7 種薔薇科植物葉片顯微結(jié)構(gòu)對比分析

汪 媛 羊雪菲

（南京林業(yè)大學(xué)生物與環(huán)境學(xué)院，江蘇南京 210000）

0 前言

薔薇科（Rosaceae）為被子植物綱薔薇目植物，現(xiàn)有124 屬3300 余種，多為草本、灌木或小喬木，在全世界范圍內(nèi)廣泛分布，主要常見于北溫帶。我國約有51 屬1000 余種，產(chǎn)于全國各地。目前一些研究認(rèn)為從植物葉片表皮微形態(tài)上可以得到種群分類上的關(guān)系，如科屬間的分類等，對薔薇科葉表皮的微形態(tài)研究已有一些報道[1-3]。

薔薇科植物長用作行道樹，并且被廣泛應(yīng)用于綠化道路、修飾庭院、裝飾公園等，在花期有良好的觀賞效果。目前，對薔薇科植物葉片形態(tài)和氣孔的研究較少。葉片是植物光合作用的主要器官，其功能性狀與氣孔形態(tài)、大小、分布特點的關(guān)系，對于了解植物生長發(fā)育以及對環(huán)境的響應(yīng)具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

本試驗所用材料均取自于南京林業(yè)大學(xué)校園，分別為日本櫻花（Cerasusyedoensis（Matsum.）Yuet Li）、山櫻花（Cerasus serrulata（Lindl.）G. Donex London）、月季花（Rosa chinensis Jacq.）、日本晚櫻（Cerasus serrulata（Lindl.）G.Don ex London var.lan）、菱葉繡線菊（Spiraea vanhouttei（Briot）Zabel）、垂絲海棠（Malus halliana Koehne）以及嫁接的垂絲海棠（湖北海棠）。

1.2 方法

1.2.1 石蠟切片法

從每個植株相同部位的當(dāng)年生新枝上取下葉片（每種植物選取5 片），沿著主葉脈剪成1cm×1cm 的小塊，立即放入FAA 固定液中，使用真空泵排出葉片中的空氣，貼上標(biāo)簽，常溫下存放24小時。參考一般植物石蠟切片的方法，將處理過的材料進(jìn)行脫水、透明、浸蠟、包埋、切片、脫蠟、復(fù)水及染色后進(jìn)行觀察。在顯微鏡下觀察時，測量葉片、海綿組織和柵欄組織的厚度，每個切片取10 個位置重復(fù)測量[4]。

1.2.2 指甲油印跡法

從每個植株相同部位的當(dāng)年生新枝上取下葉片（每種植物選取5 片），用脫脂棉輕拭去葉片表面的灰塵，在植物葉片表面均勻涂抹無色指甲油或透明膠。干燥之后用透明膠帶轉(zhuǎn)移到載玻片上作為樣本。通過光學(xué)顯微鏡觀察所制葉片樣本下表皮的氣孔特征，拍攝照片[5]。由于本次實驗采取方法二的效果更佳，即采用指甲油印跡法，故在此不再贅述石蠟切片法。

2 實驗結(jié)果

2.1 葉下表皮微形態(tài)特征

此次實驗測得薔薇科各植物的氣孔器長、寬及長寬比見表1。日本櫻花表皮細(xì)胞呈多邊形，氣孔器呈放射狀，細(xì)胞之間界限較不明顯，氣孔器長度為27.7μm，寬為22.3μm，長寬比為1.24。日本晚櫻的表皮細(xì)胞為不規(guī)則形，細(xì)胞之間界限不明顯，氣孔器長為27μm，寬為13.3μm，長寬比為2.03。山櫻花表皮細(xì)胞呈不規(guī)則形，細(xì)胞之間界限不明顯，氣孔器長為26.7μm，寬為16.6μm，長寬比為1.61。月季花表皮細(xì)胞為多邊形，細(xì)胞之間界限不明顯，氣孔器長為33.3μm，寬為26.6μm，長寬比為1.25。菱葉繡線菊表皮細(xì)胞呈不規(guī)則形，細(xì)胞輪廓明顯，并且細(xì)胞縱紋清晰，氣孔器長為26.7μm，寬為16.6μm，長寬比為1.61。垂絲海棠表皮細(xì)胞為不規(guī)則形，細(xì)胞之間界限明顯，氣孔器長為25μm，寬為14μm，長寬比為1.79。嫁接的垂絲海棠細(xì)胞為不規(guī)則形，氣孔器長為29μm，寬為20μm，長寬比為1.45。

表1 各植物氣孔器長、寬及長寬比

2.2 葉片表皮氣孔大小

在本次實驗材料中，薔薇科植物的葉下表皮細(xì)胞有兩種常見形狀，無規(guī)則型和多邊形，表現(xiàn)出科內(nèi)植物的親緣性。植物的氣孔器往往成為區(qū)分科屬間差異的重要證據(jù)，其大小、形狀以及分布情況在科內(nèi)種間有較大差異[6-7]。氣孔器平均長度為27.9μm，平均寬度為18.4μm，平均長寬比為1.56。在本次實驗材料中，日本晚櫻的氣孔器長寬比明顯大于平均值，為2.03。

2.3 實驗結(jié)果對比

薔薇科植物葉表皮特征的掃描電鏡觀察結(jié)果對比如表2 所示。

與以上數(shù)據(jù)對比，本次實驗與上述實驗材料均為薔薇科植物葉片表皮，且下表皮都具有氣孔器。除了具有相似性的表皮細(xì)胞，薔薇科植物葉表皮也存在許多差異，例如氣孔器的大小、形態(tài)不盡相同，這可能成為薔薇科植物種屬間區(qū)分的重要依據(jù)之一。

表2 幾種薔薇科植物葉表皮微形態(tài)特征

3 結(jié)果與討論

實驗結(jié)果表明，南京地區(qū)7 種薔薇科植物即日本櫻花、日本晚櫻、山櫻花、月季花、菱葉繡線菊、垂絲海棠和嫁接的垂絲海棠的成熟葉片的表皮細(xì)胞有較多的相似之處：表皮細(xì)胞少數(shù)為扁平的多邊形，多數(shù)的細(xì)胞形態(tài)不規(guī)則，細(xì)胞之間排列緊密，除葉脈外均有氣孔隨機(jī)分布。根據(jù)本次實驗材料分析，嫁接的垂絲海棠和日本櫻花的氣孔較大，但是不同植物之間的氣孔指數(shù)的差異是穩(wěn)定的。

綜上所述，薔薇科植物科在生活中并不陌生，在前期實驗小組收集調(diào)查薔薇科植物時發(fā)現(xiàn)，不同薔薇科植物在形態(tài)、株高、葉寬、葉鞘長、葉脈和葉鞘顏色、葉片被毛等方面均存在一定差異。本實驗結(jié)果表明不同種類的薔薇科植物葉片表皮顯微結(jié)構(gòu)大致相似，但在表皮細(xì)胞的大小、維管束的類型、排列、柵欄組織與海綿組織及氣孔分布等方面均存在一定差異。在今后的研究中，應(yīng)該擴(kuò)大研究范圍和植物種類，以便獲得更多的結(jié)果積累，為揭示植物種屬間的顯微結(jié)構(gòu)區(qū)別做參考。