大花黃牡丹葉片發(fā)育過程中氣孔密度和氣孔指數(shù)的動態(tài)變化

王芳　王國嚴(yán)　王偉

摘要：對大花黃牡丹葉片下表皮上的氣孔密度、氣孔指數(shù)在不同發(fā)育階段的動態(tài)變化進行了研究，結(jié)果表明：氣孔沿葉脈兩端均勻分布，在前3個發(fā)育階段，表皮細胞主要進行細胞分裂、細胞擴大，隨后表皮細胞主要進行擴大生長，第6個階段開始趨于穩(wěn)定。氣孔密度先降低，后趨于平穩(wěn)。氣孔指數(shù)開始小幅降低，隨后略微波動，最后趨于平穩(wěn)。

關(guān)鍵詞：大花黃牡丹；表皮細胞；氣孔密度；發(fā)育階段

中圖分類號： S685.110.1文獻標(biāo)志碼： A文章編號：1002-1302（2014）09-0135-02

收稿日期：2013-12-18

基金項目：國家自然科學(xué)基金 （編號：31260147）。

作者簡介：王芳（1983—），女，四川內(nèi)江人，講師，主要從事生物學(xué)研究。E-mail：sanjana.fang@163.com。

通信作者：王國嚴(yán)，講師，主要從事生態(tài)學(xué)研究。E-mail：wangguoyan@yeah.net。大花黃牡丹（Paeonia ludlowii）屬芍藥科（Paeoniaceae）芍藥屬（Paeonia），為西藏特有種。大花黃牡丹的花具有極高的觀賞價值，根常作為藏藥入藥，既是寶貴的花卉種質(zhì)資源，又是名貴的藏藥材資源。大花黃牡丹分布范圍窄，數(shù)量少，加之自然植被遭受破壞，致使大花黃牡丹分布范圍日益縮小，種群持續(xù)減少，已被《中國物種紅色名錄》收錄[1]。氣孔是植物蒸騰過程中水蒸氣從植物體內(nèi)排到體外的主要出口，也是植物進行光合作用、呼吸作用時與外界進行氣體交換的通道。對氣孔發(fā)育過程進行研究有助于了解氣孔在高等植物發(fā)育過程中所起的作用，從而為植物生理學(xué)、形態(tài)學(xué)研究奠定基礎(chǔ)。本研究探討了大花黃牡丹葉片發(fā)育過程中氣孔密度、氣孔指數(shù)的動態(tài)變化，旨在為開發(fā)利用大花黃牡丹種質(zhì)資源提供依據(jù)。

1材料與方法

1.1材料

取30根具有10張真葉的大花黃牡丹枝條進行試驗，將枝條上的10張真葉按發(fā)育順序界定為10個發(fā)育階段。將從枝條頂端到基部的葉片依次定義為第1、第2、第3、…、第10發(fā)育階段。以每張葉片的中部避開葉脈處為取樣點，采用直接撕片法獲得表皮細胞，部分未展開的心葉采用透明膠帶黏取法[2]。

1.2方法

采用數(shù)碼顯微鏡觀察表皮細胞的氣孔并拍照記錄。在每片真葉的3個取樣部位各統(tǒng)計50個視野，統(tǒng)計每個視野中的氣孔數(shù)、表皮細胞數(shù)，計算氣孔密度、氣孔指數(shù)[3-4]。用SPSS軟件對數(shù)據(jù)進行顯著性分析。

氣孔密度=1個視野中的氣孔數(shù)目/視野面積；（1）

氣孔指數(shù)=氣孔數(shù)/（氣孔數(shù)+表皮細胞數(shù)）×100%。（2）

2結(jié)果與分析

2.1大花黃牡丹葉片上的氣孔分布特征

由圖1可知，大花黃牡丹葉片上的氣孔由2個保衛(wèi)細胞圍成，在保衛(wèi)細胞的外方無不同于表皮細胞的副衛(wèi)細胞，氣孔屬于腎狀等厚壁型。葉片葉脈處的細胞呈長條形，其長軸與葉片長軸平行，沒有發(fā)現(xiàn)氣孔，氣孔分布在葉脈的兩側(cè)。

2.2不同發(fā)育階段葉片各參數(shù)的比較

由表1可知，大花黃牡丹的葉片是三出復(fù)葉，葉片的長度、寬度、面積、鮮質(zhì)量均隨著葉片的發(fā)育而逐漸增大，從第8階段開始，葉片的長、寬變化不顯著，基本趨于穩(wěn)定，鮮質(zhì)量、葉面積增加緩慢。

