关于营养器官的解剖学的研究

关于营养器官解剖学的研究

1、通过对植物营养器官的形态解剖学的研究，探讨这些结构特征

与植物生态适应性的关系。利用植物解剖学方法，对植物营养

器官的解剖学特征进行观察和研究，并探讨植物的形态结构特

点与其所处生态环境的关系，以期为揭示该种的濒危机制提供

理论依据，同时也为植物的推广和栽培提供解剖学资料。

2、不同居群间营养器官解剖学特征的观察，了解生境变化对个体

形态和内部结构的影响，并从物种的形态结构探讨物种的生态

适应性。为我国西部干旱、半干旱地区的生物多样性研究和生

态环境保护提供基础研究资料。

3、利用“环境-叶片形态-叶片生理生态学过程”动态机理模型。

从植物对环境变化响应最为敏感的叶片角度进行研究，将为更

好地揭示干旱区植物物种生存、演化及区域群落结构、动态，

为未来荒漠地区植被保护欲恢复提供科学依据。

方法：将根和茎切成长约1 cm的小段,成熟叶片保留主脉剪取叶的中央部分(面积约为0. 5 cm@0. 5 cm),芽采回后不进行任何前处理。这些材料在野外立即用FAA固定液固定48 h以上,根和茎固定后需用软

化剂〔V(体积分数95%乙醇)BV(甘油)=1B1〕软化1 ~2个月才可使用[6]。采用HM 315 manualRotarymicrotome切片机(德国MICROM公司生产)制作连续石蜡切片,切片厚度8Lm,经体积分数50%、60%、70%、80%、

90%和100%乙醇梯度脱水,二甲苯透明,固绿-番红对染后用中性树胶封片[7]。叶表皮用等体积的硝酸(体积分数10% )和铬酸(体积分数10% )混合液离析,经番红染色后装片。用Leica DFC320显微镜(美国Leica公司生产)进行观察并拍照。

数据处理：利用LeicaQW inV3计算机显微图像分析系统进行图像分析,每个样品均测量5张装片,并分别观察10个视野;显微图像经Adobe Photoshop 10. 0图像处理系统处理后制成图版。

ＧＭＡ（ｇｌｙｃｏｌｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ，乙二醇甲基丙烯酸酯）切片：活体材料用ＦＡＡ（ｆｏｒｍａｌｉｎ－ａｃｅｔｉｃａｃｉｄ－ａｌｃｏｈｏｌｍｉｘｔｕｒｅ，福尔马林

－醋酸－酒精混合液）固定，时间不少于２４ｈ。所研究器官各取３份样品，经５０％酒精（每次４～６ｈ），１００％酒精（每次４～６ｈ），异丙醇（每次６ｈ）和正丁醇（每次６ｈ）脱水处理各２次。随后，进入ＧＭＡ渗透３次，第１和２次各为１ｄ，第３次不少于５ｄ，之后将材料及ＧＭＡ装入胶囊，置于６０℃温箱２４ｈ进行聚合［１６］。用ＬｅｉｃａＵｌｔｒａｌｃｕｔＲ切片，厚度约２．５μｍ。根据Ｆｅｄｅｒ和Ｏ’Ｂｒｉｅｎ［１６］的方法对材料染色。首先将切片置于ＤＮ－ＰＨ（２，４－Ｄｉｎｉｔｒｏｐｈｅｎｙｌｈｙｄｒａｚｉｎｅ，２，４－二硝基苯肼）冰醋酸混合水溶液３０ｍｉｎ，之后流水冲１０ｍｉｎ。再将切片置于高碘酸水溶液中１０ｍｉｎ，流水冲５ｍｉｎ。之后，将切片置于希弗试剂３０ｍｉｎ，流水冲１０ｍｉｎ。最后甲苯胺蓝染色２ｍｉｎ，流水冲２～

１０ｍｉｎ。切片干燥后中性树胶封片。

撕取叶表皮：撕取叶片背面表皮，５０％甘油水溶液封片。观察表皮细胞及气孔形态、毛状体类型。随机选取３０个气孔器，利用目镜测微尺测量并计算气孔长宽比及其平均值。所试验结果经ＯｌｙｍｐｕｓＢＸ５１显微镜观察，ＯｌｙｍｐｕｓＤＰ７０拍照。

关于叶片的解剖学的研究：

石蜡切片法为了保证材料的可靠性,在每个居群中随机选取15株直立枝完全展开的倒数第3片叶,采用常规石蜡切片法[21,22],在其中部切下0.5 cm长叶段用福尔马林-醋酸-酒精液(formalin-acetic acid-alco- hol)固定24 h以上,然后用70%-85%-95%-95%-100%-100%酒精脱水,经van-clear剂透明后,渗蜡并包埋,手动旋转切片机切片,切片厚10~12Lm,对每个居群的叶片制作15张切片。染色方法采用番红-固绿二重染色法[21,22]。加拿大树胶封片。

1.2.2临时刮片方法随机选取各居群15株直立枝相同部位的成熟叶片,截取叶中部2 cm左右叶段,用蒸馏水冲洗干净,将叶片放在干净的载玻片上,制下表皮切片,则将上表皮朝上放置,用刀片轻轻刮去叶表皮及叶肉部分直至透亮为止,剪切后用番红染色,甘油封片。

全部制片在Nikon Eclipse 80i生物显微镜下观察、测量并统计以下指标:角质层厚度、表皮细胞的厚度、叶片厚度、大小维管束的直径、机械组织厚度,下表皮细胞的长、宽及气孔的密度、长、宽,维管束的直径分别用水平直径与垂直直径来表示。每个测定指标重复30次后求其平均值。取具有代表性的区域进行拍照。

