觀察葉片的結構范例6篇

前言:中文期刊網精心挑選了觀察葉片的結構范文供你參考和學習,希望我們的參考范文能激發你的文章創作靈感,歡迎閱讀。

觀察葉片的結構

觀察葉片的結構范文1

關鍵詞:仙客來;葉斑?。磺秩咎攸c;侵染結構

中圖分類號:S436.8 文獻標識碼:A 文章編號:0439-8114(2013)14-3302-04

仙客來(Cyclamen premium Mill)為報春花科(Myrsinaceae)仙客來屬(Cyclamen)多年生球根草本植物,是世界著名的節日小盆花之一。仙客來葉斑?。↙eaf spot disease)是近幾年發生并報道的一種新的葉部病害,發病率一般為20%~30%,嚴重時可達50%,給生產造成了巨大損失。葉斑病在3月上旬始見,5~6月為流行高峰期。病害發生主要與氣候、栽培管理和品種密切相關[1,2]。葉斑病是春季溫室中仙客來的多發病,危害嚴重,發病速度快,暴發力強[3]。目前有關仙客來葉斑病的研究主要集中在病原鑒定、診斷和防治等方面[4],而對患病植株組織內部變化研究報道較少,對患葉斑病葉片細胞超微結構的變化過程研究不夠詳細全面,缺乏系統性。本研究對患葉斑病的仙客來葉片顯微結構進行了系統觀察研究,以期揭示葉斑病侵染特點,為進一步研究仙客來葉斑病的起源、發生、傳播及防治提供解剖學依據。

1 材料與方法

取患葉斑病的仙客來植株和正常仙客來植株的葉片,患病葉包括以下時期:時期I,葉無明顯變化到葉背面花斑無明顯增加,葉較正常;時期Ⅱ,出現小型斑點,但葉片整體狀態較好;時期Ⅲ,出現大型斑點,葉片出現干枯癥狀;時期Ⅳ,葉片出現大量斑點,葉片接近完全干枯。利用石蠟切片技術處理樣品(切片厚度10 μm),經過番紅-固綠滴染和番紅-固綠-龍膽紫滴染后封固,在光學顯微鏡下觀察,并用電子顯微鏡觀察仙客來葉表皮。

2 結果與分析

2.1 病原菌侵染仙客來葉片的位置

仙客來葉斑病的典型特點就是在葉片上形成一些斑點,從而影響其觀賞性。在病原菌侵染時,葉片發病多從葉緣開始,有時也從葉中部始發,初期葉片上產生淡綠色水漬狀小圓斑,后期病斑擴展、呈淡褐色、邊緣下陷,由于受葉脈限制,愈合成不規則的大病斑,具不明顯的暗色輪紋,中央灰白色,危害嚴重時病斑中央枯死。試驗對葉斑病病菌侵染不同時期的仙客來葉片進行石蠟切片觀察,采用番紅-固綠雙染法和番紅-固綠-龍膽紫三染法進行染色,在雙染法中植物細胞內的菌絲被染成綠色,而孢子被染成紅色;在三染法中,正常細胞壁被染成綠色,孢子為紅色,菌絲為紫色。從觀察結果(圖1)可以看出,葉斑病的病原菌大部分是從葉片的下表皮氣孔處開始侵染,同時在保衛細胞中產生菌絲,然后在葉肉細胞中產生大量的分生孢子,從而實現在植物葉中的傳播,在掃描電鏡觀察中也看到了相同的現象。病原菌的大部分侵入點在下表皮的氣孔位置,只有在葉片已經枯萎時,才在葉片上表皮看到一些侵入點,這些侵入點形成的原因可能是在病原菌的作用下,葉片表皮的角質層受到破壞,同時表皮細胞受到破壞。

2.2 葉片中病原菌的分布情況

觀察不同時期的仙客來葉片的解剖結構,病原菌在葉片不同組織中分布情況及狀態見表1。從表1可見,葉片中菌絲與孢子對下表皮和葉肉組織侵染嚴重,上表皮侵染較輕,而葉脈沒有侵染跡象。菌絲的分布多為絮狀,并且成團,孢子為顆粒狀(圖1B),菌絲與孢子充滿并破壞細胞。菌絲在葉片海綿組織、下表皮、柵欄組織中的分布呈現出逐漸增多的趨勢,而孢子主要分布在海綿組織,表明病原菌可能是通過菌絲侵入葉片,然后進入海綿組織產孢,進而形成菌絲,再向其他部位蔓延。

2.3 仙客來葉斑病病原菌侵染過程

通過掃描電鏡觀察不同時期的仙客來葉片,從而確定病原菌的侵染過程。發現葉斑病病原菌通過葉片下表皮氣孔侵入葉片內部。正常葉片表皮細胞排列緊密,外面覆蓋厚的角質層,氣孔正常,外形規則,并且保衛細胞飽滿(圖2A)。在侵染初期,一些孢子附著在葉片的下表皮上,向氣孔內形成菌絲,然后侵入閉合氣孔,這些菌絲快速生長發育并大量繁殖。一部分穿過氣孔進入葉片內層細胞中,通過菌絲將孢子帶入內層細胞中,破壞葉片內部組織,石蠟切片也觀察到相同的結果(圖1A)。另一部分病原菌向外生長破環氣孔的保衛細胞,使其失活無法收縮,并且繼續破壞氣孔,使其逐漸失水收縮(圖2B)。

隨著侵染進程的發展,菌絲繼續生長并且在氣孔處集結形成了一些墊、塞和釘狀結構(圖3),在侵染后期,這些侵染結構不斷堆積,會形成錐、柱等不規則結構,并出現了斷裂、坍塌的現象。在這些結構中可以看到大量孢子,而落在表皮上的孢子又開始萌發,產生新的菌絲,繼續侵染臨近氣孔。

在侵染末期,葉片表皮細胞開始失水萎縮,角質層受到嚴重的破壞,完好氣孔較少,幾乎所有的氣孔都有侵入結構出現。這時葉片的外部表現為出現了大塊的斑點。隨著斑點的增加,葉片逐漸出現枯死和變黃的現象。掃描電鏡對葉斑病的病原菌及氣孔在病原菌侵染過程的變化情況觀察結果見表2。

由電鏡照片(圖4)可以看出,在病原菌侵染過程中,病原菌的孢子形狀為橢圓形,直徑0.82~4.91 μm,并且在剛剛形成時,雖然細胞較小,但是馬上就進行了萌發從而產生了大量的菌絲,繼續對葉片進行侵染,這可能也是仙客來葉斑病傳播速度較快的原因之一。在病原菌對葉片的侵染過程中,氣孔發生了巨大的變化,正常氣孔的直徑為44.10 μm,而受到破壞后其直徑縮小為19.50 μm,表明在病原菌侵染過程中,保衛細胞明顯縮水變形。氣孔受到破壞時也失去了正常的功能,始終處于張開狀態。

隨侵染癥狀加劇,菌絲形成的外部結構逐漸變大發生破碎,破碎面呈針狀、柵欄狀,釋放出大量孢子。通過石蠟切片觀察,發現孢子多聚集在菌絲邊緣部位,推測孢子是通過菌絲傳遞到氣孔,并傳遞到葉肉細胞內部,使侵染面積擴大。觀察發現,隨著侵染癥狀加劇,葉下表皮的孢子數呈先增加后減少的趨勢,說明大部分的孢子已轉移到葉片內部,葉表皮已經被破壞。

3 討論

3.1 組織學觀察和細胞學觀察的方法比較

植物結構常使用組織學觀察和細胞學觀察,組織學觀察采用光學顯微鏡,標本制作常用石蠟切片方法,細胞學觀察常采用電子顯微鏡。本試驗采用石蠟切片并結合不同的染色方法對仙客來葉斑病病原菌侵染特點進行了觀察,雙染法將細胞和菌絲染成綠色,孢子染成紅色;三染法將菌絲染成紫色、細胞染為綠色、孢子染為紅色,更易分辨其結構,是觀察植物體內病原菌情況的較好方法。在試驗中,特別是采用三染法的時候,一定要控制好各個藥品的染色時間,才能保證制片染色均勻。龍膽紫和固綠較容易著色,染色后應立即清洗,番紅較難著色,應多染些時間,染色為2~3 min。電子顯微鏡與光學顯微鏡相比,操作時間短,工序更簡單,而且可以更清晰觀察組織變化、較準確測量孢子的大小。

3.2 仙客來葉斑病的侵染結構

植物病原菌要實現對植物體的侵害,必須先侵入到植物體中[5]。病原菌在入侵寄主時,通常會產生一些由特化菌絲形成的侵染結構,如侵染墊(Infection cushion)[6,7]、附著胞(Appressorium)[8]、侵染釘(Penetration peg) 、吸器(Haustorium)[9,10],幫助入侵并與寄主建立寄生關系。病原菌在侵染植物時,多數是菌絲體直接穿過表皮細胞或細胞間隙。病原菌侵染可歸納為以通過特殊的侵染結構(侵染墊或裂片狀附著胞)進行侵染和由菌絲頂端直接穿透植物表面或從自然孔口(主要是氣孔)及傷口直接侵入兩種情況[11,12],具體情況與菌株和寄主不同有關系。

在對仙客來葉斑病病原菌侵染過程觀察中,發現菌絲在氣孔形成了一些特殊的侵染結構,這些結構由菌絲構成,開始為較小的塞和釘狀結構,隨侵入過程的發展,這些結構形成較大的錐和柱等不規則結構。葉片的表皮細胞在侵染后期出現縮水和萎縮現象,沒有發現菌絲直接穿透表皮細胞,可見葉斑病對葉片的侵染是通過產生特殊結構的方式來實現的。隨侵染癥狀的逐漸加劇,菌絲形成的外部結構逐漸變大破碎,破碎面呈針狀、柵欄狀,釋放出大量孢子。通過石蠟切片觀察,發現孢子多聚集在菌絲邊緣部位,推測孢子是通過菌絲傳遞到氣孔,并傳遞到葉肉細胞內部,使侵染擴大。觀察發現隨著侵染癥狀加劇,葉下表皮的孢子數呈先增加后減少的趨勢,說明大部分的孢子已轉移到葉片內部,表皮已經被破壞。

參考文獻:

[1] 鄭輝云.黃花菜葉斑病發生特點與綜合防治技術[J].上海蔬菜,2010(4):65-66.

