玉米茎秆细胞壁和组织构建对抗压强度的影响

耐密抗倒伏玉米品种是玉米育种的重要方向,探究影响玉米茎秆抗压强度的机制是培育玉米新品种的重要途径。本实验采用组织化学、显微观察的方法研究了10个玉米品种茎秆的形态结构、解剖特征和细胞壁的化学组成,并分析了这些变量之间的相关性,结果表明:茎的皮层/半径、厚壁组织比例、机械组织比例和纤维素含量、木质素含量与抗压强度呈极显著正相关关系;薄壁组织比例、茎长/茎粗、维管束个数与抗压强度呈极显著负相关关系。利用共线性诊断和逐步线性回归分析发现,影响茎秆抗压强度的主要因素为皮层/半径、机械组织比例、维管束个数、纤维素含量和木质素含量。利用通径分析进一步定量研究了这5个变量与抗压强度之间的直接作用和间接作用,明确了决定玉米茎秆抗压强度的主要因素为纤维素含量、木质素含量和单位面积维管束个数。本实验还建立了玉米茎微观结构与细胞壁化学构成的数学模型,为进一步揭示玉米茎微观力学形成机理提供了思路,进而为耐密抗倒伏玉米育种提供了研究方向。     

种植密度对不同耐密性春玉米基部茎节维管束及根系伤流的影响

选用不同耐密性玉米品种‘郑单958’(密植品种)和‘辽单526’(稀植品种)为材料,设置4个不同的密度水平,分别在拔节期和乳熟期采用徒手切片显微观测基部茎秆内部维管束结构变化,采集茎基部伤流液测定其主要成份含量并计算伤流强度,以期为春玉米的密植高产提供理论依据.结果显示:(1)在拔节期,‘郑单958’维管束结构对密度变化反应相对敏感,而‘辽单526’维管束结构在各密度间并无显著差异;当密度最大时,‘辽单526’伤流强度的下降程度要大于‘郑单958’,但两品种伤流液成分对密度反应无明显变化.(2)在乳熟期,密度对‘郑单958’维管束结构无显著影响,而‘辽单526’在密度增加后维管束结构各指标明显下降且与对照(适宜密度)差异显著;各密度‘郑单958’的伤流强度均大于‘辽单526’,增加密度会提高两品种伤流液中可溶性糖的含量,尤其以‘辽单526’增加更显著.(3)在高于对照密度条件下,两品种的籽粒产量都不同程度低于对照,但‘辽单526’产量降低程度要大于‘郑单958’.研究表明,密植性玉米对密度压力的反应要早于稀植性玉米,其在高密度表现出的适应性也要优于稀植性玉米,这从茎基部的结构和功能上揭示了玉米品种耐密性差异的生理基础.     

玉米抗倒性与茎秆显微结构的关系

1989年我们对抗倒性不同的12个杂交玉米进行了解剖观察,发现地面上第三节间的茎外围维管束的长宽、维管束下部厚壁细胞的厚度。皮层厚度与田间倒伏率呈现显著的负相关,同一视野内维管束数目与倒伏率呈显著正相关。     

玉米抗倒性与茎秆显微结构的关系

1989年我们对抗倒性不同的12个杂交玉米进行了解剖观察,发现地面上第三节间的茎外围维管束的长宽、维管束下部厚壁细胞的厚度、皮层厚度与田间倒伏率呈现显著的负相关,同一视野内维管束数目与倒伏率呈显著正相关。     

牛膝（苋科）轴器官中异常结构的研究

应用植物解剖学方法研究了牛膝(Achyranthes bidentata Blume)轴器官中异常结构的发育过程.研究结果表明,在牛膝根的发育过程中,其初生生长和早期的次生生长类似于一般双子叶植物.以后在正常维管柱的外围发生4～5轮额外形成层,并以双向活动方式形成同心环状排列的三生维管束和其间的薄壁结合组织.而在牛膝的茎中存在两种不同类型的异常结构.在茎的发育过程中,当次生维管束分化将完成时,由其外侧保留的1～2层原形成层细胞恢复分裂能力产生一轮额外形成层,额外形成层活动形成一轮三生维管束.茎中的2个外韧型髓维管束也来源于原形成层,与正常维管束在位置上没有相关性,但其结构类型存在多样性,有时可形成不完全的周木型髓维管束.     

