黃瓜葉柄橫切結構的數(shù)量特性研究

于龍鳳，安福全，高金和

（臨滄師范高等專科學校，云南臨滄，677000）

黃瓜葉柄橫切結構的數(shù)量特性研究

于龍鳳，安福全，高金和

（臨滄師范高等專科學校，云南臨滄，677000）

對黃瓜苗期葉柄的橫切組織結構進行觀察，研究結果表明，黃瓜不同品種維管束間細胞層數(shù)相對穩(wěn)定，葉柄中維管束間細胞層數(shù)約為4；隨著節(jié)位變化，其皮層細胞層數(shù)、橫切直徑大小略有差異，其中第6節(jié)位細胞層數(shù)最多，橫切直徑最大；黃瓜葉柄橫切有無維管束分化處細胞密度不同，其中無維管束分化處細胞密度為85.90個/mm2，維管束附近細胞密度為104.99個/mm2。

黃瓜；葉柄；橫切結構；數(shù)量特性

植物的葉分為葉柄與葉片兩部分，以往的研究者重視葉片特征的研究[1～5]，對于連接莖和葉片之間的水、營養(yǎng)物質和同化物質的通道——葉柄少有研究，其實對于某些應用研究來說，如植物分類研究，葉柄特征可作為重要的參考。

對于葉柄韌皮部面積、葉柄質量和葉柄長度與葉面積的關系[6～7]，葉柄橫切面上維管束的數(shù)目和排列類型[8]，以及葉柄上下兩端的生長素濃度[9]等方面有關學者曾進行了相關研究，另外，關于植物的葉柄在數(shù)學形態(tài)學上也有研究[10]，但對于葉柄橫切結構數(shù)量性狀方面的研究鮮見報道，因此，以黃瓜為例，主要從細胞水平上研究葉柄橫切結構各組織的數(shù)量特性，以期為植物發(fā)育方面的研究提供解剖學方面的素材，同時也可為指導農業(yè)生產奠定理論基礎。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

黃瓜（Cucumis sativusL.）：長春密刺，山東密刺（種子購于種子商店）。

1.2 試驗方法

①栽培方法 試驗于2010年3月在臨滄師范高等?？茖W校校內教學實習基地進行。選取籽粒飽滿、大小一致的種子浸種催芽，種子用溫水浸種5～ 6 h，催芽溫度25℃，胚根長出后降至20℃，1～2 d出齊芽后，播種于10 cm×10 cm的塑料營養(yǎng)缽中，長出4～5片真葉后定植到直徑為30 cm的花盆中，正常管理。待葉片長到10葉1心時，取整齊一致的6株植株分別對不同節(jié)位葉柄（心葉除外，由下至上依次為2，4，6，8節(jié)位）進行形態(tài)解剖結構數(shù)量性狀的觀測。

②葉柄解剖學數(shù)量性狀測定方法 取新鮮材料的葉柄，每個品種選取6個葉柄，將葉柄材料于FAA（福爾馬林-酒精-醋液）溶液中固定48 h，沖洗完全后備用。選取葉柄中部，常規(guī)石蠟切片法制片。切片厚度8～10 μm，番紅-固綠對染，制成永久切片，然后在光學顯微鏡下觀察，同時對葉柄橫切各組織結構數(shù)量性狀進行測定。選取染色效果好、圖像清晰、結構完整的圖片進行拍照。

③數(shù)據測量、計算與分析 測量葉柄中維管束間、皮層間細胞層數(shù)，葉柄中部橫切面直徑，有無維管束分化處細胞密度，細胞密度換算為每1 mm2內的細胞個數(shù)。數(shù)據用SPSS分析軟件進行分析。根據維管束的大小和結構，參照前人的研究結果，為便于分析，將其分為4種類型：導管橫切面積最大的為一級（Ⅰ型）維管束，依次類推，分為二級（Ⅱ型）維管束，三級（Ⅲ型）維管束，四級（Ⅳ型）維管束。

2 結果與分析

2.1 黃瓜葉柄的組織結構

黃瓜葉柄的橫切面近似方圓形，由表皮、皮層、維管束3部分組成。黃瓜葉柄的表皮與莖的表皮相連，由一層扁平、近長方形的細胞組成，排列緊密、整齊，葉柄表面密生表皮毛（圖1）。葉柄內分布有大型及小型維管束，且大小維管束交錯排列，較大和較小維管束間有更小維管束存在，小維管束主要以韌皮部為主（圖2）。小維管束的存在可能是補充運輸碳水化合物等有機物質。

圖1 黃瓜葉柄縱面表皮（100×）

圖2 黃瓜葉柄橫切面（400×）

表1 黃瓜葉柄中維管束間細胞層數(shù) 層

圖3 黃瓜不同節(jié)位葉柄橫切面直徑大小

2.2 黃瓜葉柄中維管束間細胞層數(shù)

由表1可以看出，長春密刺葉柄中維管束間細胞層數(shù)為3.81，絕對偏差為0.32；山東密刺葉柄中維管束間細胞層數(shù)為4.33，絕對偏差為0.48，2種黃瓜葉柄中維管束間細胞層數(shù)接近4，說明黃瓜不同品種維管束間細胞層數(shù)相對穩(wěn)定。