[2] 黃 云,方 芳,龔國淑,等.馬蹄金褐色葉斑病的癥狀及核腔菌屬一新種[J].植物病理學報,2008,38(1):13-16.

[3] 康黎芳,王云山,曹冬梅,等.仙客來葉斑病病原菌分離及防治試驗[J].山西農業科學,2001,29(2):65-67.

[4] 王 婧,徐秉良,李瑞琴.仙客來葉斑病發病規律及藥劑防治[J].農藥,2008,47(3):225-230.

[5] 吳小芹.植物病原真菌侵染結構研究進展[J]. 南京林業大學學報(自然科學版),2007,31(1):90-94.

[6] DODMAN R L,BARKER K R, WALKER J C. A detailed study of the different modes of penetration by Rhizoctonia solani[J]. Phytopathology,1968,58(12):1271-1276.

[7] DODMAN R L, FLENTJE N T. The mechanism and physiology of plant penetration by Rhisoctonia solani[M]. Berkeley: Univ California Press. 1970.

[8] EMMETT R W, PARBERY D G. Appressoria[J]. Annual Review of Phytopathology,1975,13:147-167.

[9] RIOPEL J L, TIMKO M P.Haustorial initiation and differentiation[A]. GRAVES M C. Parasitic Plants[M]. London:Chapman and Hall Press,1995.

[10] 黃國紅,康振生,朱 之,等.小麥葉銹菌在感病寄主上發育的組織病理學和超微結構研究[J].植物病理學報,2003,33(1):52-56.

觀察葉片的結構范文2

摘 要:以七年級上下冊生物學部分實驗為例,將實驗材料進行替代,利用本地區的實驗材料,不僅促進了生物學實驗課堂的優化實施,還能將課堂上的實驗轉變到課堂上,從而取得了較好的實驗教學效果。

關鍵詞:初中生物實驗;本土實驗材料;改進

近幾年,在擔任七年級生物實驗教學中,我從實驗材料入手嘗試對生物實驗進行了改進。在生物學實驗教學中,存在大量的實驗材料,所以實驗材料的選擇需要與新課程標準以及教材的實際要求一致,保證符合該地區的教學情況,通過這種實驗材料的選擇,不僅能降低實驗材料的選擇成本,還能促進生物學實驗教學的有效進步與發展,保證生物學實驗課堂出現在生活中,以獲得良好的發展效果。

一、“觀察莖對水和無機鹽的運輸”實驗

該實驗最為主要的目的是:要讓學生對水和無機鹽在莖內的運輸狀況進行觀察,保證能夠識別水分與無機鹽的莖中的部位。在新課程標準下,一般會利用顏色深淺對材料進行觀察。如:在實踐教學過程中,可以利用本地區栽植的??浦参铷D―黃葉榕作為主要實驗。黃葉榕的汁液是白色的,學生在對枝條進行剪取過程中,能夠認識到有機物的存在以及在運輸中的各個部位。并且由于枝條的頂端顏色是比較淺的,如果葉脈變紅,學生就能很容易觀察到該現象。此外,還可用當地的另一種植物少花龍葵來做這個實驗,以促進良好的觀察效果。在做實驗的過程中,由于少花龍葵處于花果階段,其中花為白色、莖為透明,并且果醬帶有青綠色,利用少花葵做實驗,不僅能分析葉脈與花朵的分布狀態,還能清晰地看到上升的紅色液體。

二、“觀察花的結構”實驗

該實驗的主要目的需要要求學生對花的形態進行觀察,保證能夠識別到花的各個部分以及結構,并能理解各個部分的功能。在生物學教材中,實驗中使用的材料都是利用桃花來實現的,但是桃花是在春季開花,而且桃花花期短,學生做實驗的時間一般為秋季,需要尋找秋季開花的植物。而校園里栽種的紫花羊蹄甲是一種理想的秋冬觀察花結構的實驗材料,紫花羊蹄甲別名紫荊花,豆科羊蹄甲屬,花的總體形狀具有一定程序,花朵多,花瓣五枚,全年都處于花期,特別在初秋和初冬最為繁盛。

三、“觀察葉片結構”實驗

該實驗主要要求學生對葉片的整體結構進行觀察,觀察葉片下表皮的結構。觀察葉片結構實驗教材選用的實驗材料是菠菜或槐樹的新鮮葉片,而我在上此實驗時,發現當地一種野生車前草是一種很好的觀察葉片結構的實驗材料。車前草為多年生宿根草本,葉片平滑又薄,呈卵形至廣卵形,具有一定的韌性特征,不僅方便對其橫切,還能對其制作裝片,使學生清晰地看到橫切的整體結構,促進觀察效果的良好形成。觀察葉片下表皮氣孔實驗教材建議用蠶豆葉看氣孔,實驗效果不理想,經過多次努力,我發現用當地產的一種石蒜科植物蜘蛛蘭的葉片對下表皮氣孔進行觀察是非常好的一個實驗,因為該材料的葉表皮不僅容易撕取,其整齊的氣孔還能給觀察與辨認帶來方便。

四、“綠葉在光下制造有機物”的實驗

該實驗對葉在光下制造的有機物是否存在淀粉現象進行檢驗。在實驗中,主要選取天竺葵作為材料,但該材料在當地是比較少見的,我選用了當地的菊科植物藿香薊來替代。藿香薊,俗名勝紅薊,一年生草本植物,單葉對生,卵形或心臟形。在做此實驗時,藿香薊正處于比較旺盛的花期,該材料容易獲得,在對其處理期間也更為簡單。在實驗前期,用黑卡紙把葉片的一半從上到下在里面遮蓋起來,另一半不處理。第二天,根據材料的相關方法,用酒精、碘液進行處理,具有明顯的效果。因為藿香薊的葉片在光合作用下,淀粉的合成速度較快,產物多,在對其處理后,產生的效果更為明顯。

五、“比較不同蔬菜或水果中維生素C的含量的實驗”的改進

維生素C是蔬菜與水果中的主要含量。維生素C具有一定的特殊性,為了確定蔬菜中含有的維生素C含量,我選用了當地產的四種蔬菜,菠菜、油麥菜、空心菜、菜心。將這些蔬菜的汁液用榨汁機榨出來,并分別將這些汁液放入干凈并且干燥的滴管中,接著添加高錳酸鉀。在逐滴期間,需要一邊振蕩、一邊觀察,直到顏色退去后,將滴數記錄下來。然后參照上面的方法,用上述滴管測試其他幾種汁液,記錄下汁液的滴數,為了保證方便性,利用同一個滴管。在完成后,還需要用清水沖洗干凈,并利用吸水紙將其吸干,這樣才能繼續下一步的工作。

六、對“觀察小魚尾鰭內血液的流動實驗材料”的改進

本實驗的目的是觀察血液在血管內的流動和嘗試分辨血管的種類以及血液在不同血管內的流動情況。教材是用尾鰭色素少的活的小魚。但因為小魚生命力弱,學生動幾下小魚就會死掉,尾鰭的血液循環停止,導致整個實驗失敗。我選用了當地比較常見的泥鰍來做替代材料,泥鰍生命力強,較長時間離開水也不會死,同樣可以觀察到血液在血管內的流動情況,取得較好的實驗