暹罗苏铁茎的解剖学研究

利用冰冻切片法在光学显微镜下观察暹罗苏铁茎的解剖特征。结果表明,暹罗苏铁茎由周皮、皮层、皮层维管束、中柱和髓组成,皮层和髓发达。皮层维管束可分为周韧型和外韧型两种,以周韧型为主。中柱的次生结构为同心环的次生维管组织构成,随着茎的不断成熟,环数逐渐增加;每个同心环均含有次生木质部、维管形成层、次生韧皮部的结构;环与环之间有次生的薄壁组织相间隔。皮层、中柱维管束均由木质部、形成层和韧皮部组成,木质部面积均大于韧皮部。苏铁植物茎在次生结构方面的主要特点是有皮层维管束和同心环结构的中柱维管束。     

问题解答

问:玉米、甘蔗、棕榈等单子叶植物的茎中没有形成层,为什么还能加粗? (湖南省湘乡水泥厂子弟中学王榆芝) 答:多数单子叶植物茎的维管束没有形成层,所以它们不能进行次生生长而无限增粗,但     

水钾互作对高产夏玉米茎秆结构和功能的影响

以郑单958(ZD958)为试验材料,采用干旱棚池栽试验,研究了水钾互作对夏玉米茎秆结构和功能的影响.结果表明： 灌水可显著提高茎秆的伤流量,施钾在一定程度上可以缓解水分缺乏对茎秆伤流量的影响,在灌水2250 m³·hm^-2时施钾可显著提高各生育时期茎秆的伤流量.水钾互作可显著提高茎秆穿刺强度和茎粗,在灌水2250 m³·hm^-2时施钾处理的穿刺强度和茎粗较不施钾处理分别高46.0%和36.4%,施钾条件下灌水2250 m³·hm^-2较灌水450 m³·hm^-2处理的穿刺强度和茎粗分别高30.7%和8.6%.灌水2250 m³·hm^-2时施钾显著提高了茎秆维管束数目、面积及维管束内厚壁细胞、皮层和硬皮组织厚度.即水钾互作能够显著提高夏玉米植株的抗倒伏能力,本试验条件下,施180 kg K₂O·hm^-2、适当增加灌水量可显著提高夏玉米抗倒伏能力和产量.     

贵州北盘江喀斯特地区6种兰科植物结构及其生态适应性

【目的】分析兰科植物营养器官结构对喀斯特生境的适应特性和不同兰科植物响应生境异质的生存策略,为兰科植物研究、保护与发展提供理论支持和参考依据。【方法】该研究以贵州北盘江喀斯特地区6种不同生活型兰科植物的叶、假鳞茎、根为研究对象。应用石蜡切片法,进行结构观察并测量相关指标,通过描述和方差分析、相关性分析和主成分分析。【结果】结果表明：(1)不同兰科植物结构特征间存在显著差异,丘北冬蕙兰、莎叶兰、兔耳兰和单叶石仙桃均为等面叶,叶片较薄;栗鳞贝母兰与梳帽卷瓣兰叶片为异面叶,有栅栏组织和海绵组织的分化,叶片较厚。(2)假鳞茎主要由表皮、基本组织和维管束组成,地生兰基本组织细胞较小,维管束密度大;附生兰基本组织细胞较大,储水结构较发达。(3)地生兰根被和皮层较厚,根被细胞排列紧密,皮层细胞小层数多;附生兰根被与皮层较薄,皮层细胞较大。(4)叶片下表皮厚度与叶片厚度、叶维管束直径、叶肉厚度、叶脉厚度呈极显著(?<0.01)正相关,叶肉厚度与下角质层厚度、茎维管束直径呈显著(?<0.05)负相关;茎直径和表皮厚度、茎维管束数量、茎横截面积呈极显著正相关,茎维管束直径占比与茎直径、表皮厚度、茎维管束数量、茎横截面积均呈极显著负相关;根的各指标间呈极显著正相关,根直径、根被厚度和皮层厚度与根维管束直径占比呈极显著负相关。【结论】兰科植物根部结构具有相对稳定的趋同适应性,叶片和假鳞茎结构间相互促进协调,是兰科植物响应干旱喀斯特环境的重要结构。 关键词 生态适应性;兰科植物;结构特征;喀斯特地区     

