牡丹品種瓔珞寶珠葉片的組織形態學觀察

摘要：為了解牡丹品種瓔珞寶珠（Ｐａｅｏｎｉａ ｓｕｆｆｒｕｔｉｃｏｓａ Ａｎｄｒ． ｃｖ．Ｙｉｎｇｌｕｏｂａｏｚｈｕ）葉片的組織形態學特征，豐富其栽培和發育生物學理論，試驗通過離析法和石蠟切片技術，觀察了瓔珞寶珠成熟葉片的解剖特征。結果表明，葉片結構由外到內分別包括表皮、葉肉和葉脈３部分；表皮細胞由１層排列緊密的方形或長方形細胞構成，且外被角質層，氣孔器分布于下表皮，柵欄組織１層；中脈不發達，中脈外圍的厚角組織和厚壁組織較薄。另外，基本組織中還含有后含物。葉片的結構特征表明，瓔珞寶珠不是耐旱的牡丹品種。

關鍵詞：牡丹；葉；石蠟切片；組織形態

中圖分類號：Ｓ６８５．１１；Ｑ９４４．５６文獻標識碼：Ａ文章編號：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“國色天香，花中之王”的美譽，是世界上園藝化較早的栽培花卉之一。我國是牡丹的起源地，具有豐富的野生種質資源。目前，通過人工栽培或馴化出來的栽培品種眾多，僅洛陽市國家牡丹種質資源庫就有近千個品種。有關牡丹的研究主要集中在生理生態、分子生物學、品種選育、栽培和藥學等方面［１－４］。對牡丹營養器官的解剖學研究主要集中在２０世紀７０年代至８０年代中期，而且多數只是形態上的粗略描述。經過長時間的人工雜交育種和馴化，很多牡丹品種的營養器官也產生了相應的變化。瓔珞寶珠（Ｐ． ｓｕｆｆｒｕｔｉｃｏｓａ Ａｎｄｒ．ｃｖ．Ｙｉｎｇｌｕｏｂａｏｚｈｕ）是牡丹生產中的一個重要品種，在實際生產中也出現了一些新問題，如黑根和爛根現象嚴重，出現了產花率較低等栽培難題。葉在植物的各器官中，形態結構最容易受生態環境的影響而發生變化，并可以作為遺傳性狀固定下來，從而形成植物的各種生態類型［５，６］。試驗以瓔珞寶珠成熟葉片為材料，觀察了其組織形態學特征，以期為牡丹栽培生理研究和系統發育的重新認識提供借鑒。

１材料與方法

１．１材料

供試材料采自洛陽市國家牡丹種質資源庫栽培園，憑證標本（Ｎｏ．０１８）由侯小改教授鑒定，存放于河南科技大學生物科學系植物標本室。

１．２方法

１．２．１石蠟切片技術制作橫切面裝片取生長發育良好的瓔珞寶珠中上部成熟葉片，用單面刀片切成長０．６ ｃｍ、寬０．５ ｃｍ的長方形小塊（過主脈），迅速放入ＦＡＡ固定液中固定２０ ｈ以上；固定好的材料用去離子水洗２次，再分別用６０％、７０％、８０％、９０％、９５％和１００％梯度的酒精脫水，各１ ｈ；之后先用純酒精∶純二甲苯＝１∶１（Ｖ／Ｖ）混合液透明２０ ｍｉｎ，再用純二甲苯透明１ ｈ（進行２次）；放入純二甲苯和純石蠟各半的混合液２４ ｈ以上，再放入熔化的純石蠟（２次）進行滲蠟６ ｈ以上；純石蠟包埋后，用ＤＱＰ－９０１０型電腦冷凍切片機切片，切片厚度６～１０ μｍ；番紅染色，中性樹膠封片。

１．２．２離析法制作葉表皮裝片取成熟中上部葉片，并剪成約０．５ ｃｍ×０．５ ｃｍ 的小塊，５０℃水浴１０ ｍｉｎ后，置于５０℃溫箱中的鹽酸-草酸銨離析液中離析５～８ ｈ，至表皮與葉肉離析開為度。經去離子水沖洗后，在顯微鏡下用毛筆輕輕刷去葉肉，即獲得上表皮或下表皮。再用６０％、７０％、８５％、９５％、１００％梯度的酒精脫水，番紅染色，加拿大樹膠封片。

１．２．３顯微照相永久制片觀察用日本產Ｏｌｙｍｐｕｓ ＣＨ－３０型生物顯微鏡進行，并采用其數碼攝像系統照相。數碼照片未經任何處理和改動。

２結果與分析

通過顯微鏡觀察，發現牡丹瓔珞寶珠的葉片具有明顯的背腹之分，屬異面葉（Ｂｉｆａｃｉａｌ ｌｅａｆ）類型。在顯微鏡下可見，瓔珞寶珠葉片結構由外到內，分別出現表皮（Ｅｐｉｄｅｒｍｉｓ）、葉肉（Ｍｅｓｏｐｈｙｌｌ）和葉脈（Ｖｅｉｎ）３個部分（圖１－１）。