效果。

觀察葉片的結構范文3

關鍵詞:離子束;蘆薈;掃描電鏡:透射電鏡

中圖分類號:Q336

文獻標識碼:A

文章編號:1007-7847(2014)03-0195-04

1986年我國科學家首先將離子注入技術作為一種新的輻射誘變手段引入水稻的誘變育種研究領域,表現出許多不同于其他電離輻射的特征[1]。在此基礎上又開展了離子束介導外源基因轉導工作,經過20多年的實踐,離子束介導外源基因轉化技術在水稻、小麥、棉花、煙草、西瓜等多種作物上取得成功[2]。但是目前,離子束與生物體相互作用機理仍存在較大的爭議。在物理機制上,低能離子束在生物組織中的射程和相互作用過程中的動力學和運動學行為存在爭議;在生命科學方面,如何在分子、細胞等層次說明注入離子對生物組織和生命過程的作用,離子注入誘變育種和介導轉基因的理論等還不完善。無論是離子注入誘變,還是離子束介導轉外源基因,離子束都必須穿透細胞壁后才能發揮作用。因此,如何闡明離子束誘變和轉基因的機理對于離子束生物技術的發展具有重要意義[3-6]。

蘆薈(Aloe)屬百合科蘆薈屬多年生肉質常綠草本植物,含有多種藥用成分。藥理研究和臨床試驗表明,蘆薈具有抗菌、抗病毒、抗輻射、提高人免疫機能等功能[7,8],因而廣泛應用于醫藥和化妝品工業。目前,離子束誘變技術研究集中在農作物育種方面,而在藥用植物的研究方面還比較少見。筆者將離子束誘變技術應用于蘆薈的誘變育種,取得了一定的效果。本實驗以藥用植物蘆薈為研究材料,以lxl014、1 xl015、1×l016N+/cm2氮離子束轟擊蘆薈葉片,利用掃描電鏡和透射電鏡觀察離子束轟擊對蘆薈細胞壁結構的影響,以期從生命科學的角度為離子束介導轉基因等技術理論的發展提供參考,同時拓寬了離子束育種的應用范圍[9,10]。

1材料與方法

1.1材料

實驗材料選用庫拉索蘆薈(Aloe vera L.),購于鄭州市植物園。選擇長勢良好,比較幼嫩的蘆薈葉片作為氮離子束注入的材料。

1.2方法

1.2.1氮離子束注入蘆薈葉片

取相同葉齡的蘆薈葉片,進行氮離子注入處理,注入劑量分別為lxl014、lxl015N+/cm2和1×1016N+/Cm2,同時設真空對照品,無離子注入。

1.2.2蘆薈葉片表面掃描電鏡觀察

將離子注入后的葉片切成5mm左右的小塊,立即用3%的戊二醛固定2h以上。固定之后,用乙醇梯度脫水:300/0乙醇500/0乙醇700/0乙醇85%乙醇95%乙醇100010乙醇(2次)1/2乙醇+1/2二甲苯二甲苯1/2乙醇+1/2二甲苯100%乙醇(洗凈二甲苯)(每級脫水時間為2h,700/0時可停留過夜)[11]。脫水干燥之后,用JEOL、JEC-560型離子濺射儀濺射碳膜,用JEOL、JEC-1600型離子濺射儀濺射金膜,用JEOL、JSM-6700F型掃描電子顯微鏡觀察、拍照[11-15]。

1.2.3蘆薈葉片表皮橫切面半薄切片觀察

將離子注入后的葉片切成1mm左右的小塊,用戊二醛前固定2h以上。戊二醛固定好以后,將材料取出放入盛有磷酸緩沖液的小瓶中,清洗3~4次,以徹底洗凈戊二醛固定液。洗凈后加入鋨酸后固定,固定時間4~6h。材料固定好之后,用蒸餾水清洗3次以上,用1%的醋酸雙氧鈾染色1h,再用蒸餾水清洗兩次。固定、染色之后的材料用500%、70%、80%、90%、100%丙酮梯度脫水,每級30min。脫水干燥后,將材料用Epon812樹脂包埋,包埋塊于36、45、60℃分別聚合12h。將所得的包埋塊從模板中取出,放入盛有干燥劑的棕色瓶中保存[11]。

包埋塊經修塊之后,用Reichert-Jung超薄切片機切半簿切片,切片厚度為1~2μm,切片挑出放在潔凈的載玻片上,于科迪KD-H烘片機上烘干,再用1%的亞甲基蘭染色10min,染色結束后用蒸餾水沖洗干凈,烘干,用Olympus BX -51顯微鏡觀察并拍照[11,15]。

2結果與分析

2.1掃描電鏡觀察

從掃描電鏡表面觀察結果可以看出,蘆薈表皮細胞形狀清晰可見,呈四~六邊形,如圖1A所示,在葉的表面覆蓋著一層厚厚的角質層,尤其是氣孔器周圍蠟質堆積現象明顯,角質層的紋飾也比較規則,掃描電鏡下,整個表皮細胞表面是比較平滑的(見圖1B)。在低劑量氮離子束(lxl014 N+/cm2和1xl015 N+/cm2)注入后,蘆薈葉片表面總體變化不大,如圖1B所示,細胞表面依舊是比較平滑的。但是當注入劑量達到1×l016 N+/cm2,在蘆薈葉片上發現了離子束刻蝕的痕跡以及小洞(見圖1D、F),這與泰國清邁大學的L.D.Yu等的研究結果相似[l6]。從圖1F中畫出的標尺上可以看出,洞的直徑大小達到了240nm左右,這個大小足以使外源DNA能夠穿過。通過掃描電鏡的觀察,初步證實了離子束介導外源基因轉移在理論上具有一定的可行性,為目前所開展的離子束介導轉基因技術提供了一定的實驗參考依據,但具體機理還有待于進一步深入的研究。

2.2半薄切片觀察

透射電鏡半薄切片觀察結果顯示,未經離子注入的對照組蘆薈葉片表皮橫切面都很光滑,如圖2A和圖2B所示,顯微鏡下觀察到表皮細胞的橫切面是一條光滑的曲線。而對離子注入過的蘆薈葉片表皮的橫切面的觀察則發現,葉片表皮上出現了不同程度被打爛的情況,如圖2C和圖2D所示,顯微鏡下觀察到表皮的橫切面不再是一條光滑的曲線,已經不能夠染上均勻的顏色。初步認為是離子束注入引起的刻蝕效應,這與前文中掃描電鏡的觀察結果相一致。

3結論與討論

離子束是指一束具有一定能量的質量數小于或等于4的帶電離子束,離子束注入技術是生物物理技術,具有生理損傷小、突變譜廣和突變頻率

圖l蘆薈葉片掃描電鏡圖譜

(A)、(B)對照組;(C)~(F)離子束轟擊蘆薈葉片表面掃描電鏡觀察

Fig.l

The picture of Aloe by scanning electron microscope

(A),(B):The Aloe leaf surface of the control group under the SEM;(C)~(F):The Aloe leaf surface treated with ion beam un-der the SEM

圖2蘆薈葉片半薄切片觀察圖

(A)、(B)對照組蘆薈葉片的半薄切片(表皮橫切面)觀察;(C)、(D)離子束轟擊后蘆薈葉片透射電鏡半薄切片(表皮橫切面)觀察

Fig.2

The picture of Aloe leaf semithin section by microscope

(A),(B) The observation of Aloe leaf epidermis transverse section of the control group; (C), (D) The observation of Aloe leaf-epidermis trarnsverse section after ion beam bombardment高等特點。離子束與生物體的相互作用是我國具有獨立知識產權的生物物理技術,我國科學家在20世紀80年代已經發現了離子束注入的生物效應,并將這一原理應用于植物誘變育種。到目前為止,已有十幾項創新成果和一批具有重要價值的育種材料獲得認定[2]。

實驗通過掃描電鏡和透射電鏡的方法觀察了離子束轟擊對蘆薈細胞壁結構的損傷效應,掃描電鏡觀察結果表明,低劑量離子束注入對蘆薈葉片結構影響不大,但當注入劑量達到lxl016 N+/cm2時,則在葉片表面發現了離子束刻蝕的痕跡以及小洞,初步證實了離子束轟擊對生物材料的刻蝕現象。離子束轟擊后對蘆薈葉表皮橫切面的半薄切片觀察也發現,對照組的表皮橫切面都很光滑,而離子注入過的表皮的橫切面則出現了不同程度被打爛的情況,進一步證實了離子束轟擊引起的刻蝕效應。實驗過程中,透射電鏡的觀察部分只做到了半薄切片的觀察,后續的工作將通過透射電鏡進行超薄切片的觀察,以闡明離子束轟擊對細胞器等結構的影響,為離子束誘變技術應用于藥用植物的遺傳育種提供一定的參考依據。

研究結果從理論上進一步證實了離子束介導轉基因技術的可行性。但是,離子束誘變或轉基因是一項非常復雜的生物學過程,其具體機理還有待于進一步深入的研究。目前開展的離子束生物工程技術較側重于應用,其誘變及轉基因的機理還沒有闡明清楚,因此,在開展應用研究的同時,還應投入一定的精力于基礎研究,闡明該技術的機理,從而使其更好地應用于生產。

參考文獻(References):

[1]余增亮,何建軍,鄧建國,離子注入水稻誘變育種機理初探[J]安徽農業科學(YU Zeng-liang, HE Jian-jun, DENG Jian-guo. Preliminary studies on the mutaqenic mechanism of theion implamtati on rice[J].Journal of Anhui Agricultural Sci-ence), 1989, 39(1):12-16.

