单细胞生物特征范文
时间：2023-12-04 17:27:16
单细胞生物特征篇1
在人们的印象里，植物总是以它千姿百态的身形、千娇百媚的花朵、千奇百怪的果实，无声地展示着自己的优雅、美丽和丰腴，让人赏心悦目，并满足人们生活上各式各样的需求。的确，人们在衣、食、住、行、用等生活的方方面面都离不开植物，当然也包括犯罪嫌疑人或案件中的被害人。所以刑侦人员不仅常常在被害人身体上、衣物上甚至胃肠中发现他们生活环境里、案发现场上、行走路线中留下的植物碎片，而且也会发现犯罪嫌疑人的衣物、作案工具、交通工具上粘附有植物碎片。这些植物碎片所属的植物种类，不仅具有各自的形态特征，而且具有各自特定的生长期、生长习性、生长环境和地理分布等。这些看似无关紧要的植物学特征可以帮助刑侦人员判断侦查方向，缩小时间和空间上的侦查范围，在认定犯罪嫌疑人时，有时甚至起到至关重要的作用。
植物体的任何部位都有可能成为碎片物证。但笔者和同事多年的鉴定实践表明，刑侦部门送来鉴定的材料中，以叶的碎片最为常见。较为完整的叶可以应用叶结构分析的方法进行鉴定；若叶片已失去了完整的形状，则可以应用叶表皮细胞微形态的方法进行鉴定。在实际操作中，上述两种方法可以互相补充和印证。此外，花粉粒形态及表面纹饰等亚显微特征也可用于物证的种类鉴定。
叶结构形态特征作证
每当春回大地，万物复苏之时，各种各样的植物，都以各自特有的方式和风貌争先恐后地冒出胖墩墩的新芽、吐出绿油油的嫩叶、绽放出万紫千红的花朵，好一派欣欣向荣、生机勃发的景象。但仔细观察，不同种类植物的冒芽、吐叶、开花时间是各不相同的（物候期的不同）；芽、叶、花的形态也是千差万别的（形态的不同）；而且不同种类植物对生长环境也有各自的要求（生境的不同）。就叶片而言，不同种类植物的叶片在质地、形状、边缘、齿腺、叶脉的延伸方式等等方面也各不相同。人们通常就是凭借上述特征来辨别叶片所属的植物种类，古植物学家也是借助上述方法识别和鉴定叶片化石所属的植物种类，并把这种方法叫做“叶结构分析”。
20世纪80年代初，美国古植物学家赫肯对现代植物叶和化石叶作了大量的调查研究，并对叶结构分析的方法作了系统的总结和表述。他指出，叶结构分析就是分析组成叶片的要素，即叶形、叶缘、叶齿、腺体和各级叶脉等的空间结构特征和它们之间的相互联系；叶片的各种结构特征和它们之间的相互关系是稳定、可以识别的。赫肯的总结和表述为我们鉴定叶片物证奠定了理论基础，并给出了具体的操作方法。
大约20年前，有一次某市公安局的同志给笔者送来了几张叶片，要求确认一下是不是大麻。据说这些叶片是市郊的一个农户为检举他的邻居私种大麻，大老远特地送来的。对笔者来说，这可是平生第一次应用叶结构分析的方法来鉴定叶片所属的植物种类，所以至今还有印象。
送来的叶片掌状全裂，裂片披针形，边缘有锯齿，齿顶有乳突状腺体，草质，这些特征乍看起来与大麻叶还真有几分相像。接下来，对叶结构特征作了进一步的深入观察和分析，并与大麻叶的结构特征进行比较，其结果如下。
送来鉴定叶片的结构特征：叶裂片的边缘有锯齿，齿的上下两侧边均渐尖，锯齿的大小和锯齿的间隔均不规则。裂片的脉序为羽状半直行脉序。2°脉（发源于主脉的叶脉，比主脉稍细，是叶片上第二粗的脉；以及与这些叶脉粗细大致相等的分枝。）顶部均二叉分枝，向轴分枝与上部相邻的2°脉相连，离轴分枝延伸入齿成为齿中脉。齿中脉两侧有环形的齿副脉。3°脉（从2°脉上发出的比2°稍细的分枝，和从1°脉上发出的与2°分枝粗细相等的那些分枝。）不规则网状。
大麻的叶结构特征：叶裂片的边缘有锯齿，锯齿的上侧边内弯，下侧边外弯，锯齿的大小和锯齿的间隔都十分规则。叶裂片的脉序为羽状直行脉序。2°脉从齿的下侧直接延伸入齿而成为齿主脉，2°脉的离轴分枝延伸至齿弯缺下与沿齿的上侧边下延至齿弯缺的齿副相连。3°脉及顶，简单，源点角（3°脉在其分枝点上与2°脉自该分枝点向外延伸部分之间的夹角叫源点角。）h型。
结果表明，送来的叶片不是大麻，而是锦葵科的美丽花卉“红秋葵”。因而使那位邻居免除了私种大麻的嫌疑。
红秋葵和大麻都有自己的叶结构特征，就像人的指纹一样，是独特的、稳定的、可供识别的。事实上，自然界的每一种植物都具有独特的叶结构特征，植物的这一特性使我们鉴定作为物证的叶和叶碎片所属的植物种类成为可能。
叶表皮微形态作证
从某种意义上说，叶结构形态特征还是属于植物的宏观形态特征。当作为物证的叶片碎到无法观察到全貌时，叶表皮微形态特征在鉴定中就可以发挥其作用了。
叶表皮由表皮细胞构成。叶表皮细胞之间互相紧密镶嵌，无细胞间隙，细胞中无叶绿素，细胞外壁较厚，角质化或外表面有蜡质沉积，或具有各式各样的附属物，如腺体和毛状物等。叶表皮的这些结构可以防止病菌入侵和减少水分蒸发。具网状脉（多为双子叶植物）的叶片，其表皮细胞排列无规则，具平行脉的单子叶植物叶片，其表皮细胞排列规则。植物叶片表皮上分布有气孔，通常下表皮的气孔多于上表皮（水生植物除外），阳性植物的气孔多于阴性植物，具网状脉叶片上的气孔呈不规则星散分布，具平行脉的单子叶植物叶片上气孔的长轴沿叶脉走向呈纵向排列。气孔器是气孔（含保卫细胞）和副卫细胞的合称，根据其发生、发育和形态特征的不同，可以分为周源型、中周源型、中源型等26个类型。除此之外，叶表皮上的毛状体等附属物的形态特征也是鉴定植物种类的重要依据。上述所有特征和特征组合形成了我们鉴定作为物证的叶碎片所属植物种类的识别依据。
下面介绍几个利用叶表皮细胞微形态特征，鉴定作为物证的叶碎片所得出的结果，在案件侦破中所起到的作用。
某市市郊曾发生一起毁苗案，一夜间，受害人田中的麦苗全部被砍掉。侦查人员从犯罪嫌疑人家中镰刀上取下了植物碎片，经鉴定碎片表皮脉上的硅质体长椭圆形或长方形；气孔副卫细胞水平形，无双胞微毛；上表皮间脉中央2～3行长细胞多角形，无波纹；两边4～6行长细胞长筒形，有波纹，有短细胞和小刺毛；下表皮细胞长筒形，有深波纹，间有成对短细胞。上述特征与小麦的表皮特征一致，使这一毁苗案得到认定。
沪宁线上某市火车站行李房发现一个长时间无人认领的包裹，因有臭气逸出，打开一看原来是一具已腐败的尸体。侦查人员从包裹里提取一些植物碎片，经显微观察发现其表皮细胞无规则形，垂周壁波状弯曲；气孔器较大，圆形，副卫细胞4～5个，壁薄，气孔下沉，轮列中源型；有单细胞粘腺毛。上述这些特征与茶叶的表皮细胞特征相符。这一鉴定结果为着手从沿沪宁线茶叶行业的生产、运输和销售的渠道进行侦查提供了依据，大大地缩小了侦查范围，明确了侦查方向，使这一看似无线索可寻的案子又活了起来。
某一风景名胜区的山上发现一具死亡已久，近于白骨化的尸体，从其牙缝中提取了一点植物碎片。经鉴定，该碎片表皮脉上硅质体长筒形；气孔副卫细胞近水平形；无双胞微毛；上表皮脉间中央3～4行长细胞多角形，无波纹，两边2～3行长细胞长筒形，无波纹，无短细胞或偶见，刺毛少；下表皮长细胞长筒状，短细胞单个或成对。这些特征表明该碎片是鹅冠草的叶碎片。而鹅冠草的生长季节是5－6月，此时在该风景名胜区的山上随处可见。从而帮助判定该白化尸骨死于当年的5－6月，案发的第一现场就在该风景区的山上。