2.3氣孔指數(shù)、氣孔密度

如圖2所示，大花黃牡丹葉片發(fā)育過程中，氣孔指數(shù)變化

2.4表皮細胞的動態(tài)變化

在大花黃牡丹葉片發(fā)育的前3個階段，表片細胞的平皮切面呈不規(guī)則的多邊形，個體小、數(shù)目多。隨后，大花黃牡丹葉片表皮細胞個體逐漸增大，平皮切面發(fā)育呈深波形。第1階段表皮細胞數(shù)量最多，隨著葉片的發(fā)育，表皮細胞數(shù)量逐漸減少，第6階段開始趨于穩(wěn)定。

3結(jié)論與討論

大花黃牡丹葉片的氣孔主要分布在葉脈兩邊，第1發(fā)育階段，表皮細胞分裂形成氣孔的保衛(wèi)母細胞，這些保衛(wèi)母細胞與表皮細胞相比個體較小，形狀為近圓形。有些保衛(wèi)母細胞已進入均等分裂，形成了2個保衛(wèi)細胞，分裂后的保衛(wèi)細胞逐漸擴大，形狀也由分裂前的圓形逐漸過渡為橢圓形。隨后在2個保衛(wèi)細胞間的內(nèi)側(cè)形成孔道，最后發(fā)育成氣孔。葉片從第1階段發(fā)育到第2階段，葉面積擴大了164%，表皮細胞數(shù)目降低了16.5%；葉片從第2階段發(fā)育到第3階段，葉面積擴大了238%，表皮細胞數(shù)目降低了20%，這表明表皮細胞的分裂與擴大主要發(fā)生在這2個階段，也就是葉片發(fā)育早期。從第3階段開始，表皮細胞的分裂、擴大速度變緩，數(shù)目變化不顯著。葉片從第1階段發(fā)育到第2階段，氣孔指數(shù)、氣孔密度均顯著降低，這應(yīng)該跟表皮細胞數(shù)量減少有關(guān)，隨后氣孔密度、氣孔指數(shù)開始呈波動性增加，這個過程中，表皮細胞體積逐漸擴大，成熟的氣孔數(shù)目也在逐漸增加。發(fā)育到第8階段，氣孔密度、氣孔指數(shù)趨于穩(wěn)定，說明成熟的氣孔數(shù)目已達最大值，葉片氣孔發(fā)育完成。

參考文獻：

[1]汪松，解焱. 中國物種紅色名錄[M]. 北京：高等教育出版社，2004：323.

[2]段云峰，王幼寧，李霞. 一種獲得葉片表皮觀察氣孔的簡易方法及其應(yīng)用[J]. 華北農(nóng)學(xué)報，2008，23（增刊1）：73-76.

[3]汪矛. 植物生物學(xué)實驗教程[M]. 北京：科學(xué)出版社，2003：138-139.

[4]王灶安. 植物顯微技術(shù)[M]. 北京：農(nóng)業(yè)出版社，1992：74-75.

摘要：對大花黃牡丹葉片下表皮上的氣孔密度、氣孔指數(shù)在不同發(fā)育階段的動態(tài)變化進行了研究，結(jié)果表明：氣孔沿葉脈兩端均勻分布，在前3個發(fā)育階段，表皮細胞主要進行細胞分裂、細胞擴大，隨后表皮細胞主要進行擴大生長，第6個階段開始趨于穩(wěn)定。氣孔密度先降低，后趨于平穩(wěn)。氣孔指數(shù)開始小幅降低，隨后略微波動，最后趨于平穩(wěn)。