2.3 黃瓜葉柄中皮層間細胞層數(shù)

觀察黃瓜葉柄皮層間細胞層數(shù)（表2），隨節(jié)位變化，其皮層細胞層數(shù)略有差異，其中第6節(jié)位細胞層數(shù)最多，這可能與該節(jié)位葉柄直徑較大有關。從各類型維管束距表皮間細胞層數(shù)觀察，Ⅰ型維管束距表皮間細胞層數(shù)最多，長春密刺為4.76，山東密刺為4.33；Ⅱ型維管束距表皮間細胞層數(shù)次之，長春密刺為3.13，山東密刺為3.53；Ⅲ型維管束距表皮間細胞層數(shù)分別是，長春密刺為2.38，山東密刺為2.17；Ⅳ型維管束距表皮間細胞層數(shù)最少，長春密刺為2.09，山東密刺為2.13。由此可見，其發(fā)育為內始式。

2.4 黃瓜葉柄橫切面直徑

表2 黃瓜不同品種不同節(jié)位葉柄皮層間細胞層數(shù)比較 層

對黃瓜不同節(jié)位葉柄中部直徑進行測量發(fā)現(xiàn)，隨著節(jié)位的上升，長春密刺及山東密刺葉柄橫切直徑均呈增加趨勢，且在第6節(jié)位升至最高，長春密刺及山東密刺葉柄直徑分別為3.24，3.43 mm （圖3）?？梢姡袑硬课蝗~柄較粗，具有較大的體積。

表3 黃瓜葉柄橫切面不同部位的細胞密度 個/mm2

2.5 黃瓜葉柄橫切面不同部位的細胞密度

表3可以看出，長春密刺無維管束分化處和維管束附近的細胞密度分別為85.67，108.67個/mm2；山東密刺無維管束分化處和維管束附近的細胞密度為86.13，101.32個/mm2。平均來看，黃瓜無維管束分化處細胞密度為85.90個/mm2，維管束附近細胞密度為104.99個/mm2，也就是說無維管束分化處細胞密度少于維管束附近的細胞密度。這說明黃瓜葉柄的發(fā)育是維管束中細胞數(shù)目不斷積累的結果，當葉柄中細胞數(shù)積累到一定程度就會啟動新的基因，致使新的維管束形成。

3 小結與討論

葉柄是水分、營養(yǎng)物質和光合產物運輸?shù)耐ǖ?，不同?jié)位葉柄運輸系統(tǒng)的發(fā)達程度與其代謝的旺盛程度相適應。已有研究表明，小麥、水稻和玉米葉片的內部結構隨葉位上升逐漸復雜，并且這一變化與其生理功能的增加相一致[11～13]。潘慶明等[14]研究認為小麥韌皮部的發(fā)育可能與光合活性或光合能力有關。鄭丕堯等[15]對玉米不同部位葉片維管束系統(tǒng)進行觀察，表明中上部葉片特別是穗位葉的運輸通道的結構性狀明顯優(yōu)于其他葉片。王英典等[16]對大豆葉柄運輸系統(tǒng)結構性狀的研究也表明，大豆中部葉位葉柄的結構性狀優(yōu)于其他葉位的運輸通道，集中體現(xiàn)在它們具有較大的最大徑和最小徑，較多的維管束數(shù)目以及較大的木質部和韌皮部橫切面積，這些無疑是高運輸能力的結構基礎。

本研究得到黃瓜葉柄橫切直徑大小與皮層間細胞層數(shù)呈正相關，且維管束分化處細胞密度較大，說明維管束分化處細胞具有很強的分裂增生能力。何永枝[17]研究表明在一定范圍內，大豆單株產量隨莖粗的增加而極顯著增加，說明提高莖和葉柄的運輸能力利于光合原料及產物的快速運輸。但由于研究所觀察的品種有限，關于葉柄發(fā)育與產量之間的關系還有待于進一步驗證。

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Research on Quantity Characteristics of Cucumber's Petiole Transverse Section

YU Longfeng,AN Fuquan,GAO Jinhe
(Lincang Teachers College,Lincang,Yunnan 677000)

This research was based on the observation of cucumber's petiole transverse section.The results showed that, firstly,different kinds of cucumber had similar cell layers of vascular bundle in petiole,there were four layers of vascular bundle cell in petiole.Secondly,with the change of cucumber's nodes,both the layers of cell and the diameter of transverse section changed.Among them,the sixth node of cucumber had both largest layers of cell and the biggest diameter of transverse section.Thirdly,the cell density of petiole transverse section of cucumber differed in their vascular bundle differentiation.The cell density of petiole transverse section of cucumber was 85.90 per mm2when there was no vascular bundle differentiation.The cell density of petiole transverse section of cucumber was 104.99 per mm2when there was vascular bundle differentiation.

Cucumber;Petiole;Transverse section;Quantity characteristics

10.3865/j.issn.1001-3547.2011.04.010

云南省教育廳科學研究基金項目（2010Y211）

于龍鳳（1971-），女，博士，高級農藝師，主要從事植物發(fā)育學方面的研究，E-mail：yulongfeng2222@163.com

安福全（1972-），男，通信作者，高級講師，主要從事植物生理生化方面的研究

2011-01-10