細(xì)葉榕氣生根生命力的研究及應(yīng)用

許永慶 楊雪蓮

（廣東省深圳紅嶺中學(xué)高中部廣東深圳518000）

細(xì)葉榕又名千根樹，桑科榕樹屬多年生常綠喬木，是熱帶亞熱帶地區(qū)城鎮(zhèn)建設(shè)最理想的行道樹，既可綠化美化環(huán)境，又可調(diào)節(jié)氣候。在深圳市的街道、學(xué)校、公園等處大量地種植著細(xì)葉榕，在長期沒有雨水的季節(jié)里，細(xì)葉榕保持著一種“干燥死亡”的狀態(tài)，然而，每至雨水滋潤，看似長久干燥死亡的細(xì)葉榕氣生根總能吐露潔白稚嫩的新根，體現(xiàn)出其強(qiáng)大的生命力。為了進(jìn)一步了解細(xì)葉榕氣生根，本課題組對細(xì)葉榕氣生根橫切面觀察、抗逆性實驗及根尖有絲分裂實驗觀察，加深了對細(xì)葉榕氣生根的了解，并進(jìn)一步探尋細(xì)葉榕氣生根能否在高中生物學(xué)教學(xué)中進(jìn)行應(yīng)用和拓展。

1 細(xì)葉榕氣生根新根切片觀察

1.1 取材取雨水浸潤過的細(xì)葉榕氣生根新根，截取離根尖約1 cm的位置，做橫切面和縱切面的臨時裝片，分別在顯微鏡下觀察（圖1，圖2）。

圖1 細(xì)葉榕氣生根縱切

圖2 細(xì)葉榕氣生根橫切

1.2 制片在2個刀片間夾一薄紙片，做橫切面切片時，在離根尖約3 mm處切割；做縱切面時，由于根尖細(xì)小，不易切取，且易發(fā)生位置偏移。因此，先要固定好根尖，用夾有薄紙片的2個刀片在根尖縱向的中間位置迅速切取。

1.3 觀察及結(jié)果分析通過對細(xì)葉榕根尖縱切面和橫切面的結(jié)構(gòu)觀察，可知細(xì)葉榕氣生根中間維管束比較發(fā)達(dá)，有利于物質(zhì)的運輸。根被和皮層較厚，能形成對根韌皮部等重要結(jié)構(gòu)的有效保護(hù)。另外，圖2中根尖已經(jīng)形成了次生結(jié)構(gòu)，形成層已近乎圓形，說明其形成層分裂能力強(qiáng)，在較短時間內(nèi)迅速完成了由初生結(jié)構(gòu)向次生結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變。

2 細(xì)葉榕氣生根耐鹽性實驗

2.1 實驗原理土壤中可溶性鹽分過多對植物的不利影響稱為鹽害，而植物對鹽害的耐受能力稱為耐鹽性。配制不同梯度濃度的鹽水，將氣生根置入溶液中進(jìn)行培養(yǎng)，通過比較可確定其耐鹽性。

2.2 實驗材料和器材材料取同株細(xì)葉榕長勢相同的氣生根（在雨后長出一定長度的新根時），5根為一束，共7束。器材及用品：電子天平、量筒、燒杯、滴管、塑料袋、針筒、礦泉水瓶、標(biāo)記筆、標(biāo)簽、稱量紙等；藥品：固體NaCl。

圖3 耐鹽性實驗的處理

2.3 實驗過程配制不同質(zhì)量濃度梯度的NaCl溶液（濃度設(shè)置見下頁表1），等量注入空的礦泉水瓶。實驗前將7束氣生根中的每條氣生根進(jìn)行測量，從其尖端向上測量10 cm，并用標(biāo)記筆進(jìn)行標(biāo)記。標(biāo)記完后將7束氣生根分別放入不同濃度的鹽溶液中并吊置（如圖3），瓶口稍扎緊，防止雨水浸入。為避免爛根，每天使用針筒往溶液中注入空氣，頻率為一日2次。

