國槐導(dǎo)管分子的特點(diǎn)論文

時(shí)間:2022-09-26 09:17:00

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國槐導(dǎo)管分子的特點(diǎn)論文

摘要:目的澄清國槐導(dǎo)管分子特征,豐富其人工栽培及資源鑒定的基礎(chǔ)性資料。方法以一年生枝條為材料,對(duì)國槐次生木質(zhì)部中的導(dǎo)管分子進(jìn)行了觀察。結(jié)果國槐具有螺紋、梯紋、網(wǎng)紋和孔紋4種類型的導(dǎo)管分子,未發(fā)現(xiàn)環(huán)紋導(dǎo)管。穿孔板類型為單穿孔。具有導(dǎo)管二態(tài)現(xiàn)象,導(dǎo)管分子的端壁形態(tài)多樣,紋孔膜退化比較徹底,僅個(gè)別導(dǎo)管分子可見紋孔膜殘跡。導(dǎo)管分子側(cè)壁上的紋孔密度大。結(jié)論導(dǎo)管特征體可作為其資源鑒定的參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞:國槐;導(dǎo)管分子;形態(tài)特征

國槐SophorajaponicaL.隸屬于豆科Leguminosae槐屬Sophora。落葉喬本,是一種用途廣泛的植物種類,廣布于我國南北各省,是優(yōu)良的蜜源植物,花蕾稱槐米,為清涼收斂止血藥;花可做黃色染料;果實(shí)有止血、降壓、抗癌之效;根、枝葉入藥可治瘡癤腫毒。有關(guān)國槐的研究報(bào)道較多,但尚未見其導(dǎo)管解剖學(xué)方面的報(bào)道。導(dǎo)管vessel是植物體內(nèi)運(yùn)輸水分及溶解于水中物質(zhì)的主要輸導(dǎo)組織conductingtissue,它普遍存在于被子植物的木質(zhì)部中,由許多管狀死細(xì)胞以端壁連接而成。由于導(dǎo)管的特征常因植物種類而異,故導(dǎo)管特征有助于解釋植物生理、生態(tài)及系統(tǒng)學(xué)方面的問題。又因國槐是豆科槐屬的重要代表植物之一,故弄清其導(dǎo)管類型及形態(tài)特征可以為探討槐屬及其近緣屬植物的系統(tǒng)發(fā)育和演化積累更多證據(jù)。

一、材料和方法

實(shí)驗(yàn)材料采自洛陽市隋唐植物園,憑證標(biāo)本(No.0228)由侯小改教授鑒定,存放于河南科技大學(xué)植物標(biāo)本室。

取生長發(fā)育良好的國槐一年生枝條,將外層韌皮部剝?nèi)ィ賹⒉牧系拇紊举|(zhì)部切成長0.6~1cm,火柴棒粗細(xì)的條塊,置于10%鉻酸∶10%硝酸=1∶1的離析液中,33℃條件下恒溫箱中離析24h左右,其間換1~2次離析液。完全離析后移至70%酒精溶液中保存?zhèn)溆谩S^察時(shí)將材料從70%的酒精溶液中取出,用蒸餾水充分水洗2~3次,5~10min/次,之后,將材料放置盛有5~10mm蒸餾水的培養(yǎng)皿中,并用鑷子將材料輕輕夾碎,剔除雜質(zhì)或未離析開的部分之后,滴入1%番紅水溶液4~6滴染色5min。最后即可用膠頭吸管吸取離析材料懸液少許制片。觀察用顯微鏡為日本產(chǎn)OlympusCH-30型生物顯微鏡,并采用其數(shù)碼攝影系統(tǒng)攝像。數(shù)碼照片經(jīng)AdobePhotoshop7.0圖像處理系統(tǒng)處理制版。

觀察過程中,用測微尺隨即測量25個(gè)導(dǎo)管分子的長度和寬度,取其平均值作為導(dǎo)管分子的一般長度和寬度;導(dǎo)管所占比例取5個(gè)觀察視野的統(tǒng)計(jì)平均值。