[2]解繼紅,包金剛,徐柱,等.離子束對生物體的作用原理及應用[J].基因組學與應用生物學(XIE Ji-hong, BAO Jin-gang,XU Zhu,et al.The action principle of organisms by ion beamand their application[J]. Genomics and Applied Biology), 2010,29(4):761-767.

[3]韓建偉,余增亮低能離子對蕃茄果皮刻蝕與穿透作用的

研究[J].生物物理學報(HAN Jian-wei, YU Zeng-liang. Studyon etching and penetrating oflow energy ions into tomato peel[J].Acta Biophysica Sinica), 1998,14(4):757-761.

[4]VILAITHONG T,YU L D,ALISI C,et al.A study of low-en-ergy ion beam effects on outer plant cell structure for exoge-nous macromolecule transferring[J]. Surface and Coatings Tech-nology, 2000,128-129(7):133-138.

[5]VILAITHONG T,YU L D,APAVATJRUT P,et al Heavy ioninduced DNA transfer in bioligical cells[J]. Radiation Physicsand Chemistry, 2004,71(3-4):927-935.

[6]黃旭初,侯娟,劉效勇.模擬計算低能重離子注入植物種子的深度[J].核農學報(HUANG Xu-chu, HOU Juan, LIU Xiao-yong. Monte Carlo simulation of penetration range distributionof ion beam with low energy implanted in plant seeds[J]. Jour-nal of Nuclear Agricultural Sciences), 2009,23(6):976-980.

[7]中華人民共和國衛生部藥典編輯委員會.中華人民共和國藥典[M].北京:人民衛生出版社(Chinese PharmacopoelaCommission. Pharmacopoeia of the People's Republic of Chi-na[M]. Beijing: People Health Press), 2010.

[8]YAMAMOTO M,MASAIT A K.Sugiyam Antrnflam matory active constituents of Aloe a-rborensces Millr[J].Agricultural Bi-ological Chemistry, 1991,55:1627-1629.

[9]堯俊英,薛建平,李景原,等.低能離子束注入蘆薈莖尖的組織培養研究[J].中國中藥雜志(YAO lun-ying, XUE Jian―ping,LI Jing-yuan,et al.The tissue culture study of low energyions into Aloe tip [J]. China Journal of Chinese MateriaMedica), 2008,33(12):1487-1489.

[10]堯俊英,王吉中,薛建平,等,氮離子注入對蘆薈組培苗生理生化指標的影響[J].鄭州輕工業學院學報(YAO Jun-ying,WANG Ji-zhong, XUE Jian-ping,et al.Effects of nitrogen ioninjection on physiological and biochemical indexes of Aloe tis-sue culture seeding[J]. Journal of Zhengzhou University of LightIndustry(Natural Science)), 2010, 25(5):41-43

[11]付洪蘭.實用電子顯微鏡技術[M]北京:高等教育出版社(FUHong-Ian. Practical Electron Microscope Technique[M]. Beijing:Higher Education Press), 2004.10-58.171-182.

[12]李建軍,李景原,朱命煒,等.3種蘆薈屬植物葉的表皮掃捕電鏡觀察及蘆薈素含量的測定[J].西北植物學報(LI Jian-jun,LI Jing-yuan, ZHU Ming-hui, et al.Observation on epidermisof leaves by scanning electron microscope and the determination of contents of Aloin in three species of Aloe[J]. Acta Botani-ca Boreali-Occidentalia Sinica), 2004,24(8):1397-1401

[13]LIU Xue-yu, CUI Ye-long, CHEN Li-wen. Preliminary studyon biological effects of'ion implantation into wheat seeds[J]. ActaAgriculturae Nucleatae Sinica,1995,9(2):125-128.

[14]唐洪濤,王峰,李偉名,等.y射線輻照與溶液協同預處理對玉米秸稈酶解產糖率及微觀結構的影響[J].核農學報(TANGHong-tao, WANG Feng, LI Wei-ming, et al.Effect of y-raysirradiation and Alkali solution pretreatment on hydrolyzing en-zyme and microcosmic structure of corn straw[J]. Journal ofNudear Agricultural Sciences), 2012,26(3):535-542.

觀察葉片的結構范文4

葉片解剖結構觀測方法:從每個小區選取5株有代表性的植株,采集倒二葉葉片,制作徒手切片,葉片采集時期為穗分化期。葉片剪切成2cm長,將新鮮土豆切成正方體作為加持物,削平土豆后將葉片加持,連續切片,選取薄厚適中的切片進行臨時裝片,鏡下觀察。葉片表皮和氣孔的觀測:光鏡觀察步驟:洗凈葉片吸干葉片上水分用膠帶粘掉表皮毛用指甲油撕片法(在葉片上下表皮均勻涂抹一層透明指甲油,待指甲油干后用鑷子撕取上下表皮,制成裝片)在顯微鏡下觀察記錄氣孔的數量和葉片形態。電鏡觀察:樣本固定于2.5%戊二醛固定液,經過一系列沖洗、脫水、干燥、噴金,最后在掃描電子顯微鏡下觀察。莖的解剖結構和測定:直接徒手切片法分別切取第3莖節的穗莖,切成10μm左右的切片,顯微鏡下觀測。主要觀測以下指標:表皮細胞厚度、皮層細胞厚度、薄壁細胞比值、維管束面積、韌皮部面積與木質部面積。幼穗的電鏡觀測:取枝梗分化期的幼穗,固定于2.5%戊二醛固定液,經過沖洗、脫水、干燥、噴金,最后在掃描電子顯微鏡下觀察。

2結果與分析

2.1張雜谷3號葉片的解剖結構和分析

2.1.1張雜谷3號葉片具有C4植物葉片特征從張雜谷3號葉片解剖結構可見,谷子的葉片具有明顯的C4植物特征,即具有“花環”(Kranz)結構。谷子維管束細胞(Bundle-sheathcells,BSC)分布密集,間距小,每條維管束都被發育良好的大型BSC包圍,外面有葉肉細胞(Mesophyllcells,MC)。從圖1可見,張雜谷3號葉片還有一些特殊的結構:張雜谷3號葉脈面積大,葉片的維管束大而密集。葉片的BSC大而且密集,有的BSC之間緊密相連,有的MC與BSC緊密相鄰或者僅間隔1個細胞,這些結構特點有利于葉肉細胞與BSC間的物質交換,有利于光合產物向維管束的就近轉運;植物的光合作用主要發生在BSC,具有大和豐富的BSC可以為光合作用提供更多的空間,因此,BSC是評判光合產量的重要指標之一,發達的BSC和張雜谷3號的高光合效率相關(圖1-A);最后,張雜谷3號的葉綠體體積大、數量多,無論葉肉細胞還是維管束鞘細胞都可以看見濃密和較大的葉綠體(圖1-D,箭頭所示),葉綠體是光合作用的場所,細胞葉綠體的數量是篩選優良品種的重要指標之一。從以上的特征可見張雜谷3號是通過C4途徑來進行光合作用的,其解剖結構的諸多特征表示張雜谷3號可以更高效地利用光能進行光合作用,為其抗旱、高產打下基礎。

2.1.2張雜谷3號的葉片結構具有明顯的抗逆特征張雜谷3號的2個葉脈之間的上表皮中有大量的泡狀細胞(Bulliformcell,BC),每組泡狀細胞類似展開的折扇形,中間的細胞大,兩旁的較小,它們的細胞中都有大液泡,不含或少含葉綠體,谷子的泡狀細胞主要分布在主脈,占主脈面積的近一半(圖2)。泡狀細胞與葉內卷和折疊有關。當葉片蒸騰失水過多時,泡狀細胞變得松弛,而使葉子能折疊或內卷,以減少蒸騰;當蒸騰減少時,它們又吸水膨脹,于是葉片平展,這和谷子在干旱條件下的適應性密切相關。通過顯微鏡觀察葉片上表皮,可見細胞排列規律,沿葉的長軸方向成整齊縱列。表皮細胞近長方形,長軸與葉的長軸平行,端壁較平,側壁具細密鋸齒,相鄰兩列細胞側壁嵌合緊密,外壁角化且含硅質,可形成乳突(圖3-E)。張雜谷3號的表皮細胞包括短細胞和長細胞,短細胞包括硅細胞(Silicacell,Sc)和栓細胞(Phellemcell,Pc)(圖3-F箭頭所示),二者常成對分布,硅細胞內充滿硅質,外切向壁外突成齒狀或剛毛狀。表皮細胞硅化及硅細胞的存在,增強了葉片的硬度和抗病蟲害的能力。掃描電鏡觀察也表明,張雜谷3號葉片表面有狀突起,表皮具有表皮毛,起到了反射強光、減少葉表面空氣流動、防止植物體內水分過多喪失的作用。在葉脈的上下表皮處有1~2列啞鈴型的硅化/木栓細胞列,兩硅化/木栓細胞列之間有幾排氣孔列,氣孔邊緣有幾個長形的狀突起,狀突起呈不規則的分布。張雜谷3號的狀突起的分布非常密集,尤其是主脈的狀細胞具有4排,較一般品種2~3排多。具有密集的硅化/木栓細胞及狀突起表明谷子的抗旱、抗病蟲能力強。張雜谷3號的氣孔密度大,上下表皮氣孔數目有一定差異,其中下表皮氣孔數約為440個/mm2,上表皮氣孔數為320個/mm2。一般谷子品種在硅化/木栓細胞兩旁各分布2~3排氣孔列,而張雜谷3號在硅化/木栓細胞兩旁分布1排氣孔,氣孔分布是以單列的形式出現,在缺水條件下,氣孔主要在葉片下表皮密被,且其密度隨著干旱程度的增強而增加,氣孔面積則隨之減小,有利于保持水分,是植物應對環境脅迫的重要機制。張雜谷3號密集的氣孔和其高產抗旱的特性相關,同時從形態看張雜谷3號的氣孔具有小而內陷的特點(圖3-E,箭頭),以上的特征都符合抗旱品種的特性。

