和内蒙古高原温带草地在外貌上有趋同性,但叶片解剖结构有着显著差异,这可能是由于植物对环境的适应进化及(或)环境的筛选作用共同作用的结果.     

燕山地区6种花灌木幼苗耐旱特性的研究

以燕山地区6种花灌木1年生扦插幼苗为材料,通过盆栽试验研究干旱胁迫对其土壤含水量、叶片脱水枯死持续时间、叶片含水量、相对水分亏缺、叶保水力、叶肉质化程度和比叶面积等的影响.结果表明:(1)水分胁迫下各花灌木幼苗枯死临界点的土壤含水量依次是蚂蚱腿子>南蛇藤>孩儿拳头>木半夏>栓翅卫矛>叶底珠.(2)叶片脱水持续时间为叶底珠>栓翅卫矛>木半夏>孩儿拳头>南蛇藤>蚂蚱腿子,其叶片脱水过程中出现的暂时萎蔫、永久萎蔫、叶片开始脱落和叶片枯萎等表征在各材料间没有一定的规律.叶片含水量在水分胁迫过程中均呈下降趋势,且叶底珠和孩儿拳头的下降幅度明显;各材料的相对水分亏缺则呈明显的上升趋势,叶底珠和孩儿拳头在对照与永久萎蔫点的RWD差值(△RWD)高于其余4种材料.(3)在叶片保水力方面,栓翅卫矛和木半夏要明显强于其余4种材料,而且南蛇藤、蚂蚱腿子和栓翅卫矛与木半夏、孩儿拳头和叶底珠相比,其叶肉质化程度高,而比叶面积低.(4)根据水分胁迫下幼苗枯死临界点的土壤含水量值,6种花灌木的耐旱能力依次为:叶底珠>栓翅卫矛>木半夏>孩儿拳头>南蛇藤>蚂蚱腿子,它们的幼苗叶片维持水分平衡能力与其耐旱性关系不明显,说明它们具有不同的耐旱机理.     

高寒草原优势种紫花针茅叶片解剖结构对青藏高原高寒干旱环境适应性分析

随着气候变暖, 高寒草原分布面积逐步增加, 高寒草原植物如何适应高寒干旱环境的研究还比较缺乏。该研究通过分析高寒草原优势种紫花针茅(Stipa purpurea)不同地理种群叶片解剖结构特征差异及其与气候因子的相关性, 阐明紫花针茅叶片适应高寒环境的策略, 为理解高寒植物对高寒干旱胁迫环境的适应机制提供科学依据。在青藏高原不同地理位置选择8个紫花针茅种群, 选择成熟健康叶片用卡诺氏固定液固定, 将固定好的叶片带回实验室进行石蜡切片和染色, 用显微镜观察叶片结构, 并用数码相机拍摄, 然后用软件Image-pro plus 6对叶片结构进行测量。结果显示: 紫花针茅叶片普遍具有较厚的角质层, 可减少水分散失和抵御较强的辐射; 不同地理种群紫花针茅叶片解剖结构在厚壁细胞厚度、叶片厚度、导管直径、主脉导管腔面积/主脉维管束面积和维管束面积/叶横切面积等特征上存在较大差异, 以适应不同区域的生境。Pearson相关性和聚类分析结果表明紫花针茅叶片解剖结构与气候因子密切相关; 主成分和冗余分析结果表明在干旱区域紫花针茅叶片解剖结构主要受到蒸发量的影响, 而在相对湿润区域紫花针茅叶片解剖结构主要受生长季降水量、湿润系数和年降水量/年蒸发量影响。综上所述, 紫花针茅通过增加厚壁细胞减少水分散失, 同时增加导管直径、主脉导管面积/主脉维管束面积和维管束面积/叶横切面积等输水组织面积适应高寒干旱气候。     

蛇足石杉生态适应性研究Ⅰ茎叶解剖特征的比较

利用解剖学方法对湘西地区蛇足石杉5个野生居群个体(S1,S2,S3,S4,S5)的茎叶进行了解剖学比较和分析,结果表明:不同居群蛇足石杉解剖结构的性状存在明显的差异性,其中维管柱厚度、皮层厚度、海绵组织厚度、叶片厚度这4个性状是造成居群间蛇足石杉解剖学性状差异的主要因子;茎叶解剖结构也表现出对阴湿环境适应的的形态特征,但是,S1居群的蛇足石杉具有适应旱生生境的趋势。这些解剖学性状除受遗传因子控制外,环境因子(主要为光照和水分)起着重要的作用,因此,蛇足石杉形态解剖学上的差异性或可塑性是其赖以适应环境和生存的基础。     