牛膝茎的发育解剖学研究

应用植物解剖学方法研究了牛膝茎的发育过程。研究结果表明,牛膝茎的发育包括原分生组织、初生分生组织、初生结构、次生结构和三生生长5个发育阶段。原分生组织具有典型分生组织的细胞特征;初生分生组织包括原表皮、基本分生组织和原形成层。在茎的发育过程中,初生生长和早期的次生生长是正常的,但在次生生长过程中,次生维管组织仅有束中形成层产生,而没有束间形成层的分化和活动。茎的三生生长是由维管柱外侧保留的原形成层细胞发生的额外形成层的活动产生的。额外形成层开始只向内交替产生三生木质部和其间的结合组织,后来向外产生三生韧皮部,形成一轮三生维管束。牛膝茎内的韧皮纤维来源于原形成层,应属于原生韧皮部性质。牛膝茎中的2个外韧型髓维管束也来源于原形成层,与正常维管束在位置上没有相关性。但其结构类型具有多样性,有时可形成不完全的周木型髓维管束。     

木立芦荟茎的发育解剖及其异常结构的研究

应用植物解剖学方法研究了木立芦荟（Aloe arborescens Mill.）茎的发育过程。研究结果表明,木立芦荟茎的发育包括原分生组织、初生分生组织、初生结构和次生生长4个发育阶段。原分生组织具有典型分生组织的细胞特征;初生分生组织包括原表皮、基本分生组织和原形成层束。初生结构由表皮、薄壁组织和维管束组成。初生维管束为外韧有限维管束,分散于薄壁组织内。次生加厚分生组织起源于正常的散生维管束柱外侧的薄壁组织细胞。次生加厚分生组织切向分裂,向外侧产生的细胞分化成薄壁组织;向内产生的细胞,一部分细胞分化成为薄壁组织细胞,称为结合组织,另一部分细胞则分化成次生周木维管束,分散于结合组织中。由表皮之内的一层薄壁组织细胞恢复细胞分裂能力,进行切向分裂,以后形成周皮。木立芦荟茎初生结构阶段的增粗主要是基本分生组织和薄壁组织细胞的分裂和体积增大的结果。在老茎中,茎的增粗主要是由次生加厚分生组织进行细胞分裂及其衍生细胞体积增大的结果。     

乌苏里鼠李茎叶的解剖结构及其生态适应性

为探究乌苏里鼠李（Rhamnus ussuriensis）茎叶的解剖结构对环境的适应性机理,采用石蜡切片及扫描电镜技术,对乌苏里鼠李叶片、茎的解剖结构进行研究。结果表明：乌苏里鼠李叶片为典型异面叶,表皮毛和气孔均分布在下表皮,气孔指数为39.04%;栅栏组织由2层薄壁组织细胞组成,结构紧密,海绵组织排列疏松。叶片主脉发达,维管束呈环状排列,木质部导管数量较多,直径较大,维管束周围薄壁组织细胞后含物丰富。在茎的初生结构中,表皮细胞角质层较厚,皮层薄壁组织细胞内含有晶簇,维管束为外韧无限维管束,髓部发达;茎的次生结构中年轮显明,为典型的环孔材,有凹下的皮孔,次生木质部发达,导管以螺纹导管与孔纹导管居多,导管分子多为复管孔;射线以单列射线为主,偶见双列射线。乌苏里鼠李叶片、茎的解剖结构具有明显的抗逆特性,能够较好的适应干旱、寒冷环境。     

