牡丹品种璎珞宝珠叶片的组织形态学观察

摘要：为了解牡丹品种璎珞宝珠（Ｐａｅｏｎｉａ ｓｕｆｆｒｕｔｉｃｏｓａ Ａｎｄｒ． ｃｖ．Ｙｉｎｇｌｕｏｂａｏｚｈｕ）叶片的组织形态学特征，丰富其栽培和发育生物学理论，试验通过离析法和石蜡切片技术，观察了璎珞宝珠成熟叶片的解剖特征。结果表明，叶片结构由外到内分别包括表皮、叶肉和叶脉３部分；表皮细胞由１层排列紧密的方形或长方形细胞构成，且外被角质层，气孔器分布于下表皮，栅栏组织１层；中脉不发达，中脉的厚角组织和厚壁组织较薄。另外，基本组织中还含有后含物。叶片的结构特征表明，璎珞宝珠不是耐旱的牡丹品种。

关键词：牡丹；叶；石蜡切片；组织形态

中图分类号：Ｓ６８５．１１；Ｑ９４４．５６文献标识码：Ａ文章编号：0439－８114（２０11）08－1621-03

Ｔｈｅ Ａｎａｔｏｍｉｃａｌ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ Ｐａｅｏｎｉａ ｓｕｆｆｒｕｔｉｃｏｓａ ｃｖ．Ｙｉｎｇｌｕｏｂａｏｚｈｕ Ｌｅａｆ

ＳＵＮ Ｈｕｉ－ｚｈｏｎｇ，ＤＯＮＧ Ｊｕｎ－ｆｅｎｇ，ＨＯＵ Ｘｉａｏ－ｇａｉ，ＸＵＥ Ｘｉａｎ

（Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｂｉｏｌｏｇｙ Ｓｃｉｅｎｃｅ， Ｈｅｎａｎ Ｓｃｉ－Ｔｅｃｈ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｌｕｏｙａｎｇ ４７１００３， Ｈｅｎａｎ， Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｃｌａｒｉｆｙ ｔｈｅ ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｃａｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｐａｅｏｎｉａ ｓｕｆｆｒｕｔｉｃｏｓａ Ａｎｄｒ． ｃｖ． Ｙｉｎｇｌｕｏｂａｏｚｈｕ ａｎｄ ｅｎｒｉｃｈ ｉｔｓ ｃｕｌｔｉｖａｔｉｏｎ ａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｂｉｏｌｏｇｙ ｔｈｅｏｒｙ， ｔｈｅ ｌｅａｆ ｄｉｓｓｅｎｔｉｏｎ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｗａｓ ｏｂｓｅｒｖｅｄ ｂｙ ｓｅｇｒｅｇａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ａｎｄ ｐａｒａｆｆｉｎ－ｅｍｂｅｄｄｅｄ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｌｅａｆ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｗａｓ ｃｏｎｓｉｓｔｅｄ ｏｆ ｅｐｉｄｅｒｍｉｓ， ｍｅｓｏｐｈｙｌｌ ａｎｄ ｖｅｉｎ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｏｕｔｅｒ ｔｏ ｉｎｎｅｒ， ｔｈｅ ｅｐｉｄｅｒｍｉｓ ｗａｓ ａ ｌａｙｅｒ ｏｆ ａ ｓｑｕａｒｅ ｏｒ ｒｅｃｔａｎｇｕｌａｒ ｃｅｌｌｓ ｃｏｖｅｒｅｄ ｂｙ ｃｕｔｉｃｌｅ． Ｔｈｅｒｅ ｗｅｒｅ ｍａｎｙ ｓｔｏｍａｔａ ａｐｐａｒａｔｕｓ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔing in ｔｈｅ ａｄａｘｉａｌ ｅｐｉｄｅｒｍｉｓ； ｔｈｅｒｅ ｗａｓ ｏｎｅ ｌａｙｅｒ of ｐａｌｉｓａｄｅ ｔｉｓｓｕｅ ｗｉｔｈ ｕｎｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ｍｉｄｒｉｂ． Ｔｈｅ ｃｏｌｌｅｎｃｈｙｍａ ａｎｄ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｔｉｓｓｕｅ ａｒｏｕｎｄ ｔｈｅ ｍｉｄｒｉｂ ｗａｓ ｔｈｉｎ； ｍｏｒｅｏｖｅｒ， ｔｈｅ ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌ ｔｉｓｓｕｅ ｃｏｎｔａｉｎｅｄ ergastic ｓｕｂｓｔａｎｃｅ． Ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｔｈｅ ｌｅａｖｅｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ Yｉｎｇｌｕｏｂａｏｚｈｕ ｗａｓ ｎｏｔ ａ ｄｒｏｕｇｈｔ－ｔｏｌｅｒａｎｔ ｖａｒｉｅｔｙ．

