高凱悅，廖海民，劉世會，趙德剛，2* (．貴州大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院/農(nóng)業(yè)生物工程研究院，山地植物資源保護(hù)與種質(zhì)創(chuàng)新省部共建教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，貴州貴陽 550025;2．貴州省農(nóng)業(yè)生物工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，貴州貴陽 550025;3．貴州大學(xué)藥學(xué)院，貴州貴陽 550025)

頭花蓼(Polygonum capitatum Ham ex D．Don)為蓼科(Polygonaceae)多年生匍匐草本植物，又稱四季紅、石莽草、太陽草等，主要分布于貴州、西藏、四川、廣西、云南等省(區(qū))。頭花蓼全草入藥，具有清熱解毒、利尿通淋與活血止痛等功效［1］，是貴州傳統(tǒng)苗藥。隨著頭花蓼在醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，其市場需求也在急速上升。近年來，一些學(xué)者對頭花蓼組織培養(yǎng)、人工栽培技術(shù)進(jìn)行了大量研究［2－3］，為頭花蓼產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展奠定良好基礎(chǔ)。但是，有關(guān)頭花蓼解剖結(jié)構(gòu)的研究尚未見報道，僅賽明蘭等［4］對頭花蓼藥材進(jìn)行過顯微鑒定。筆者對野生頭花蓼、GAP基地種植頭花蓼、貴州省農(nóng)業(yè)生物工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室選育的四倍體及其二倍體頭花蓼品種葉片進(jìn)行了解剖研究，以期為頭花蓼優(yōu)良品種的選育提供解剖學(xué)參考依據(jù)。

1 材料與方法

1．1 材料 供試材料4個，來源見表1。表1中的I、II、III品種由貴州大學(xué)熊源新教授鑒定，IV品種由貴州大學(xué)農(nóng)業(yè)生物工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室誘導(dǎo)培育經(jīng)流式細(xì)胞儀鑒定。

表1 供試頭花蓼材料

1．2 方法

1．2．1 表皮撕片法。取相同部位葉片中部，采用指甲油印跡法撕取上下表皮［5］。表皮毛長度、表皮細(xì)胞和氣孔大小均取50個的平均值;表皮細(xì)胞、氣孔和表皮毛的密度取10個視野的平均值。

1．2．2 石蠟切片法。將新鮮葉片經(jīng)濃度70%FAA固定，乙醇脫水，二甲苯透明，石蠟包埋。切片厚度10 μm，番紅—固綠染色，加拿大樹膠封片［6］。葉片、主脈、表皮細(xì)胞、柵欄組織及海綿組織的厚度均為30個的平均值，并且計算組織緊密度(CTR)、疏松度(SR)以及柵/海比。計算公式如下:

CTR=柵欄組織厚度/葉片厚度×100%

SR=海綿組織厚度/葉片厚度×100%

柵/海比=柵欄組織厚度/海綿組織厚度×100%

1．3 數(shù)據(jù)處理 用EXCEL和SPSS19．0軟件對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2．1 葉表皮特征 頭花蓼葉片表皮由表皮細(xì)胞、氣孔器和表皮毛組成(圖1)。

2．1．1 表皮細(xì)胞。頭花蓼葉表皮細(xì)胞均排列緊密，其中上表皮細(xì)胞垂周壁近平直，細(xì)胞近方形，細(xì)胞較大，密度小;下表皮細(xì)胞垂周壁呈波狀彎曲長條形，細(xì)胞較小，密度較大。由表2可知，在頭花蓼4個材料中，相對于其他3個品種，多倍體細(xì)胞較大，密度更小，且差異在0．05水平顯著。

表2 葉表皮細(xì)胞特征

2．1．2 氣孔器。頭花蓼氣孔器均呈為無規(guī)則型，由2個腎形保衛(wèi)細(xì)胞和氣孔組成，上表皮氣孔數(shù)明顯少于下表皮。由表3可知，多倍體上表皮氣孔明顯大于其他3個品種，上、下表皮的氣孔密度均較低。

表3 葉表皮氣孔特征

2．1．3 表皮毛。頭花蓼的表皮毛僅分布于葉脈上，為單細(xì)胞表皮毛類型。由表4可知，上、下表皮的表皮毛長度均為多倍體較長，且與其他3個品種差異在0．05水平顯著;上、下表皮的表皮毛密度無顯著性差異。

表4 葉表皮毛特征

2．2 葉片解剖結(jié)構(gòu) 由圖2可知，頭花蓼葉片為典型的異 面葉結(jié)構(gòu)，即橫切面由表皮、葉肉和葉脈3個部分組成，葉肉包括柵欄組織和海綿組織2個部分。

