野生朱砂根果實(shí)發(fā)育各階段微形態(tài)觀察

譚傲霜等

摘要：為研究朱砂根（Ardisia crenata Sims）植物果實(shí)各階段的微形態(tài)發(fā)育特征，運(yùn)用電子掃描顯微鏡進(jìn)行了形態(tài)觀察。發(fā)現(xiàn)朱砂根果實(shí)具有典型的核果特征，其果皮由外果皮、中果皮和內(nèi)果皮組成；外果皮較薄，中果皮較厚，內(nèi)果皮木質(zhì)化。外果皮表面紋飾為短棍棒狀、海綿狀、不規(guī)則形狀等，呈現(xiàn)出較為規(guī)則的變化，從幼果到成熟排列上都比較緊密，但紋飾由小到大、由皺褶到平滑。中果皮在幼果時(shí)皮層里面填充細(xì)胞較多，種子發(fā)育較小，因此中果皮厚度最大，隨著成熟度的增加，中果皮變薄，種子部分不斷膨大，最終達(dá)到一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)；中果皮細(xì)胞大小與中果皮厚度呈正比。種子內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為致密，種子間具孔，孔呈不規(guī)則形狀，大小不等，類似海綿紋孔；孔紋壁網(wǎng)狀或具細(xì)紋。隨著果實(shí)成熟度的增加，種子孔徑不斷縮小，日趨穩(wěn)定，孔紋壁也逐漸光滑，紋理較為稀疏。

關(guān)鍵詞：朱砂根（Ardisia crenata Sims）；果實(shí)；發(fā)育；微形態(tài)

中圖分類號：Q949.773.1；Q944.59；Q617 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：0439-8114（2015）14-3427-04

DOI：10.14088/j.cnki.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） 為紫金牛科（Myrsinaceae）紫金牛屬（Ardisia Swartz）常綠小灌木[1]，主要分布于南亞和東南亞以及國內(nèi)長江以南的各省（自治區(qū)），喜溫暖、濕潤、通風(fēng)良好環(huán)境，不耐干旱，生長適溫8～32 ℃。在強(qiáng)光下生長不良，也不適合于水濕環(huán)境。在土層疏松濕潤、排水及通風(fēng)良好的腐殖質(zhì)酸性沙質(zhì)壤土里生長良好[2]。朱砂根四季常青，葉姿優(yōu)美，青翠欲滴；樹形小巧，婀娜多姿，亭亭玉立；淡紅色花朵春夏飄香，小巧可愛；紅果成串，晶瑩剔透，果實(shí)繁多，經(jīng)久不落，開花時(shí)候仍能觀賞到果實(shí)姿態(tài)，甚為美觀。若成片種植，綠得油亮的葉子下面掛著串串鮮艷的紅果，相互襯托下顯得更加奪目，為葉、果、姿、韻俱佳的上乘花木，具有極大的觀賞價(jià)值。朱砂根味苦性涼，具有較高的藥用價(jià)值，全株都能入藥，可清熱降火；其根煎水服可治腹痛，根、葉可祛風(fēng)除濕、活血化瘀、通經(jīng)活絡(luò)、止咳平喘[3]；其乙醇提取物具有較好的抗生育作用，對婦女白帶、經(jīng)痛諸病也有一定的療效，還可醫(yī)治消化不良、跌打風(fēng)濕、咽喉腫痛、牙痛、痢疾、腎炎及關(guān)節(jié)風(fēng)痛等[4]，可抗病毒、抗腫瘤、驅(qū)蟲和殺蟲。此外，朱砂根的果皮較厚，可食用，種子可榨油，也可制肥皂，榨油率達(dá)20%～25%。具有一定的食用價(jià)值。

1 材料與方法

1.1 材料及來源

試驗(yàn)在湖北民族學(xué)院林學(xué)與園藝學(xué)院/生物資源保護(hù)與利用湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)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區(qū)；試劑有磷酸緩沖液、戊二醛固定液、乙醇等；儀器主要是JSM -IT300型掃描電子顯微鏡（日本電子株式會(huì)社）。

1.2 制樣方法

在朱砂根幼果始生到成熟階段，按不同發(fā)育時(shí)期分別取新鮮果實(shí)若干，將果實(shí)切成長4 mm、高3 mm的小塊，用0.1 mol/L、pH 7.2的磷酸緩沖液漂洗1 h，換液3～4次。在4 ℃條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的磷酸緩沖液，漂洗1 h，換液3～4次。從小瓶中吸出緩沖液，先后用30%、50%、70%、80%、90%、100%的乙醇清洗，待干燥后粘貼樣品鍍金膜。用掃描電子顯微鏡觀察、拍照并測量。

2 觀察結(jié)果

經(jīng)掃描電鏡觀察，結(jié)果顯示朱砂根果實(shí)為球形，表面無毛，輻射分布對稱；子房上位，果為核果，由外果皮、中果皮、內(nèi)果皮組成有種子1粒。