二、結(jié)果

在所觀察的國槐植物次生木質(zhì)部材料中,導(dǎo)管形態(tài)較為多樣,導(dǎo)管分子的粗細(xì)(或直徑的寬窄)差異比較明顯,具有導(dǎo)管二態(tài)現(xiàn)象。共發(fā)現(xiàn)4種類型的導(dǎo)管(依據(jù)導(dǎo)管分子側(cè)壁木化增厚的方式不同),即螺紋導(dǎo)管、梯紋導(dǎo)管、網(wǎng)紋導(dǎo)管和孔紋導(dǎo)管,它們所占比例分別為8.28%,10.00%,36.62%和45.10%,未發(fā)現(xiàn)環(huán)紋導(dǎo)管。導(dǎo)管分子的端壁穿孔僅有一種類型,即單穿孔。單穿孔板內(nèi)斂,即其穿孔直徑比導(dǎo)管弦徑要小,導(dǎo)管弦徑一般介于50~90mm,而穿孔直徑一般介于44~96mm。單穿孔板多位于導(dǎo)管端壁上(如圖1:b~l),每個(gè)導(dǎo)管分子的一端僅有一個(gè)穿孔板及穿孔,未發(fā)現(xiàn)導(dǎo)管一端具有兩個(gè)以上穿孔板及穿孔的情況。導(dǎo)管分子上的紋孔膜已退化消失得比較徹底。導(dǎo)管分子長度最大值為876mm,最小值為95mm,平均值為286mm;寬度最大值為216mm,最小值為30mm,平均值為109mm。

三、討論

導(dǎo)管的進(jìn)化與維管植物的進(jìn)化是相聯(lián)系的,是適應(yīng)陸生環(huán)境而形成的輸導(dǎo)水分和無機(jī)鹽的最主要細(xì)胞,它們的結(jié)構(gòu)在分類和系統(tǒng)發(fā)育上具有重要地位。在系統(tǒng)演化上,導(dǎo)管分子中的外形扁平、端壁近于垂直側(cè)壁、形成單穿孔的,比外形狹長、末端斜尖、形成復(fù)穿孔的更為進(jìn)化,而國槐導(dǎo)管口徑有從小到大、端壁傾斜度由小到大的不斷過渡的趨勢(shì),基本上重演了植物導(dǎo)管分子的基本演化規(guī)律。

Frost(1930)認(rèn)為單穿孔是由梯狀穿孔板逐漸失去橫膈而形成,穿孔板的進(jìn)化次序是梯狀穿孔板→梯狀和單穿孔混合穿孔板→端壁傾斜的單穿孔板→端壁水平的梯狀穿孔板,這種觀點(diǎn)也得到大部分學(xué)者的承認(rèn)。從此觀點(diǎn)出發(fā),國槐導(dǎo)管分子的端壁單穿孔、孔膜退化消失徹底、幾乎不存在過渡類型等特征均說明國槐導(dǎo)管分子已經(jīng)處于比較進(jìn)化系統(tǒng)發(fā)育演化階段。公務(wù)員之家

由于發(fā)育的先后和側(cè)壁次生增厚的方式不同,形成了環(huán)紋、螺紋、梯紋、網(wǎng)紋和孔紋5種類型的導(dǎo)管,其中后三者的生理功能的效率比前二者顯著提高。國槐同時(shí)具有運(yùn)輸效率比較高的3種,即梯紋導(dǎo)管、網(wǎng)紋導(dǎo)管和孔紋導(dǎo)管,且三者所占比例逐步增大,其中網(wǎng)紋導(dǎo)管和孔紋導(dǎo)管就占到總導(dǎo)管數(shù)的81.72%,這也說明了國槐是一個(gè)比較進(jìn)化的植物種類。

按照物理學(xué)原理,導(dǎo)管管腔寬度小、長度短(即單位長度中橫膈較多)、端壁傾斜角較小(即端壁的面積較大)等應(yīng)是水分運(yùn)輸?shù)淖枇Α奔y孔膜的退化或消失及其穿孔板面積的減小(單穿孔孔徑增大),都大大地提高了其導(dǎo)管的運(yùn)輸效率。資料顯示,導(dǎo)管的長度和寬度與生境是緊密相關(guān)的,高海拔和土壤水分缺乏環(huán)境下的植物導(dǎo)管一般較長、管腔相對(duì)較窄;反之,導(dǎo)管一般較短、管腔相對(duì)較粗。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,國槐導(dǎo)管的長短和管腔口徑差異明顯,即導(dǎo)管二態(tài)現(xiàn)象,說明國槐有著廣泛的分布區(qū),這種結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是其長期適應(yīng)不同環(huán)境的結(jié)果。

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