黃精屬兩種植物葉的解剖學(xué)研究

管欣　盧曦　張友民

摘 要：運(yùn)用常規(guī)石蠟制片技術(shù)，對同一生態(tài)環(huán)境下黃精屬玉竹和黃精葉進(jìn)行了解剖學(xué)研究。結(jié)果表明：玉竹和黃精的葉均為等面型葉，二者葉肉薄壁組織存在較大差異，黃精葉脈維管束和氣孔指數(shù)均較玉竹發(fā)達(dá)。

關(guān)鍵詞：黃精；玉竹；葉片；解剖結(jié)構(gòu)

中圖分類號：R282.71 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20160332018

黃精屬（Polygonatum）是百合科被子植物門下的一個屬，該屬均為具根狀莖草本。1754年，Miller建立了黃精屬系植物。黃精藥用歷史逾2000年，具滋陰補(bǔ)腎、生津養(yǎng)胃之藥效[1]。玉竹具有養(yǎng)陰潤燥、生津止渴之藥效[2-3]。據(jù)《中國植物志》記錄，我國存在黃精屬植物共計31種，近1/3生長在安徽省。我國學(xué)者邵建章等人從細(xì)胞學(xué)角度對黃精屬Polygonatum Mill3種特有植物的染色體數(shù)目和核型進(jìn)行報道[4-5]。鄒建華[6]等人總結(jié)歸納玉竹和黃精生物學(xué)結(jié)構(gòu)和功能，將根莖形貌進(jìn)行比較。周繇以長白山黃精屬植物為調(diào)查目標(biāo)，對分類、樹木、生長習(xí)性等特征進(jìn)行了比較和總結(jié)[7]。

鄭艷等人對黃精屬植物劃分狀態(tài)和表皮形態(tài)進(jìn)行研究，徐如松采集安徽皇甫山黃精屬植物，分別對不同類型表皮氣孔分析對比，從而為深入研究百合科植物間共性和特性奠定基礎(chǔ)[7-8]。李金花研究結(jié)果顯示不同植物葉肉細(xì)胞內(nèi)具有數(shù)目不同的含針晶束的異細(xì)胞且氣孔器存在種間差異[9]。她選取的安徽地區(qū)多種黃精屬植物，從形貌、生性、應(yīng)用等方面歸納總結(jié)了不同種類研究現(xiàn)狀。并分別從解剖和發(fā)育角度對不同種類植物葉片和花進(jìn)行了對比[10]。陳存武等人對大別山區(qū)5種黃精屬植物植物葉表皮差異進(jìn)行比較。結(jié)果顯示，不同種類的黃精屬植物表皮細(xì)胞形狀、氣孔器類型與分布并無明顯差異[11-12]。

本論文對黃精屬植物黃精和玉竹的葉的解剖結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較分析，采用顯微觀察的手段對結(jié)構(gòu)表面進(jìn)行分析，旨在為該屬植物的劃分提供解剖學(xué)支持。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試材料于2014年7月采自吉林農(nóng)大植物園內(nèi)，選取長勢良好的玉竹和黃精為樣本。用FAA固定液固定，常規(guī)石蠟法切片，切片厚度為14μm，采用番紅—固綠復(fù)染，中性樹膠封片，Olympus IX51顯微鏡觀察記錄。

1.2 數(shù)據(jù)測量及分析

在相同倍數(shù)下（物鏡40×，目鏡10×）隨機(jī)選取10個完整視野，記錄每個視野的氣孔器數(shù)量和表皮細(xì)胞數(shù)量，之后用10個視野的平均細(xì)胞數(shù)量（E）和氣孔數(shù)量（S）計算氣孔指數(shù)（I），其公式為：

I = [ S / （ E + S ） ] ×100

氣孔密度換算為每mm2內(nèi)的氣孔個數(shù)。

用 Motic BA400 型高級生物顯微鏡進(jìn)行結(jié)構(gòu)觀察和拍照。各試驗(yàn)結(jié)果為5次重復(fù)試驗(yàn)平均值，結(jié)果用Mean±SD表示。如圖1～圖8。

2 結(jié)果分析

2.1 黃精葉的解剖結(jié)構(gòu)