依据：

叶片形态的解剖学包括：角质层的厚度、表皮细胞厚度、叶表皮细胞的长宽、气孔的大小及密度、叶片厚度、维管束个数及直径的大小、机械组织厚度。

根、茎、叶的横切面特征和叶表皮特征描述。叶片结构：表皮、叶肉、叶脉。（主要观测的指标：叶片主脉处厚度、主脉维管束长度、主脉维管束厚度、叶片厚度、上表皮厚度、上表皮长度、下表皮厚度、下表皮厚度、栅栏组织层数、栅栏组织厚度、栅栏组织胞间隙、海绵组织厚度、海绵组织胞间隙、栅栏组织/海绵组织）。根包括：表皮、皮层和中柱。照片根据测微尺的刻度确定图像的长和宽。

叶解剖结构指标（角质层厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度、叶片厚度、气孔密度、气孔开度、气孔下陷深度、海绵组织细胞间隙）。非量化形态（叶的形态如针叶、阔叶、披针形叶、卵形叶）.可量化形态指标（叶脉、叶柄、托叶、表面绒毛、叶角）。平面几何形态指标及其衍生指标（叶长、叶宽、叶周长、叶面积、叶齿、裂叶、叶长/叶宽、面积/周长比）与叶片形态密切相关的其他指标（比叶面积、叶片氮含量、叶寿命、叶片很水量、光吸收比列）。叶片厚度(LD)、上表皮细胞厚度（LUPD）、下表皮细胞厚度（LBPD）、近轴面叶肉细胞厚度（LUCD）、远轴面叶肉细胞厚度（LBCD）、维管束厚度(LVD)、内皮层厚度（LED）、和传输细胞厚度（LTD）每个测量指标重复3次。

1、植物与期生长的环境构成一个整体，植物的结构特征最能体现

植物对环境的适应。（一般认为，气孔极区T形加厚、形态较复

杂的种类处于较高的演化水平。

2、干旱是植物生长过程中面临的逆境之一，植物无法避免永久性

的或不定期的干旱，经过长期的演化，植物可能对干旱环境采取多种适应对策。

3、晶体的存在一方面可以加强叶片的机械性能，另一方面可避免

对细胞的毒害作用、改变细胞的渗透势、提高吸水和保水能力。

4、叶是植物进行光合作用和蒸腾作用的主要的器官，在植物进化

过程中与周围环境关系密切，其结构特征最能体现植物对环境的适应。

5、植物对于干旱环境采取了上述种种适应对策，但并非每种植物

都采用其中一种对策，而是有不少植物同时采用多种对策。可见，自然界的事是十分复杂的，对每一种具体植物要做具体的分析。

6、植物器官结构为植物的生命活动提供物质基础，内部结构的变

化随着生理生态功能的改变而改变，因而，了解植物形态解剖结构对环境变化的响应与适应是探索植物对环境变化的适应机制和制定相应对策的基础。

7、形态结构是功能的基础，植物的结构特征最能体现植物对环境

的适应，因此了解植物形态解剖结构对环境变化的响应与适应是探索植物对环境变化的适应机制和制定响应对策的基础。8、植物叶片越厚，储水能力越强因此，叶片厚度长作为衡量植物

抗旱性的一个指标。

9、表皮细胞一般比较小（体积小），细胞壁（尤为外壁）常增厚，

这也是植物对旱生环境的一种适应。

10、角质层可减少植物水分蒸发并可反射紫外线辐射，使植物更适

于林缘或相对干燥的环境。角质层的厚薄受环境因素的影响，

但也受基因的控制。

11、气孔是植物控制水分和进行气体交换的通道，直接影响植物的

蒸腾作用，气孔调节是水分胁迫下植物抵御干旱环境的机制之

一。

12、气孔器是植物控制水分和进行气体交换的通道，直接影响植物

蒸腾作用，气孔调节是水分胁迫下植物抵御干旱和适应环境的

机制之一。

13、表皮毛能有效地反射强光照射引起的植物灼伤，防止水分蒸发

和动物啮食。一般来说，同一种的下表皮的表皮毛比上表皮多。

14、植物叶片是进化过程中对环境变化比较敏感且可塑性较大的器

官，环境变化常导致叶的长、宽及厚度，叶表皮细胞及其附属

物等形态解剖结构的响应与变化。

15、等认为气孔的密度、大小主要受光照、温度和降水的影响，

随着温度的增加和水分的减少，气孔器密度增加。

16、由于气孔密度直接影响内部阻力，气孔密度大且气孔大时，内

部阻力小，蒸腾较强。抗旱性加强。

17、植物器官的形态和结构是与其生理功能和生长环境密切相适应

的，在长期干旱外界因素的影响下，植物根、茎、叶和根茎各

器官在不断的进化更新中形成了特殊的外部形态和内部结构，并与荒漠草原环境适应，表现出强的抗旱性。

18、生长于不同生态环境中的植物，表现出不同的形态结构，被认

为是植物对特殊生境的演化适应。

19、较厚的栅栏组织及栅栏组织间隙一方面可以减少高山地区强日

照和强紫外线对植物叶的损伤，另一方面可提高叶内外表面的比值，从而增大叶绿素浓度。

20、木栓层和角质层不仅可以限制体内水分的散失、热量的传递，

也可以抵抗微生物的侵袭等各种不良影响。

21、植物的形态结构能反应气候因子对植物的影响以及植物本身对

环境的适应，这通常被认为是植物对特殊环境的适应反应。