某市郊区一农民家的几亩棉苗，一夜之间被砍伐殆尽。受害人原本指望这几亩棉花的种植可以缓解经济上的困难，但瞬间全成泡影。气愤之余，受害人心里在揣摩着是不是李某干的，因为他和李某素有矛盾，近来又因为小孩的事情大闹了一场。但是没有证据，他只得向派出所报案。派出所的民警去李某家里作了了解，发现两把镰刀是新用过的，并粘有新鲜的植物碎片和纤维样的物质。经鉴定，碎片表皮细胞无规则形，垂周壁不呈波状，气孔周围细胞平周壁上有条状纹理；气孔器有3种类型：交替中源型、平列中周源型和半平列型；非腺毛以叶脉上为多见，3～5细胞簇生，壁厚，胞腔小，长660～1 160微米，直径35微米；腺毛为单细胞腺柄，多细胞卵状腺头。上述这些特征表明叶碎片来自于陆地棉的叶片。同时，纤维样的物质经检验与被砍棉秆上的纤维在形态上完全一致，最终使得这一毁苗案的物证得到了确认。
飘零花粉作证
开花季节，成熟花粉借助于风的吹送，或借助于昆虫的携带而四处飘零，以寻找适合自己的配偶，完成传粉受精、传宗接代、繁衍种族的任务。
花粉粒的外壁十分坚固，能抗酸、抗碱，又耐高温、高压，还能抵抗微生物的分解，在自然界能长期保存。地层中保存的花粉（小化石）甚至可以帮助人类寻找石油矿藏。
植物种类不同，花粉形态特征和大小也各不相同。在电子扫描显微镜下，我们可以看到花粉的类型、花粉粒的赤道面观和极面观外形，花粉粒上的萌发孔、萌发沟的形态、数量、组合和位置，以及形形花粉粒的表面纹饰等形态特征。这些特征和特征组合都是植物种所固有的。所以可以根据花粉的形态特征鉴定出植物种类；还可以根据受检样品中若干植物种类花粉的比率，推断和重建受检样品周围环境中植物的种类组成成分。
人们（包括犯罪嫌疑人）进行户外活动时，会在不知不觉中将花粉粘附在身体或衣服上，对这些花粉进行鉴定，其结果会泄漏出人们户外活动的空间地域，为缩小和圈定侦查范围提供依据。
植物物证鉴定是帮助侦查案件的手段之一，与其他物证的鉴定相比，如指纹、毛发、体液、弹痕等相比显得较为冷僻。正因为如此，植物物证常常被人（包括犯罪嫌疑人）所忽略，并在不经意间留下了证据。
植物体的任何部位都有可能成为物证。除本文所提到的叶和花粉外，植物的花、果、茎干、树皮、根和根茎等部位都有可能成为物证，即使它们碎成了碎片。不同种类植物的这些碎片，依然各自特征明显，因而有可能鉴定出其所属的植物种类，帮助分析和侦查案件。所以在案件的侦查中应当注意植物物证的提取，这些物证有可能在案件的侦破中起到意想不到的作用。
笔者和同事与刑侦人员曾有过较长时期的合作。深知案件的侦破，不仅关系到一个人的利害、荣辱甚至生死，还关系到一个或几个家庭的悲欢和离合，更关系到社会的和谐和安定，责任可谓重大。所以要求从事此业的人不仅要精通业务，还要在工作上精益求精、一丝不苟，更要实事求是。只有这样才能做到打击罪犯、保护人民。■
作者简介
王希蕖，江苏省中国科学院植物研究所高级实验师，植物分类学专业，长期从事植物标本馆的管理，植物野外调查和植物标本的采集、鉴定和分类等工作。
单细胞生物特征篇2
【关键词】 CD56+急性单核细胞白血病；高白细胞血症；髓外浸润
CD56不但是神经细胞黏附分子的异构体， 而且还是自然杀伤细胞的重要标志。基于表达CD56的造血系统肿瘤是常见的恶性疾病， 且侵袭性非常高[1]， 本课题作者在对CD56+表达对急性单核细胞白血病的临床效果进行探究时， 抽取了在本院就诊的32例AML-M5患者， 随机分为CD56+组与CD56-组， 各16例， 进而对两组临床生物学特征、诱导缓解率、缓解时间及复发率进行对比观察， 现报告如下。
1 资料与方法
1. 1 一般资料 抽取2006年9月～2013年10月在本院就诊的32例急性单核细胞白血病患者， 随机分为CD56+组与CD56-组， 各16例。其中， 在CD56+组中， 男7例， 女9例， 年龄18～69岁， 平均年龄49.2岁；在CD56-组中， 男8例， 女8例， 年龄17～70岁， 平均年龄49.4岁。所有患者依照WHO标准， 均符合急性单核细胞白血病症诊断标准， 且两组患者在年龄、症状等方面比较差异无统计学意义（P>0.05）， 具有可比性。
1. 2 方法 ①主要是对两组患者的临床生物学特征、诱导缓解率、缓解时间及复发率进行对比观察， 观察标准为是否存在明显的差异性。②使用“柔红霉素、阿糖胞苷”或者是“去甲氧柔红霉素、阿糖胞苷”等诱导缓解治疗， 在2个疗程达到完全缓解之后， 对大剂量阿糖胞苷或者阿糖胞苷等药物交替使用， 其目的是对治疗进行巩固；而在2个疗程没有达到完全缓解者， 需要使用米托蒽醌、依托泊苷及阿糖胞苷等药物方案进行化疗[2]。③2个疗程间的间隔为3周；完全缓解， 骨髓当中的原始细胞
1. 3 统计学方法 所有数据采用SPSS16.0软件进行统计学处理。计量资料以均数± 标准差（ x-±s）表示， 采用t检验；计数资料以率（%）表示， 采用χ2检验。P
2 结果
CD56+组有7例高白细胞血症， CD56-组有3例高白细胞血症；CD56+组有13例髓外浸润， CD56-组有9例髓外浸润。CD56+组诱导缓解率56.25%， 复发率68.75%， 平均缓解时间为（4.2±2.1）个月， 与CD56-组比较差异有统计学意义（P
3 讨论
CD56当被称作为神经细胞黏附分子， 在神经内分泌系统与神经外分泌系统中有着广泛表达， 并且和细胞黏附功能间关系明显， 可介导一些细胞行为， 例如：细胞移居、穿膜及新环境定居等[3]。临床医学表明， 表达CD56的造血细胞恶性肿瘤不但是常见的恶性疾病， 而且还具有很高的侵袭性， 经常伴随髓外浸润症状。对于CD56急性单核细胞白血病患者来讲， 预后效果极差。
有学者经研究发现， 其预后有关的几个因素分别是年龄、白细胞计数、不良细胞遗传学以及CD56表达等。在这其中， CD56的表达对生存时间来讲有很大的影响， 充分认识到， 致使预后的主要不良因素为CD56+的表达， 其主要因素还具有独立性。本课题作者抽取2006年9月～2013年10月在本院就诊的32例AML-M5患者， 随机分为CD56+组与CD56-组， 各16例。对两者临床生物学特征、诱导缓解率、缓解时间及复发率进行对比观察。研究表明：CD56+组有7例高白细胞血症， CD56-组有3例高白细胞血症；CD56+组有13例髓外浸润， CD56-组有9例髓外浸润。CD56+组诱导缓解率56.25%， 复发率68.75%， 平均缓解时间为（4.2±2.1）个月， 与CD56-组比较差异有统计学意义（P
综上所述， CD56+急性单核细胞白血病患者非常容易患高白细胞血症与髓外浸润， 缓解率低， 缓解期间短， 复发率较高， 且预后差， 和CD56-患者相比较差异具有统计学意义（P
参考文献
[1] 杨林林， 甘思林， 刘延方. CD56+急性单核细胞白血病的临床特征及预后分析.中国实验血液学杂志， 2013， 6（20）：12-15.
[2] 徐喜慧， 欧阳建， 徐勇.以CD56+小肠粒细胞肉瘤为首发表现的急性单核细胞白血病1例并文献复习.临床肿瘤学杂志， 2013， 3（15）：34-36.
[3] 王慧娟， 任翠爱， 张鹏.成人急性髓细胞白血病免疫表型与细胞遗传学的研究分析.辽宁医学院学报， 2013， 2（12）：45-48.
[4] 汤静， 孟力， 汤屹.急性单核细胞白血病M5转为急性红白血病M6一例病例分析及文献复习.现代生物医学进展， 2012， 11（30）：67-69.
[5] 张婧婧， 张楠， 李光， 等.急性髓系白血病98例免疫表型特征及其临床意义.实用儿科临床杂志， 2011， 15（18）：56-58.
