劉濟(jì)明++李麗霞++趙曉鵬

摘要：運(yùn)用石蠟切片技術(shù)和光鏡觀測(cè)方法，對(duì)6個(gè)小蓬竹[Drepanostachyum luodianense （Yi et R.S.Wang） Keng f.]居群根莖葉的解剖形態(tài)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果顯示：各解剖形態(tài)存在不同程度分化，根的各指標(biāo)形態(tài)變異系數(shù)范圍為85%～3.60%；莖的各指標(biāo)形態(tài)變異系數(shù)范圍為3.50%～50.71%；葉的各指標(biāo)形態(tài)變異系數(shù)范圍為0～58.55%。根、莖、葉解剖形態(tài)除個(gè)別指標(biāo)外，變異系數(shù)均在10%以上，表明小蓬竹對(duì)生境變化反應(yīng)靈敏，形態(tài)可塑性強(qiáng)，對(duì)環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)，遺傳多樣性比較豐富。

關(guān)鍵詞：小蓬竹；天然居群；解剖形態(tài)；變異

中圖分類號(hào)： S718.54文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A文章編號(hào)：1002-1302（2016）05-0231-03

小蓬竹[Drepanostachyum luodianense （Yi et R.S.Wang） Keng f. ]屬竹亞科鐮序竹屬，主產(chǎn)于貴州省黔南州、黔西南州、安順市一帶，是喀斯特石山地區(qū)的適生性竹種，對(duì)土壤保水、保肥、固土能力效果顯著，其外形美觀、觀賞價(jià)值高，可作為良好的紙漿原料，但是近年來(lái)小蓬竹無(wú)性系種群嚴(yán)重退化，種群數(shù)量急劇減少，已被列為極危物種之一[1-4]。植物解剖學(xué)是研究植物各個(gè)部分的內(nèi)部結(jié)構(gòu)學(xué)科，植物解剖學(xué)在闡明植物生長(zhǎng)發(fā)育機(jī)制、界定植物種屬類別、推動(dòng)生命科學(xué)向微觀層次領(lǐng)域發(fā)展過(guò)程中，起到了極為重要的作用。現(xiàn)有研究主要集中在特定生境條件下植物營(yíng)養(yǎng)器官的生態(tài)解剖學(xué)機(jī)制研究以及同一生態(tài)因子對(duì)植物營(yíng)養(yǎng)器官解剖結(jié)構(gòu)的影響等方面[5-12]。然而，解剖形態(tài)觀察和比較分析作為認(rèn)識(shí)、保護(hù)、開(kāi)發(fā)小蓬竹的有效途徑卻鮮見(jiàn)報(bào)道。馬玉棟等、宋桂卿等對(duì)國(guó)產(chǎn)鐮序竹屬竿的解剖及其在分類中的意義進(jìn)行研究[13-14]。本研究結(jié)合解剖學(xué)技術(shù)，對(duì)小蓬竹不同天然居群解剖形態(tài)差異進(jìn)行研究，從解剖形態(tài)差異角度揭示小蓬竹不同居群遺傳多樣性狀況，了解小蓬竹不同居群形態(tài)特征差異，旨在為小蓬竹形態(tài)特征遺傳多樣性研究提供基礎(chǔ)[15-17]。

1材料與方法

2012年7—9月對(duì)貴州省6個(gè)縣的小蓬竹分布地進(jìn)行調(diào)查取樣，在植株中部選取葉片，由于小蓬竹的木質(zhì)化、纖維化程度比較嚴(yán)重，根、莖都選取幼嫩的材料。

1.1制片方法

將野外取得的材料保存于70%乙醇配制的FAA固定液中，根、莖用刀片切為長(zhǎng)0.5 cm的小塊，葉片則從其中脈兩側(cè)截取0.5～1.0 cm大小的組織塊待用。根直接進(jìn)行后續(xù)操作，葉片需要用15%HF進(jìn)行去硅處理39 h，莖需要用20%乙二胺中軟化3 d，之后進(jìn)行后續(xù)操作。

1.2制片觀察

將制作好的根、莖、葉的切片常溫下放置1周后用多媒體數(shù)碼顯微鏡觀察，測(cè)量并記錄根、莖、葉微觀結(jié)構(gòu)特征。

1.3指標(biāo)測(cè)定方法

葉指標(biāo)測(cè)定方法：直接觀察制片圖片，獲取主脈維管束數(shù)、葉肉細(xì)胞層數(shù)、主脈泡狀細(xì)胞數(shù)（選取3個(gè)視野進(jìn)行測(cè)定，取均值）。利用圖像分析系統(tǒng)測(cè)定氣腔大?。y(cè)定同一視野中的3個(gè)氣腔，取均值）。根指標(biāo)測(cè)定方法：通過(guò)直接觀察制片圖片獲取根的各個(gè)形態(tài)指標(biāo)（選取3個(gè)視野進(jìn)行測(cè)定，取均值）。莖指標(biāo)測(cè)定方法：利用圖像分析系統(tǒng)測(cè)定莖維管束的相關(guān)形態(tài)指標(biāo)。由于維管束外、中、內(nèi)各部分維管束大小不相同，測(cè)定時(shí)分別選取外、中、內(nèi)3個(gè)部分的維管束進(jìn)行測(cè)定（同一視野3次重復(fù)，取均值）。

