7 種薔薇科植物葉片顯微結構對比分析

汪 媛 羊雪菲

（南京林業大學生物與環境學院，江蘇南京 210000）

0 前言

薔薇科（Rosaceae）為被子植物綱薔薇目植物，現有124 屬3300 余種，多為草本、灌木或小喬木，在全世界范圍內廣泛分布，主要常見于北溫帶。我國約有51 屬1000 余種，產于全國各地。目前一些研究認為從植物葉片表皮微形態上可以得到種群分類上的關系，如科屬間的分類等，對薔薇科葉表皮的微形態研究已有一些報道[1-3]。

薔薇科植物長用作行道樹，并且被廣泛應用于綠化道路、修飾庭院、裝飾公園等，在花期有良好的觀賞效果。目前，對薔薇科植物葉片形態和氣孔的研究較少。葉片是植物光合作用的主要器官，其功能性狀與氣孔形態、大小、分布特點的關系，對于了解植物生長發育以及對環境的響應具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

本試驗所用材料均取自于南京林業大學校園，分別為日本櫻花（Cerasusyedoensis（Matsum.）Yuet Li）、山櫻花（Cerasus serrulata（Lindl.）G. Donex London）、月季花（Rosa chinensis Jacq.）、日本晚櫻（Cerasus serrulata（Lindl.）G.Don ex London var.lan）、菱葉繡線菊（Spiraea vanhouttei（Briot）Zabel）、垂絲海棠（Malus halliana Koehne）以及嫁接的垂絲海棠（湖北海棠）。

1.2 方法

1.2.1 石蠟切片法

從每個植株相同部位的當年生新枝上取下葉片（每種植物選取5 片），沿著主葉脈剪成1cm×1cm 的小塊，立即放入FAA 固定液中，使用真空泵排出葉片中的空氣，貼上標簽，常溫下存放24小時。參考一般植物石蠟切片的方法，將處理過的材料進行脫水、透明、浸蠟、包埋、切片、脫蠟、復水及染色后進行觀察。在顯微鏡下觀察時，測量葉片、海綿組織和柵欄組織的厚度，每個切片取10 個位置重復測量[4]。

1.2.2 指甲油印跡法

從每個植株相同部位的當年生新枝上取下葉片（每種植物選取5 片），用脫脂棉輕拭去葉片表面的灰塵，在植物葉片表面均勻涂抹無色指甲油或透明膠。干燥之后用透明膠帶轉移到載玻片上作為樣本。通過光學顯微鏡觀察所制葉片樣本下表皮的氣孔特征，拍攝照片[5]。由于本次實驗采取方法二的效果更佳，即采用指甲油印跡法，故在此不再贅述石蠟切片法。

2 實驗結果

2.1 葉下表皮微形態特征

此次實驗測得薔薇科各植物的氣孔器長、寬及長寬比見表1。日本櫻花表皮細胞呈多邊形，氣孔器呈放射狀，細胞之間界限較不明顯，氣孔器長度為27.7μm，寬為22.3μm，長寬比為1.24。日本晚櫻的表皮細胞為不規則形，細胞之間界限不明顯，氣孔器長為27μm，寬為13.3μm，長寬比為2.03。山櫻花表皮細胞呈不規則形，細胞之間界限不明顯，氣孔器長為26.7μm，寬為16.6μm，長寬比為1.61。月季花表皮細胞為多邊形，細胞之間界限不明顯，氣孔器長為33.3μm，寬為26.6μm，長寬比為1.25。菱葉繡線菊表皮細胞呈不規則形，細胞輪廓明顯，并且細胞縱紋清晰，氣孔器長為26.7μm，寬為16.6μm，長寬比為1.61。垂絲海棠表皮細胞為不規則形，細胞之間界限明顯，氣孔器長為25μm，寬為14μm，長寬比為1.79。嫁接的垂絲海棠細胞為不規則形，氣孔器長為29μm，寬為20μm，長寬比為1.45。

表1 各植物氣孔器長、寬及長寬比

2.2 葉片表皮氣孔大小

在本次實驗材料中，薔薇科植物的葉下表皮細胞有兩種常見形狀，無規則型和多邊形，表現出科內植物的親緣性。植物的氣孔器往往成為區分科屬間差異的重要證據，其大小、形狀以及分布情況在科內種間有較大差異[6-7]。氣孔器平均長度為27.9μm，平均寬度為18.4μm，平均長寬比為1.56。在本次實驗材料中，日本晚櫻的氣孔器長寬比明顯大于平均值，為2.03。

2.3 實驗結果對比

薔薇科植物葉表皮特征的掃描電鏡觀察結果對比如表2 所示。

與以上數據對比，本次實驗與上述實驗材料均為薔薇科植物葉片表皮，且下表皮都具有氣孔器。除了具有相似性的表皮細胞，薔薇科植物葉表皮也存在許多差異，例如氣孔器的大小、形態不盡相同，這可能成為薔薇科植物種屬間區分的重要依據之一。

表2 幾種薔薇科植物葉表皮微形態特征

3 結果與討論

實驗結果表明，南京地區7 種薔薇科植物即日本櫻花、日本晚櫻、山櫻花、月季花、菱葉繡線菊、垂絲海棠和嫁接的垂絲海棠的成熟葉片的表皮細胞有較多的相似之處：表皮細胞少數為扁平的多邊形，多數的細胞形態不規則，細胞之間排列緊密，除葉脈外均有氣孔隨機分布。根據本次實驗材料分析，嫁接的垂絲海棠和日本櫻花的氣孔較大，但是不同植物之間的氣孔指數的差異是穩定的。

綜上所述，薔薇科植物科在生活中并不陌生，在前期實驗小組收集調查薔薇科植物時發現，不同薔薇科植物在形態、株高、葉寬、葉鞘長、葉脈和葉鞘顏色、葉片被毛等方面均存在一定差異。本實驗結果表明不同種類的薔薇科植物葉片表皮顯微結構大致相似，但在表皮細胞的大小、維管束的類型、排列、柵欄組織與海綿組織及氣孔分布等方面均存在一定差異。在今后的研究中，應該擴大研究范圍和植物種類，以便獲得更多的結果積累，為揭示植物種屬間的顯微結構區別做參考。