頭花蓼上、下表皮均為一層細(xì)胞，細(xì)胞呈長方形，上表皮細(xì)胞較大且有明顯的角質(zhì)層。由表5可知，多倍體的葉片厚度較大，與其他3個品種差異在0．05水平顯著;上、下表皮的厚度均為多倍體較大，但差異不明顯。

表5 葉片主脈和表皮結(jié)構(gòu)特征

葉肉二型，分化為柵欄組織和海綿組織，在一些葉肉細(xì)胞中能看到草酸鈣簇晶?？拷媳砥さ牟课粸闁艡诮M織，組織兩列，細(xì)胞呈長柱形，其組成細(xì)胞排列規(guī)則，細(xì)胞長軸垂直于葉表面;近下表皮部位的海綿組織，細(xì)胞近圓形，排列疏松，間隙較多。由表6可知，多倍體的柵欄組織和海綿組織厚度較大，與其他3個品種差異在0．05水平顯著;組織緊密度、柵/海比較高。

表6 葉肉的解剖結(jié)構(gòu)特征

在頭花蓼葉片中分布有大量的維管組織，構(gòu)成各級葉脈，屬典型網(wǎng)狀脈序。葉脈維管束為外韌維管束類型，由木質(zhì)部、形成層和韌皮部組成。木質(zhì)部靠近葉的近軸面，韌皮部靠近葉的遠(yuǎn)軸面。頭花蓼主脈靠近上下表皮處且有較多厚角組織分布，其細(xì)胞排列較緊密。主脈具2個維管束，上下排列。近軸面維管束較小，其韌皮部朝下，木質(zhì)部朝上;遠(yuǎn)軸面維管束相對較大，木質(zhì)部和韌皮部的排列與近軸面維管束相反，即其木質(zhì)部朝下，而韌皮部朝上。

3 結(jié)論與討論

3．1 頭花蓼葉片的解剖結(jié)構(gòu) 頭花蓼葉片為典型的異面葉結(jié)構(gòu)。橫切面由表皮、葉肉和葉脈3個部分組成。葉肉包括柵欄組織和海綿組織2個部分。表皮由表皮細(xì)胞、氣孔器和表皮毛組成。表皮細(xì)胞均排列緊密，上表皮細(xì)胞垂周壁近平直，細(xì)胞近方形，下表皮細(xì)胞垂周壁呈波狀彎曲長條形。氣孔器為無規(guī)則型，由呈腎形的2個保衛(wèi)細(xì)胞和氣孔組成，上表皮氣孔數(shù)明顯少于下表皮。表皮毛僅分布于葉脈上，下表皮相對較多。葉肉包括柵欄組織和海綿組織2個部分，靠近上表皮部位的為柵欄組織，其組成細(xì)胞排列規(guī)則，細(xì)胞呈長柱形，細(xì)胞長軸垂直于葉表面;近下表皮部位的為海綿組織，細(xì)胞近圓形，排列疏松，間隙較多。葉脈為外韌維管束類型，由木質(zhì)部、形成層和韌皮部組成，木質(zhì)部靠近葉的近軸面，韌皮部靠近葉的遠(yuǎn)軸面。

頭花蓼主脈較特殊，具兩個維管束，上下排列，近軸面維管束較小，其韌皮部朝下，木質(zhì)部朝上;遠(yuǎn)軸面維管束相對較大，木質(zhì)部和韌皮部的排列與近軸面維管束相反，即其木質(zhì)部朝下，而韌皮部朝上。主脈的這種維管束排列較少見，在同屬植物何首烏(Polygonum multiflorum Thunb．)有報道［7］。

3．2 不同品種頭花蓼葉片的結(jié)構(gòu)差異 在頭花蓼4個材料中，多倍體與所研究的其他3個材料間差異較大。其表皮細(xì)胞較大，細(xì)胞密度小;上表皮氣孔較大，上、下表皮的氣孔密度均較低;上、下表皮的表皮毛長度較長;葉片、上表皮和下表皮的厚度均較大;柵欄組織和海綿組織的厚度較大;其組織緊密度、柵/海比較高。這些形態(tài)解剖結(jié)構(gòu)特征表明，多倍體品種具有一定的優(yōu)越性，對環(huán)境的適應(yīng)能力更強(qiáng)。一般認(rèn)為，氣孔密度越小，角質(zhì)層越厚，葉肉的柵欄組織越發(fā)達(dá)，植物抗寒能力就越強(qiáng)［8－10］。多倍體品種氣孔密度最小，葉片最厚，CTR最大，SR最小。在抗寒性方面，與普通二倍體相比，多倍體具有明顯的優(yōu)勢。

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