2研究地概況

各縣小蓬竹采樣地概況列于表1。小蓬竹采樣地年平均氣溫變化范圍為17.0～19.3 ℃，年均降水量為1 200～1 400 mm，海拔348 ～980 m，種群面積為500～50 000 m2。

3結(jié)果與分析

3.1小蓬竹根、莖、葉解剖結(jié)構(gòu)

3.1.1小蓬竹根解剖結(jié)構(gòu)小蓬竹幼根的表皮細(xì)胞常向外突起形成根毛，吸收水分、無(wú)機(jī)鹽。根的表皮并不永久保留，而是隨時(shí)間的推移最終脫落。從圖1可以看出，小蓬竹的皮層細(xì)胞大小從外到內(nèi)均是小→大→小，即小蓬竹根的外皮層細(xì)胞、內(nèi)皮層細(xì)胞均小于皮層薄壁細(xì)胞，6個(gè)種群的纖維組織細(xì)胞一般都在2～4層。小蓬竹根的原生導(dǎo)管為圓形，體積很小，遠(yuǎn)離根的髓部；后生大導(dǎo)管的體積較大，靠近根的髓部，后生大導(dǎo)管數(shù)目因小蓬竹的居群不同而具有較大的差異。不同居群根的原生導(dǎo)管和后生大導(dǎo)管的形態(tài)和數(shù)量均有差異，中柱的髓部也有差異，有的中央大部分細(xì)胞是薄壁細(xì)胞，有的輕度加厚。不同居群維管柱所占比例具有差異，表明維管柱在根結(jié)構(gòu)中所占的比例因居群的不同而存在差異。

3.1.2小蓬竹莖解剖結(jié)構(gòu)在40倍顯微鏡下，小蓬竹橫切表1各縣小蓬竹采樣地概況地理位置年平均溫度（℃）年均降水量（mm）海拔（m）小蓬竹種群面積（m2）坡位坡向坡度羅甸縣董架鄉(xiāng)董架村18.61 200840 50 000中陽(yáng)坡斜坡冊(cè)亨縣慶坪鄉(xiāng)者王村19.11 4008108 000上陽(yáng)坡斜坡貞豐縣平街鄉(xiāng)冗染村17.51 200348 800中陰坡陡坡望謨縣桑朗鎮(zhèn)興活村19.01 222810 500中陰坡陡坡安龍縣坡腳鄉(xiāng)八坎村19.31 219980 3 000上陽(yáng)坡斜坡平塘縣掌布鄉(xiāng)桃坡村17.01 259875 10 000上陽(yáng)坡斜坡面上，6個(gè)居群小蓬竹莖的表皮層均為一層橫向排列，且厚壁細(xì)胞排列緊密，細(xì)胞較皮下層細(xì)胞、皮層細(xì)胞大。小蓬竹莖皮層為2～3層，緊貼著表皮層，且有0～1層加厚現(xiàn)象。小蓬竹的維管束零散分布于基本薄壁組織當(dāng)中，為緊腰型，小蓬竹的幼莖橫切面表現(xiàn)為含髓的實(shí)心竹，成熟莖的橫切面表現(xiàn)為不含髓的空心竹（圖2）。

3.1.3小蓬竹葉解剖結(jié)構(gòu)葉的基本結(jié)構(gòu)分為表皮、葉肉、葉脈，上表皮有泡狀細(xì)胞、硅細(xì)胞、氣孔器、表皮毛等結(jié)構(gòu)，葉肉中有呈梭形的細(xì)胞——?dú)馇唬蕶M向排列（圖3）。

3.2不同小蓬竹居群間指標(biāo)變異分析

3.2.1不同居群根解剖分析由表2可知，小蓬竹根纖維細(xì)胞層數(shù)變化范圍為2.00～3.67層，均值為2.78層；后生大導(dǎo)管數(shù)變化范圍為4.33～11.67個(gè)，均值為7.61個(gè)；氣腔數(shù)變化范圍為0～10個(gè)，均值3個(gè)；環(huán)內(nèi)皮層變化范圍1～4層，均值為1.72層。6個(gè)小蓬竹天然居群間除根的纖維細(xì)胞層數(shù)外，其余3個(gè)根指標(biāo)變異系數(shù)均大于10%，后生大導(dǎo)管數(shù)、氣腔變異系數(shù)更是高達(dá)169.39%、360.00%，表明小蓬竹根的后生大導(dǎo)管、氣腔受環(huán)境影響很大，根纖維細(xì)胞層數(shù)變異系數(shù)最小，表明其受環(huán)境影響比較小，遺傳穩(wěn)定性比較高。