關(guān)鍵詞：大花黃牡丹；表皮細胞；氣孔密度；發(fā)育階段

中圖分類號： S685.110.1文獻標(biāo)志碼： A文章編號：1002-1302（2014）09-0135-02

收稿日期：2013-12-18

基金項目：國家自然科學(xué)基金 （編號：31260147）。

作者簡介：王芳（1983—），女，四川內(nèi)江人，講師，主要從事生物學(xué)研究。E-mail：sanjana.fang@163.com。

通信作者：王國嚴(yán)，講師，主要從事生態(tài)學(xué)研究。E-mail：wangguoyan@yeah.net。大花黃牡丹（Paeonia ludlowii）屬芍藥科（Paeoniaceae）芍藥屬（Paeonia），為西藏特有種。大花黃牡丹的花具有極高的觀賞價值，根常作為藏藥入藥，既是寶貴的花卉種質(zhì)資源，又是名貴的藏藥材資源。大花黃牡丹分布范圍窄，數(shù)量少，加之自然植被遭受破壞，致使大花黃牡丹分布范圍日益縮小，種群持續(xù)減少，已被《中國物種紅色名錄》收錄[1]。氣孔是植物蒸騰過程中水蒸氣從植物體內(nèi)排到體外的主要出口，也是植物進行光合作用、呼吸作用時與外界進行氣體交換的通道。對氣孔發(fā)育過程進行研究有助于了解氣孔在高等植物發(fā)育過程中所起的作用，從而為植物生理學(xué)、形態(tài)學(xué)研究奠定基礎(chǔ)。本研究探討了大花黃牡丹葉片發(fā)育過程中氣孔密度、氣孔指數(shù)的動態(tài)變化，旨在為開發(fā)利用大花黃牡丹種質(zhì)資源提供依據(jù)。

1材料與方法

1.1材料

取30根具有10張真葉的大花黃牡丹枝條進行試驗，將枝條上的10張真葉按發(fā)育順序界定為10個發(fā)育階段。將從枝條頂端到基部的葉片依次定義為第1、第2、第3、…、第10發(fā)育階段。以每張葉片的中部避開葉脈處為取樣點，采用直接撕片法獲得表皮細胞，部分未展開的心葉采用透明膠帶黏取法[2]。

1.2方法

采用數(shù)碼顯微鏡觀察表皮細胞的氣孔并拍照記錄。在每片真葉的3個取樣部位各統(tǒng)計50個視野，統(tǒng)計每個視野中的氣孔數(shù)、表皮細胞數(shù)，計算氣孔密度、氣孔指數(shù)[3-4]。用SPSS軟件對數(shù)據(jù)進行顯著性分析。

氣孔密度=1個視野中的氣孔數(shù)目/視野面積；（1）

氣孔指數(shù)=氣孔數(shù)/（氣孔數(shù)+表皮細胞數(shù)）×100%。（2）

2結(jié)果與分析

2.1大花黃牡丹葉片上的氣孔分布特征

由圖1可知，大花黃牡丹葉片上的氣孔由2個保衛(wèi)細胞圍成，在保衛(wèi)細胞的外方無不同于表皮細胞的副衛(wèi)細胞，氣孔屬于腎狀等厚壁型。葉片葉脈處的細胞呈長條形，其長軸與葉片長軸平行，沒有發(fā)現(xiàn)氣孔，氣孔分布在葉脈的兩側(cè)。

2.2不同發(fā)育階段葉片各參數(shù)的比較

由表1可知，大花黃牡丹的葉片是三出復(fù)葉，葉片的長度、寬度、面積、鮮質(zhì)量均隨著葉片的發(fā)育而逐漸增大，從第8階段開始，葉片的長、寬變化不顯著，基本趨于穩(wěn)定，鮮質(zhì)量、葉面積增加緩慢。

2.3氣孔指數(shù)、氣孔密度

如圖2所示，大花黃牡丹葉片發(fā)育過程中，氣孔指數(shù)變化

2.4表皮細胞的動態(tài)變化

在大花黃牡丹葉片發(fā)育的前3個階段，表片細胞的平皮切面呈不規(guī)則的多邊形，個體小、數(shù)目多。隨后，大花黃牡丹葉片表皮細胞個體逐漸增大，平皮切面發(fā)育呈深波形。第1階段表皮細胞數(shù)量最多，隨著葉片的發(fā)育，表皮細胞數(shù)量逐漸減少，第6階段開始趨于穩(wěn)定。