单细胞生物特征篇3
关键词：鞘蕊苏；根；茎；生药学
中图分类号：R93
文献标识码：A
文章编号：1007-2349(2008)02-0033-02
唇形科(Labiatae)植物毛喉鞘蕊苏Coleus forskohlii Briq，历代本草未见记载，现收载于《云南植物志》、《云南省药品标准》。各类期刊未见系统生药学报道，本文主要内容是鞘蕊苏根及茎显微组织特征，植物形态摘自有关资料。
1、来源鉴定
1、1植物来源 本品为唇形科(Labiatae)植物毛喉鞘蕊苏Coleus forskohlii Briq，的干燥根、茎。产于云南东北部(会泽、东川)，海拔2300m的开旷坡地。此外尼泊尔、不丹、印度、斯里兰卡及热带非洲东部均有分布。本实验材料采自云南，禄劝，本品经中国科学院昆明植物研究所鉴定为毛喉鞘蕊苏Co-leus forskohlii(Willa)Briq。
1、2实验仪器 SX-202生物显微镜(南京江南光学仪器厂)，NIKON 80i生物数码摄影显微镜(日本尼康)。
1、3植物形态
草本，直立或上升，高约40cm。茎粗壮，具四棱或四槽，分枝，被长柔毛，在上部较密。叶卵圆形，顶端钝或急尖，基部骤楔形下延成柄，边缘具圆齿，近肉质，两面密被绒毛或柔毛；叶柄长6～15mm，密被柔毛。轮伞花序由6～10花组成，多数排列成总状花序，总状花序长约2.3～1Ocm；苞片卵圆形，长约8mm，宽约7mm，顶端尾状急尖，边缘具缘毛，外面密被微柔毛，在开花时脱落；萼钟形，长约6mm，喉部内部密被长柔毛，5齿，后齿大，心形，顶端短尖，余4齿近三角形，先端钻状渐尖，在果时常增大且下弯；花冠紫蓝色，长约1.2～1.5cm，外面被稀疏的腺点，花冠管向下弯，向喉部渐增大宽至3.5mm，冠檐二唇形，上唇4浅裂，裂片不相等，下唇延长，长圆形，舟状；雄蕊4，内藏或稍外露，花丝在中部以下愈合成鞘状；花柱外伸。小坚果圆形，压扁。花期9月。见图1。
2、性状鉴别
本品根略呈圆柱形，具支根及须根的残痕，长3～8cm，直径0.5～2.5cm；表面棕褐色；质坚实，断面皮部较薄，木部占大部分，呈放射状，黄棕色或黄白色，折断面纤维性。茎四棱形，下部略木质，长约50～80cm，直径5～15mm，有对生分枝，被长柔毛，在上部较密；表面灰绿色或黄绿色；体轻、质脆，断面中央有髓。气微，味微苦、辛。
3、显微鉴别
3、1根横切面
木栓层为数列或数10列，细胞排列整齐，略为切向延长，有石细胞单个散在，栓内层油细胞甚多。皮层窄，由2～3列薄壁细胞组成，内含淀粉粒，散在少数油细胞。下皮层细胞2～3列，切向延长，较嫩的根中可见内皮层环，凯氏点明显，也可见中柱鞘环。韧皮部细胞排列不规则，由3～4列类圆形细胞组成。形成层细胞不甚明显，由2～3列排列成不连续环状。木质部导管单个或2～6个聚集，自中心呈放射状排列，导管旁常伴有少数木纤维，近形成层处较多，较嫩的根中央可见二原型初生木部。木射线细胞4～6列，径向排列。见图2～3。1―木栓层；2―石细胞；3―皮层；4―韧皮部；5―形成层；6―木质部
3、2茎的横切面
表皮细胞1列，排列不整齐，外被角质层，有腺毛：单细胞头，柄细胞2～6～14个；非腺毛由3～9个细胞组成；表皮下有栓化细胞4～5列，有少量石细胞散在。皮层外侧有不规则增厚的厚角细胞1～2列，角隅处2～3列。内层由数列薄壁细胞组成，内含油滴及淀粉粒，少数细胞壁点状增厚，也可见少数石细胞散在。中柱鞘纤维木化，多为4～6个聚集。韧皮部狭窄，形成层环状，由3～4列细胞组成，木质部导管单列或呈2～3个聚集，木化，周围木薄壁细胞排列整齐，壁略增厚，微木化，射线细胞3～4列，放射状，壁略增厚，非木化。髓部较大，壁细薄胞大型，内含淀粉粒及油滴。见图4～5。
4、小结与讨论
单细胞生物特征篇4
【关键词】黑面神；生药学；鉴定
【中图分类号】R29 【文献标志码】 A 【文章编号】1007-8517（2016）08-0004-03
黑面神为大戟科黑面神属黑面神（Breynia fruticosa （Linn.） Argow）的全株。拉祜名为瓦打尾列，其性凉，味苦，具有清热解毒，散淤止痛，止痒的功效。临床上主要用于散瘀止痛，治疗胸痛、偏头痛、产后子宫收缩痛，还用于湿疹、过敏性皮炎、皮肤瘙痒等疾病[1]。黑面神主要分布于浙江、福建、广东、海南、广西、四川、贵州、云南等省区，散生于山坡、平地旷野灌木丛中或林缘。笔者采用来源鉴定，性状鉴定，显微鉴定，理化鉴定的方法对黑面神进行了系统的生药学研究，详细描述黑面神的生药学特征，为黑面神的鉴别，质量标准的制定及进一步开发利用提供依据。
1来源鉴定
样品采自云南普洱市思茅区，经赵琪钟副主任中药师鉴定为：大戟科黑面神属黑面神（Breynia fruticosa （Linn.） Argow）的全株[1]。
2植物形态
灌木，高1～3m；茎皮灰褐色；枝条上部常呈扁压状，紫红色；小枝绿色；全株均无毛。叶片革质，卵形、阔卵形或菱状卵形，长3～7cm，宽1.8～3.5cm，两端钝或急尖，上面深绿色，下面粉绿色，干后变黑色，具有小斑点；侧脉每边3～5条；叶柄长3～4mm；托叶三角状披针形，长约2mm。花小，单生或2～4朵簇生于叶腋内，雌花位于小枝上部，雄花则位于小枝的下部，有时生于不同的小枝上；雄花：花梗长2～3mm；花萼陀螺状，长约2mm，厚，顶端6齿裂；雄蕊3，合生呈柱状；雌花：花梗长约2mm；花萼钟状，6浅裂，直径约4mm，萼片近相等，顶端近截形，中间有突尖，结果时约增大1倍，上部辐射张开呈盘状；子房卵状，花柱3，顶端2裂，裂片外弯。蒴果圆球状，直径6～7mm，有宿存的花萼。花期4～9月，果期5～12月。产于浙江、福建、广东、海南、广西、四川、贵州、云南等省区，散生于山坡、平地旷野灌木丛中或林缘。越南也有分布[2]，见图1。
3性状鉴别
长1～2m，全株均无毛；茎皮灰褐色；小枝灰绿色，单叶互生，具短柄。叶片革质，卵形或宽卵形，长3～6cm，宽2～3.5cm，两端钝或急尖，全缘，上面有虫蛀斑纹，下面灰白色；托叶三角状披针形，枝及叶干后为黑色。花单生或2～4朵簇 [1]；雄花花萼陀螺状，长约2mm；雌花花萼钟状，直径约4mm，萼片近相等。蒴果，圆球状，直径6～7mm，有宿存的花萼。根呈长圆柱形，横向延长，长短不等，质坚硬，难折断，断面类白色，气微，味淡。
4显微鉴别
4.1叶横切面显微组织特征表皮细胞类方形，外壁突起。上下表皮内侧各有1～2列栅栏细胞，海绵组织中含大量草酸钙簇晶，主脉维管束为外韧型。见图2。
4.2叶片上表面观组织特征叶片上表皮细胞紧密呈类方形，上有极少平轴式气孔，副卫细胞2个，偶见草酸钙簇晶。见图3。
4.3叶片下表面观组织特征叶片下表皮细胞多角形，呈不规则弯曲，细胞大小不等。气孔多为平轴式，较少为不定式。见图4。
4.4根横切面显微组织特征根类圆形，表皮细胞数层，类方形或扁圆形；表皮细胞下为5～7层紧密排列的类方形木栓层细胞，较表皮细胞小；基本薄壁组织有7～8列细胞组成，细胞较大，大小均匀；内皮层有1～2列细胞组成，细胞较小，排列紧密；中柱鞘外薄壁细胞3～4列，环绕维管束，维管束为外韧型，射线有2～5组成。木质部中导管大小不一，类圆形，韧皮部较狭窄。见图5。
4.5茎横切面显微组织特征茎木栓层细胞数列，排列紧密，类方形；皮层由数列薄壁细胞，散有大量淀粉粒，薄壁细胞含草酸钙簇晶。内皮层由1列细胞组成。韧皮部较狭窄，。木质部较宽广，导管单个茎向排列；木射线明显，较宽广，由3～5列组成。髓部细胞类圆形，细胞较大，细胞内含大量草酸钙簇晶。见图6。
4.6植株粉末显微鉴别淀粉粒大量散在，大小不一，直径较小，多为类圆形，多存在于薄壁细胞。草酸钙簇晶大量存在于叶片组织、茎的髓部。叶片组织草酸钙簇晶数列排列成紧密的条状，有时单个散在；茎髓部草酸钙簇晶大量散在。网纹导管较发达，直径较小，极多。木纤维较明显，壁厚。见图7。
5理化鉴别