3.2.2不同居群葉解剖分析由表3可知，小蓬竹主脈維管束范圍為1.00～5.00個(gè)，均值2.33個(gè)；葉肉細(xì)胞層數(shù)范圍為4.00～6.00層，均值5.00層；氣腔長(zhǎng)范圍為 34.79～61.68 μm，均值為45.28 μm；氣腔寬范圍為6.63～10.29 μm，均值8.25 μm；泡狀細(xì)胞數(shù)在種群間無(wú)變化，均為3.00個(gè)。6個(gè)小蓬竹天然居群間除葉的泡狀細(xì)胞外，其余4個(gè)指標(biāo)的變異系數(shù)均大于16.87%，說(shuō)明小蓬竹葉形態(tài)在種群間的遺傳多樣性比較豐富，變異系數(shù)最大的是主脈維管束，為58.55%，其次是葉肉細(xì)胞層數(shù)，為21.91%，泡狀細(xì)胞變異系數(shù)最小，為0，說(shuō)明泡狀細(xì)胞基本不受環(huán)境影響，遺傳穩(wěn)定性很高。氣腔長(zhǎng)、氣腔寬的變異系數(shù)分別為2133%、1687%。

3.2.3不同居群莖解剖分析由表4可知，小蓬竹單位面積維管束密度變化范圍為6.30～41.75個(gè)/mm2，均值30.03個(gè)/mm2；徑向?qū)捵兓秶鸀?4.23 ～302.14 μm，均值為13822 μm；弦向?qū)捵兓秶鸀?1.75～197.25 μm；徑向/弦向變化范圍為0.650～0.759，均值為0.680。6個(gè)小蓬竹天然居群間除莖維管束徑向/弦向外，其余3個(gè)形態(tài)指標(biāo)變異系數(shù)均大于42.76%，變異系數(shù)最大的是徑向?qū)挘瑸?0.71%，其次是弦向?qū)挘瑸?8.91%，維管束密度變異系數(shù)與徑向?qū)捄拖蚁驅(qū)捪嗖畈淮螅f(shuō)明這3個(gè)指標(biāo)受環(huán)境的影響較大；徑向/弦向變異系數(shù)最小，為3.50%，說(shuō)明其受環(huán)境影響比較小，遺傳穩(wěn)定性比較高。

4結(jié)論與討論

生長(zhǎng)于不同生態(tài)環(huán)境中的植物常表現(xiàn)出不同的形態(tài)結(jié)構(gòu)，這通常被認(rèn)為是植物對(duì)特殊生境的演化適應(yīng)。同一物種的形態(tài)結(jié)構(gòu)差異大小依賴環(huán)境的不同，這些積累下的變異或突變往往能夠在長(zhǎng)期的進(jìn)化過(guò)程中被選擇留下遺傳給后代[18-22]。本研究對(duì)6個(gè)小蓬竹居群根莖葉解剖形態(tài)統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)，其各解剖形態(tài)存在不同程度分化，根的各指標(biāo)形態(tài)變異系數(shù)范圍為8.53%～360.00%，變異系數(shù)從大到小依次為氣腔數(shù)>后生大導(dǎo)管>環(huán)內(nèi)皮層>纖維細(xì)胞層數(shù)；莖的各個(gè)指標(biāo)形態(tài)變異系數(shù)范圍為3.50%～50.71%，變異系數(shù)從大到小為徑向?qū)?gt;弦向?qū)?gt;維管束密度>徑向?qū)?弦向?qū)?；葉的各個(gè)指標(biāo)形態(tài)變異系數(shù)范圍為0～58.55%，變異系數(shù)從大到小為主脈維管束數(shù)>葉肉細(xì)胞層數(shù)>氣腔長(zhǎng)>氣腔寬>泡狀細(xì)胞數(shù)。小蓬竹根、莖、葉解剖形態(tài)除個(gè)別指標(biāo)外，變異系數(shù)均在10%以上，表明小蓬竹對(duì)生境變化反應(yīng)靈敏，形態(tài)可塑性大，對(duì)環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)，遺傳多樣性比較豐富，原因可能是形態(tài)特征是基因與環(huán)境共同作用的產(chǎn)物[9]。同時(shí)可以看出，在根、莖、葉的解剖形態(tài)指標(biāo)中，根某些指標(biāo)變異系數(shù)明顯大于葉、莖，這可能是由于根生長(zhǎng)于土壤中與環(huán)境因子直接作用的結(jié)果。小蓬竹是喀斯特石山地區(qū)的適生性竹種，本研究為喀斯特石山地區(qū)造林材料的選育提供了較大的變異基礎(chǔ)，但選取的形態(tài)指標(biāo)有限，今后選擇小蓬竹的哪種變異類型作為喀斯特地區(qū)的高效造林綠化樹(shù)種，還應(yīng)選取更多的變異指標(biāo)進(jìn)行系統(tǒng)評(píng)價(jià)。

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