不同杉木无性系叶片解剖结构对大气增温的响应

以10个不同杉木无性系幼林叶片为研究对象,在对研究地气候因子进行分析基础上,采用微波石蜡快速切片法制作叶片解剖结构,通过观测比较叶片8项解剖结构指标的差异规律,研究不同杉木无性系叶片解剖结构在大气增温背景下的响应特征。结果表明：（1）研究地2020年度夏季气温呈先上升后下降的趋势,降水量变化与之相反,呈现出明显的高温干旱现象。（2）不同杉木无性系叶片解剖结构相似,叶肉组织分化为栅栏组织和海绵组织,为典型异面叶;解剖结构指标除下表皮厚度外,其余指标在无性系间呈现出不同程度的改变,表现出对大气增温响应的形态可塑性差异。（3）相关性分析结果表明,叶片解剖结构指标之间存在一定自相关关系;气候因子中,月平均气温与栅栏组织呈极显著正相关关系（P<0.01）,月均降水量与栅栏组织、海绵组织、栅海比均呈极显著正相关关系（P<0.01）。（4）根据主成分分析结果,筛选出海绵组织、栅栏组织、叶片厚度、表皮组织和角质层为表征杉木叶片解剖结构的典型指标,反映出在大气增温背景下杉木叶片解剖结构变化特征以抵抗强烈光照和减少水分散发的特性。（5）不同杉木无性系叶片可塑性指数均值排序结果为W2 > P11 > S4 > P32 > P41 > P17 > P18 > S22 > S23 > 洋061,表明不同杉木无性系对大气增温的生态适应性与之相对应。综上可见,不同杉木无性系对环境的适应能力存在差异,叶片具有较强的形态可塑性变化,当气温改变时,杉木可通过叶片解剖结构调整以应对不断增加的大气温度带来的高温干旱复合逆境胁迫,未来应充分重视气候变化对杉木人工林生长发育的影响。     

干旱胁迫对黄土高原4种蒿属植物叶形态解剖学特征的影响

以黄土高原演替初期阶段的猪毛蒿(Artemisia scoparia Waldst.et Kit.)、茭蒿(Artemisia giraldii Pamp.)、铁杆蒿(Artemisia gmelinii Web.ex Stechm.)3种优势种和1种常见种黄花蒿(Artemisia annua Linn.)为供试材料,采用盆栽试验与称重控水法,将土壤含水量分别控制在田间最大持水量的75%(适宜水分对照)、55%(中度干旱)和35%(重度干旱),研究干旱胁迫对菊科蒿属植物叶片形态解剖学的影响,揭示植物叶片生态适应机制,为生态恢复过程中植被演替的规律提供理论依据。于植物营养生长末期选取代表性的叶片,分别采用电子扫描显微镜、电子透射显微镜和光学显微镜对叶表皮特征、亚细胞显微特征和组织结构进行观察。结果表明:干旱胁迫下,这4种植物表现为不同程度的叶片增厚、栅栏组织厚度、叶片紧实度和角质层厚度增加;3种旱生型植物猪毛蒿、茭蒿和铁杆蒿的叶片下表皮具有浓密的表皮毛,有利于防止水分过度蒸腾,而中生型黄花蒿叶片无此功能;铁杆蒿和黄花蒿上表皮毛稀少,不利于保水和防止强光照,干旱胁迫下依靠降低上表皮气孔密度和叶细胞叶绿体数目来适应环境;茭蒿和猪毛蒿叶绿体形态相似,具有较厚的基粒和浓密的基粒片层,强光下容易引起氧化损伤,猪毛蒿通过浓密的上表皮毛而茭蒿通过较强的抗氧化机制防止光能过剩,两者在重度干旱下均产生大量脂质体。4种蒿属植物中黄花蒿的叶片解剖学特征受到干旱的影响变化最大,铁杆蒿和猪毛蒿次之,茭蒿最弱,3种优势种的干旱适应性显著强于黄花蒿,干旱下叶片解剖学的结论与干旱耐受性指标结果一致。     

兴安落叶松针叶解剖结构变化及其光合能力对气候变化的适应性

叶片易受环境因子影响,其形态解剖结构特征不但与叶片的生理功能密切相关,而且反映树木对环境变化的响应和适应。叶片结构的改变势必会改变树木的生理功能。同一树种长期生长在异质环境条件下,经过自然选择和适应,会在形态和生理特性等方面产生变异,形成特定的地理种群。另外,母体所经受的环境胁迫也会影响到其子代的生长、发育和生理等特征。因此,了解植物叶片形态结构对环境变化的响应与适应是探索植物对环境变化的响应适应机制的基础。兴安落叶松(Larix gmelinii Rupr.)是我国北方森林的优势树种,主要分布在我国东北地区,但日益加剧的气候变化可能会改变其现有的分布区。为了区分叶片对气候变化的可塑性和适应性,本研究采用同质园法比较测定了6个不同气候条件下的兴安落叶松种源的32年生树木的针叶解剖结构和光合生理相关因子,利用石蜡切片方法分析了针叶的解剖结构特征、光合能力（Pmax-a）、水分利用效率（WUE）之间的关系及其对气候变化的适应性。结果表明：表皮细胞厚度、叶肉细胞厚度、传输组织厚度、维管束厚度、内皮层厚度以及叶片总厚度均存在显著的种源间差异（P < 0.05）。叶肉细胞厚度与Pmax-a、气孔导度和WUE之间均存在显著的正相关关系（P < 0.05）。叶肉细胞厚度、表皮细胞厚度、叶片总厚度以及叶肉细胞厚度和表皮细胞厚度在叶片总厚度中所占比例均与种源地的干燥度指数（即年蒸发量与年降水量之比）呈正线性关系。这些结果说明：不同种源兴安落叶松针叶解剖结构因对种源原地气候条件的长期适应而产生显著的差异,从而引起其针叶光合作用、水分利用等生理功能发生相应的变化,从而有利于该树种在气候变化的情景下得以生存和繁衍。     