3結(jié)論與討論

大花黃牡丹葉片的氣孔主要分布在葉脈兩邊，第1發(fā)育階段，表皮細胞分裂形成氣孔的保衛(wèi)母細胞，這些保衛(wèi)母細胞與表皮細胞相比個體較小，形狀為近圓形。有些保衛(wèi)母細胞已進入均等分裂，形成了2個保衛(wèi)細胞，分裂后的保衛(wèi)細胞逐漸擴大，形狀也由分裂前的圓形逐漸過渡為橢圓形。隨后在2個保衛(wèi)細胞間的內(nèi)側(cè)形成孔道，最后發(fā)育成氣孔。葉片從第1階段發(fā)育到第2階段，葉面積擴大了164%，表皮細胞數(shù)目降低了16.5%；葉片從第2階段發(fā)育到第3階段，葉面積擴大了238%，表皮細胞數(shù)目降低了20%，這表明表皮細胞的分裂與擴大主要發(fā)生在這2個階段，也就是葉片發(fā)育早期。從第3階段開始，表皮細胞的分裂、擴大速度變緩，數(shù)目變化不顯著。葉片從第1階段發(fā)育到第2階段，氣孔指數(shù)、氣孔密度均顯著降低，這應(yīng)該跟表皮細胞數(shù)量減少有關(guān)，隨后氣孔密度、氣孔指數(shù)開始呈波動性增加，這個過程中，表皮細胞體積逐漸擴大，成熟的氣孔數(shù)目也在逐漸增加。發(fā)育到第8階段，氣孔密度、氣孔指數(shù)趨于穩(wěn)定，說明成熟的氣孔數(shù)目已達最大值，葉片氣孔發(fā)育完成。

參考文獻：

[1]汪松，解焱. 中國物種紅色名錄[M]. 北京：高等教育出版社，2004：323.

[2]段云峰，王幼寧，李霞. 一種獲得葉片表皮觀察氣孔的簡易方法及其應(yīng)用[J]. 華北農(nóng)學(xué)報，2008，23（增刊1）：73-76.

[3]汪矛. 植物生物學(xué)實驗教程[M]. 北京：科學(xué)出版社，2003：138-139.

[4]王灶安. 植物顯微技術(shù)[M]. 北京：農(nóng)業(yè)出版社，1992：74-75.

摘要：對大花黃牡丹葉片下表皮上的氣孔密度、氣孔指數(shù)在不同發(fā)育階段的動態(tài)變化進行了研究，結(jié)果表明：氣孔沿葉脈兩端均勻分布，在前3個發(fā)育階段，表皮細胞主要進行細胞分裂、細胞擴大，隨后表皮細胞主要進行擴大生長，第6個階段開始趨于穩(wěn)定。氣孔密度先降低，后趨于平穩(wěn)。氣孔指數(shù)開始小幅降低，隨后略微波動，最后趨于平穩(wěn)。

關(guān)鍵詞：大花黃牡丹；表皮細胞；氣孔密度；發(fā)育階段

中圖分類號： S685.110.1文獻標(biāo)志碼： A文章編號：1002-1302（2014）09-0135-02

收稿日期：2013-12-18

基金項目：國家自然科學(xué)基金 （編號：31260147）。

作者簡介：王芳（1983—），女，四川內(nèi)江人，講師，主要從事生物學(xué)研究。E-mail：sanjana.fang@163.com。

通信作者：王國嚴(yán)，講師，主要從事生態(tài)學(xué)研究。E-mail：wangguoyan@yeah.net。大花黃牡丹（Paeonia ludlowii）屬芍藥科（Paeoniaceae）芍藥屬（Paeonia），為西藏特有種。大花黃牡丹的花具有極高的觀賞價值，根常作為藏藥入藥，既是寶貴的花卉種質(zhì)資源，又是名貴的藏藥材資源。大花黃牡丹分布范圍窄，數(shù)量少，加之自然植被遭受破壞，致使大花黃牡丹分布范圍日益縮小，種群持續(xù)減少，已被《中國物種紅色名錄》收錄[1]。氣孔是植物蒸騰過程中水蒸氣從植物體內(nèi)排到體外的主要出口，也是植物進行光合作用、呼吸作用時與外界進行氣體交換的通道。對氣孔發(fā)育過程進行研究有助于了解氣孔在高等植物發(fā)育過程中所起的作用，從而為植物生理學(xué)、形態(tài)學(xué)研究奠定基礎(chǔ)。本研究探討了大花黃牡丹葉片發(fā)育過程中氣孔密度、氣孔指數(shù)的動態(tài)變化，旨在為開發(fā)利用大花黃牡丹種質(zhì)資源提供依據(jù)。

1材料與方法

1.1材料

取30根具有10張真葉的大花黃牡丹枝條進行試驗，將枝條上的10張真葉按發(fā)育順序界定為10個發(fā)育階段。將從枝條頂端到基部的葉片依次定義為第1、第2、第3、…、第10發(fā)育階段。以每張葉片的中部避開葉脈處為取樣點，采用直接撕片法獲得表皮細胞，部分未展開的心葉采用透明膠帶黏取法[2]。

