蔷薇属月季\玫瑰叶的比较解剖学研究

摘要：通过石蜡切片方法对蔷薇属植物月季、玫瑰的叶片进行了形态解剖及研究。结果表明:2种蔷薇属植物叶的解剖构造具有较大的差异,属中生型植物的特征,具有一定的抗旱性,玫瑰的抗旱性优于月季。

关键词：月季；玫瑰；比较解剖学；构造差异

中图分类号：S58 文献标识码：A 文章编号：1674-9944（2011）09-0068-03

收稿日期：2011-09-04

作者简介：杨 杰（1989―）,男,山东临沂人,临沂大学生命科学学院大学生。

通讯作者：孟德玉（1978―）,女,山东临沂人,硕士,讲师,主要从事植物系统与进化研究。

1 引言

月季（Rosa chinensis Jacq）为蔷薇科蔷薇属植物,又名胜春、月月红、斗雪红、长春花,是中国十大名花之一,被誉为“花中皇后”,具有极高的观赏价值和商业价值［1～3］。玫瑰（Rosa rugosa Thunb）为蔷薇科蔷薇属植物,又名徘徊花、刺玫花,每年可多次开花,也是我国十大名花之一,其花色鲜艳,芳香浓郁,具有治病、美容、保健、观赏等多种用途［4～5］。关于玫瑰和月季的研究报道绝大部分集中在组织培养、养植栽培、遗传转化等方面［6～8］,很少见对两者叶解剖学形态特征方面的详细报道。弄清两者叶的解剖学形态特征对其生理生态的合理解释具有重要意义,并能为蔷薇属属下分类提供基础理论依据。

2 材料和方法

实验所采用的月季和玫瑰叶片均取自临沂大学校园。药品选用冰醋酸,无水乙醇,甲醛,甘油,95%乙醇,二甲苯,番红,固绿,石蜡,蒸馏水,中性树胶,鸡蛋,甘油,蛋白-甘油粘片剂（鸡蛋清:甘油1∶1）。仪器选用烧杯、玻璃棒、电炉、漏斗、恒温干燥箱、水浴锅、托盘、酒精灯、切片机、毛笔、解剖针、镊子、载玻片、盖玻片、滤纸、牛皮纸、显微镜、显微照相系统、DT2000通用图象分析系统等。

选择生长发育良好的叶片,于主脉1/3处取长0.8cm,宽0.5cm的样品,放入已配制好的FAA固定液中固定48h。取固定好的材料进行梯度脱水,透明后进行浸蜡,采用材料竖式包埋［9］,用轮转式切片机切片厚度8μm［10］,番红-固绿对染法染色,中性树胶封片。在显微镜下利用显微镜成像系统对叶片结构进行照相,再用DT2000通用图像分析系统对叶片的各结构进行测量,获得叶片结构特征数据。

3 观察结果分析

3.1 叶片总体特征

光学显微镜下观察,月季、玫瑰叶片结构包括表皮、叶肉和叶脉3部分,为异面型叶。叶肉分为栅栏组织与海绵组织,叶片中央叶脉组织中有一维管束,有3～5层排列紧密的细胞分布,即维管束鞘,除了具有输导功能外,同时对植物体还起着支持作用［11］。

3.1.1 表皮

两种植物叶片的上、下表皮细胞均为单层细胞组成,排列紧密,外面覆盖一层角质层,气孔只存在于下表皮,气孔类型为无规则型,周围表皮细胞数目不定。月季的上表皮细胞厚度为4.27～5.84μm,平均厚度为5.28μm；玫瑰的上表皮细胞厚度为11.14～14.26μm,平均厚度为12.16μm（表1）。两者上表皮细胞厚度在数值上有明显差异,方差分析表明两者均差异显著,玫瑰的上表皮细胞厚于月季上表皮细胞。月季上表皮角质层厚度为2.22～2.84μm,平均厚度为2.58μm；玫瑰上表皮的角质层厚度为1.12～2.48μm,平均厚度为1.44μm。两者上表皮角质层厚度在数值上有明显差异,方差分析表明两者角质层厚度差异显著,月季的上表皮细胞角质层厚度厚于玫瑰上表皮细胞角质层。

3.1.2 叶肉

两者叶肉薄壁组织细胞分化为栅栏薄壁组织和海绵薄壁组织（图1,图2,图3,图4）,月季的叶片厚度为148.63～162.09μm,平均厚度为154.90μm；玫瑰的叶片厚度为102.95～113.09μm,平均厚度为108.92μm（表1）,方差分析表明两者叶片厚度差异显著,月季叶片厚于玫瑰叶片。

图1.月季叶横切（40×）,示栅栏组织、海绵组织；图2.玫瑰叶横切（40×）,示栅栏组织、海绵组织；图3.月季叶横切（400×）,示栅栏组织；图4.玫瑰叶横切（400×）,示栅栏组织；图5.月季叶脉横切（100×）,示主脉维管束；图6.玫瑰叶脉横切（100×）,示主脉维管束；图7.月季叶脉横切（100×）,示主脉；图8.玫瑰叶脉横切（100×）,示主脉；图9.月季叶脉横切（100×）,示晶簇；图10.玫瑰叶脉横切（100×）,示晶簇

