盾叶秋海棠叶表皮气孔簇的发育及分布格局

气孔是植物控制气体交换和调节水分散失的门户。大部分高等植物气孔的分布格局是相邻气孔之间被一至多个表皮细胞所间隔。而在有限分布的几个科属的植物种中发现气孔成簇分布的现象 ,即由 2至多个紧密相邻的气孔器组成相对独立的单元 ,称为气孔簇 (stomatalcluster)。以中国原产的盾叶秋海棠 (BegoniapeltatifoliaLi)为研究对象 ,探讨了叶表皮气孔簇的发育机制及其分布格局。结果表明 :气孔发育初期 ,气孔拟分生组织的成簇 (相邻紧密 )排列可能是气孔簇形成的主要机制 ;气孔副卫细胞恢复分裂形成的卫星拟分生组织也对气孔簇的形成起一定的作用。把气孔簇和单个气孔视为一个气孔单元发现 ,盾叶秋海棠气孔单元密度 (单位面积中气孔单元数 )和气孔单元大小 (气孔单元所包含气孔数 )在叶片上呈有规律的分布 :前者由叶片中部向叶尖、叶缘逐圈增多 ,而后者逐圈减少。对这种分布格局的成因进行了讨论     

气孔在四季秋海棠营养器官和繁殖器官上的发育及相关性分析

主要观察了气孔在四季秋海棠营养器官和繁殖器官上的分布和发育情况,并分别对叶片和翅上气孔簇大小、气孔簇密度等指标的相关性进行了研究、结果表明:在叶片的下表皮、雌花和雄花的花被片、苞片、小苞片和翅上有气孔分布,而在茎、花梗上却未见气孔分布.叶片下表皮和翅上气孔通常成簇分布.在叶片的下表皮,气孔簇大小与气孔簇密度呈显著的负相关(P<0.05);气孔簇密度与叶片长度呈极显著的负相关(P<0.01).而翅上的气孔簇密度、气孔簇大小与子房长度无显著相关性(P>0.05).在四季秋海棠中,不同器官表皮的气孔簇大小是不同的,这可能与生理功能的不同有关.     

盾叶薯蓣四倍体与二倍体叶表皮及气孔器显微结构的比较

对盾叶薯蓣四倍体和二倍体阴叶和阳叶表皮及气孔器的显微形态结构进行了比较。结果显示:叶片表皮细胞及气孔器的形态结构因染色体倍性及光照的不同而存在明显差异。表皮细胞有规则多边形与不规则细胞壁内褶2种类型;气孔器为典型的双子叶植物无规则型气孔器,仅分布在下表皮。四倍体表皮细胞密度、气孔器密度及气孔指数平均值分别为476.28±6.87个.mm-2、78.22±3.1个.mm-2、14.11,较二倍体的分别小4.60%、17.95%和11.98%。前者气孔器长、宽及保卫细胞宽度平均值分别为32.78±2.09μm、26.07±1.55μm、9.63±1.14μm,较后者的分别大10.73%、3.90%和18.01%,差异极显著。前者阴叶的较其阳叶的分别大5.77%、6.00%、8.72%;后者的则分别大1.72%、1.74%、2.41%。前者叶片保卫细胞中的叶绿体数目为23.93±3.19个,较后者的多74.00%。表皮细胞及气孔器密度、气孔指数,气孔器大小,保卫细胞叶绿体数目、尤其是保卫细胞宽度,可作为倍性鉴定的参考依据。四倍体高产有其良好的叶片结构基础。     

植物气孔的类型、分布特点和发育

植物气孔控制着植物蒸腾和光合两个基本生命过程,影响着陆生植物的生产和生命.气孔不仅是植物形态学上的重要特征,而且在研究植物间的亲缘关系、系统进化和分类、染色体倍性鉴定、估价植物的抗病性和生存环境以及生理等方面均具有重要的意义.对植物气孔的分类、气孔的分布特点、气孔的发育过程以及其影响因素进行了综述.     

