野生朱砂根果实发育各阶段微形态观察

摘要：为研究朱砂根（Ardisia crenata Sims）植物果实各阶段的微形态发育特征，运用电子扫描显微镜进行了形态观察。发现朱砂根果实具有典型的核果特征，其果皮由外果皮、中果皮和内果皮组成；外果皮较薄，中果皮较厚，内果皮木质化。外果皮表面纹饰为短棍棒状、海绵状、不规则形状等，呈现出较为规则的变化，从幼果到成熟排列上都比较紧密，但纹饰由小到大、由皱褶到平滑。中果皮在幼果时皮层里面填充细胞较多，种子发育较小，因此中果皮厚度最大，随着成熟度的增加，中果皮变薄，种子部分不断膨大，最终达到一个稳定状态；中果皮细胞大小与中果皮厚度呈正比。种子内部结构较为致密，种子间具孔，孔呈不规则形状，大小不等，类似海绵纹孔；孔纹壁网状或具细纹。随着果实成熟度的增加，种子孔径不断缩小，日趋稳定，孔纹壁也逐渐光滑，纹理较为稀疏。

关键词：朱砂根（Ardisia crenata Sims）；果实；发育；微形态

中图分类号：Q949.773.1；Q944.59；Q617 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2015）14-3427-04

DOI：10.14088/ki.issn0439-8114.2015.14.024

Micro-Morphological Features in Different Fruit Development

Stages of Ardisia crenata

TAN Ao-shuang，QIN Yun-xia，CHEN Kai-fei，ZHANG Mei-kai，BU Gui-jun，XIAO Qiang

（College of Forest and Horticulture， Hubei University for Nationalities/Key Laboratory of Biologic Resources Protection and

Utilization of Hubei Province， Enshi 445000， Hubei， China）

Abstract： Fruit micromorphological characteristics of Ardisia crenata Sims at different development stages were observed under scanning electron microscope. The fruits of A. crenata are composed of exocarp， mesocarp and endocarp and have the characteristic of typical drupe， of which the exocarp is thin while mesocarp is thick and endocarp is woody. The surface ornamentation of exocarp is short clavate， cavernous， irregular shape etc， showing an regular change as the arrangement from young to mature is relatively close while the ornamentation changes from small to big， from wrinkles to smooth. Mesocarp layer in young fruit is filled with cells， and the seed development is small， so the mesocarp is the thickest. With the increase of maturity， mesocarp become thinner while germplasm part expand， which eventually reaches a steady state. The size of cells is positively correlated with the thickness of mesocarp. The internal structure of seeds is relatively dense， and there are holes of irregular shape and different sizes， similar to sponge pit. Pitted wall is meshy or has fine lines. Pore diameter reduces with the increase of maturity， and has increasing stability. Seeds pitted wall also become smooth gradually while the texture is relatively sparse.

Key words： Ardisia crenata Sims； fruit； development； micro morphology

朱砂根（Ardisia crenata Sims） 为紫金牛科（Myrsinaceae）紫金牛属（Ardisia Swartz）常绿小灌木[1]，主要分布于南亚和东南亚以及国内长江以南的各省（自治区），喜温暖、湿润、通风良好环境，不耐干旱，生长适温8～32 ℃。在强光下生长不良，也不适合于水湿环境。在土层疏松湿润、排水及通风良好的腐殖质酸性沙质壤土里生长良好[2]。朱砂根四季常青，叶姿优美，青翠欲滴；树形小巧，婀娜多姿，亭亭玉立；淡红色花朵春夏飘香，小巧可爱；红果成串，晶莹剔透，果实繁多，经久不落，开花时候仍能观赏到果实姿态，甚为美观。若成片种植，绿得油亮的叶子下面挂着串串鲜艳的红果，相互衬托下显得更加夺目，为叶、果、姿、韵俱佳的上乘花木，具有极大的观赏价值。朱砂根味苦性凉，具有较高的药用价值，全株都能入药，可清热降火；其根煎水服可治腹痛，根、叶可祛风除湿、活血化瘀、通经活络、止咳平喘[3]；其乙醇提取物具有较好的抗生育作用，对妇女白带、经痛诸病也有一定的疗效，还可医治消化不良、跌打风湿、咽喉肿痛、牙痛、痢疾、肾炎及关节风痛等[4]，可抗病毒、抗肿瘤、驱虫和杀虫。此外，朱砂根的果皮较厚，可食用，种子可榨油，也可制肥皂，榨油率达20%～25%。具有一定的食用价值。

1 材料与方法

1.1 材料及来源

试验在湖北民族学院林学与园艺学院/生物资源保护与利用湖北省重点实验室完成。朱砂根植物材料取自湖北省恩施市的望城坡和柳州城林区；试剂有磷酸缓冲液、戊二醛固定液、乙醇等；仪器主要是JSM -IT300型扫描电子显微镜（日本电子株式会社）。