5.1糖和苷类化合物[3]取黑面神的热水提取液1ml，加入5%α-萘酚乙醇液2～3滴，摇匀后沿试管壁缓缓加入浓硫酸1ml，在试液与浓硫酸交界面产生紫色或紫红色环。取黑面神的热水提取液1ml，加入1ml碱性硫酸铜试剂，水浴加热5min有砖红色沉淀。 取黑面神的热水提取液5ml，加入2ml正丁醇进行萃取，正丁醇萃取液蒸发去溶剂加入5%α-萘酚乙醇液2～3滴，摇匀后沿试管壁缓缓加入浓硫酸1ml，在试液与浓硫酸交界面产生紫色或紫红色环。
5.2黄酮类化合物[3]取黑面神的热水提取液20ml趁热过滤的沉淀物，溶于1ml的乙醇，加热少许镁粉振摇，再滴加3滴浓盐酸，2～3min内即可显较淡紫红色。
5.3鞣质类化合物[3]取黑面神的丙酮提取液1ml，加热1ml明胶溶液，立即变浑浊，随之生产部分白色沉淀。取黑面神的丙酮提取液1ml，加1ml入醋酸铅，生产黄绿色浑浊。
5.4三萜类化合物[3]取黑面神的乙醇提取液5ml置于蒸发皿中，于水浴上蒸干，残留物加1ml氯仿溶解，并转移至小试管中，沿着试管壁加入浓硫酸1ml，硫酸层显红色，氯仿层于紫外灯下有绿色荧光。取黑面神的乙醇提取液1ml ，滴于滤纸上，喷25%三氯乙酸乙醇溶液，加热至100℃，呈红色，逐渐变为紫色。
5.5挥发油[3]取黑面神的石油醚提取液滴于滤纸上，油斑在室温下挥发，留有少许痕迹。
5.6检查生物碱[3]取黑面神的乙醚提取液，经酸提碱沉后，用有机溶剂氯仿萃起，取氯仿层溶液1ml，加入2～3滴碘化铋钾试剂，无沉淀。取黑面神的乙醚提取液，经酸提碱沉后，用有机溶剂氯仿萃起，取氯仿层溶液1ml，加入2～3滴碘化汞钾试剂，无沉淀。取黑面神的乙醚提取液，经酸提碱沉后，用有机溶剂氯仿萃起，取氯仿层溶液1ml，加入2～3滴硅钨酸试剂，无沉淀。
6分析与讨论
黑面神同属植物约26种，药材容易混淆，通过生药学研究，可以从植物形态、性状、显微、理化等方面与其同属植物相区别，避免混乱使用，也为医药工作者提供一定的鉴别依据。研究发现，黑面神横切面组织结构图与相应的粉末组织结构图相符，理化预实验表明该植物含有糖和苷类化合物、黄酮类化合物、三萜类化合物、鞣质、挥发油等成分，符合相关的文献报道[4]。
本研究将微观特征与宏观特征相结合，药材植物特征与内在化学成分的理化特征相结合，为滇产黑面神的鉴别提供了科学客观的依据，保证了黑面神药材使用的可靠性，同时也为滇产黑面神药材质量标准的规范化研究提供了一定的生药学实验基础。
参考文献
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[4]毛华丽.黑面神化学成分的分离及结构鉴定[D].浙江：浙江工业大学，2009：1-75.
单细胞生物特征篇5
【关键词】毛细胞白血病；临床特征；血象；骨髓象
毛细胞白血病（hairy cell leukemia，HCL）是一种罕见的成熟B淋巴细胞肿瘤。发病年龄的中位数为50岁，男女的比值约为5：1。因其发病率不高，对其研究较少，为临床上对该病的诊断和治疗造成一定的阻碍。既往国外对该疾病的报告认为[1]，毛细胞白血病临床表现以发热、脾大及贫血为特征，脾大比较常见，肝大次常见，淋巴结肿大偶见。多数患者有不同程度的全血细胞减少，单核细胞减少是本病一大特征。外周血及骨髓象可见毛细胞。笔者为指导对毛细胞白血病的诊断和治疗，通过研究本院该病病人6例，进一步分析其临床特征，现将结果报告如下：
1资料与方法
1.1临床资料回顾本院2002年5月至2012年12月收治的经临床表现、血象、骨髓象检查确诊为毛细胞白血病的病人共计6例，其中男性病人5例，女性病人1例，年龄42-55岁，平均（45.5±4.5）岁。所有病人从起病到确诊时间为5个月-13个月，平均（8±2.5）月。
1.2检查方法病人来诊后，了解其一般状况，询问病史，仔细查体，观察症状和体征并做好记录。之后进行实验室检查，包括查血常规、外周血涂片找毛细胞、做骨髓活检、电子显微镜检查以及免疫分型。
1.3治疗方法参考孔令容等研究对毛细胞白血病的治疗标准，6例病人均予嘌呤类似物喷司他汀、2-氯脱氧腺苷（2-CdA）治疗。对其中一例脾大伴随明显白细胞计数减少者施行切脾治疗。2例病人予干扰素-a皮下注射。并对所有病人依照个人情况对症抗感染、改善贫血治疗。
2结果
2.1临床表现6例病人中有脾肿大者6例，其中重度1例，中度4例，轻度1例；发热病人6例；6例患者均有程度不等的贫血征象；肝区肿大的病人3例；可触及淋巴结肿大的病人1例，肿大的淋巴结部位包括颈部淋巴结和两侧腹股沟淋巴结；出现皮疹2例。
2.2实验室检查
2.2.1血常规检查6例病人的白细胞计数2例减低、3例正常、1例增高，分别为2.2×109/L、3.4×109/L、6.8×109/L、7.4×109/L、7.8×109/L、20.8×109/L；6例病人均有不同程度贫血，重度贫血1例血红蛋白为35g/L、中度贫血3例分别为60g/L、75g/L、85g/L，轻度贫血1例100g/L；6例病人血小板均减低，（35-85）×109/L；6例病人全部出现淋巴细胞计数比例增加。外周血毛细胞比例分别为10%、12%、19%、25%、35%、57%。
2.2.2骨髓活检6例病人全部可见毛细胞浸润且骨髓全部显示增生活跃，毛细胞比例为13%-79%，毛细胞大小不等，病变为弥漫性或斑片状浸润，网状纤维增生。毛细胞细胞核在半透明的胞浆之中，形似煎蛋状，可见毛细胞有长而细微的绒毛，毛细胞呈管状围绕聚集的红细胞形成假窦道。
2.2.3电子显微镜检查6例病人全部电子显微镜送检，全部可见毛细胞形态（如图一所示）。其中2例可见核糖体-板层体复合圆柱体结构（ribosome-lamella complex）（如图二所示）。
2.2.4免疫分型6例病人中毛细胞均表达smIg、CD19、CD20、CD21、CD22；4例病人CD25+，2例病人有CD103+，3例病人有CD11c+。
2.3临床治疗效果6例患者经治疗4个月后全部有所缓解，脾亢较前减轻，肝大、脾大范围缩小，继发感染均得到有效控制，病人均已无发热，贫血程度完全缓解抑或有所好转。复查血象可见全血细胞计数较前趋向正常，毛细胞显著减少。
3讨论
毛细胞白血病是一种罕见的成熟B淋巴细胞肿瘤。数十年前，因其发病率低、研究对象少以及医学发展所限，这种疾病不能得到良好的控制。近年来，国内外该疾病的病例并不少见，这种疾病引起了人们足够的重视。国内外学者的研究[2]，使毛细胞白血病的诊断和治疗较前更有针对性。
通过观察本院确诊的6例毛细胞白血病的临床特征的分析以及结合既往国内学者孟美丽等对该疾病临床特征的分析[3]，我们可总结出，毛细胞白血病临床表现以发热，脾大及贫血为特征。脾大和肝大均较为常见，淋巴结肿大偶见。多数患者有不同程度的全血细胞减少，往往影响血小板和中性粒细胞，单核细胞减少也是本病的特征之一。仅有少数患者白细胞计数增加。实验室检查中血常规及骨髓活检可见毛细胞，骨髓穿刺大多为干抽。骨髓活检的意义较大。诊断该病的核心在于外周血和骨髓活检中找毛细胞。毛细胞除了表达smIg、CD19、CD20、CD21、CD22等B细胞标记外，最有特征性的标志依次为CD25+及CD103+、CD11c+。但HCL变异性不表达CD25和CD103。
对年龄较大，症状较轻患者治疗效果及预后效果并不十分确定，但是存在反复感染、全身症状显著及血象明显减低的患者治疗效果普遍好。近年来，嘌呤类似物一直是毛细胞白血病的首选治疗药物。喷司他汀静脉推注每两周一次，四个月后患者病情一般能够有好转。2-CdA每日0.1mg/kg持续静脉滴注一周也有效。氟达拉滨也是毛细胞白血病的有效药物之一。另外，干扰素也是本病治疗的有效药物。若脾大超过肋缘4cm，切脾效果明显。6例患者感染控制较好，预后尚佳，该病继发感染是导致死亡和预后不佳的重要因素，应提高重视。
参考文献
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[2]刘云峰，肖雪莲，何婷，等.毛细胞白血病1例[J].淮海医药，2007，25（4）：384.