云南秋海棠属叶表皮及毛被的扫描电镜观察

首次报道滇产秋海棠属46种3变种叶表皮及毛被的扫描电镜特征。研究表明所有种的特征组合均有明显区别,因而这些微形态特征可作为分种和变种的依据。在每个组内难以找到一致的特征,因而在组的划分上意义不大,但秋海棠组内毛被和表皮特征的分化却为探讨一些组间的关系提供了某些线索。另外,通过探讨各组内毛被的发生和生态环境的关系,似可看出侧膜组应为较原始的类型,从而推断各组间的关系。     

蕺叶秋海棠化学成分的研究

从蕺叶秋海棠(Begoma limprichtu Irmsh)全草中分得5个化合物,经理化性质和波谱分析,分别鉴定为:豆甾醇-3-O-β-D-葡萄糖甙-6’-十六烷酸酯(1),豆甾醇3-O-β-D-吡喃葡萄糖甙(2),芦丁(3),豆甾醇(4),胡萝卜甙(5)。     

中国秋海棠属植物的叶表皮特征及其分类学意义

在光学显微镜下,对中国秋海棠属(Begonia)植物7组52种2变种的叶表皮进行观察。结果表明秋海棠属植物叶表皮形态在属内组间具有较大的相似性,表皮细胞为多边形或近多边形,垂周壁平直或弓形,大多数种类表皮细胞内具有晶体,气孔器仅分布于下表皮,且以不等型为主。叶表皮综合特征,例如表皮细胞形状,表皮毛类型,表皮细胞内晶体的类型和形态,气孔器形态以及与一些种类独有特征的组合,在种间,尤其在近缘种之间具有明显的差异。     

多花黄精叶表皮的发育

通过光学显微镜和电子扫描显微镜,对多花黄精(P olyg ona tum cy rtonem a)不同发育时期的叶表皮细胞及其气孔器进行了研究。结果表明:(1)多花黄精叶片的上下表皮细胞的发育方式基本一致,都是表皮细胞进行伸长生长和加宽生长,且伸长生长速度大于加宽生长速度。(2)气孔器的发育方式有两种:由表皮细胞进行不均等分裂所形成的两个细胞之中较小的一个发育而来;直接由表皮细胞发育而来。(3)在叶片发育过程中,气孔器指数是由低到高;在叶片展开第1天达到最高值,随后逐渐降低并趋于稳定。     

合意非洲铁羽片表皮及气孔器的发育研究

用光学显微镜和扫描电镜对合意非洲铁羽片表皮及气孔器的发育过程进行观察研究。结果显示,(1)在羽片发育过程中表皮细胞变化不明显,主要是细胞伸长和壁增厚的过程;表皮的角质层连续出现。(2)气孔器发育可大致分3个阶段:保卫细胞母细胞阶段、幼保卫细胞阶段和成熟保卫细胞阶段;气孔器发育方式为单唇型或周源型;成熟气孔器属单环型。(3)在羽片发育过程中,气孔密度起初很低,后急剧升高并达到峰值,之后逐渐下降并趋于稳定。(4)有早熟气孔器。(5)羽片表皮发育成熟的方式是由基部向顶部逐步推进。     

盾叶薯蓣根状茎的发育解剖学研究

利用石蜡切片法对盾叶薯蓣根状茎进行了发育解剖学研究。盾叶薯蓣的二年生根状茎主要由三部分组成：周皮、基本组织和散生在基本组织中的维管束。周皮由木栓层、木栓形成层和椎内层组成;基本组织都由薄壁细胞组成;维管束无束中形成层,属于有限维管束,成熟的维管束由厚壁组织细胞形成的维管束鞘包围。根状茎顶端的原分生组织由3－5个鳞状包被。其衍生细胞分化为原表皮、基本分生组织和散生的原形成层束。以后由它们分化为表皮,基本组织和散生的维管束构成的初生结构,根状茎顶端下方的原表皮内存在初生增厚分生组织。初生增厚分生组织细胞不断向内分裂和其衍生细胞的体积增大,是根状茎能迅速增粗的主要原因。     

Developmental mechanism and distribution pattern of stomatal clusters in Cinnamomum camphora

