植物角质层蜡质基因的研究进展

角质层是覆盖在植物地上部分最表层的保护层,具有降低植物表面的水分散失、防止紫外线辐射伤害和抵抗病虫害侵入等环境胁迫等功能,在植物适应外界环境作用方面起重要作用.作对近年来角质层蜡质基因的研究进展进行综述,同时也对蜡质基因的研究前景提出一些看法.     

气孔蒸腾的动力及小孔定律

气孔蒸腾是植物散失水分的主要途径。气孔口很小 ,其总面积一般不超过叶面积的 1%,可是叶子通过气孔蒸腾所散失的水分却达到与叶面积相等的自由液面的 5 0 %以上。如此惊人的蒸腾效率 ,许多教科书都用小孔的边缘效应来解释这一现象 ,但我们认为是否应从气孔蒸腾的动力和边缘效应两方面来解释这一现象 ,有待商榷与探讨。1　气孔蒸腾的动力植物的气孔蒸腾实际上分为两步 ,首先在细胞间隙及气孔腔周围叶肉细胞表面进行水分蒸发 ,其次才是水蒸汽从气孔腔经气孔扩散到空气中去。气孔内的细胞间隙很多 ,它的总面积要比叶外表面积大很多倍 ,在这样…     

旱生植物叶上密生的表皮毛的功能

很多旱生植物叶的上下表皮上分布着浓密的表皮毛。长期以来人们认为它们可以阻碍叶表面空气的流动,因此,具有减少水分从气孔蒸发的功能。但有些试验(Johnson,1975)却证明了某些具有密生表皮毛的植物,其水分的蒸发量反而更高些。因为水分是可以通过表皮毛细胞的细胞壁扩散出去的(质体外扩散途径,apoplastic route)。水分通过具有很大蒸发表面的表皮毛细胞壁的蒸发量,可能会多于因气孔被遮蔽所减少的水分蒸发量,所以某些具有密生表皮毛的植物可能会有较高的水分蒸发量。 Fahn(1986)观察了12种旱生植物叶的表皮毛,发现这些表皮毛基部细胞的壁都是经过了角质化的,水分是不可能通过这些角质化了的细胞壁扩散出去的。所以     

离体植株器官连续自动称重同步测定气孔和角质层蒸腾

植物的水分基本是通过器官表皮气孔和角质层两种通道散失到大气中去的,尤以气孔蒸腾为主,而且与光合作用有着十分密切的关系。气孔蒸腾（Tr）可用多种方法测定。最常用的为气孔计法,但往往限于叶片,较难应用于其它器官或部位。角质层蒸腾则常用离体叶片称重测定其失水速率（＊＊U。二者同步联合测定的报道较少（棉花有Quisenberry等［‘j,小麦有Wang和Clarke［‘j及马瑞昆等［‘j）,叶片以外的其它器官测定则更未见报道。本文以小麦为材料,提出用离体植株器官连续自动称重方法同步联合测定气孔和角质层蒸腾的技术,同时对取样、数…     

伯乐树不同发育阶段叶片表面附属结构特征

利用石蜡切片及电子显微镜扫描技术,对伯乐树（Bretschneidera sinensis）不同发育阶段的叶表面表皮毛、角质层、乳突和气孔器4种附属结构进行了观察。结果显示：伯乐树叶的上、下表面和叶脉处分布着单细胞或多细胞的单列表皮毛,表皮毛的密度随着叶片的生长发育逐渐稀疏;叶片上表面覆盖着条纹状的角质层;叶片的下表面有鲜花状乳突,密度随叶片的生长逐渐稀疏;气孔仅见于下表面,气孔器类型为无规则型。伯乐树和叠珠树叶片具有相似的乳突结构,结合形态学、解剖学及分子证据,在一定程度上显示了伯乐树与叠珠树科可能存在较密切的关系;叶表面附属结构的特点反映了伯乐树对环境的长期适应。     