2.2張雜谷3號莖的解剖結構和分析

2.2.1張雜谷3號莖的維管束發達,具有高產潛力從張雜谷3號莖的節間橫切面可以看出(圖4),谷子莖有表皮、基本組織和維管束3個系統,谷子的莖節是中空的,有較大的通氣腔。表皮由一層細胞組成,表皮下為厚壁細胞帶,通常有1~5層厚壁細胞,里面為基本組織,基本組織細胞的體積由外向內逐漸增大,內、外5圈維管束分布在基本組織中,相間排列,外圈較小內圈較大,維管束都已分化成為韌皮部和木質部。谷子莖節間有完整的中空通氣腔,另從莖節的主脈通氣腔的發達程度亦可以看出,谷子莖的細胞排列緊密,莖的維管束上下機械組織延伸較發達,圖4可見,莖的維管束排列緊密、維管束大而發達,莖中的維管束數量平均為70個,占谷子基本組織的三分之一,發達的維管束是水分和礦物質充分運輸的保證,可以保證更多的營養物質輸送到“庫”中,從而能夠保證高產。

2.2.2張雜谷3號穗頸維管束含有大量淀粉粒張雜谷3號穗頸維管束鞘逐漸與表皮下的厚壁組織相連(圖5),谷子外側維管束小,內側維管束大,即外側強度較大,內側強度較小,同時用較少的材料獲得較大的強度,增強抗倒伏的能力。表皮下的厚壁細胞層數和同一維管束鞘的厚壁細胞層數在不同部位變化較大(圖5-A,B)。這可能是莖自下而上發育的結果,有利于增強基部機械支持力,防止倒伏。外圈維管束鞘厚壁組織左右兩翼發育延伸成筒狀的現象,越靠近穗頸的節間越明顯,穗頸最明顯。表皮下和內、外維管束鞘的厚壁細胞層數及發育沒有明顯特征,具有少維管束數性和小維管束性,維管束面積與基本組織面積的比值較莖部比值變小。各節間基本組織細胞橫切面上均可見淀粉粒,但多少不一,越接近基部的節間淀粉粒的貯藏量越多,其原因可能是莖的上部基本組織細胞的淀粉粒已轉運至籽粒,而基部則尚未來得及運走??赡苷f明谷子的產量與其在灌漿過程中,莖基本組織細胞的淀粉粒向籽粒的運輸有關,即運輸的越多,產量就越高。

2.3張雜谷3號穗分化的結果顯示具有增產潛力根據文獻報道枝梗分化期是決定谷子產量的關鍵時期,因此,選用枝梗分化期的谷子進行觀察。張雜谷3號的花序為一個類穗狀圓錐花序,谷穗由中軸、枝梗和小穗與剛毛組成。谷子穗分化從中軸的基部開始,首先基部有小的突起出現,形成一級枝梗原基。以后由下向上延伸,呈向頂式。在同列相鄰的枝梗原基間有一定的微凹,稱為一級枝梗。當每列的一級枝梗原基數達數十個后,生長錐頂部不延伸,但繼續進行一級枝梗分化。由于頂部一級枝梗發育較慢且發育時期落后,故中軸頂部的谷碼較小,最終形成谷子的圓錐狀花序。一級枝梗原基在分化的早中期表現為排列整齊的縱列,每個中軸上有6列,以后隨著發育進程逐漸變為旋轉式分布。中軸伸長的長短和一級枝梗原基多少決定了谷穗谷碼數,并進而決定了谷穗的大小,從圖6-A,B可見,谷子的一級枝梗密集,每個一級枝梗的原基可以達到30~50個,遠遠超過前人的報道。密集生長的枝??梢园l育成小穗,為張雜谷3號的高產提供基礎。一級枝梗形成后,迅速生長,當長到一定體積后,從其中下部開始出現左右互生的突起,枝梗按其著生位置分為一、二、三級。一級枝梗直接著生于中軸上,二級枝梗著生于一級枝梗上,三級枝梗著生于二級枝梗上,小穗和剛毛著生于三級枝梗上,每個一級枝梗及其二、三級枝梗、小穗和剛毛構成一個形態學上的谷碼(圖6-C,D)。二、三級枝梗原基分化的數量在很大程度上決定了谷碼的大小,進而決定結實粒數。觀察發現,中軸中下部的一級枝梗分化的二、三級枝梗數量多,而上部的一級枝梗的分枝數明顯減少。由于枝梗分化期決定了谷穗的大小,直接影響單穗結實的多少,是決定產量的關鍵時期,從張雜谷子3號不同枝梗分化情況可見谷子無論一級還是二級枝梗原基都生長密集,如每個一級枝梗上的二級枝??梢赃_到數百個,最終可見形成了穗碼密集的大谷穗,平均長度為35cm(圖6-F)。

3結論和討論

谷子光合作用類型屬于C4植物,而且被認為是研究C4植物的模式植物[6]。C4植物利用CO2的能力強于C3植物,且光合效率高,在高溫、干旱等不利條件下尤為明顯,因此,C4植物又被稱作為高光效植物[7]。本試驗結果可見,張雜谷3號葉片的解剖結構具有明顯的花環結構,同時還具有維管束細胞大而密集,葉脈占的比例大,葉綠體含量多等特性。這樣的特點也可以解釋為何張雜谷3號是高產和抗旱的品種。

從張雜谷3號的莖和葉維管束特征可見,谷子維管束具有多維管束性,同時維管束組織發達。有機物質運輸是決定植物產量高低和品質好壞的一個重要因素,而植物體內養分和水分的運轉主要是通過維管束來進行,所以維管束的發達程度無疑與植物體內養分和水分的運轉關系密切。有研究表明,小麥和水稻維管束面積和粒重呈正相關,粒重大的品種莖維管束面積較大粒重小的品種莖維管束面積較小,因此,維管束的結構狀況和發育質量成為制約產量的主要因素。發達的維管束組織有利于物質運輸,使得谷子在單位時間單位面積的運輸量增大,在相同時間內籽??赡塬@得較多的有機營養物質,地上部分可獲得較多的水分和無機鹽,為谷子高產奠定了良好的基礎。植物葉片解剖結構、葉片生長及運動形式與植物的產量和抗逆性密切相關。張雜谷3號的葉片具有維管束發達、葉綠體含量高、氣孔密度大等特征,以上的特征符合高效利用光能的特性,是谷子高產的基礎。植物通過葉片氣孔蒸騰散失的水分占其水分散失總量的90%~95%,因此,氣孔密度、葉片組織緊密度、疏松度、上表皮細胞等指標與植物抗旱性關系較密切。張雜谷3號葉片氣孔密集、葉片富含表皮毛、葉表皮的硅細胞和栓細胞含量多,以上的特征和張雜谷3號的抗逆性高度相關。谷子產量主要受穗長、總小穗數、小穗結實率及穗粒數的影響,研究表明,小穗的生長和發育對谷子產量的提高至關重要。谷子是圓錐花序,穗由穗軸、一級枝梗、二級枝梗和三級枝梗組成,幼穗分化是構成產量的非常重要的因素。從枝梗分化期張雜谷3號幼穗的特征可見,一級、二級和三級枝梗都非常密集,要高于其他谷子品種,這樣有利于形成大穗,發揮單株產量潛力。

觀察葉片的結構范文5

[關鍵詞]柿屬; 鑒定; 葉表皮; 葉脈; 解剖特征

[Abstract]To establish a method for the identification of five species and one variety of medicinal plants fromDiospyros, their leaf veins, epidermis, anatomic and powder characters were observed and compared with macro-morphological and microscopic methods. The results indicated the differences of secondary and tertiary veins among thoseDiospyros species. The single cell non-glandular hair and glandular hair exist in most species′ epidermis while stone cells were only found in the leaf powders of two species. Through the study, the main differences of leaf macro- and micro-morphology of these species were obtained and practical keys were also established, which can provide scientific base not only for identification of these species during their vegetative stages, but also for accuracy authentication of the source of Kaki Folium.