We report the stomatal cluster development mechanism and distribution pattern in Cinnamomum camphora. The results indicated that the clustered arrangement of meristemoids at the juvenile stage of the leaf development contributed greatly to the pattern of stomatal clusters. Additionally, division of an epidermal cell (EC), which is between small stomata, and growth of small stomata to push the ECs aside to become directly contacting had an impact on the development as well as the pattern of stomatal clusters. The latter way may play a more important role in stomata clustering of the wide-type C. camphora. There are no significant difference in the stomatal index (the number of stomata per the sum of the number of epidermal cells and the number of stomata) among different part of leaves, while the stomatal cluster index (the number of stomata in stomatal clusters per the total number of stomata) was found to increase gradually from the apex to the base and from the middle part to the marginal part of the leaf. The possible reason of this pattern was discussed. Published in Russian in Fiziologiya Rastenii, 2006, Vol. 53, No. 3, pp. 348–353. The text was submitted by the authors in English.     

变色秋海棠的繁殖栽培

利用播种、扦插和组织培养 3种方式繁殖变色秋海棠均获得成功。播种繁殖的发芽率约 60 % ;在 3种不同的叶插繁殖中 ,以锥形叶插成活率最高 ;组织培养以叶片为外植体、MS+BA1 +NAA0 .1固体发芽培养基较好 ,从外植体直接分化出芽原基和新芽 ,属于器官型再生方式。利用密闭容器栽培法或类似此种方法栽培变色秋海棠 ,取得较好效果。     

气孔发育及其调控

气孔是植物与外界环境进行气体交换的重要通道,对其密度与分布的调控影响着植物的生存与生长。最近的研究工作已经鉴定了一系列参与气孔发育调控的转录因子和信号肽,并对其调控机制有了初步的了解。本文综述了最近几年有关气孔发育方面的研究进展,总结了参与气孔发育的相关因子,并对进一步研究需要解决的问题进行了简要的探讨。     

植物气孔运动调节的新进展

综述了植物气孔的发生和气孔运动的调节机制,并对高表达pepc水稻气孔调节机理和高光效特性的关系作了简要的分析,最后对植物气孔运动的调节机制研究做了展望。     

一氧化氮在拟南芥气孔发育中的功能研究

为了研究一氧化氮(nitric oxide,NO)在气孔发育中的功能,本实验利用NO的释放剂硝普钠(SNP)处理拟南芥野生型,结果显示,SNP处理后的子叶气孔指数(SI)和%(GMC+M)都较未处理组明显升高。继续检测拟南芥内源一氧化氮升高的突变体nox1和内源一氧化氮降低的突变体noa1的气孔参数,结果显示,nox1的气孔指数(SI)和%(GMC+M)相对野生型明显提高,noa1的气孔指数(SI)和%(GMC+M)低于野生型。荧光定量PCR结果进一步显示,NO抑制了气孔发育相关基因MUTE,SCRM,SCRM2的表达。综上结果表明,NO通过调控气孔发育相关基因的表达影响气孔发育。     

叶片生长进程中气孔发育对叶温调节的影响

鉴于气孔发育影响气孔导度和蒸腾速率,推测气孔发育可能影响叶温调节。为验证这一假设并阐述相关规律,在控光和控温条件下研究了冬青卫矛和华北紫丁香气孔发育、气孔导度、蒸腾速率及其与叶温的关系。结果表明,伴随冬青卫矛、华北紫丁香叶片生长气孔逐渐增大,但气孔密度下降;在此过程中,气孔导度和蒸腾速率逐步提高,而叶片温度降低;尽管冬青卫矛和华北紫丁香叶片的气孔密度和大小差异很小,但华北紫丁香近轴侧和远轴侧均有气孔分布,而冬青卫矛则只有远轴侧分布气孔,且相同条件下华北紫丁香的气孔导度和蒸腾速率高、叶温低。因此,气孔发育能够促进气孔导度和蒸腾速率提高,有助于降低叶温;近轴侧气孔可能更有利于蒸腾降温。     

激素与气孔发育研究进展

气孔发育过程具备了所有其它发育过程的基本特征,却相对简单、易于操作,是一个用于研究激素整合环境信号调控发育作用机理的良好平台。该文就近年来国内外有关气孔发育中的信号传导网络及关键组分、激素(甾醇类、生长素、脱落酸、赤霉素、乙烯)对气孔发育调控的研究进展进行综述,并对激素之间的交叉互作进行了总结。