单细胞生物特征篇6
【摘要】目的 探讨子宫非典型性平滑肌瘤的病理特点并分析其临床特征。方法 回顾性分析16例子宫非典型性平滑肌瘤的临床和病理学特征，并结合相关文献对其临床表现、组织病理学特征和治疗方法进行探讨。结果 本组子宫非典型性平滑肌瘤发病年龄33~55岁， 16例盆腔肿物均位于子宫体，肿块界限清楚，组织学见瘤细胞奇形怪状，胞浆红染、胞核怪异，深染，但核分裂像少见。结论 子宫非典型性平滑肌瘤是一种比较少见的特殊类型的子宫良性肿瘤，临床表现无特异性，术前及术后易引起误诊，手术切除预后良好。
【关键词】子宫；非典型性；平滑肌瘤；临床病理
子宫平滑肌瘤是女性生殖系统最常见的肿瘤，在因非恶性肿瘤切除的子宫标本中其检出率为69%~77%［1］。大多数平滑肌瘤的诊断并不困难，很容易归类为良性或恶性。但有些特殊亚型特别是非典型性平滑肌瘤易造成诊断上的困难，易误诊为平滑肌肉瘤［2］，本文收集经病理证实为非典型性平滑肌瘤的16例患者的临床及病理学资料，现报道如下。
1 临床资料
1.1 一般资料：本组患者年龄33~55岁，平均41.2岁。主要症状表现为月经量增多、经期延长、下腹疼痛及排尿障碍、便秘等压迫症状。其中5例患者无明显临床症状，经体检发现盆腔肿物。3例患者合并妊娠。11例患者无使用雌孕激素类药物史，5例患者长期口服避孕药。16例患者均行手术治疗， 6例行肌瘤剔除术，8例行次全或全子宫切除术，2例行全子宫及双附件切除术。切除组织全部送病理检查。
1.2 病理资料：16例均位于子宫体，其中3例位于粘膜下，10例位于肌壁间，3例位于浆膜下。5例多发，11例单发。肿块呈圆形或卵圆形，界限清楚，直径约2~9cm，切面灰白色，质稍软，2例有囊性变、7例伴粘液变性。镜下肿瘤细胞多数为分化良好的棒状平滑肌细胞，其中见散在性、局灶性、多灶性或弥漫分布的奇异形细胞。奇异形瘤细胞梭形或卵圆形，胞浆红染，胞核形态奇异，体积异常增大，深染，核仁明显，可见核内包涵体、核浓缩、核碎裂及多核瘤巨细胞。16例核分裂像0~6个/10HPF，均未见细胞凝固性坏死。
1.3 随访：4例失访。余12例随访时间1年~5年，中位随访时间3年，预后均良好，未见复发和恶变。
2 讨论
子宫非典型性平滑肌瘤是子宫平滑肌瘤的少见特殊类型。又称奇异性、多形性或合体细胞性平滑肌瘤。其好发年龄、临床表现及大体形态与普通平滑肌瘤相似，但其具有特殊的组织学特点，即分化良好的棒状平滑肌细胞中见散在性、局灶性、多灶性或弥漫分布的奇异形细胞，胞浆红染，胞核奇形怪状，体积异常增大，深染，分叶状，核仁明显，并见核内包涵体、核浓缩、核碎裂及多核瘤巨细胞。但核分裂像≤10个/10HPF。肿瘤界限清楚，无肿瘤性坏死，临床上呈良性经过。诊断非典型性平滑肌瘤必须注意大体界限清楚、镜下肿瘤细胞的特点及无凝固性坏死、良性生物学行为等。
非典型性平滑肌瘤必须与平滑肌肉瘤鉴别。评估平滑肌肉瘤的3个主要特征是核分裂像多（≥10个/10HPF）、核异型性、肿瘤细胞的凝固性坏死［2］。另外大体上肿块界限不清，向周围组织浸润，切面常见出血、坏死。而非典型性平滑肌瘤的恶性组织学特征不明显，呈良性生物学行为。另外还要与核分裂活跃的平滑肌瘤、富于细胞性平滑肌瘤、恶性潜能待定的平滑肌瘤鉴别。核分裂活跃的平滑肌瘤主要特征是核分裂像较多（5~15/10HPF），无细胞的非典型性或肿瘤细胞凝固性坏死；富于细胞性平滑肌瘤细胞异常丰富致密，细胞核呈梭形或卵圆形，核异型性小或无；恶性潜能待定的平滑肌瘤核具有异型性，可伴有点状、小灶状凝固性坏死。这些特点均与非典型性平滑肌瘤不同。
非典型性平滑肌瘤的治疗以手术为主，手术治疗方案一般依据患者年龄、肿瘤部位、有无生育要求可行单纯肿瘤剔除术、次全或全子宫切除术［3］。单纯肿瘤剔除术适用于年纪轻或有生育要求的患者。对于年纪较大且无生育要求的患者一般行子宫切除术。
子宫非典型性平滑肌瘤属良性肿瘤，手术切除预后良好，但有少数复发病例的报道［4］，应注意随访，特别是行单纯肿瘤剔除术的患者更应密切随访。
参考文献
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单细胞生物特征篇7
【摘要】 目的 研究人前列腺癌PC3肿瘤细胞系中是否存在具有干细胞特征的细胞亚群，并对其形态及克隆生长特征进行分析，同时探讨染料Rho123着色强度是否可用于区分不同的肿瘤细胞亚群。方法 采用Rho123染色后流式细胞仪分析;Rho123与DAPI复染后荧光显微镜下形态学观察及细胞克隆生长特征分析等方法。结果 PC3细胞中存在对Rho123着色显著差异的两类细胞亚群，其形态结构、增殖能力及克隆生长方式均有明显差别。结论 人前列腺癌PC3细胞系中存在具有干细胞特性的细胞亚群，对Rho123拒染的特性可用于区分肿瘤干细胞与其他肿瘤细胞。
【关键词】 前列腺癌;罗丹明123;肿瘤干细胞
【Abstract】 Objective To identify the characteristic of cancer stemlike cells in prostatic carcinoma PC3 cell line， and analyze the morphous and clone growth， investigate the method of discriminating the different tumor cell subpopulation by Rhodamin123 dye. Methods The PC3 cells stained with Rhodamin123 dye were analyzed by flow cytometry; the cells morphous and clone growth stained with Rhodamin123 and DAPI were observed by fluorescent microscope. Results Two different tumor cell subpopulation existed in PC3 cell line， and the morphous， reproductive activity and colon growth were significantly different in the two cell subpopulation. Conclusions Cancer stemlike cell subpopulation exists in prostatic carcinoma PC3 cell line， the character of some cells excluding Rhodamin123 dye can be used to discriminate tumor stem cells and other tumor cells.