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： Ｐａｅｏｎｉａ ｓｕｆｆｒｕｔｉｃｏｓａ Ａｎｄｒ．； ｌｅａｆ； ｐａｒａｆｆｉｎ ｓｅｃｔｉｏｎ； tissue ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ

牡丹（Ｐａｅｏｎｉａ ｓｕｆｆｒｕｔｉｃｏｓａ Ａｎｄｒ．）享有“国色天香，花中之王”的美誉，是世界上园艺化较早的栽培花卉之一。我国是牡丹的起源地，具有丰富的野生种质资源。目前，通过人工栽培或驯化出来的栽培品种众多，仅洛阳市国家牡丹种质资源库就有近千个品种。有关牡丹的研究主要集中在生理生态、分子生物学、品种选育、栽培和药学等方面［１－４］。对牡丹营养器官的解剖学研究主要集中在２０世纪７０年代至８０年代中期，而且多数只是形态上的粗略描述。经过长时间的人工杂交育种和驯化，很多牡丹品种的营养器官也产生了相应的变化。璎珞宝珠（Ｐ． ｓｕｆｆｒｕｔｉｃｏｓａ Ａｎｄｒ．ｃｖ．Ｙｉｎｇｌｕｏｂａｏｚｈｕ）是牡丹生产中的一个重要品种，在实际生产中也出现了一些新问题，如黑根和烂根现象严重，出现了产花率较低等栽培难题。叶在植物的各器官中，形态结构最容易受生态环境的影响而发生变化，并可以作为遗传性状固定下来，从而形成植物的各种生态类型［５，６］。试验以璎珞宝珠成熟叶片为材料，观察了其组织形态学特征，以期为牡丹栽培生理研究和系统发育的重新认识提供借鉴。

１材料与方法

１．１材料

供试材料采自洛阳市国家牡丹种质资源库栽培园，凭证标本（Ｎｏ．０１８）由侯小改教授鉴定，存放于河南科技大学生物科学系植物标本室。

１．２方法

１．２．１石蜡切片技术制作横切面装片取生长发育良好的璎珞宝珠中上部成熟叶片，用单面刀片切成长０．６ ｃｍ、宽０．５ ｃｍ的长方形小块（过主脉），迅速放入ＦＡＡ固定液中固定２０ ｈ以上；固定好的材料用去离子水洗２次，再分别用６０％、７０％、８０％、９０％、９５％和１００％梯度的酒精脱水，各１ ｈ；之后先用纯酒精∶纯二甲苯＝１∶１（Ｖ／Ｖ）混合液透明２０ ｍｉｎ，再用纯二甲苯透明１ ｈ（进行２次）；放入纯二甲苯和纯石蜡各半的混合液２４ ｈ以上，再放入熔化的纯石蜡（２次）进行渗蜡６ ｈ以上；纯石蜡包埋后，用ＤＱＰ－９０１０型电脑冷冻切片机切片，切片厚度６～１０ μｍ；番红染色，中性树胶封片。

１．２．２离析法制作叶表皮装片取成熟中上部叶片，并剪成约０．５ ｃｍ×０．５ ｃｍ 的小块，５０℃水浴１０ ｍｉｎ后，置于５０℃温箱中的盐酸-草酸铵离析液中离析５～８ ｈ，至表皮与叶肉离析开为度。经去离子水冲洗后，在显微镜下用毛笔轻轻刷去叶肉，即获得上表皮或下表皮。再用６０％、７０％、８５％、９５％、１００％梯度的酒精脱水，番红染色，加拿大树胶封片。

１．２．３显微照相永久制片观察用日本产Ｏｌｙｍｐｕｓ ＣＨ－３０型生物显微镜进行，并采用其数码摄像系统照相。数码照片未经任何处理和改动。

２结果与分析

通过显微镜观察，发现牡丹璎珞宝珠的叶片具有明显的背腹之分，属异面叶（Ｂｉｆａｃｉａｌ ｌｅａｆ）类型。在显微镜下可见，璎珞宝珠叶片结构由外到内，分别出现表皮（Ｅｐｉｄｅｒｍｉｓ）、叶肉（Ｍｅｓｏｐｈｙｌｌ）和叶脉（Ｖｅｉｎ）３个部分（图１－１）。

叶表皮是叶片的最外１层细胞，有上、下表皮之分，由１层生活细胞组成，是初生保护组织（图１－１）。细胞呈方形或长方形，排列整齐而致密，细胞中不含叶绿体（Ｃｈｌｏｒｏｐｌａｓｔ），细胞外壁明显较厚（图１－２、图１－３），且均匀覆盖角质层（Ｃｕｔｉｃｌｅ）。上表皮没有气孔器（Ｓｔｏｍａｔａｌ ａｐｐａｒａｔｕｓ）的分布，也没有明显的表皮毛、刚毛等附属结构存在（图１－４）。