1.2 制样方法

在朱砂根幼果始生到成熟阶段，按不同发育时期分别取新鲜果实若干，将果实切成长4 mm、高3 mm的小块，用0.1 mol/L、pH 7.2的磷酸缓冲液漂洗1 h，换液3～4次。在4 ℃条件下用戊二醛固定液固定1～3 h后，吸出固定液，加入0.1mol/L、pH 7.2的磷酸缓冲液，漂洗1 h，换液3～4次。从小瓶中吸出缓冲液，先后用30%、50%、70%、80%、90%、100%的乙醇清洗，待干燥后粘贴样品镀金膜。用扫描电子显微镜观察、拍照并测量。

2 观察结果

经扫描电镜观察，结果显示朱砂根果实为球形，表面无毛，辐射分布对称；子房上位，果为核果，由外果皮、中果皮、内果皮组成有种子1粒。

2.1 外果皮

朱砂根果实外果皮的扫描电镜观察结果见图1。从图1可见，朱砂根果实的外果皮较薄，幼果期外果皮（图1-1）表面纹饰多皱，短棍棒状（图1-7），排列紧密，大小匀称。绿果前期的外果皮（图1-2）与幼果期差异不大，但呈现不规则形状。绿果后期（图1-3）多数排列整齐，少数呈现不规则形状（图1-6），较为密集，大小差异明显。半熟果期（图1-4）纹饰为网纹交错、排列紧密，出现不规则形状。熟果期（图1-5）果实表面较为整齐平滑，纹饰为网状排列紧密，有海绵状突起（图1-8）。总的来说，外果皮表面纹饰呈现一个较为规则的变化，从幼果到成熟排列上都比较紧密，但纹饰由小到大、由皱褶到平滑。

2.2 中果皮

朱砂根果实中果皮的扫描电镜观察结果见图2，中果皮不同成熟期下的厚度比较见图3。

2.2.1 厚度 从图2-1、图3可见，中果皮在幼果期皮上层皱缩，皮下层较为平滑，中间充满细胞，细胞连接紧密；厚度在幼果时期最大，但不同部位厚度不一，且差异性很大。绿果期（图2-2）厚度明显变小，同一果不同部位厚度略有差异；半熟期（图2-3）中果皮厚度依旧下降，此时不同部位厚度比较均匀；熟果期（图2-4）厚度持续下降，处于一个稳定状态，全果中果皮均匀一致。总之，从幼果到熟果发育阶段里中果皮厚度不断下降，最终达到一个稳定值。

2.2.2 细胞 中果皮除上、下两个皮层之外，中间还充满了细胞，这是构成中果皮的重要组成结构。中果皮细胞为半透明状，扁平，多数卵状、长椭圆形、卵圆形（图4）；幼果期的细胞最大，随着时间的推移，细胞慢慢缩小，最终达到一个稳定值（图5）。研究发现，细胞的大小跟中果皮的厚度呈正比关系，细胞越大，则中果皮的厚度越大。

2.3 内果皮

朱砂根果实内果皮的扫描电镜观察结果见图6。从图6可见，朱砂根果实内果皮在幼果期细胞明显，渔网状，大小相近，有光泽，细胞直径较大（图6-1）；绿果期时下层的细胞具有密集细纹，有的光滑，有细纹，具疣状或块状突起，多小孔，小孔较浅，此时细胞缩小（图6-2）；半熟果期具流沙状条纹，有细密小孔，细胞更小（图6-3）；熟果期具有光泽，细条纹，不规则（图6-4）。

2.4 种子

2.4.1 种子表面结构 朱砂根种子表面扫描电镜观察结果见图7，种子在不同果实成熟期下的孔径测量结果见表1。从图7、表1可见，朱砂根种子较为致密，种子间具孔，孔呈不规则形状，类似海绵纹孔，大小不等，幼果期变异程度最大，熟果期变异程度次之，绿果期和半熟果期孔径变异程度不大。孔纹壁网状或具细纹。随着成熟度的增加，种子孔径不断变小，孔纹壁也逐渐光滑，纹理较为稀疏。

2.4.2 种皮结构 朱砂根种子种皮的扫描电镜观察结果见图8，从图8可见，幼果期（图8-1）种皮具疣状突起，少量粒状，表面有平滑细纹，块状皱缩；绿果期（图8-2）内果皮外面呈现长条状突起，略大，波状，纹理明显而疏散；半熟果期（图8-3）时种皮出现块状突起，不甚明显，纹理较为细微；熟果期（图8-4）表面呈密纹，不规则波状突起。

3 讨论

无论是从药用还是从观赏角度，朱砂根都是不可多得的重要经济作物[5]。国内外对其也有诸多研究，Balkwill等[6]在研究山牵牛属（Thunbergia Retz.）时，发现种皮表面微形态与属内种间具有一一对应的关系，可作为种鉴定的重要依据。张巧玲等[7]对国产紫金牛科紫金牛属圆齿组16种植物的果实表面形态进行了扫描电镜观察，认为果实为球形，表面多无毛，稀有柔毛；果实表面纹饰可分为基本平滑、多皱、波状网纹3种，有些种不同部位的纹饰差异较明显。陶萌春等[5]为了更好地进行朱砂根选育，比较了11个不同来源朱砂根的农艺性状。业内对朱砂根的分类学特征、栽培方法、观赏价值及药用性能等已有很多研究，但是对其果实的发育特性研究尚属薄弱。