【Key words】 Prostatic carcinoma; Rhodamin123; Cancer stemlike cells
研究表明，肿瘤细胞群体中只有一小部分细胞具有形成新肿瘤的能力而被称为肿瘤起始细胞(tumorinitiating cell，TIC)，由于具有自我更新和分化潜能也被称为癌干细胞(cancer stem cell，CSC)。这部分细胞的显著特征是具有极强的潜在增殖、侵袭和迁移能力，对辐射和化疗药物不敏感，是肿瘤转移和复发的根源〔1〕。迄今已先后在白血病及乳腺癌、神经胶质瘤、结肠癌等实体肿瘤中证实了CSC的存在，并发现了一些CSC的生物标志物。但CSC生物标志物也为正常组织干细胞所共有，而且分离后培养极易分化。因此迫切需要寻找一条CSC分离的捷径。罗丹明(Rho)123为亲脂性荧光染料，可快速通过细胞膜，在细胞内主要分布于带负电荷的线粒体基质。高表达ABCG2/BCRPl的细胞可连续将Rho123泵出细胞而拒染，Rho123弱染的特征已被成功用于分离白血病干细胞〔2〕。本研究利用细胞对Rho123着色差异这一特征，采用流式细胞术分析前列腺癌PC3细胞是否存在Rho123高与低染色亚群，并比较两个亚群的差异性，探讨Rho123淡染细胞是否具有CSC特性。
1 材料与方法
1.1 材料 人前列腺癌细胞株PC3 为吉林大学白求恩医学院病理教研室保存，F12培养基为Gibco产品，标准胎牛血清购自天津血液病研究所，胰蛋白酶为Amresco产品，Rho123、DAPI购自碧云天公司。
1.2 仪器 荧光倒置显微镜为Leica公司产品，倒置显微镜为Olympus公司产品，流式细胞仪为美国BD公司产品。
1.3 细胞Rho123染色强度的流式细胞分析方法 细胞培养在含10%胎牛血清的F12培养基中，置于5%CO2、37℃孵箱培养。待细胞达到指数生长期，常规胰酶消化，3次PBS清洗后，制成单细胞悬液(1×107细胞/ml)。等分细胞悬液，一组为背景对照，另一组加入Rho123染料至终浓度为2 μmol/L，37℃避光孵育30 min(每10 min将细胞轻轻悬起)，再经PBS清洗2次，最终将细胞重悬于500 μl PBS溶液。经200目滤网过滤后进行流式细胞仪分析，激发光波长为507 nm，每组分别检测1×104个细胞。
1.4 细胞Rho123染色后凋亡检测 取指数生长期细胞常规消化、制备成单细胞悬液，调整密度为5×105个/ml，取500 μl细胞悬液滴至24孔培养板中的盖玻片上，放入培养箱中过夜。次日吸去培养基，PBS洗2次，加入无血清F12培养基，再加入Rho123至终浓度为2 μmol/L，37℃避光孵育30 min，在孵育10 min时再加入DAPI染色液至终浓度为0.5 μg/ml。期间每隔10 min轻轻震荡1次，吸去染色液，PBS洗2次，分别于507 nm、340 nm波长激发Rho123与DAPI，荧光显微镜下观察染色情况，分析淡染细胞核状态是否为凋亡细胞。
1.5 细胞克隆及生长特征比较分析 取指数生长期细胞常规消化，吹打成单细胞悬液，调整密度至10个/ml，取0.1 ml细胞悬液滴加至96孔培养板中，次日进行Rho123染色，倒置显微镜下观察，挑选只含有1个细胞的孔，标记Rho123淡染细胞。培养到第14天时再进行Rho123染色，观察克隆形成情况及染色情况。
2 结 果
2.1 前列腺癌PC3细胞中存在Rho123着色不同的细胞亚群 染料Rho123结合流式细胞术观察PC3细胞系中Rho123淡染细胞的比例。结果显示，背景对照组的PC3细胞系无自身荧光，经Rho123染色后出现明显的双峰，且两峰内细胞的荧光差异较明显，经重复后结果一致，即PC3细胞中存在淡染和深染两种亚群细胞。见图1。
图1 PC3细胞Rho123染色流式细胞仪分析图
2.2 Rho123淡染细胞群并非凋亡细胞 Rho123为亲脂性分子，可快速通过细胞膜，因其带阳电荷，进入细胞后，主要分布在细胞内带负电荷的线粒体基质。处于凋亡中的细胞，因其线粒体膜电位降低也会出现Rho123淡染。因此，本研究对上述研究中的淡染细胞进一步行Rho123DAPI复染，在荧光显微镜下分析其形态学变化，结果发现PC3细胞中大部分胞浆被Rho123染色呈现红色荧光(图2A)，少部分细胞胞浆红光较弱(图2B)，Rho123淡染及深染细胞胞核被DAPI染色呈均匀一致的蓝色，没有核染色质螺旋皱缩的凋亡现象，即Rho123淡染的细胞并不是凋亡细胞。
2.3 两亚群细胞具有不同的形态结构、增殖能力、集落生长方式 为观察Rho123淡染细胞亚群的单个细胞增殖能力及增殖细胞的特点，进行了克隆形成实验。细胞培养至第14天，镜下可见Rho123深染细胞分裂增殖产生的细胞几乎全为Rho123深染，且细胞之间排列比较松散;Rho123淡染细胞分裂增殖产生的细胞绝大部分为Rho123淡染细胞，细胞间排列较紧密(图3)，且Rho123淡染细胞增殖能力明显强于Rho123深染细胞。
3 讨 论
1996年Goodell等〔3〕利用DNA染料Hoechst33342为鼠造血干细胞染色并进行荧光活化细胞分选系统(fluorescence activated cell sorting，FACS)分选时，发现一小群具有弱荧光染色特性的细胞呈彗星状分布在主群细胞的一侧，他们将这群细胞称为侧群(side populmion，SP)细胞，也称边群细胞，SP细胞的这种弱染色表型称为SP表型。近年来在成体多种组织、胚胎甚至肿瘤细胞中都发现了SP细胞〔4，5〕，他们同源性高，具有自我更新和分化潜能，在体内能够分化产生不同组织类型的细胞〔6，7〕，表明SP细胞具有类似于干细胞的自我更新和多向分化潜能，在一定程度上可以代表干细胞作为研究干细胞的重要资源，尤其在一些表面标志未知的CSC。因此分离CSC，对其生物学特征及在肿瘤发生和进展中作用的研究，以及寻找CSC生物标记物，以其为靶点进行靶向治疗已成为肿瘤生物学研究及防治研究的新热点。
国外研究者在脑肿瘤和乳腺癌中做了初步尝试，多借鉴正常干细胞的分离方法，包括细胞表面标志、球形培养和SP分离等〔8〕。某些癌细胞和干细胞能通过细胞表面的P糖蛋白将进入胞内的Rho123主动外泵至胞外，表现为低荧光的特征，可分选为Rho123低染和Rho123深染两个亚群。本研究发现，前列腺癌PC3细胞对Rho123染料着色不同，即PC3细胞中存在Rho123淡染的亚群细胞，1×104个细胞中约占7.2%，且经DAPI染色发现这些Rho123淡染的细胞并非细胞凋亡所致。进一步的克隆形成实验证实，Rho123淡染细胞形成的克隆细胞排列紧密，细胞形态大小一致，并且分裂增殖能力明显强于Rho123深染细胞，即前列腺癌PC3细胞中存在具有干细胞特性的细胞亚群。
本研究利用流式细胞仪结合Rho123染料分离干细胞，不需使用昂贵抗体及繁杂的染色步骤，操作简单，且对细胞无毒性，是一种经济有效的分离方法。并初步证实了前列腺癌中有干细胞特性的细胞存在，说明某些肿瘤细胞对Rho123拒染的特性可用于CSC的分离。
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7 Challen GA，Little MH.A side order of stem cells：the SP phenotype〔J〕. Stem Cells，2006;24(1)：312.