2.1 外果皮

朱砂根果實(shí)外果皮的掃描電鏡觀察結(jié)果見圖1。從圖1可見，朱砂根果實(shí)的外果皮較薄，幼果期外果皮（圖1-1）表面紋飾多皺，短棍棒狀（圖1-7），排列緊密，大小勻稱。綠果前期的外果皮（圖1-2）與幼果期差異不大，但呈現(xiàn)不規(guī)則形狀。綠果后期（圖1-3）多數(shù)排列整齊，少數(shù)呈現(xiàn)不規(guī)則形狀（圖1-6），較為密集，大小差異明顯。半熟果期（圖1-4）紋飾為網(wǎng)紋交錯(cuò)、排列緊密，出現(xiàn)不規(guī)則形狀。熟果期（圖1-5）果實(shí)表面較為整齊平滑，紋飾為網(wǎng)狀排列緊密，有海綿狀突起（圖1-8）。總的來說，外果皮表面紋飾呈現(xiàn)一個(gè)較為規(guī)則的變化，從幼果到成熟排列上都比較緊密，但紋飾由小到大、由皺褶到平滑。

2.2 中果皮

朱砂根果實(shí)中果皮的掃描電鏡觀察結(jié)果見圖2，中果皮不同成熟期下的厚度比較見圖3。

2.2.1 厚度 從圖2-1、圖3可見，中果皮在幼果期皮上層皺縮，皮下層較為平滑，中間充滿細(xì)胞，細(xì)胞連接緊密；厚度在幼果時(shí)期最大，但不同部位厚度不一，且差異性很大。綠果期（圖2-2）厚度明顯變小，同一果不同部位厚度略有差異；半熟期（圖2-3）中果皮厚度依舊下降，此時(shí)不同部位厚度比較均勻；熟果期（圖2-4）厚度持續(xù)下降，處于一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)，全果中果皮均勻一致。總之，從幼果到熟果發(fā)育階段里中果皮厚度不斷下降，最終達(dá)到一個(gè)穩(wěn)定值。

2.2.2 細(xì)胞 中果皮除上、下兩個(gè)皮層之外，中間還充滿了細(xì)胞，這是構(gòu)成中果皮的重要組成結(jié)構(gòu)。中果皮細(xì)胞為半透明狀，扁平，多數(shù)卵狀、長橢圓形、卵圓形（圖4）；幼果期的細(xì)胞最大，隨著時(shí)間的推移，細(xì)胞慢慢縮小，最終達(dá)到一個(gè)穩(wěn)定值（圖5）。研究發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞的大小跟中果皮的厚度呈正比關(guān)系，細(xì)胞越大，則中果皮的厚度越大。

2.3 內(nèi)果皮

朱砂根果實(shí)內(nèi)果皮的掃描電鏡觀察結(jié)果見圖6。從圖6可見，朱砂根果實(shí)內(nèi)果皮在幼果期細(xì)胞明顯，漁網(wǎng)狀，大小相近，有光澤，細(xì)胞直徑較大（圖6-1）；綠果期時(shí)下層的細(xì)胞具有密集細(xì)紋，有的光滑，有細(xì)紋，具疣狀或塊狀突起，多小孔，小孔較淺，此時(shí)細(xì)胞縮小（圖6-2）；半熟果期具流沙狀條紋，有細(xì)密小孔，細(xì)胞更小（圖6-3）；熟果期具有光澤，細(xì)條紋，不規(guī)則（圖6-4）。

2.4 種子

2.4.1 種子表面結(jié)構(gòu) 朱砂根種子表面掃描電鏡觀察結(jié)果見圖7，種子在不同果實(shí)成熟期下的孔徑測量結(jié)果見表1。從圖7、表1可見，朱砂根種子較為致密，種子間具孔，孔呈不規(guī)則形狀，類似海綿紋孔，大小不等，幼果期變異程度最大，熟果期變異程度次之，綠果期和半熟果期孔徑變異程度不大。孔紋壁網(wǎng)狀或具細(xì)紋。隨著成熟度的增加，種子孔徑不斷變小，孔紋壁也逐漸光滑，紋理較為稀疏。

2.4.2 種皮結(jié)構(gòu) 朱砂根種子種皮的掃描電鏡觀察結(jié)果見圖8，從圖8可見，幼果期（圖8-1）種皮具疣狀突起，少量粒狀，表面有平滑細(xì)紋，塊狀皺縮；綠果期（圖8-2）內(nèi)果皮外面呈現(xiàn)長條狀突起，略大，波狀，紋理明顯而疏散；半熟果期（圖8-3）時(shí)種皮出現(xiàn)塊狀突起，不甚明顯，紋理較為細(xì)微；熟果期（圖8-4）表面呈密紋，不規(guī)則波狀突起。