2.4 實驗結(jié)果統(tǒng)計1周后觀察各濃度處理下氣生根的長勢并測量長度。結(jié)果如表1。

2.5 結(jié)論及討論實驗結(jié)果顯示，細(xì)葉榕氣生根的生長最適NaCl濃度為6‰左右，增長率達(dá)111.4%，查詢資料也表明，其生長濃度在該濃度下較為合適。與清水對照組相比，在鹽濃度較高時，氣生根生長狀況依然良好，說明其耐鹽性較強(qiáng)，能用于在某些鹽堿地中對土壤環(huán)境的改善。經(jīng)過討論，認(rèn)為氣生根耐鹽性的研究應(yīng)嚴(yán)格遵守控制變量的原則。在對氣生根進(jìn)行離體脅迫還是留樹脅迫上，考慮到離體脅迫無法了解是否對氣生根具有時效性，截取后無法馬上進(jìn)行脅迫和測量，可能導(dǎo)致最后實驗失敗，因此否定了離體脅迫這一方案，確定進(jìn)行留樹脅迫。同時實驗結(jié)果中還有2處值得注意，2‰組的氣根明顯增粗，表面出現(xiàn)霉菌，而4‰組的氣根明顯分岔增加（體現(xiàn)在表格里NaCl濃度相對值為4.0的數(shù)據(jù)中，如“10.20+0.30”中的0.30即為分岔根的長度）。此種現(xiàn)象產(chǎn)生的原因還有待分析。

表1 實驗處理1周后測量的結(jié)果統(tǒng)計（長度單位：cm）

3 氣生根分裂能力的實驗

3.1 實驗原理及實驗?zāi)康募?xì)葉榕氣生根的分裂能力是評價細(xì)葉榕能否在艱難環(huán)境下生存的重要指標(biāo)之一。評價細(xì)葉榕氣根的分裂能力，與目前常見的植物比較，綜合其他生理適應(yīng)性等條件，將有希望把細(xì)葉榕作為改善環(huán)境的優(yōu)良植物大面積種植，對不良環(huán)境的改善起到積極作用。本實驗利用高中生物學(xué)必修1“觀察根尖分生區(qū)組織細(xì)胞的有絲分裂”中實驗的原理，對細(xì)葉榕氣生根有絲分裂進(jìn)行觀察，并與洋蔥根尖有絲分裂實驗進(jìn)行對比，既可以了解細(xì)葉榕氣生根的分裂能力，又可以加深對高中教材中有絲分裂觀察實驗的理解，并期望能在材料上進(jìn)行改進(jìn)。

3.2 實驗過程取新生的細(xì)葉榕氣生根和萌發(fā)的洋蔥根尖同時進(jìn)行實驗，實驗的操作過程與高中生物學(xué)必修1“觀察根尖分生區(qū)組織細(xì)胞的有絲分裂”中實驗類似，在此不再闡述。

3.3 實驗結(jié)果洋蔥根尖的有絲分裂觀察結(jié)果如圖4。而細(xì)葉榕氣生根根尖有絲分裂的臨時裝片制作與觀察，經(jīng)過多次重復(fù)實驗，均以失敗告終，相關(guān)的結(jié)果如圖5。圖中根本不能找到有絲分裂的細(xì)胞。

3.4 實驗結(jié)果分析從圖4中可知洋蔥根尖的確是觀察植物細(xì)胞有絲分裂的好材料。而圖5失敗的原因，分析有如下幾點：1）氣生根根尖難解離，不易變酥軟；2）不易被龍膽紫染色；3）用鑷子不易弄碎，蓋蓋玻片后按壓也不能使組織細(xì)胞合理分散。原因分析如下：細(xì)葉榕氣生根雖然分裂能力很強(qiáng)，但它為適應(yīng)后期高溫干燥環(huán)境而很快啟動其保護(hù)機(jī)制，即其分裂的同時根尖的根被和皮層形成并加厚（與根尖切片圖像的表現(xiàn)吻合）。因此難以制片進(jìn)行有絲分裂觀察。

圖4 洋蔥根尖有絲分裂顯微照片

圖5 細(xì)葉榕氣生根根尖有絲分裂顯微照片

4 結(jié)語

通過對細(xì)葉榕氣生根的研究，加深了生物與環(huán)境相適應(yīng)的生物學(xué)觀點的理解，也學(xué)會了一些科學(xué)的實驗方法和研究問題的方法。雖然沒有像預(yù)想的那樣將氣生根分裂能力強(qiáng)的特點應(yīng)用于高中生物學(xué)教學(xué)中，但通過實驗找到了問題的原因，進(jìn)一步提高了分析問題的能力。

［1］王忠，王三根，顧蘊潔，等.植物生理學(xué).2版.北京：中國農(nóng)業(yè)出版社,2009.

［2］強(qiáng)勝,郭鳳根,姚家玲,等.植物學(xué).北京:高等教育出版社,2006.

［3］杜佳麗，杜勤，王振華，等.榕樹與高山榕氣生根的比較鑒別.廣州中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報,2015，32（6）：1150.