云杉针叶的扫描电镜观察

本文应用扫描电子显微镜,对针叶树云杉的针叶进行了表面结构的观察。结果表明,云杉针叶表面有较厚的角质层,角质层呈条纹状排列。从横切面上看,针叶为四角形,叶的四面均有气孔。云杉的气孔下陷,呈蜂窝状,叶表皮具有瘤状突起物, 这些构造特征,都有利于减少植物体水分的散失。通过对云杉这些结构的观察研究。可以为它的品种改良提供依据。     

Tween-80引起玉米气孔夜间开放的机制

在T-80的作用下,与夜间气孔开放、蒸腾提高的同时,玉米叶片含水率及水势明显下降,水分饱和亏缺程度增大,此时,虽然气孔在黑暗中开放,但K~ 并未在保卫细胞内累积,而且,脱落酸也不能阻止这种气孔的夜间开放及蒸腾的提高。在被水蒸汽饱和的环境中,T-80处理与对照一样,蒸腾停止进行,T-80亦不再能使玉米气孔在黑暗中开放,叶片水势下降及水分饱和亏缺度增大的现象均随之消失。 T-80引起玉米气孔在黑暗中开放这一现象,与一般情况下和K~ 主动转移相关联的气孔主动开放运动不同,很可能是T-80改变了角质层的状况,使角质蒸腾大幅度提高,由此引起叶片含水率及水势的下降,进而引起表皮细胞膨压的下降,最终导致气孔的被动开放。     

植物角质层内外蜡质的差异及其与抗逆性的关系

植物角质层是覆盖在植物地上部分的叶、花和非木质茎等器官表面的保护层,包括角质和蜡质。其中蜡质根据分布位置不同又分为表皮蜡质和内部蜡质。大量研究表明,表皮蜡质含量和结构在植物生长发育和抗逆性申发挥着重要作用。近年来有研究发现构成蜡质的成分在内外蜡质层中的分布存在差异,角质层蜡质成分影响植物抗逆性。本文针对角质层结构和内外蜡质差异性以及角质层结构和组成与植物抗逆性之间的关系进行了综述。     

植物气孔发育机制研究进展

气孔是分布在植物表面的微孔, 是植物水分散失和与外界环境进行气体交换的门户。经过多年的研究, 气孔发育过程中重要调节因子陆续被发现。气孔复合体结构、发育起始模式以及在双子叶植物和单子叶植物中的分布都有较大差异。该文综述了双子叶植物拟南芥(Arabidopsis thaliana)气孔发育过程中调控因子、细胞极性分裂以及环境因子和植物激素调控气孔发育的机制; 还阐述了单子叶植物玉米(Zea mays)、二穗短柄草(Brachypodium distachyum)和水稻(Oryza sativa)气孔发育方面的研究进展, 并展望了气孔发育的研究方向。     

骆驼蓬营养器官的旱生结构

 骆驼蓬是生长在荒漠或盐碱地区的旱生植物,具有显著的旱生结构特征。主根粗壮,其中柱周围产生2或3轮呈同心环状排列的异常维管束。这种异常结构对旱生植物具有重要的生态学意义。茎肉质,其皮层、韧皮部,尤其是髓内具有发达的贮水薄壁组织细胞。叶片肉质,光滑无毛。其表皮细胞的外切向壁有较厚的角质层,表面具皱纹状突起。气孔器与表皮细胞平齐,面积较大,而密度较小。栅栏组织发达,为环栅型,包围着发达的贮水组织。叶脉维管束不发达。其叶表面积与体积之比远比中生植物小。根据以上营养器官形态结构特征,可以认为骆驼蓬是典型的多浆汁旱生植物。     

指甲油涂抹撕取法制取植物叶气孔装片

叶既是植物光合、蒸腾作用的场所,又是呼吸的器官,叶的表皮具较多的气孔,是与外界进行气体交换的门户,也是水气蒸腾的通道.不同植物的气孔数目、形态结构和分布有差异,现介绍一种简便制取植物叶气孔装片的方法--指甲油涂抹撕取法.     