3 討論

無論是從藥用還是從觀賞角度，朱砂根都是不可多得的重要經(jīng)濟(jì)作物[5]。國內(nèi)外對其也有諸多研究，Balkwill等[6]在研究山牽牛屬（Thunbergia Retz.）時(shí)，發(fā)現(xiàn)種皮表面微形態(tài)與屬內(nèi)種間具有一一對應(yīng)的關(guān)系，可作為種鑒定的重要依據(jù)。張巧玲等[7]對國產(chǎn)紫金牛科紫金牛屬圓齒組16種植物的果實(shí)表面形態(tài)進(jìn)行了掃描電鏡觀察，認(rèn)為果實(shí)為球形，表面多無毛，稀有柔毛；果實(shí)表面紋飾可分為基本平滑、多皺、波狀網(wǎng)紋3種，有些種不同部位的紋飾差異較明顯。陶萌春等[5]為了更好地進(jìn)行朱砂根選育，比較了11個(gè)不同來源朱砂根的農(nóng)藝性狀。業(yè)內(nèi)對朱砂根的分類學(xué)特征、栽培方法、觀賞價(jià)值及藥用性能等已有很多研究，但是對其果實(shí)的發(fā)育特性研究尚屬薄弱。

本研究運(yùn)用掃描電子顯微鏡對分階段連續(xù)取得的朱砂根果實(shí)樣品就發(fā)育形態(tài)及細(xì)胞發(fā)生和發(fā)育學(xué)方面的微觀變化進(jìn)行了動(dòng)態(tài)研究，可以進(jìn)一步了解植物的演化與系統(tǒng)發(fā)育過程，對界定高等級分類群[8]將起重要作用。研究結(jié)果顯示，朱砂根果實(shí)具有典型的核果特征，果皮由外果皮、中果皮和內(nèi)果皮組成。外果皮極薄，由子房表皮和表皮下1～2層細(xì)胞組成，外果皮表面紋飾為短棍棒狀、海綿狀、不規(guī)則形狀等，呈現(xiàn)一個(gè)較為規(guī)則的變化，從幼果到成熟果排列上都比較緊密，但紋飾由小到大、由皺褶到平滑。中果皮較厚，構(gòu)成果實(shí)的主要食用部分，在幼果時(shí)里面填充細(xì)胞較多，種子發(fā)育較小，因此中果皮厚度最大，隨著成熟度增加，細(xì)胞變小，中果皮變薄，種子部分不斷膨大，最終達(dá)到一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)。內(nèi)果皮木質(zhì)化，與中果皮連接緊密，表面平滑。種皮緊緊地包裹在種子外面，幼果期具疣狀突起，少量粒狀，表面平滑細(xì)紋，塊狀皺縮；綠果期內(nèi)果皮外面呈現(xiàn)長條狀突起，略大，波狀，紋理明顯而疏散；半熟果期塊狀突起，不甚明顯，紋理較為細(xì)微；熟果期表面密紋，不規(guī)則波狀突起。

本研究發(fā)現(xiàn)，朱砂根果實(shí)表面特征很穩(wěn)定，不同地域的朱砂根果實(shí)變異不明顯，生態(tài)環(huán)境對之影響甚小，所得到的電鏡果實(shí)表面微形態(tài)觀察結(jié)果亦可證實(shí)此點(diǎn)（另文發(fā)表）。這與Corner[9]、Barthlott[10]的結(jié)論相符。

研究顯示，果實(shí)和種子的表皮微形態(tài)特征是十分有用的分類學(xué)資料，在許多植物類群中成熟果皮或者種皮的顯微形態(tài)及紋飾可作為劃分族、屬、組、種的依據(jù)[11-13]。張巧玲等[7]在研究了20多種紫金牛屬植物的果實(shí)表面微形態(tài)之后，認(rèn)為多數(shù)種的果實(shí)表面微形態(tài)在不同部位差異不大，少數(shù)種的果實(shí)表面外觀在不同部位表現(xiàn)的差異較為明顯。本研究亦證實(shí)了這一點(diǎn)，在紫金牛屬眾多種中多數(shù)果實(shí)表面基本平滑、多皺，有波狀網(wǎng)紋；朱砂根果實(shí)表面具有不規(guī)則波狀紋，錯(cuò)綜交叉成網(wǎng)狀紋飾，果實(shí)表面被毛，具有腺點(diǎn)，有小粒狀突起，疣狀，可作為與其他種鑒別的依據(jù)。對果實(shí)微形態(tài)的研究認(rèn)識有助于人們提高對自然類群的鑒別，這對于探討植物類群間的親緣關(guān)系及分類有著重大的意義。

朱砂根的主要觀賞部分為果實(shí)，因此，了解其果實(shí)各個(gè)成熟階段的發(fā)育特征，對人為調(diào)控果實(shí)形態(tài)具有參考作用，并可為電子顯微鏡研究果實(shí)發(fā)育結(jié)構(gòu)提供借鑒。

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