月季的栅栏组织细胞一般为1～2层,细胞排列紧密,厚度为43.70～54.92μm,平均厚度为49.28μm,海绵组织细胞形状不规则,排列疏松,细胞间隙极发达,厚度为55.22～70.2μm,平均厚度61.79 μm,占叶片厚度的40%,栅栏薄壁组织与海绵薄壁组织的比约等于0.8∶1。玫瑰的栅栏组织细胞一般为1～2层,多为不规则多边形,细胞排列紧密,厚度为23.1～31.32μm,平均厚度为27.60μm。海绵组织细胞形状较月季海绵组织细胞规则,排列相对紧密,厚度为23.77～30.42μm,平均厚度28.22μm,占叶片厚度的25.9%,栅栏薄壁组织与海绵薄壁组织的比约等于1∶1。

月季与玫瑰叶肉的近维管束处均分布着薄壁组织,其中含有不定量的晶簇,以玫瑰的较明显（图4）。

3.1.3 主脉

主脉的上、下表皮细胞比叶片其它部位的表皮细胞要小,主脉表皮的上下方均分布厚角组织。主脉维管束呈半圆形,木质部位于近轴面,由导管、管胞和薄壁组织细胞构成,韧皮部由筛管、伴胞、韧皮薄壁组织细胞组成（图5,图6）。月季主脉直径为471.17～508.71μm,平均直径为487.44μm；玫瑰主脉直径为289.46～297.31μm,平均直径为181.32μm（表1）。两者主脉直径在数值上有明显差异,方差分析表明两者主脉直径差异显著,月季主脉直径大于玫瑰主脉直径（见图7,图8）。

维管束是叶片内输导组织,由木质部和韧皮部构成,其中韧皮部在下,主要由筛胞组成；木质部在上,主要由管胞组成,运送水分和矿物质［12］。月季主脉维管束厚度为110.83～132.45μm,平均厚度为122.23μm；玫瑰主脉维管束厚度为88.35～96.24μm,平均厚度为88.12μm（表1）。两者主脉维管束厚度在数值上有明显差异,方差分析表明两者主脉维管束厚度差异显著,月季维管束厚度厚于玫瑰维管束（图9,图10）。

表1 叶片主要结构特征μm

4 结语

通过对蔷薇属植物月季、玫瑰的叶片进行形态解剖结构及特征的研究显示,两者解剖结构具有较大的差异,并证明两种植物皆为异面型叶,两者叶片角质层较厚,海绵薄壁组织排列疏松,属中生型植物的结构特征。因生长环境的不同和各种生态因子的变化,植物的叶会发生一些形态结构上的变化,其中向抗旱性方向发展的变化趋势主要为减少水分丧失,控制蒸腾作用。具有发达的栅栏薄壁组织及退化的海绵薄壁组织结构是植物耐旱的一个特征,通过解剖研究证明栅栏薄壁组织紧密度及厚度与抗旱性有最密切的关系［13～14］。月季叶片面积大,栅栏薄壁组织、海绵薄壁组织排列疏松,细胞间隙大,薄壁组织发达,证明耐旱能力比玫瑰差。晶簇的存在与植物体的抗逆性有很大的关系,能够提高植物抵御盐碱、干旱、寒冷和病害的能力［15～16］。两种植物的叶片中含有较多的晶簇,其中玫瑰含量明显多于月季,同样表明在抗性方面比月季更有优势。

参考文献：

［1］ 高莉萍,包满珠.月季“萨蔓莎”愈伤组织的诱导及植株再生［J］.园艺学报,2005,32（3）:534～536.

［2］ 何松林,朱道圩,任凝辉,等.切花月季“萨蔓莎”组织培养微繁的研究［J］.华北农学报,1996,11（3）:117～120.

［3］ 孔令瑞.月季花的养植与栽培［J］.中国林业,2010（8）:54.

［4］ 邓燕红,余春香.玫瑰组织培养研究［J］.凯里学院学报,2008,26（6）:31～32.

［5］ 黄 姚,兑宝峰.玫瑰与月季［J］.西南园艺,2004,32（3）:61～62.

［6］ 张 雨,刘 涛,张华新,等.月季育种及组培研究进展［J］.中国农学通报,2010,26（20）:250～254.

［7］ 曹军合.玫瑰的繁殖技术［J］.河北林业科技,2005（1）:49～50.

［8］ 邢瀚文,季 静,王 罡,等.月季、玫瑰遗传转化系统的研究进展［J］.天津农业科学,2009,15（5）:10～12.

［9］ 刘桂芝.石蜡切片标本的制作过程［J］.通化师范学院学报,2004（11）:121～122.

［10］ 路 健,王 伶.石蜡切片制作中的问题与解决［J］.山西医科大学学报:基础医学教育版,2001（3）:13～14.

［11］ 孙 萌.药用植物学［M］.苏州:苏州大学出版社,2004.

［12］ Lloret F,Pe uelas J,Estiarte M.Experimental evidence of reduced diversity of seedlings due to climate modification in a Mediterranean-type community［J］.Global Change Biology,2006（10）:248～258.

［13］ 赵翠仙,黄子琛.腾格里沙漠主要旱生植物旱性结构的初步研究［J］.植物学报,1981,24（4）:278～285.

［14］ 张振师,薛智德,崔宏安,等.延安地区3种灌木叶旱性结构的解剖研究［J］.西北林学院学报,2004,19（1）:32～35.

［15］ 龙启炎,叶安华,徐翠荣,等.破除水芹种子休眠的方法研究［J］.种子,2006,25（61）:34～37.

［16］ 曹慧娟.植物学［M］.北京:中国林业出版社,1992.