[Key words]Diospyros; identification; leaf epidermis; leaf vein; anatomic character

doi:10.4268/cjcmm20162110

柿屬Diospyros L.植物為落葉或常綠喬木或灌木,全世界約500種,主產于熱帶地區; 我國有57種,其中江蘇省有6種,1變種[1]。柿屬植物的經濟價值較大,柿D. kaki Thunb.的果實可食用,亦可入藥,柿蒂為常用中藥材;柿葉被收載于《中國藥典》附錄[2],具有清熱解毒、潤肺等作用;老鴉柿D. rhombifolia Hermsl.的根和枝入藥可活血利膽等[3]。目前對柿屬植物的研究主要有化學成分、藥理作用、食品飲料的開發等[4-6]。

當前全國正在開展中藥資源普查試點工作[7]。柿屬植物的營養期較長,其葉片大多橢圓狀卵形或倒卵形,極易混淆。在野生藥用植物外業調查過程中碰到的多是其營養生長時期,這給野外藥用植物基原鑒定工作帶來了一定困難。

20世紀70年代初期,Hickey等[8-9]闡釋了葉片宏觀形態系統研究的內容及意義,已廣泛應用于現代植物學研究,并提供了重要的分類和鑒定依據[10-12]。植物葉片的微觀形態特征是物種本身遺傳特征的反應,具有一定的穩定性,在一定程度上可用于探討屬下種間關系[13]。因此,結合以上2種技術手段,可對易混淆植物物種做出比較可信的鑒別。

本文對江蘇省6種(5種1變種)柿屬植物從傳統的葉表皮微形態、葉解剖和葉粉末特征等進行實驗觀察,同時引進了植物葉片脈序的比較研究,并制定了鑒別檢索表,為柿屬植物生藥基原的準確性鑒定提供了科學依據。

1 材料

1.1 植物

6種柿屬藥用植物的葉片采集自中國藥科大學藥用植物園、方山國家地質公園、南京市中山植物園,每種植物均采集不同成熟度的葉片,采集不少于3棵植株,經中國藥科大學中藥資源學教研室秦民堅教授鑒定為柿D. kaki、老鴉柿D. rhombifolia、美洲柿D. virginiana L.、油柿D. oleifera Cheng、野柿D. kaki var.silvestris Makino、山柿D. japonica Siebold et Zucc.,憑證標本保存于中藥藥科大學中藥資源學教研室(表1)。通過同種葉片葉表觀結構特征比較,對比特征出現的幾率來選取最有代表性的材料。

1.2 儀器

NIKON ECLIPSE E200顯微鏡、HISTOSTAT 820石蠟切片機、脫影板、NIKON D7000相機。

2 方法

采集的實驗材料經凈制后,每種取4~5枚具有代表性的葉片制作臘葉標本作為憑證,其余葉片按如下方法處理。

2.1 透明葉的制作

為了使葉脈清晰可見,一般采取如下操作步驟(根據葉片的質地不同,具體可進行調整):取代表性的完整新鮮葉片置于合適大小培養皿中,加適量5% NaOH溶液透化至淡茶色或顏色不再變淡。傾去培養皿中的NaOH溶液,并小心沖去葉表面殘留的NaOH溶液,然后向培養皿中加入4.5%~5.5%的次氯酸c溶液至浸沒葉片,1 min后,傾出次氯酸鈉溶液(回收),加入RO(reverses osmosis, 超純水)水浸沒葉片,直至葉片顏色變白。傾去RO水,用0.5%的番紅水溶液(或酸性品紅溶液)均勻染于葉片上30 min左右,用流動的RO水洗去葉片表面的浮色,繼續以25%,50%梯度的乙醇溶液進行脫水、分色,可使用搖床使其分色更加均勻,直至主脈與各級脈清晰可見,最后轉移至脫影板上拍攝。

整體葉脈圖像在背光微距拍攝后,需要在顯微鏡下對葉脈細微的結構進行進一步拍攝,以展示一些次級脈結構和脈附屬結構。

2.2 葉表皮片的制作

取新鮮葉片,洗凈,撕取上下表皮,刮去殘留在上面的葉肉,以水裝片,置顯微鏡下觀察。對于親水性差的葉片可采用水合氯醛試液裝片;對于表皮難撕取的葉片,若葉片較為革質,可用薄刀片將上表皮削下,裝片觀察上表皮。再將中間葉肉刮去至下表皮露出,將下表皮分離下來,裝片觀察;若葉片較為草質,可切取不含主脈的0.5 cm×0.5 cm小塊,置于5%的次氯酸鈉溶液中浸泡至白色再觀察;此外,還可用寬膠帶撕取結合次氯酸鈉離析的方法[14]。

2.3 葉結構解剖方法

每種取10余枚新鮮葉片,每枚葉片切取含有主脈的1 cm×1 cm小塊,裝入FAA固定液中(福爾馬林-乙酸-70%乙醇 1∶1∶18)固定24 h以上。取固定好的材料,以常規石蠟切片法切片,番紅-固綠染色,得到含有主脈的葉橫切面切片。

2.4 葉粉末制片的方法

每種取數十枚葉片陰干至水分小于14%,粉碎,過4號篩[2]。取篩后的粉末適量,加水合氯醛加熱透化,甘油酒精裝片。

2.5 圖像處理

使用顯微鏡系統圖像處理軟件,Photoshop,LEAFGUI[15]等專業軟件對獲得的脈序特征、葉表皮特征、葉主脈橫切面特征、葉粉末特征等圖像進行分析處理,并加以描述。葉脈術語參照B Ellis等編著的《葉結構手冊》[16]。

3 結果

3.1 脈序特征

3.1.1 柿 主脈羽狀,少見梳狀脈。粗二級脈簡單弓形,間距不規則。二級脈間三級脈為對生、V形的貫穿脈,其向軸端與中脈夾角近似直角。中脈上三級脈為對生貫穿脈,其基部與中脈夾角為銳角,頂端向基部彎曲(圖1A)。四級脈呈不規則網狀,五級脈呈自由分支狀。游離段小脈多數不分支,少數具一個分支,具有簡單的末端。邊緣末級脈環狀(圖2A,3A)。

3.1.2 老鴉柿 主脈羽狀,無梳狀脈。粗二級脈花環狀弓形,間距基部漸減。二級脈間三級脈呈不規則網狀。中脈上三級脈網狀,邊緣三級脈環狀(圖1B)。四級脈呈不規則網狀,五級脈呈自由分支狀。游離段小脈多數具有1個分支,少數均等分支,具有簡單的末端。邊緣末級脈環狀(圖2B,3B)。

3.1.3 美洲柿 主脈羽狀,無梳狀脈。粗二級脈簡單弓形,間距不規則。二級脈間三級脈呈不規則網狀。中脈上三級脈網狀,邊緣三級脈環狀(圖1C)。四級脈呈不規則網狀,五級脈呈自由分支狀。游離段小脈多數不分支并具有簡單的末端。邊緣末級脈環狀(圖2C,3C)。

3.1.4 油柿 主脈羽狀,具復合梳狀脈。粗二級脈簡單弓形,細二級脈簡單弓形,粗二級脈間距不規則。二級脈間三級脈為對生、外凸形的貫穿脈,其向軸端與中脈夾角約為直角,角度穩定。中脈上三級脈為對生的貫穿脈,其基部與中脈夾角為銳角,頂部平行于二級脈間的三級脈。邊緣三級脈環狀(圖1D)。四級脈呈不規則網狀,五級脈呈自由分支狀。游離段小脈多數具分支,并具有簡單的末端。邊緣末級脈環狀(圖2D,3D)。

3.1.5 野柿 主脈羽狀,無梳狀脈。粗二級脈簡單弓形,間距不規則。二級脈間三級脈為對生、波狀的貫穿脈,其向軸端與中脈夾角為鈍角,角度不穩定。中脈上三級脈網狀。邊緣三級脈環狀(圖1E)。四級脈呈不規則網狀,五級脈呈自由分支狀。游離段小脈多數具1個分支,并具有簡單的末端。邊緣末級脈不完整(圖2E,3E)。

3.1.6 山柿 主脈羽狀,無梳狀脈。粗二級脈簡單弓形,間距不規則。二級脈間三級脈為對生、外凸的貫穿脈,其向軸端與中脈夾角為鈍角,角度不穩定。中脈上三級脈網狀,邊緣三級脈環狀(圖1F)。四級脈呈不規則網狀,五級脈呈自由分支狀。游離段小脈多數具一個分支并具有簡單的末端。邊緣末級脈不完整(圖2F,3F)。

3.1.7 脈序特征差異及檢索表 通過觀察以上特征,總結了6種植物其脈序特征的主要區別點(表2), 并結合葉表觀性狀建立了鑒定檢索表(表3)。其中,由于山柿和野柿的葉脈特征極其相似,但是葉形區別較大,因此在甄別兩者時,引入了葉形加以輔助鑒別。

3.2 葉表皮特征

3.2.1 柿 上表皮細胞多角形,垂周壁平直,無氣孔和毛茸。下表皮細胞多角形,垂周壁微彎曲;腺毛、非腺毛常見,腺毛頭部1~2細胞,柄4~5細胞;非腺毛單細胞,長圓錐形,有的曲;氣孔不定式,副衛細胞4~5個(圖4A,5A)。