三江平原不同生境下漂筏苔草叶片解剖结构的研究

通过石蜡切片制片,对采自三江平原5种生境下漂筏苔草的叶片进行了解剖学观察和研究。结果表明:5种生境下漂筏苔草的叶片具有相同结构,都是由表皮、叶肉和叶脉三部分构成的。但不同水深对叶片的解剖结构产生了一定影响,随着水分的增加,植物叶片的维管束个数和厚度、叶片厚度、导管直径和气腔直径均呈现上升趋势。以上结构变化是植物适应湿生环境的典型特征。     

干旱胁迫下AMF对云南蓝果树叶片解剖结构的影响

苯菌灵为杀真菌剂,在土壤含水量为32.32％、29.63％、25.86％、19.39％、12.93％和6.46％的条件下,分别添加苯菌灵和不添加苯菌灵,形成“低AMF”和“高AMF”处理。该研究以云南蓝果树幼苗叶片为材料,利用盆栽试验研究了干旱胁迫下丛枝菌根真菌( AMF)对云南蓝果树幼苗叶片解剖结构及抗旱性的影响。结果表明：添加苯菌灵处理显著降低了不同水分处理条件下AMF侵染率,随着干旱胁迫程度加剧,云南蓝果树幼苗根部的AMF侵染率显著降低。轻度胁迫条件下(土壤含水量为29.63％),叶片解剖结构参数未发生显著变化;土壤含水量低于25.86％,云南蓝果树幼苗表现出较高的抗旱性,苯菌灵处理可以显著影响叶片角质层厚度、栅栏组织厚度和上表皮厚度等7个叶片结构指标,证明了高AMF可以增强代表云南蓝果树幼苗叶片抗旱性的结构性状。土壤含水量为25.86％、19.39％和12.93％时苯菌灵处理的效果较土壤含水量为6.46％时更显著,这是因为6.46％的土壤含水量严重抑制AMF的侵染,说明AMF侵染程度会影响云南蓝果树幼苗的抗旱性。进一步用隶属函数值法对10个叶片性状进行综合评价,发现高AMF处理可增强云南蓝果树幼苗的抗旱性。该研究结果为AMF在濒危物种云南蓝果树保护过程中的合理利用提供了理论依据。     

黄土高原不同植被带内草地植物叶片解剖性状的变异规律

叶片作为植物与外界进行物质交换的桥梁,其解剖性状能够相互协调以应对外界环境对植物生长造成的不利影响,从而反映出植物对环境变化所采取的适应策略。通过对黄土高原不同植被带(森林草原带、典型草原带、荒漠草原带)草地群落中常见115种植物(包括单子叶植物,双子叶植物,木本植物和草本植物四种功能型植物)叶片进行取样,并运用石蜡制片技术和光学显微技术获得叶片解剖性状(包括表皮厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度、叶肉厚度和叶片厚度),旨在研究不同植被带内草地植物叶片解剖性状的变异规律及其与群落内物种相对优势度之间的关系,为黄土高原植被恢复和生态环境改善提供理论依据。结果表明：(1)沿着干旱梯度,从森林草原带、典型草原带到荒漠草原带,除叶肉厚度外,植物各叶片解剖性状值均呈现增大趋势,表明干旱地区叶片的旱生结构特征明显。(2)不同功能型植物叶片解剖性状与环境因子的关系各异。木本植物和草本植物的栅栏组织厚度和栅海比均与降水和土壤养分呈显著负相关关系(P<0.05)。同时,木本植物的叶片厚度与水分呈显著负相关关系(P<0.05),而草本植物表皮厚度仅与土壤养分呈显著负相关关系(P<0.05)...     

费菜和长药八宝叶形态结构及其与耐旱性关系的研究

利用光学显微镜观察比较了费菜（Sedum aizoon L.）和长药八宝（S. spectabilis Boreau）的叶表皮形态及解剖结构,并对其进行不同程度的水分胁迫,研究干旱逆境条件对其叶片显微结构的影响。结果表明：两种景天的叶形态、解剖结构与耐旱性之间存在较密切的相关性。两种植物成熟叶均具较薄的角质层和发达的储水组织,叶肉组织中没有栅栏组织和海绵组织的明显分化。二者的维管组织较发达,且具较发达的孔下室,维管束周边发现一些吸水能力较强的异细胞,这些特征是植物耐旱的关键。     

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。