1.2方法

采用數(shù)碼顯微鏡觀察表皮細胞的氣孔并拍照記錄。在每片真葉的3個取樣部位各統(tǒng)計50個視野，統(tǒng)計每個視野中的氣孔數(shù)、表皮細胞數(shù)，計算氣孔密度、氣孔指數(shù)[3-4]。用SPSS軟件對數(shù)據(jù)進行顯著性分析。

氣孔密度=1個視野中的氣孔數(shù)目/視野面積；（1）

氣孔指數(shù)=氣孔數(shù)/（氣孔數(shù)+表皮細胞數(shù)）×100%。（2）

2結(jié)果與分析

2.1大花黃牡丹葉片上的氣孔分布特征

由圖1可知，大花黃牡丹葉片上的氣孔由2個保衛(wèi)細胞圍成，在保衛(wèi)細胞的外方無不同于表皮細胞的副衛(wèi)細胞，氣孔屬于腎狀等厚壁型。葉片葉脈處的細胞呈長條形，其長軸與葉片長軸平行，沒有發(fā)現(xiàn)氣孔，氣孔分布在葉脈的兩側(cè)。

2.2不同發(fā)育階段葉片各參數(shù)的比較

由表1可知，大花黃牡丹的葉片是三出復(fù)葉，葉片的長度、寬度、面積、鮮質(zhì)量均隨著葉片的發(fā)育而逐漸增大，從第8階段開始，葉片的長、寬變化不顯著，基本趨于穩(wěn)定，鮮質(zhì)量、葉面積增加緩慢。

2.3氣孔指數(shù)、氣孔密度

如圖2所示，大花黃牡丹葉片發(fā)育過程中，氣孔指數(shù)變化

2.4表皮細胞的動態(tài)變化

在大花黃牡丹葉片發(fā)育的前3個階段，表片細胞的平皮切面呈不規(guī)則的多邊形，個體小、數(shù)目多。隨后，大花黃牡丹葉片表皮細胞個體逐漸增大，平皮切面發(fā)育呈深波形。第1階段表皮細胞數(shù)量最多，隨著葉片的發(fā)育，表皮細胞數(shù)量逐漸減少，第6階段開始趨于穩(wěn)定。

3結(jié)論與討論

大花黃牡丹葉片的氣孔主要分布在葉脈兩邊，第1發(fā)育階段，表皮細胞分裂形成氣孔的保衛(wèi)母細胞，這些保衛(wèi)母細胞與表皮細胞相比個體較小，形狀為近圓形。有些保衛(wèi)母細胞已進入均等分裂，形成了2個保衛(wèi)細胞，分裂后的保衛(wèi)細胞逐漸擴大，形狀也由分裂前的圓形逐漸過渡為橢圓形。隨后在2個保衛(wèi)細胞間的內(nèi)側(cè)形成孔道，最后發(fā)育成氣孔。葉片從第1階段發(fā)育到第2階段，葉面積擴大了164%，表皮細胞數(shù)目降低了16.5%；葉片從第2階段發(fā)育到第3階段，葉面積擴大了238%，表皮細胞數(shù)目降低了20%，這表明表皮細胞的分裂與擴大主要發(fā)生在這2個階段，也就是葉片發(fā)育早期。從第3階段開始，表皮細胞的分裂、擴大速度變緩，數(shù)目變化不顯著。葉片從第1階段發(fā)育到第2階段，氣孔指數(shù)、氣孔密度均顯著降低，這應(yīng)該跟表皮細胞數(shù)量減少有關(guān)，隨后氣孔密度、氣孔指數(shù)開始呈波動性增加，這個過程中，表皮細胞體積逐漸擴大，成熟的氣孔數(shù)目也在逐漸增加。發(fā)育到第8階段，氣孔密度、氣孔指數(shù)趨于穩(wěn)定，說明成熟的氣孔數(shù)目已達最大值，葉片氣孔發(fā)育完成。

參考文獻：

[1]汪松，解焱. 中國物種紅色名錄[M]. 北京：高等教育出版社，2004：323.

[2]段云峰，王幼寧，李霞. 一種獲得葉片表皮觀察氣孔的簡易方法及其應(yīng)用[J]. 華北農(nóng)學(xué)報，2008，23（增刊1）：73-76.

[3]汪矛. 植物生物學(xué)實驗教程[M]. 北京：科學(xué)出版社，2003：138-139.

[4]王灶安. 植物顯微技術(shù)[M]. 北京：農(nóng)業(yè)出版社，1992：74-75.