本研究运用扫描电子显微镜对分阶段连续取得的朱砂根果实样品就发育形态及细胞发生和发育学方面的微观变化进行了动态研究，可以进一步了解植物的演化与系统发育过程，对界定高等级分类群[8]将起重要作用。研究结果显示，朱砂根果实具有典型的核果特征，果皮由外果皮、中果皮和内果皮组成。外果皮极薄，由子房表皮和表皮下1～2层细胞组成，外果皮表面纹饰为短棍棒状、海绵状、不规则形状等，呈现一个较为规则的变化，从幼果到成熟果排列上都比较紧密，但纹饰由小到大、由皱褶到平滑。中果皮较厚，构成果实的主要食用部分，在幼果时里面填充细胞较多，种子发育较小，因此中果皮厚度最大，随着成熟度增加，细胞变小，中果皮变薄，种子部分不断膨大，最终达到一个稳定状态。内果皮木质化，与中果皮连接紧密，表面平滑。种皮紧紧地包裹在种子外面，幼果期具疣状突起，少量粒状，表面平滑细纹，块状皱缩；绿果期内果皮外面呈现长条状突起，略大，波状，纹理明显而疏散；半熟果期块状突起，不甚明显，纹理较为细微；熟果期表面密纹，不规则波状突起。

本研究发现，朱砂根果实表面特征很稳定，不同地域的朱砂根果实变异不明显，生态环境对之影响甚小，所得到的电镜果实表面微形态观察结果亦可证实此点（另文发表）。这与Corner[9]、Barthlott[10]的结论相符。

研究显示，果实和种子的表皮微形态特征是十分有用的分类学资料，在许多植物类群中成熟果皮或者种皮的显微形态及纹饰可作为划分族、属、组、种的依据[11-13]。张巧玲等[7]在研究了20多种紫金牛属植物的果实表面微形态之后，认为多数种的果实表面微形态在不同部位差异不大，少数种的果实表面外观在不同部位表现的差异较为明显。本研究亦证实了这一点，在紫金牛属众多种中多数果实表面基本平滑、多皱，有波状网纹；朱砂根果实表面具有不规则波状纹，错综交叉成网状纹饰，果实表面被毛，具有腺点，有小粒状突起，疣状，可作为与其他种鉴别的依据。对果实微形态的研究认识有助于人们提高对自然类群的鉴别，这对于探讨植物类群间的亲缘关系及分类有着重大的意义。

朱砂根的主要观赏部分为果实，因此，了解其果实各个成熟阶段的发育特征，对人为调控果实形态具有参考作用，并可为电子显微镜研究果实发育结构提供借鉴。

参考文献：

[1] 中国科学院中国植物志编辑委员会.中国植物志（第五十八卷）[M].北京：科学出版社，1979.68-70.

[2] 聂谷华.观赏、生态及经济三用植物――朱砂根[J].河北林业科技，2010（1）：1-2.

[3] 赵媛媛.复方朱砂根胶囊治疗咽异感症临床研究[D].贵阳：贵阳中医学院，2008.

[4] 张 伟，李 锟，李 东.朱砂根化学成分和药理作用研究进展[J].中国实验方剂学杂志，2011（11）：289-292.

[5] 陶萌春，廖柏林，罗盛金.不同种源朱砂根农艺性状的比较研究[J].农学学报，2011（12）：11-17.

[6] BALKWILL K，CAMPBELL-YOUNG G.Taxonomic studies in Acanthaceae：Testa microsculpturing in southern African species of Thunbergia[J].Bot J Linn Soc，1999，131：301-325.

[7] 张巧玲，谢建光，陈显化，等.中国紫金牛属圆齿组果实微形态特征研究[J].武汉植物学研究，2007，25（5）：432-439.

[8] 唐晓山，陈 燕.扫描电子显微镜在植物分类学中的应用[J].哈尔滨职业技术学院学报，2009（5）：121-122.

[9] CORNER E J H. The Seed of Dicotyledons[M]. Cambridge： Cam-Bridge University Press， 1976.

[10] BARTHLOTT W. Epidermal and seed surface characters of plants： Systematic applicability and some evolutionary as pects[J]. Nordic J Bot，1981，1：345-355.

[11] GORNER E J H. The Legμminosae seed[J]. Phytom or Phology， 1951， 1： 5-17.

[12] GUNN C R. Seed topography in the Fabaceae[J]. Seed Sci Tech，1981，9：737-757.

[13] CROW G E. The systematic sign if icance of seed m orphological in sagina（Caryophyll aceae） under scanning electron microscopy [J].Brittonia，1979，31：52-63.