单细胞生物特征篇8
摘要:
对裸子植物的叶、茎、根等营养器官在水分胁迫下的形态及解剖特征响应等方面的研究成果进行全面阐述，并探讨裸子植物的形态特征表现与其抗旱机理间的关系。研究结果可为裸子植物的抗旱资源选育，特别是早期形态诊断，以及资源保护提供参考。
关键词:
裸子植物;形态特征;解剖特征;抗旱胁迫
世界干旱、半干旱区域约占陆地总面积的33%，而我国则占国土总面积的45%［1］，因而研究植物的抗旱机理及选育抗旱植物对我国西部干旱地区更具意义。植物一般可通过逃避干旱与忍耐干旱这2种途径来抵御干旱逆境［2］，常见强壮型、保护型、节约型、忍耐型、逃避型等不同对策［3］。在植物长期进化过程中，形成了适应干旱胁迫的不同机制。某种植物的抗旱能力可能是一种或几种机制共同作用的结果，其中具有抗旱的形态解剖结构是适应水分胁迫的重要机制之一［4］。一般而言，裸子植物较被子植物更能适应高温、干旱环境，其耐旱性也较强［5－7］，在形态解剖特征上叶片主要表现为单叶面积较小［8－9］、叶片较厚［9－10］、气孔下陷［11－13］、角质层［10，14］和栅栏组织较发达［8］，绿色同化枝的木质部兼有导管和管胞［15］，以及较大的根冠比例［16］。本文从裸子植物的叶片、茎及根在干旱胁迫下的形态及解剖结构反应与其抗旱机理进行初步探讨。
1叶形态解剖结构特征与其抗旱性
叶片是植物进化过程中对生态条件反应最为突出的器官，且可塑性较大。叶片的旱生结构特征基本能反映该植物的抗旱性大小，主要朝着降低蒸腾作用和贮藏水分2个方向发展［4］。依据旱生植物的形态结构将其分为(包括常态和变态)、多浆、薄叶和卷叶植物［17－18］，以及硬叶植物［3］，这些结构特点均有利于植物在干旱环境和寒冷环境下生长。许多裸子植物为硬叶，也有部分种类的叶片退化为膜质，如麻黄属(Ephedra)植物的大部分种类［12］。
1.1单叶面积
荒漠植物一般在干旱胁迫下通过减小叶面积来适应环境，但在遭遇极度干旱时，叶片或同化枝可卷曲或萎蔫来减少其表面积，达到减少水分丧失的目的［18］。如通过干旱处理能显著降低树种的单叶面积［19］;美国黄松中具有耐旱能力种群的个体具有更短的松针及更小的叶表面积［20］;苏世平等［8］发现沙地柏的叶片较小，且大部分退化为磷片状;彰武松单片针叶面积显著小于樟子松，表明彰武松的抗旱性较樟子松更强［9］。由此，可以初步推断植物的单叶面积越小，其植株耐受干旱的能力相应增加。
1.2比叶面积
比叶面积是单位干重量的叶面积，一般随叶寿命的增加而降低，是植物对环境适应的一种趋同表现［21］。比叶面积与叶片厚度或密度间呈负相关［22－24］，比叶面积的减少(即叶片厚度或密度的增加)利于叶片内部水分向叶片表面扩散的距离或阻力增加［25］，以降低植物体内部水分散失［26］。研究发现，干旱处理能显著降低树种的叶比重［19］;周席华等［21］发现6个树种的比叶面积与其叶片含水率成正比，且减少变化相一致，表明阔叶树种和针叶树种在受到水分胁迫时可通过减少单位重量叶面积来弥补水分损失。一般随着海拔的升高，松属、冷杉属、云杉属等常绿针叶树种的比叶面积会随着海拔升高而减少［27］。这也表明裸子植物随着海拔的升高，比叶面积减少，其抗旱能力也可能相应增强。
1.3叶片厚度
孟鹏等［9］发现彰武松单片针叶厚度略大于樟子松;盐生环境中欧洲赤松、红皮云杉和侧柏的叶片比中生环境的明显增厚，这是因为此类植物可在干旱、盐碱环境中通过叶片增厚来减少水分散失［10］。但其他研究发现在水分胁迫条件下，随着叶片含水率的减少，杉木、湿地松和侧柏等裸子植物的叶片厚度变化并未表现出规律性［27］。植物的叶片越厚，表明其抵抗水分丧失的能力相应也越强。
1.4叶附属物
1.4.1气孔
气孔是植物表皮上的开口，其频率变化较大，并受环境条件的影响［28］。旱生植物的气孔主要分布在表皮细胞水平下面，或者仅在叶表面的沟缝和腔室里。其中少浆汁类旱生植物的气孔小且数量多，而多浆汁类旱生植物的气孔大、数量少。前者的气孔在水分充足时气孔开放，促进蒸腾作用;而水分紧张时则气孔关闭，抑制蒸腾作用［29］。在短期干旱胁迫下，植物可通过调节气孔开度以减少水分散失［30］;还可减少气孔数量来控制水分，如美国黄松抗旱能力强的居群的个体叶片具有更少的气孔数量［20］;另外，旱生植物常具有较大的气孔下室，可形成较为湿润的小环境，以减少叶肉中水分通过蒸腾作用散失［31－32］，侧柏在盐生环境中的孔下室较大，有时可形成由2个或多个孔下室连通的发达通气组织，形成低压空腔以增强气体交换能力，还可减少光子扩散阻力，提高光合效能［10］。雪松和日本五针松在低温干旱环境下叶片气孔表现为下陷［11］;沙地柏［8］和松属［14］叶片的气孔数量少，下陷，且后者孔下室较大［14］;7种麻黄属植物的气孔略下陷［12－13］，许多种类气孔保卫细胞被厚的角质层所覆盖，并形成突起状角质唇状物［13］。盐生环境下欧洲赤松、红皮云杉、侧柏和铺地柏等4种裸子植物气孔多数关闭或为树脂所堵塞［10］;三尖杉属植物叶下表面气孔开口处常被大量表面蜡质所堵塞［33－34］，此种现象在北美云杉、南洋杉属及其它松杉类植物中也有报道［35－36］。裸子植物中蜡塞的存在，虽然在一定程度上会影响气孔进行正常的气体交换，但可能在植物适应干旱等不良环境方面具有特殊意义［37］。气孔限制可延缓干旱胁迫的发展，并减轻光合器官面临的胁迫强度，但同时也可能诱发由自由基引发的非气孔限制［6，38－39］。多项研究结果认为，当叶器官上气孔开放时，即便在有表皮毛或蜡质情况也不能有效阻止其水分蒸发;沙生植物一般具有抗旱特性，其气孔保卫细胞的细胞壁会额外增厚或角质化，但在炎热的夏季仍采取关闭气孔以减少水分散失的策略［40－41］。目前的研究结果均表明，下陷气孔器可减少光线辐射及水分散失，而较大的孔下室还可造成较湿润的小环境，以此有效抑制叶内发生的蒸腾［14］。对裸子植物而言，叶片的气孔数量减少、气孔下陷、孔下室增大，或气孔附近具有唇状物或蜡质等特征可能是具有抗旱性的初步表现。
1.4.2角质层
旱生植物表皮细胞具加厚的细胞外壁，其上覆盖厚的角质层，由脂肪类物质组成，发育受环境条件的影响。植物叶表面的角质层为有效的保护层，使其表皮具有较高的不透水特性，能有效减少植物体内的水分蒸腾;另外，坚硬的角质层还可有效防止病菌的侵入，并增加其机械支持力度［42］;角质表面具有棒状或丝状的蜡质，也可减少水分与物质的丧失［28］。松属植物叶的表皮细胞厚、外表覆有较厚的角质层是针叶植物的典型旱生结构［14］;沙地柏［8］、雪松和日本五针松［11］具有发达的角质层;盐生环境下4种裸子植物比中生环境的角质层厚［10］;欧洲云杉和瑞士五针松叶片角质层的厚度随着海拔的增加而减少［43］，说明低海拔低湿条件下2种松科植物的抗旱能力比高海拔高湿条件下的更强。裸子植物叶表皮外通常具有蜡质或覆盖厚的角质膜等，表皮细胞为厚壁细胞，角质层发达，内皮层显著，可保持其体内水份。大多数杉科植物的叶片角质层里普遍含有结晶［44］，并在柏科、三尖杉科及某些旱生被子植物中也有发现［45］;Lyshede研究旱生植物叶表皮细胞外壁发现其角化层具有纤维素和果胶质通道，此特征不仅能抑制水分散失，同时还可吸收和维持水分而膨胀［46－47］。沙地柏植株的刺形叶在表皮细胞大小、角质层厚度、叶肉细胞表面积及维管束大小等方面均显著小于鳞形叶，而刺形叶的组织密度、失水系数也均明显高于鳞形叶，表现为刺叶的抗旱保水性、耐辐射能力和水分利用效率均低于鳞形叶;沙地柏2种叶形的结构和功能间的差异显示其叶型变化在某种程度上具有生态适应意义［48］。
1.5叶肉结构