3.2.2 老鴉柿 上表皮細胞不規則形,垂周壁淺波狀,無氣孔與毛茸。下表皮細胞不規則形,垂周壁淺波狀;腺毛和非腺毛多見,腺毛頭部1~2細胞,柄4~6細胞;非腺毛單細胞,長圓錐形,有的彎曲;氣孔不定式,副衛細胞4~6個(圖4B,5B)。

3.2.3 美洲柿 上表皮細胞多角形,垂周壁平直,無氣孔與毛茸。下表皮細胞形狀不規則,垂周壁淺波狀;非腺毛少見,單細胞,長圓錐形;氣孔不定式,副衛細胞4~6個(圖4C,5C)。

3.2.4 油柿 上表皮細胞多角形,垂周壁較平直。下表皮細胞形狀不規則,垂周壁淺波狀。腺毛和非腺毛常見與上下表皮,腺毛頭部1~2細胞,柄3~4細胞;非腺毛單細胞,長圓錐形,有的彎曲。氣孔只存在于下表皮,不定式,副衛細胞4~5個(圖4D,5D)。

3.2.5 野柿 上表皮細胞多角形,垂周壁較平直,無氣孔,但可見長條形非腺毛,單細胞。下表皮細胞類圓形,垂周壁微彎曲;腺毛、非腺毛常見,腺毛頭部細胞1個,柄部細胞2~4個;非腺毛單細胞,長圓錐形,有的彎曲;氣孔不定式,副衛細胞4~6個(圖4E,5E)。

3.2.6 山柿 上表皮細胞多角形,垂周壁平直,無氣孔和毛茸。下表皮細胞形狀不規則,垂周壁微彎曲;非腺毛多見,單細胞,長圓錐形;氣孔不定式,副衛細胞4~6個(圖4F,5F)。

3.3 葉主脈橫切面特征

3.3.1 柿 上下表皮均由1列細胞組成;下表皮常見腺毛和非腺毛。柵欄組織細胞1列,長約70~80 μm;海綿組織較厚,由6~8列細胞組成,細胞類圓形,有的細胞含草酸鈣方晶。主脈維管束外韌型,呈月牙狀,纖維多于韌皮部外側聚集成束,周圍薄壁細胞常含草酸鈣方晶,主脈上下表皮內側有2~3列厚角細胞(圖6A)。

3.3.2 老鴉柿 葉肉柵欄組織細胞長約60~80 μm;海綿組織由4~5列細胞組成。其余特征同柿(圖6B)。

3.3.3 美洲柿 下表皮偶見非腺毛,近無腺毛。葉肉柵欄組織細胞長約40~60 μm;海綿組織由4~5列細胞組成。纖維單個散在或聚集成束。其余特征同柿(圖6C)。

3.3.4 油柿 上下表皮均可見腺毛和非腺毛。葉肉柵欄組織細胞長約40~45 μm;海綿組織由4~5列細胞組成。維管束與葉肉之間有石細胞,單個或成群;纖維單個散在或聚集成束。主脈上下表皮內側有4~5列厚角細胞。其余特征同柿(圖6D)。

3.3.5 野柿 上表皮少見非腺毛;下表皮可見腺毛和非腺毛。葉肉柵欄組織細胞長約40~50 μm;海綿組織由4~5列細胞組成。主脈維管束呈“U”字形,纖維單個散在或聚集成束。其余特征同柿(圖6E)。

3.3.6 山柿 下表皮非腺毛,腺毛近無。柵欄組織細胞長約75~85 μm;海綿組織由5~7列細胞組成。維管束與葉肉之間有石細胞,單個或成群;纖維單個散在或聚集成束。其余特征同柿(圖6F)。

3.4 葉粉末特征

3.4.1 柿 粉末深綠色。纖維常聚集成束,周圍薄壁細胞中常含草酸鈣方晶,形成晶鞘纖維。草酸鈣方晶隨處可見。導管多為梯紋。腺毛頭部1~2細胞,柄4~5細胞;非腺毛單細胞,長圓錐形,彎曲(圖7A)。

3.4.2 老鴉柿 粉末棕綠色。其余特征同柿(圖7B)。

3.4.3 美洲柿 粉末棕綠色。纖維單個散在或聚集成束。非腺毛少見,微彎曲,腺毛近無。其余特征同柿(圖7C)。

3.4.4 油柿 粉末灰綠色。纖維單個散在或聚集成束。石細胞長圓形,有的呈分枝狀,壁厚。腺毛頭部1~2細胞,柄3~4細胞。其余特征同柿(圖7D)。

3.4.5 野柿 粉末灰綠色。纖維單個散在或聚集成束。腺毛頭部細胞1個,柄部細胞2~4個。其余特征同柿(圖7E)。

3.4.6 山柿 粉末污綠色。纖維單個散在或聚集成束。非腺毛微彎曲,近無腺毛。石細胞不規則形,多呈分枝狀,壁厚。其余特征同柿(圖7F)。

3.5 粉末特征差異及檢索表

觀察以上特征(3.2~3.4)總結了6種柿屬植物的葉表皮特征、葉主脈橫切面特征和葉粉末特征的主要區別點(表4),并以此依據建立了顯微特征鑒定檢索表(表5)。

4 討論

柿葉作為傳統的中草藥,在民間有著長久的應用歷史。柿葉不僅作為茶飲,還作為原料應用于一些常用中成藥制劑當中。被2015年版《中國藥典》收載的就有心舒寧片、婦炎凈膠囊、腦心清片,其中腦心清片用到了柿葉提取物,并制定了相關的標準。

《中國藥典》附錄收載的柿葉來源為柿樹D. kaki的干燥葉,但在實際藥材流通過程中同屬的其他植物,由于其形態的相似性,存在混同使用的可能性,這會在一定程度上造成用藥基原的混亂。柿屬植物的分類鑒定,主要是依據其果實的形態。如果能從植物營養器官如葉片形態上加以區分,對藥材的實際采收過程,以及柿葉藥材真偽鑒別等方面,都具有重要的實際應用價值。

甄漢深等[17]研究并描述了柿葉的藥材性狀與粉末顯微特征;嚴鑄云[18]從生藥學的角度比較了川產柿葉與近緣種的特征區別。不同于上述的研究,本文引入了葉脈特征、表皮特征及葉解剖特征進行比較分析,并制定了基于營養器官特征的檢索表。這樣在藥材采集中遇到柿屬植物營養器官就可以通過較為簡便的撕取表皮片和葉脈特征觀察做出判斷,對于準確用藥起到輔助作用。

柿葉雖然被應用于多個中成藥制劑中,但是目前只有提取物的標準。在2015年版《中國藥典》中并沒有“柿葉”藥材的標準,這是亟待去完善的。本研究一方面對常見柿屬基原植物進行營養期鑒別的研究,為其準確用藥提供支持;同時也完善了柿葉藥材的部分標準,為今后藥典標準的制定提供了一定的依據。

葉片是植物營養器官中相對特征顯著和易于觀察的部位,通過研究找到一定的葉表觀特征參數可區分不同的物種。由于實用性強,基于植物營養期輔助鑒別的工作近年來越來越受到重視,有學者提出了諸如“比較解剖學”、“植紋”、“脈序圖譜”、“葉表皮微形態”等概念[10,19-21]。本研究囊堵齙男翁入手探討柿屬易混淆藥用植物的區別,并輔助以其他的營養器官特征進行鑒別,是中藥材采集、用藥過程中基原快速準確判定的一種有益的嘗試。

[參考文獻]

[1]江蘇省植物研究所. 江蘇植物志.下冊[M]. 南京:江蘇科學技術出版社, 1982.

[2]中國藥典.一部[S]. 2015.

[3]南京中醫藥大學. 中藥大辭典.上冊[M].上海:上??茖W技術出版社, 2006.

[4]Sun L, Zhang J, Lu X, et al. Evaluation to the antioxidant activity of total flavonoids extract from persimmon (Diospyros kaki L.) leaves[J]. Food Chem Toxicol, 2011, 49 (10): 26.

[5]Fan J P, He C H. Simultaneous quantification of three major bioactive triterpene acids in the leaves ofDiospyros kaki by high-performance liquid chromatography method[J]. J Pharm Biomed Anal, 2006, 41 (3): 950.

[6]白衛東, 劉曉艷, 趙文紅, 等. 柿子醋飲料的加工工藝研究[J]. 食品與機械, 2007, 23 (5): 125.

[7]黃璐琦, 趙潤懷, 陳士林, 等. 第四次全國中藥資源普查籌備與試點工作進展[J]. 中國現代中藥, 2012, 14 (1): 13.

[8]Hickey L J. Classification of the architecture of dicotyledonous leaves[J]. Am J Bot, 1973,1(11): 17.

[9]Hickey L J, Wolfe J A. The bases of angiosperm phylogeny: vegetative morphology[J]. Ann Mo Bot Gard, 1975,62(3): 538.