腾格里沙漠主要旱生植物旱性结构的初步研究

本文用光学显微镜技术研究了腾格里沙漠东南缘主要旱生植物的旱性结构。结果指出:旱生植物以很小的表面积/体积比和很大的栅栏组织/海绵组织比为共同特征区别于中生植物。旱生植物可划分为两大类型:一是少浆汁旱生植物,以气孔小而数目众多、大量表皮毛和发达的输导组织为共同特征;一是多浆汁旱生植物,以气孔大而数目少、厚角质层和发达的贮水组织为共同特征。并就旱性结构在植物抗旱中的作用进行了讨论。     

草原地区不同生态类型的植物生理特性的比较研究

比较研究了４种不同水分生态型植物在不同水分胁迫下的光合作用、叶片含水量和气孔阻力等生理指标的反应。结果表明,不同水分生态型植物抵御干旱的机制是不同的。中生植物主要是通过增加气孔阻力限制蒸腾失水,而旱生植物则依靠高浓度的细胞原生质减少水分的散失,后者保水效率远高于前者。植物从中生种到旱生种,生理特性亦显示出规律性的种间差异,叶片含水量和气孔阻力水平降低,而单位叶面积的净光合速率增加。     

植物角质层生物学特性及水分渗透性研究进展

植物角质层作为植物体与外界环境的第一道保护屏障, 其最主要的功能是防止植物体过度失水。揭示植物角质层的生物学功能及其原理将为现代农业的发展以及仿生材料的开发应用提供科学指导。该文综述了植物角质层的生物学特性及其与水分渗透性关系的研究进展, 并展望了角质层水分渗透研究的应用前景。     

草原地区不同生态类型的植物生理特性的比较研究

比较研究了4种不同水分生态型植物在不同水分胁迫下的光合作用、叶片含水量和气孔阻力等生理指标的反应.结果表明,不同水分生态型植物抵御干旱的机制是不同的.中生植物主要是通过增加气孔阻力限制蒸腾失水,而旱生植物则依靠高浓度的细胞原生质减少水分的散失,后者保水效率远高于前者.植物从中生种到旱生种,生理特性亦显示出规律性的种间差异,叶片含水量和气孔阻力水平降低,而单位叶面积的净光合速率增加.     

彰武松、樟子松光合生产与蒸腾耗水特性

本文采用Li-6400光合测定系统对性成熟(18a)阶段彰武松(Pinus densiflora var.zhangwuensis)和樟子松(Pinus sylvestris var.mongolica)光合及蒸腾指标不同季节日变化进行了测定,并采用切枝蒸腾法对两个树种叶片气孔蒸腾和角质层蒸腾进行对比测定,评价了气孔开闭敏感性,探讨了两个树种光合生产与蒸腾耗水特性。结果表明：在同样生境条件下,彰武松比樟子松有较大的光合速率(Pn)和较小的蒸腾速率(Tr)。在5月和7月,彰武松的Pn和Tr日变化呈现明显双峰型,其Pn和Tr“午休”现象均主要受气孔限制;在10月呈单峰型。樟子松的Pn和Tr日变化在整个生长季均呈单峰型,而且,彰武松日光合量(DAP)均高于樟子松,是樟子松的163.4%(5月)、211.1%(7月)和183.6%(10月)。光响应曲线参数表明：在不同月份,彰武松最大光合速率(Pmax)均大于樟子松,且光饱和点(LSP)较高,光补偿点(LCP)较低。在任意被测时刻,彰武松气孔导度(Gs)和Tr都小于樟子松。彰武松具有较小气孔和角质层蒸腾速度,并且在同样干旱条件下,彰武松气孔下陷,其气孔的开闭反应更加敏感。彰武松水分利用效率(WUE)较高,约是樟子松的2.29倍。这些结果暗示,彰武松以其高的光合速率和低的蒸腾耗水特性,提高水分利用效率,以其敏感的气孔开闭机制和旱生叶片结构进而实现在干旱半干旱地区的速生特性。     