位于上表皮和下表皮之间的部分均称之为叶肉，其细胞内含有丰富的叶绿体，与上表皮相连的１层柱状、并含有大量叶绿体的薄壁细胞为栅栏组织（Ｐａｌｉｓａｄｅ ｔｉｓｓｕｅ），其细胞长轴与表皮垂直，排列相对致密，细胞间隙少（图１－２、图１－３）；栅栏组织和下表皮之间为海绵组织（Ｓｐｏｎｇｙ ｔｉｓｓｕｅ），其所含的叶绿体较少，细胞的大小和形状不规则，形成短臂状突起，并互相连接，细胞排列疏松，细胞间隙明显较栅栏组织大（图１－２、图１－３）。海绵组织中发达的胞间隙与在下表皮上分布的气孔形成的腔下室共同形成了叶片的通气系统（图１－２）。

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璎珞宝珠的叶脉为网状脉，分布在叶肉组织中（图１－１），由主脉（Ｍｉｄｖｅｉｎ）和侧脉（Ｌａｔｅｒｌ ｖｅｉｎ）组成（图１－２）。中脉由１束维管束（Ｖａｓｃｕｌａｒ ｂｕｎｄｌｅ）组成，维管束的木质部位于近轴面，韧皮部位于远轴面，属于外韧维管束。中脉维管束并不发达，由此可知木质部和韧皮部之间的形成层活动极其微弱。维管束上方与上表皮相邻的几层基本组织（Ｐａｒｅｎｃｈｙｍａ）细胞分化为厚角组织（Ｃｏｌｌｅｎｃｈｙｍａ）；维管束下方最外两层细胞的壁剧烈增厚，特化成厚壁组织（Ｓｃｌｅｒｅｎｃｈｙｍａ），向内细胞壁则渐次变薄（图１－５）。由于主脉的基本组织并不发达，致使中脉在叶片背面形成的隆起不明显（图１－１）。叶片基本组织的个别细胞中还含有后含物，也就是晶体，从形态来看，为簇晶（图１－６）。

在显微镜下观察叶表皮制片，可见上、下表皮细胞的纵面观为形状不规则的扁平细胞，其侧壁波状皱褶，并彼此互相套合，连接紧密，无胞间隙，细胞中不含叶绿体（图１－７、图１－８）。气孔器星散分布于表皮细胞之间（图１－８）。气孔器类型为无规则形。气孔器由两个肾形保卫细胞组成，保卫细胞与表皮细胞相连的一侧壁较薄，气孔一侧的细胞壁明显较厚；保卫细胞内含有叶绿体（图１－９）。下表皮上也没有表皮毛、刚毛等附属结构（图１－７、图１－８、图１－９）。

３讨论

璎珞宝珠的叶片表皮细胞外壁较内壁厚，但并不特别明显，外面覆盖的角质层也不是特别发达，栅栏组织仅有一层，且胞间隙比较明显，海绵组织极为疏松，主脉维管束连同其形成的厚角组织和厚壁组织特化程度不高，隆出叶肉不显著。一般来说，发达的角质层能够防止水分的过度蒸腾，同时可有效降低强光伤害，降低和减缓胁迫条件下的植物凋萎［５］；发达的栅栏组织和叶脉维管束则表明叶片具有较强的光合能力和光合产物的高效运输能力［５－１１］；发达的厚角组织和厚壁组织也是植物抗逆性、特别是抗旱性的显著标志之一［８－１１］。综合以上分析，可知璎珞宝珠的旱生结构不发达，具有阴生习性倾向，属于不耐旱的牡丹栽培品种。实际栽培中发现，璎珞宝珠在旱季成花率极低，即使成花，花蕾也不紧实，花冠直径也相对较小；另外，每逢旱季，璎珞宝珠还有黑根和烂根现象，新根萌发率和生长率极度衰减；而在雨后，这种现象则明显减轻。生长在较为阴凉处的璎珞宝珠植株的黑根和烂根程度较轻，新根在整个生长季节比较正常。由于植物本身是一个有机整体，这些情况的发生可以从某个角度用叶片的结构特征来解释，如旱生结构不发达、维管束运输效率较低等等。当然，璎珞宝珠叶片的结构特征也给其园艺引种、绿化栽培、田间管理等方面带来有益的启示。

植物叶的结构特征是植物本身长期与自然环境互相影响和协同进化的结果，如表皮细胞的形态、栅栏组织和海绵组织的分布、维管束的大小等等，这些结构特征对人们认识植物本身的生长习性和发育生物学规律具有一定的参考价值。璎珞宝珠叶片的结构显示了被子植物门双子叶植物纲植物叶片的主要结构特征，如肾形保卫细胞壁层厚度固有的差异，后含物的存在，并且这些特征往往可以作为与其近缘种群进行鉴别的依据之一。

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