不同土壤环境下黑果枸杞茎、叶形态结构比较

应用石蜡切片法对不同土壤环境下黑果枸杞的叶片和茎的形态结构进行了比较,以期为黑果枸杞在天津地区引种提供理论依据。对叶片和茎的表皮、栅栏组织、维管束、皮层、韧皮部等指标进行了测量。结果表明：黑果枸杞在天津不同土壤环境下生长状况良好。生长在碱性粘土中的黑果枸杞叶片呈长披针形,茎表皮和维管束最发达;生长在沙壤土中的黑果枸杞叶片也呈长披针形,但角质层最厚,茎的皮层最发达;长在红棕土中的黑果枸杞叶片则呈近长椭圆形且叶片较厚,叶表皮气孔密度最大,表皮最厚,叶肉的栅栏和海绵组织最发达,叶柄维管束最大,茎最粗,韧皮部最发达,髓最大。因此,生长在不同土壤环境下的黑果枸杞植株的茎、叶片的形态结构差异明显。     

云南野生稻叶茎根组织结构特性的比较研究

采用徒手切片法对云南3种野生稻和栽培稻的叶片、茎秆及根的组织结构进行比较研究,以明确野生稻的内部结构,为进一步揭示其结构与云南野生稻的生长势旺盛、营养吸收能力强、抗某些病虫害能力强的关系奠定基础。结果表明,(1)云南野生稻与栽培稻叶片主脉、茎秆及根的组织结构差异显著,其中景洪疣粒野生稻、景洪药用野生稻与栽培稻的差异最明显。(2)在叶主脉结构中,景洪疣粒野生稻无气腔结构,维管束数量少、面积小;景洪药用野生稻、3个普通野生稻材料存在多个维管束和气腔结构,维管束、束内导管直径及气腔面积较栽培稻大,而栽培稻中的气腔均为2个。(3)在茎秆结构方面,景洪疣粒野生稻茎秆最小,维管束数量最少,其茎壁内的维管束排列方式与栽培稻不同;景洪药用野生稻和普通野生稻茎秆及茎壁较栽培稻粗厚,维管束数量也较栽培稻多,普通野生稻的茎壁中有通气组织。(4)在根的组织结构中,3种野生稻的导管数量较多,导管直径及中柱面积较栽培稻大,外皮层出现了具有凯氏带功能的凯氏点等。     

红地球葡萄延后栽培成熟期水分运输研究

以3年生延后栽培的红地球葡萄为材料,在生育后期设置土壤水分处理控制在0.20(T_1)、0.25(T_2)和0.30 m~3·m~(-3)(T_3)左右,以果农常用的管理方法为对照(CK),在果实成熟期采用切片和田间树体茎流测定方法,研究果实水分运输结构变化和树体耗水状况。结果表明:(1)葡萄果实转色初期,果梗维管束的木质部结构完整且导管壁清晰可见;转色中期,果梗木质部部分导管壁变模糊,果刷中央维管束横切面积较转色前期变小;转色后期,果刷和果梗木质部导管壁模糊且破裂。(2)当葡萄果实可溶性固形物为7%时,果梗表皮细胞排列紧密且细胞间隙小,果刷维管束导管清晰可见;当可溶性固形物含量达到11%时,果刷中央维管束导管数量大于胚珠维管束,且分布不同;当可溶性固形物含量增加至15%时,果梗表皮细胞排列疏松,表皮细胞拉长,部分细胞发生破裂,果刷中央维管束和胚珠维管束的导管均出现解体。(3)9月11日左右,不同土壤水分处理(CK、T_1、T_2和T_3)茎液流达到最大值,峰值分别为3.51、3.95、4.37和4.59 d·L~(-1);葡萄转色中期,在低温影响下T_1的茎液流量整体显著低于T_2、T_3(P0.05),但与CK无显著差异;10月15日至10月26日无明显极端低温发生,不同处理树体茎液流量均呈下降趋势;11月下旬随着温度持续降低,树体各处理茎液流量迅速下降。研究发现,土壤含水量过高,低温发生时会造成树体茎液流量降低,增加土壤供水能够延缓葡萄可溶性固形物的积累,从而延缓葡萄成熟。     