槐树试管苗在移栽驯化过程中叶表面结构的扫描电镜观察

用扫描电子显微镜观察了槐树试管试管苗在移栽驯化及大田生长过程中叶表面结构的变化。结果表明：随着移栽驯化及大田生长过程的延长,表皮细胞周缘突起增多,细胞之间相互嵌合,连结紧密;表皮蜡质结晶密度、长度及蜡质厚度逐渐增加,其结晶由“星”状转化为针状及棒状;气孔器密度及气孔开度由大到小,气孔器下陷程度增加。显示出试管苗在移栽驯化及田间生长过程中,叶表面结构对环境的适应性,其主要变化向着防止水分过度散失的方     

我国荒漠不同生态类型植物的旱生结构

本文研究了我国荒漠15种不同类型植物的解剖结构。结果表明,超旱生和旱生植物具有典型的旱生结构,尤以超旱生植物明显,例如沙冬青、梭梭。 旱生结构的基本特征是：叶片及角质层厚,具表皮毛、腺毛、瘤状或乳状突起,气孔下陷,栅栏组织及贮水组织发达,构成等面叶及肉质叶,具含晶细胞和粘液细胞;维管束鞘、维管束帽及纤维细胞的存在,增强了植株的坚固性。中生植物叶片及角质层较薄：气孔平置或拱起,栅栏组织及海绵组织同等发育,胞间隙大,为背腹叶,这是典型的中生结构。     

竹笋期竹箨和笋体的日间蒸腾特性及其对水分运输的影响

竹子的高速生长主要发生在无枝无叶的笋期, 并对水分需求巨大。水分不仅参与植物体内各种代谢, 而且水分转运可促进光合产物、矿质元素、生长激素等物质流动。竹子夜间主要由根压驱动水分转运, 但在日间尤其是下午根压基本为负值, 明确竹笋日间蒸腾作用发生机制及其对水分运输的影响对竹林培育有重要意义。该研究以不同伸长阶段的慈竹(Bambusa emeiensis)笋为材料, 研究了茎秆和竹箨的气孔特征、气孔导度与蒸腾速率等生理特征及在离体条件下竹笋的水分转运速率。结果表明: 1)不同发育状态的竹笋茎秆及箨鞘表面均分布有大量气孔, 气孔小且凹陷, 光合速率及叶绿素a、b含量极低, 但气孔导度和蒸腾速率均显著高于成熟叶片, 表明笋体和箨鞘是竹笋主要的呼吸和蒸腾部位。2)离体条件下竹笋的番红示踪表明, 高生长阶段的竹笋茎秆中番红上升速率较快, 有着较强的蒸腾。竹箨分离后, 番红仍然能够扩散和运输, 表明笋体茎秆也存在一定的蒸腾, 但与竹箨包裹的竹笋相比, 番红在分离竹箨后的笋体中上升速度显著下降, 表明竹箨对笋体内水分运输影响较大。3)箨环处的组织解剖发现, 节间的纵向维管束在竹节处特化形成一个类板状结构, 弯曲伸入竹箨, 是竹箨影响笋体内水分运输的重要结构基础。上述结果表明, 日间竹笋水分通过茎秆和竹箨表面的气孔大量蒸散, 产生蒸腾拉力驱动笋体内水分转运。该研究也发现, 随着茎秆成熟, 竹箨松动并开始脱落, 茎秆表面的气孔宽度增加, 加大了气孔的开口大小, 增大了节间气孔与大气水气交换的有效面积, 在一定程度上弥补了竹箨脱落时减少的蒸腾拉力。     

澳洲杨（Homalanthus populifolius Graham）种皮气孔的发现与种皮气孔的进化学意义

种皮气孔是一类较少见的生物学特征,是位于种子外种皮表面的一种气孔类型。本文首次报道了分布于澳大利亚的东北和北部的大戟科澳洲杨属植物澳洲杨（Homalanthus populifolius Graham）的种皮气孔,并与其叶背气孔形态进行了比较。同时从国内外种皮气孔的研究历史、结构、发育、生理功能与进化学意义等方面进行了较为系统全面的分析总结,总结种皮气孔在水分吸收与气体交换方面的生理功能,推测种皮气孔可能是叶片结构转变为外珠被后的残存这一结论的可能性,并对未来的研究方向进行了展望。