[10]何報作, 韋A, 梁慧, 等. x果葉同偽品扁桃葉的形態及脈序圖譜的鑒別特征[J]. 廣西中醫學院學報, 2005, 8 (3): 90.

[11]何報作, 覃繼佳, 朱意麟, 等. 馬藍葉與其易淆品路邊青葉的葉形態-脈序圖譜的鑒別特征[J]. 中藥材, 2012, 35 (3): 385.

[12]何報作, 曾靜, 韋A, 等. 鬼針草與易淆品白花鬼針草的葉形態――脈序圖譜鑒別特征[J]. 中國中藥雜志, 2009, 34 (20): 2559.

[13]王虹, 張衛紅, 魏曉麗, 等. 新疆 12 種黃芩屬植物葉表皮微形態結構的研究[J]. 西北植物學報, 2013, 33 (5): 952.

[14]王世強, 方建新, 王德青. 一種簡便快速鮮葉表皮制片技術[J]. 生物學雜志, 2008 (4): 53.

[15]Price C A, Symonova O, Mileyko Y, et al. Leaf extraction and analysis framework graphical user interface: segmenting and analyzing the structure of leaf veins and areoles[J]. Plant Physiol, 2011, 155 (1): 236.

[16]B Ellis, Douglas C Daly, Hickey L J, et al. 葉結構手冊[M]. 北京:北京大學出版社, 2012.

[17]甄漢深, 三平. 柿葉鑒別的實驗研究[J]. 中草藥, 1998, 29 (9): 627.

[18]嚴鑄云, 文佳燕. 川產柿葉的生藥學研究[J]. 成都中醫藥大學學報, 2001, 24 (3): 42.

[19]蘇金樂, 程紹榮, 孫啟水. 白花泡桐不同種源葉片比較解剖學研究[J]. 河南農業大學學報, 1993, 27 (1): 52.

觀察葉片的結構范文6

【關鍵詞】延安;灌木葉;解剖

延安地區是處在森林草原的過渡帶上,一直對先鋒植物種的選擇有著深入的研究,利用生物學和生態學來進行地帶性植被的恢復工程,在我國實施西部大開發的同時,延安的生態環境得到了改善,本文通過對文冠果、虎榛子、沙棘以及黃刺玫等灌木種進行研究,并對其旱性結構進行解剖,為延安植被的恢復工程提供參考資料。

1.延安地區的生態環境特點

延安位于黃河的中游,處于陜西省的北部。全市的總面積達到了3.7萬平方公里,屬于內陸干旱半干旱氣候,全年四季分明,晝夜溫差比較大,全年無霜期為170天,日照比較充足,年平均氣溫為7.7℃~10.6℃,年均降水量比較低,大約在500毫米左右,并且降水集中,年均日照時間長,在2300~2700小時之間。延安是屬于黃土高原丘陵溝壑區,主要地形是黃土高原和丘陵,其海拔高度平均達到了1600~1800米,北部的黃土梁峁、溝壑占總面積的72%,南部的黃土塬溝壑占總面積的19%。延安的生態農業發展比較好,其地域遼闊,適合種植大量的植物群,同時它的土質相對較好,光照充足,適合灌木葉耐旱性植物生長。

2.材料的選取以及研究的方法

2.1研究區的特點分析

延安地區受到現實工業污染的嚴重威脅,一些城鎮的用水質量以及空氣質量不斷的下降,為了實現污染物環保排放,不僅加大了污水處理廠的擴建,而且投入了大量的資金進行環保建設,開展天然次生林工程,不斷地對綠色植被進行深入地分析和研究,達到人與自然和諧相處的目標。

2.2研究綠色植物的方法

此次實驗的材料從2002年的6月份開始,選自延安的研究區,具有很大的代表性,能夠確保研究結果的真實性和可靠性。從延安研究區中精心的挑選出10種植株向陽面中部葉,而樣本選擇生長健康、光照均勻的具有一定代表性的4株,從樹冠外部向陽面提取,并且注意要在樣品的主脈中間部位取樣,樣品的長度保持在1.0cm,其寬度保持在0.5cm,接著將采樣的植物樣本用FAA液進行固定,要注意固定的時間要超過24小時,利用梯度油精進行脫水操作,并且實現二甲苯透明,并且用常規性的石蠟進行樣本的制片,確保在每一個環節都能夠達到取樣的標準。

通過利用Olympus顯微鏡對樣本進行仔細認真地觀察和測定,每種植物觀測的視野為40~50個,并且將觀察測定的植物樣本進行顯微照相,從而能夠更好地觀察其解剖結構,為實驗的順利進行提供對比的依據。同時要選取角質層、柵欄、海綿的厚度,此外還有第一層柵欄組織細胞單寬密集度、側維管束細胞單寬密度以及主脈厚度等指標,通過利用方差分析和單因素多重比較法可以對所選取的植物樣本的抗旱性進行深入地對比分析,然后可以運用非加權指數法對得到的數據和資料信息進行排序,從而更好地掌握不同植物之間存在的優勢特征,選擇更好的植物進行種植,可以節省資金和時間,提高種植的質量。

3.研究結果以及實驗分析

3.1虎榛子灌木葉的解剖結構特征分析

虎榛子是一種單葉互生的植物,其葉子的背面附著有短的絨毛,在其葉片的橫截面上下的表皮細胞各有一層,并且表皮細胞整齊緊密的進行排列,上下皮之間的平均厚度僅有10,88μm,一般的虎榛子上表皮的平均厚度在8.96~12.80μm之間,而下表皮的平均厚度為10.94μm,一般下表皮的平均厚度在7.68~12.80μm之間,并且在虎榛子葉片的上下表皮都附著有表皮毛?;㈤蛔拥臇艡诮M織細胞的2~3層排列整齊緊密,而第一層柵欄組織細胞的密度能夠達到102.38個/mm,此外,在柵欄組織的內部有側維管束從中穿過,而它的單寬密度是4.16個/mm,其中菱形狀的晶體物的密度為1.9個/mm。經過觀察,葉片中的主維管束木質部呈放射狀進行分布,其韌皮部非常的明顯,在主維管束木質部的下表皮生長有4層厚角組織,其中1~3層有明顯的加厚,同時葉片主脈的平均厚度為424.33μm。

3.2沙棘葉的解剖結構特征

沙棘是一種單葉對生的植物,它的葉子附著有白色盾形毛或星狀柔毛,而在它的背面又附著有銀白色或淡白色的鱗毛或是星狀毛,比較容易進行辨認。在其葉片的橫截面上下的表皮細胞各有一層,它的上表皮的平均厚度為11.61μm,一般的沙棘葉的上表皮的平均厚度在4.68~12.80μm之間。其角質層的平均厚度1.29μm,一般沙棘葉的角質層的厚度是在1.28~2.56μm之間,沙棘葉的表皮細胞是呈矩圓形或矩形,而表皮細胞的下表皮的平均厚度達到12.24μm,一般下表皮的平均厚度在10.28~15. 36μm之間,并且在沙棘葉的表皮細胞上附著有星狀表皮毛。沙棘葉的柵欄組織有2~3層,而第一層柵欄組織細胞的密度達到了177.67個/mm。在葉片的上表皮內部形成有晶體狀的成分,形狀比較近圓形。

除此之外還有文冠果和黃刺玫等灌木葉植物的研究,通過顯微鏡的仔細觀察,可以很清楚的發現其生長的結構特征,包括葉片的上下表皮、角質層以及主脈的厚度,還有其表皮細胞、柵欄組織細胞的密度等,都可以通過對其樣品的仔細觀察得到確切的數據,為研究樣本的抗旱性提供有效的參考價值。

4.通過研究對這幾種灌木葉的抗旱性結構進行剖析

通過綜合比較5種灌木的抗旱性,根據觀測到的各種指標并利用非加權指數法對其抗旱程度進行排序,將研究的結果進行統計歸納,可以分析出灌木葉的旱性結構特點有以下幾種:

(1)抗旱性的灌木種有非常發達的角質層,并且可以起到防止水分蒸發的作用葉片上的皮毛可以有效地防止植物的水分蒸騰,并且可以反射較強烈的光線,更好地保持水分和養分,有利于植物自身的生長。

(2)抗旱性強的植物的柵欄組織比較的發達。

(3)抗旱性強的植物的主維管束木質部分也相當的發達,可以有效的將植物體所需要的水分、養分進行輸送,并且還具有強大的儲水和保水的功能,可以適應干旱的氣候條件,防止枝葉干枯。

(4)在葉子的內部有晶狀體存在,這種結構的組織具有溶解吸水的功能,當水分充足時,可以將多余的水分吸收,相反,可以將水分析出,解決植物對水分的需求問題。

(5)抗旱性的植物屬于等面葉,可以進行良好的光合作用。

5.結語

延安的生態建設取得了很大的成果,其生態環境得到改善的主要原因是綠色植物種植和綠色植被恢復,而延安的環境比較干旱,因此要求造林植物的抗旱性要強,能夠適應延安的生態環境,通過對延安的灌木葉旱性結構進行解剖,可以促進延安生態環境的建設。 [科]

【參考文獻】

亚洲精品一二三区-久久