不同玉米自交系茎秆上部维管束数目的差异分析

茎秆维管束数目是玉米养分运输和抗倒伏的关键影响因素,本研究以遗传丰富的172份玉米自交系为研究材料,对茎秆上部小维管束和大维管束数目进行差异性分析,并通过不同杂种优势群的玉米茎秆上部维管束数目多重比较,分析各杂种优势群维管束数目变化趋势.研究结果表明:在不同玉米自交系中,茎秆上部小维管束和大维管束数目变异系数分别为16...     

藜科植物轴器官的结构多样性初探

植物在长期发展与进化过程中形成了拥有不同形态结构和生殖能力的有机体,形成了从细胞,组织,器官到物种个体形态结构的多样性,通过对我国西北地区藜科23属,42种植物根,茎基和茎轴器官的比较解剖表明,轴器官的结构式样包括：基本结构式样,皮层维管束,同心环状排列的附加维管束,螺旋状排列的附加维管束,内涵韧皮部5种结构式样及过渡类型,附加维管束间的结合组织的类型可分为厚壁木质化型,径向厚壁型和薄壁型3种式样及过渡类型,研究表明黎科植物轴器官在解剖学上表现出结构的多样性,从器官结构多样性的研究层面上可折射出其分类群的物种基因组成和表达的多样性,这种结构多样性是植物在进化中环境和基因共同作用的结果,达到与其生存环境和谐的结构与功能的统一的多样性,也应属生物多样性的范畴。     

广西野生蔗及其近缘植物营养器官内部结构的初步研究

广西野生蔗及其近缘植物营养器官内部结构基本相同。但割手密叶片下表皮具有明显的气孔窝斑茅等则无。斑茅茎节间的维管束分布较均匀,河八王茎中央没有维管束分布,割手密与蔗茅茎中维管束的分布。居于二者之间。     

波温苏铁(Bowenia spectabilis)营养器官的解剖结构研究

报道了波温苏铁Bowenia spectabilis Hook.ex Hook. f）根、茎、叶的解剖结构.根的初生结构由表皮、皮层和中柱三部分组成,为二原型木质部.茎具大量薄壁组织,薄壁细胞富含淀粉粒,维管束为外韧并生.叶柄中含有5-8束维管束,呈弧形排列.羽片叶角质层厚,有小叶脉产生,气孔主要分布在下表皮.根、茎、叶木质部中的管胞主要是螺纹和孔纹管胞,有少量纤维分化;茎中管胞的侧壁呈现凹凸不平,部分管胞具有分枝或分叉现象.     

绞股蓝营养器官的结构及其人参皂甙的组织化学定位研究

绞股蓝是多年生草质藤本植物。根系由不定根组成,根的初生结构木质部为2－4原型,次生结构中栓内层较厚,攀缘茎,具5棱,周围纤维连成一环,幼茎的维管束排成两圈,外圈5个,内圈4或5个,老茎圆柱形,周围纤维呈不连续环状,维管束具次生木质部和次生韧皮部,排成一圈,掌状复叶互生,小叶5－7片,背腹型,叶柄具5束维管束,进入小叶时分为7－9束,茎和叶的初生维管束为双韧维管束,组织化学实验表明,绞股蓝人参皂甙主要分布在营养器官的同化组织及韧皮部薄壁细胞中,厚角组织,表皮及周皮的栓内层也有少量分布。