葉表皮是葉片的最外１層細胞，有上、下表皮之分，由１層生活細胞組成，是初生保護組織（圖１－１）。細胞呈方形或長方形，排列整齊而致密，細胞中不含葉綠體（Ｃｈｌｏｒｏｐｌａｓｔ），細胞外壁明顯較厚（圖１－２、圖１－３），且均勻覆蓋角質層（Ｃｕｔｉｃｌｅ）。上表皮沒有氣孔器（Ｓｔｏｍａｔａｌ ａｐｐａｒａｔｕｓ）的分布，也沒有明顯的表皮毛、剛毛等附屬結構存在（圖１－４）。

位于上表皮和下表皮之間的部分均稱之為葉肉，其細胞內含有豐富的葉綠體，與上表皮相連的１層柱狀、并含有大量葉綠體的薄壁細胞為柵欄組織（Ｐａｌｉｓａｄｅ ｔｉｓｓｕｅ），其細胞長軸與表皮垂直，排列相對致密，細胞間隙少（圖１－２、圖１－３）；柵欄組織和下表皮之間為海綿組織（Ｓｐｏｎｇｙ ｔｉｓｓｕｅ），其所含的葉綠體較少，細胞的大小和形狀不規則，形成短臂狀突起，并互相連接，細胞排列疏松，細胞間隙明顯較柵欄組織大（圖１－２、圖１－３）。海綿組織中發達的胞間隙與在下表皮上分布的氣孔形成的腔下室共同形成了葉片的通氣系統（圖１－２）。

瓔珞寶珠的葉脈為網狀脈，分布在葉肉組織中（圖１－１），由主脈（Ｍｉｄｖｅｉｎ）和側脈（Ｌａｔｅｒｌ ｖｅｉｎ）組成（圖１－２）。中脈由１束維管束（Ｖａｓｃｕｌａｒ ｂｕｎｄｌｅ）組成，維管束的木質部位于近軸面，韌皮部位于遠軸面，屬于外韌維管束。中脈維管束并不發達，由此可知木質部和韌皮部之間的形成層活動極其微弱。維管束上方與上表皮相鄰的幾層基本組織（Ｐａｒｅｎｃｈｙｍａ）細胞分化為厚角組織（Ｃｏｌｌｅｎｃｈｙｍａ）；維管束下方最外兩層細胞的壁劇烈增厚，特化成厚壁組織（Ｓｃｌｅｒｅｎｃｈｙｍａ），向內細胞壁則漸次變薄（圖１－５）。由于主脈外圍的基本組織并不發達，致使中脈在葉片背面形成的隆起不明顯（圖１－１）。葉片基本組織的個別細胞中還含有后含物，也就是晶體，從形態來看，為簇晶（圖１－６）。

在顯微鏡下觀察葉表皮制片，可見上、下表皮細胞的縱面觀為形狀不規則的扁平細胞，其側壁波狀皺褶，并彼此互相套合，連接緊密，無胞間隙，細胞中不含葉綠體（圖１－７、圖１－８）。氣孔器星散分布于表皮細胞之間（圖１－８）。氣孔器類型為無規則形。氣孔器由兩個腎形保衛細胞組成，保衛細胞與表皮細胞相連的一側壁較薄，氣孔一側的細胞壁明顯較厚；保衛細胞內含有葉綠體（圖１－９）。下表皮上也沒有表皮毛、剛毛等附屬結構（圖１－７、圖１－８、圖１－９）。

３討論

瓔珞寶珠的葉片表皮細胞外壁較內壁厚，但并不特別明顯，外面覆蓋的角質層也不是特別發達，柵欄組織僅有一層，且胞間隙比較明顯，海綿組織極為疏松，主脈維管束連同其外圍形成的厚角組織和厚壁組織特化程度不高，隆出葉肉不顯著。一般來說，發達的角質層能夠防止水分的過度蒸騰，同時可有效降低強光傷害，降低和減緩脅迫條件下的植物凋萎［５］；發達的柵欄組織和葉脈維管束則表明葉片具有較強的光合能力和光合產物的高效運輸能力［５－１１］；發達的厚角組織和厚壁組織也是植物抗逆性、特別是抗旱性的顯著標志之一［８－１１］。綜合以上分析，可知瓔珞寶珠的旱生結構不發達，具有陰生習性傾向，屬于不耐旱的牡丹栽培品種。實際栽培中發現，瓔珞寶珠在旱季成花率極低，即使成花，花蕾也不緊實，花冠直徑也相對較小；另外，每逢旱季，瓔珞寶珠還有黑根和爛根現象，新根萌發率和生長率極度衰減；而在雨后，這種現象則明顯減輕。生長在較為陰涼處的瓔珞寶珠植株的黑根和爛根程度較輕，新根在整個生長季節比較正常。由于植物本身是一個有機整體，這些情況的發生可以從某個角度用葉片的結構特征來解釋，如旱生結構不發達、維管束運輸效率較低等等。當然，瓔珞寶珠葉片的結構特征也給其園藝引種、綠化栽培、田間管理等方面帶來有益的啟示。

植物葉的結構特征是植物本身長期與自然環境互相影響和協同進化的結果，如表皮細胞的形態、柵欄組織和海綿組織的分布、維管束的大小等等，這些結構特征對人們認識植物本身的生長習性和發育生物學規律具有一定的參考價值。瓔珞寶珠葉片的結構顯示了被子植物門雙子葉植物綱植物葉片的主要結構特征，如腎形保衛細胞壁層厚度固有的差異，后含物的存在，并且這些特征往往可以作為與其近緣種群進行鑒別的依據之一。

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