葉由表皮、葉肉和葉脈組，葉為等面型葉。（圖版I-1）。表皮細(xì)胞大多數(shù)呈橢圓形或圓形。葉上表皮平均厚度為31.05μm，葉下表皮平均厚度為23.99μm。氣孔主要集中于下表皮，氣孔指數(shù)為22.18±1.27。葉肉：葉肉薄壁組織細(xì)胞為圓形或橢圓形，4～5層，葉肉細(xì)胞較小，排列緊密且含有大量葉綠體。葉脈：由初生木質(zhì)部和初生韌皮部組成，木質(zhì)部位于近軸面，由導(dǎo)管、管胞和木纖維組成，導(dǎo)管直徑較小。韌皮部位于木質(zhì)部下方，由篩管、伴胞和韌皮薄壁組織組成，主脈平均厚度為437.17μm，導(dǎo)管直徑為18.04μm。

2.2 玉竹葉的解剖結(jié)構(gòu)

葉由表皮、葉肉和葉脈組成，葉為等面型葉（如圖3） 。

表皮：葉上表皮細(xì)胞多呈長方形、橢圓形，大小不一，排列緊密，下表皮細(xì)胞形狀不規(guī)則，表皮細(xì)胞較圓潤。葉上表皮細(xì)胞厚度為26.45μm，下表皮細(xì)胞厚度為22.98μm。氣孔主要集中于下表皮，氣孔指數(shù)為28.44±0.19。

葉肉：葉肉薄壁組織細(xì)胞較小，為5-8層細(xì)胞，排列緊密，含有大量葉綠體。

葉脈：由初生木質(zhì)部和初生韌皮部組成，木質(zhì)部位于近軸面，由導(dǎo)管、管胞和木纖維組成。韌皮部位于木質(zhì)部下方，由篩管、伴胞和韌皮薄壁組織組成，葉主脈平均厚度為564.78μm，導(dǎo)管直徑為21.72μm。

3 結(jié)果與討論

無論是葉片還是主脈其厚度都表現(xiàn)為玉竹較有優(yōu)勢。葉表皮細(xì)胞數(shù)據(jù)表明黃精的表皮細(xì)胞體積較大，但導(dǎo)管直徑較小，導(dǎo)管直徑直接反映了植物葉片的輸導(dǎo)能力，很明顯相對黃精而言玉竹具有較強(qiáng)的輸導(dǎo)能力（表1）。

Dilcher David L.于1974年對植物的表觀形態(tài)進(jìn)行了研究，并將表皮細(xì)胞垂周壁（徑向壁）試樣分為：A～I(xiàn)型[13]。根據(jù)陸靜梅的相關(guān)研究，有理由將供試的黃精屬植物葉片表皮細(xì)胞垂周壁式樣歸納為以G型為主[14]。

研究表明，黃精屬植物葉片表皮細(xì)胞垂周壁式樣均以G型為主，顯示出同屬植物的同源性。試驗(yàn)結(jié)果顯示，玉竹葉表皮細(xì)胞較圓潤，保衛(wèi)細(xì)胞較飽滿，且氣孔數(shù)據(jù)同樣顯示出玉竹有明顯優(yōu)勢，植物的蒸騰、光合、呼吸等重要生命活動都與氣孔密切相關(guān)，玉竹植物葉片氣孔數(shù)目較多顯示出其光合等能力要優(yōu)于黃精（表2）。研究對黃精屬植物黃精和玉竹葉的解剖結(jié)構(gòu)和表觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較分析，認(rèn)為可以利用黃精屬植物葉的解剖結(jié)構(gòu)和表觀結(jié)構(gòu)特征差異來作為同屬植物鑒別的參考依據(jù)。

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[14]陸靜梅.中國植物表觀結(jié)構(gòu)植紋鑒定[M].北京：科學(xué)出版社，2013.

作者簡介：管欣（1990-），女，吉林汪清人，吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)研究生學(xué)院園林植物與觀賞園藝在讀碩士，主要從事結(jié)構(gòu)植物學(xué)研究；張友民（1963-），男，博士，教授，碩士生導(dǎo)師，主要從事結(jié)構(gòu)植物學(xué)與濕地植物生態(tài)方面的研究。