黄振英等［17－18］依据叶片叶肉结构的差别将耐旱植物划分为正常型、全栅型、环栅型、不规则型、禾草型、退化型等6种类型。裸子植物的栅栏组织及贮水组织发达，表现为等面叶或肉质叶，具有晶细胞、黏液细胞、维管束鞘，存在维管束帽及纤维细胞［31］。如松属植物的叶片表现为叶缘表皮下具厚角组织，储水细胞层较发达并富含水分、粘液，维管组织中纤维含量低、薄壁组织发达，维管束、树脂道发达［14］。多浆旱生植物还具有叶片肥厚、肉质叶、贮水组织发达、贮水组织/叶厚比值大等特征［32］，如银杏的保水能力较强，可能是其叶片较高的肉质化程度等结构特点造成［49］;而原生于湿生环境中植物的抗旱能力则较弱，可能是其幼苗叶肉质化程度不高及角质层较薄致使其保水力相对不强，如落羽杉［50］及水杉等种类。植物叶片发达的栅栏组织一般分布于叶片背腹两面，可减少植物遭遇干旱缺水萎蔫时遭受的机械损伤。有些裸子植物的叶肉分化为栅栏组织和海绵组织或叶肉细胞壁向内折叠，如沙地柏的栅栏组织发达，无海绵组织，其机械组织得到强化［8］;马尾松的叶肉细胞属于绿色折叠薄壁组织，其厚度变化可在一定程度上反应不同家系马尾松对水分的适应能力［51］。当植物体内水分减少时，还可通过减少自身叶肉细胞的体积而不是细胞层数来应对失水对细胞产生的机械损伤。虽然麻黄属中大部分种类叶片退化为膜质，但攀高麻黄叶片具有加厚的表皮，且不具有下皮组织和内皮层，该类叶片特征也是对干旱环境的适应［12］。有些旱生植物叶片具有特别发达的机械组织，如松针叶表皮具有一至数层下皮层，除可防止水分蒸发外，还可加强松针叶的坚固性［52］。针叶内皮层细胞壁凯氏带加厚也是有效利用水分的一种适应结构，如分布在滇中及滇西北地区的云南松针叶内皮层细胞壁没有出现凯氏带加厚，而滇东南地区分布的细叶云南松、思茅松和云南松的针叶内皮层细胞壁凯氏带加厚则较为明显［53］。刘正刚［54］发现新西兰辐射松在干旱胁迫下可通过增加下皮层厚度和细胞紧密度来减少水分的散失;而油松能迅速增加叶片角质层及表皮厚度，并保持其细胞膜稳定性，其避旱能力和耐旱能力均更具优势。张明明等［42］还发现针叶的树脂道的有一圈厚壁或薄壁的鞘细胞。裸子植物叶片特有转输组织这类结构，有助于叶肉组织与维管束之间进行物质交流［10］。欧洲赤松和红皮云杉针叶都具发达的转输组织，前者针叶维管束中木质部所占比例在盐生环境下较中生环境的小，盐生环境下红皮云杉针叶的维管束中木质部的管胞较小［10］。此外，柏科植物叶片细胞壁厚度及弹性的增加有助于其维持组织的膨胀［41］。由此可知，针叶内木质管胞体积变小和数量增加以及叶片细胞壁厚度和弹性的增加也可能是裸子植物的一种旱生适应特征。
1.6叶寿命
叶寿命可反映植物的行为及功能，也反映了植物在各种胁迫因子下的生态适应能力［42］。一般认为，叶寿命长的植物通常生长于营养和(或)水分较为缺乏的环境，而叶寿命短的植物一般生长在具有较高营养可利用性的生境。叶寿命长对高寒、养分或水分贫乏等环境胁迫更具适应性，而叶寿命短及落叶性则是植物对快速生长以及干旱或寒冬等季节性胁迫因子的适应结果［20］。张林等［27］发现松属、云杉属及冷杉属等常绿针叶树种的叶寿命一般随海拔的升高而增大，随着叶寿命的增加，其抗旱能力也在增加。此外，植物在干旱条件下会通过减小叶夹角使株型紧凑，减小阳光直射的面积，进一步降低水分散失的速率［23］。如干旱胁迫对圆柏(Sabinachinensis)不同品种(系)鳞叶夹角产生影响，叶夹角均有不同程度的减小［55］，这也是圆柏植株形态对干早胁迫的适应性表现。
2茎形态解剖结构特征与其抗旱性
植物茎的机械组织发达，且木质化程度也较高，增强茎的机械支持作用并保护其输导组织。该解剖特征可增强茎的韧性，以防止大风对幼茎的伤害，并降低干旱对幼茎造成的萎蔫［56］;另外，茎表皮具平伏短柔毛，以及多层厚角质层均对茎起到较好的保护作用，还可减少水分散失［57］。同时，抗旱能力较强的沙生植物茎中基本组织与半径的比率较大，部分沙生植物的茎组织中还存在粘液细胞或结晶［17，58］。Ly-shede［47］认为同化枝的形成是植物在干旱胁迫下的进化顶峰，此类旱生植物的叶子一般退化或仅有基生叶，其光合作用部分或全部由幼小绿色枝条所代替［58］，如荒漠植物梭梭属和沙拐枣属;枝条上的表皮细胞壁较厚，外壁具较厚的角质层，栅栏组织细胞含有丰富的叶绿体，贮水组织细胞较大，并有大的液泡;同化枝的皮层与枝的半径比率较大;各组织中普遍含有含晶细胞或粘细胞［58］。麻黄属植物是裸子植物中唯一具有绿色同化枝的类群，其叶片退化为膜质，广布于亚洲、美洲、欧洲东南部及非洲北部等干旱、荒漠地区，兼有耐热植物和耐寒植物的特性。吴树明等［15］发现2种麻黄的茎次生木质部中导管与管胞并存，且茎中导管的长度和宽度均小于根中的导管，这与茎部需要较强的机械支持力一致。皱枝麻黄(Ephedrapachyclada)分布于尼泊尔海拔2000m以上极端干旱环境下，其导管长度与海拔呈明显的负相关关系［59］。多项研究结果说明，植物木材解剖的导管越长，其抗旱能力越弱;此外，茎的木质化程度、输导组织及表皮上的附属结构等均可影响植物的抗旱能力［56］。松科食松及柏科犹他柏的枝条及根中的管胞直径与其木质部空穴压力呈正相关，而前者较后者对木质部空穴更具抵抗性，更具抗旱能力，说明木质部导度与其对木质部空穴的抵抗力间存在一种平衡关系［60］。
3根形态解剖结构特征与其抗旱性
根是植物最早、最直接感知土壤水分胁迫的重要器官，其输导组织、木质化程度及表皮附属结构等特征均可影响植物的抗旱能力［61］。由于长期处在缺水条件下，植物根系形成了对水分胁迫的适应特点［62］，根系发育和分布状态均会发生适应性的变化，如许多荒漠植物可通过增大根冠比来适应干旱胁迫。一般研究认为根部大、深、密是耐旱植物的基本特征［63］;具有发达的周皮(周皮的木栓层起保护作用)［17，58］;木质部发达、根维管柱比例大，则根部输导组织比例增大(输水能力增强，强烈木质化的韧皮部薄壁组织细胞壁可保证输导安全性)［17－18］。一般认为大导管水分运输的阻力小，输导效率高［64］;干旱胁迫可导致植物根部导管数量减少，而叶肉栅栏组织细胞厚度增加，这些表型可塑性是植物克服干旱胁迫的重要途径之一［65］。此外，干旱处理还能显著降低树木的侧根数、根长等，并增加其根比重［19］。麻黄属植物一般具有发达的根系和根蘖能力，兼有水平根和垂向根，可形成庞大的“T”根系网，利于适应缺水等恶劣环境。苏铁属(Cycas)植物耐干旱瘠薄的根结构特征表现为:须根膨大为肉质根;肉质根皮层的大型薄壁细胞可多达80余层，并含大量淀粉、单宁物质;肉质根富含蛋白质、脂肪及糖类等物质［16］。笔者对油杉属(Keteleeria)旱地油杉(K.xerophila)和云南油杉(K.evelyniana)的抗旱研究发现，2种植物的根数量极少，但比较肥厚、粗壮，油杉属植物较强的抗旱性与其根部的解剖特点有着密切关系。当植物增加向根部的生物量分配以增大根冠比，可促进根系生长，提高根系活力，从而提高水分吸收效率［30］，提高根和茎向叶片的输水能力，并防止气穴现象［66］，以保证植物在一定水分亏缺下能正常生长。另外，中麻黄(Ephedraintermedia)和膜果麻黄(E.przewalskii)根部次生木质部中导管与管胞并存，满足了一般沙生被子植物具宽、窄2种类型导管、复孔率高等典型的对干旱环境适应特征的作用［15］。从目前少数研究可初步得知，肥大、肉质的根与大部分裸子植物的抗旱能力有着较大的关联。
4小结
裸子植物适应干旱条件的特征表现为:叶片面积减小或退化，比叶面积减少，叶片厚度增加，叶面积与体积比小，具有特殊的解剖结构，气孔数量减少并下陷，角质层增厚，并含有结晶，栅栏组织发达或肉质化，机械组织发达或凯氏带加厚，具有较长的叶片寿命;茎部管胞或导管直径增加;根系肉质化，皮层厚度增加。这些植物的形态结构变化均能在一定程度上减少植物的水分散失，有利于水分吸收和传导，提高水分利用效率;同时提高了根和茎向叶片输水能力，以保证植物在一定水分亏缺下能正常生长。了解裸子植物在水分胁迫下的形态特征及解剖特征响应，可在实际工作中依据相关特征表现对植株的抗旱能力进行早期判断，为后续研究工作奠定良好的基础。
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