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黄蜡果种子的解剖结构

2014-03-07波,万丹,何雯,姜玲,阮

湖南农业科学 2014年1期
关键词:黄蜡胚乳种皮

袁 波,万 丹,何 雯,姜 玲,阮 颖

(湖南农业大学生物科学技术学院,湖南 长沙 410128)

黄蜡果(Stauntonia brachyantheraHand.-Mazz)植株为木通科野木瓜属的木质藤本半常绿缠绕植物[1],产于湖南、广西、贵州等地,是一种收入药典的中草药[2],具有疏肝活血,理气止痛等功效[3],黄蜡果同时也是一种野生水果,其果肉含果糖较多而味美,甜而不腻,深受人们喜爱。黄蜡果种子一般很难萌发,需将黄蜡果果实一起埋入土壤中方能发芽[4]。

黄蜡果种子内富含油脂,刘世彪、彭小列等采用超声波法提取黄蜡果种子中的油脂,采用气相色谱一质谱联用(GC-MS)技术分析了油脂中的脂肪酸组成,得出了黄蜡果种子油成分共有5种:十六酸(棕榈酸)含量25.82%,1-环十二烷基乙酮含量12.40%,十八烷二烯酸(亚油酸)含量17.93%, 十八烯酸(油酸 )含量27.19%,正四十四烷含量16.66%[5]。

黄蜡果整株植物都具有一定的药用价值,目前对其的研究主要集中于果、茎、叶的化学成分的分析研究。通过反复硅胶柱色谱法、Sephadex LH-20 柱色谱法、重结晶、HPLC和制备薄层色谱法等方法对黄蜡果果皮、叶、藤茎的化学成分进行分离纯化,进行理化性质与波谱分析、并用NMR技术鉴定化学成分及化合物的结构,部分化合物已从木通科植物中分离,其中山萘酚、木荆素等化合物为首次从野木瓜属植物中分离得到。3-O-β-L-rhamnopyranosyl-(1→2)-α-L-arabinopyranosyl-30-norolean-12,20 化合物为首次从黄蜡果中分离得到[6]。

此外,有少量引种试验,对黄蜡果的引种栽培进行了研究。但是有关黄蜡果种子的解剖结构及后含物类型的研究均未见报道。此外其种子的萌发率极低等因素也制约黄蜡果进一步开发利用。利用细胞学和组织化学等方法对黄蜡果种子的解剖结构及胚、胚乳内后含物的类型等进行较为系统的分析,旨在探求黄蜡果种子的结构特征,后含物类型及其对种子萌发的影响,为进一步开发利用黄蜡果资源提供参考。

1 材料与方法

1.1 材 料

1.1.1 植物材料 黄蜡果种子(Stauntonia brachyanthera Hand.-Mazz)

1.1.2 试 剂 专业切片石蜡、苏木精、氯仿、二甲苯、铁矾(FeSO4. 7H2O)、乙醇、乙酸、甲醛、蒸馏水、阿拉伯树胶、中性树胶、70%乙醇溶液等。

1.2 方 法

1.2.1 黄蜡果种子形态观察 将黄蜡果果皮去掉,种子洗净,自然状态下风干24 h,分别用肉眼和体视显微镜观察其外部形态,拍照。

1.2.2 黄蜡果种子的预处理 选取籽粒饱满,发育良好的黄蜡果种子置于无菌水中浸泡24 h取出,用解剖刀对种子进行纵、横切,用解剖镜观察其内部结构。

1.2.3 黄蜡果种子石蜡切片的制作 按李秀玲方法制作石蜡切片。拍照,记录结果。

2 结果与分析

2.1 黄蜡果种子形态

黄蜡果果实为浆果状,卵状球形或长圆形,有时在内侧(腹缝)开裂。每一果实内种子数目极多。种子长圆形或肾形,少三角形,形状多样,无具体的规则和标准。种皮脆壳质,有光泽,深褐色至黑色,有同色纹理,欠光滑,沿纵轴有一突起。 在种子的一侧,有一条浅褐色条状疤痕,为种脐。种脐末端,靠近纵轴突起处有一种孔。种子大小也无规则性,一般纵轴长为7~16 mm,平均长度为11.3 mm,宽为4~9 mm,平均宽度为5.7 mm。胚乳占种子绝大部分体积,并由坚硬的外壳包裹。说明种皮对种子的内含物保护得十分致密和严实。

2.2 黄蜡果种子的基本结构

观察黄蜡果种子纵切面和横切面(图1),黄蜡果种子由种皮、胚和胚乳三部分构成。从剖面图看,种皮有一层明显的界线,外种皮为深褐色,比较厚,较粗糙;内种皮为浅褐色,与胚乳结合紧密,很难剥离。在胚乳与内种皮交界处有一小段白色乳状突出,顶端带黑色,应为胚组织。胚呈长椭圆形,接近条形,白色,略呈透明状,长度大致为纵轴长度的1/5~1/6,约为2~3 mm,胚根靠近种皮的萌发口,胚乳中间有一条隐约浅色痕迹与胚相连。胚乳很发达,乳白色,用手摸,直观感觉油滑而具有光泽,占据了纵切面和横切面的很大部分。结果表明:黄蜡果的种子属于双子叶植物有胚乳种子类型。

图1 黄蜡果种子剖面Fig. 1 The profi le of Stauntonia brachyanthera Hand.-Mazz seeds

2.3 黄蜡果种子的解剖结构

对黄蜡果种子不同部位的石蜡切片进行观察,从纵切面看可以看出(图2右,纵切图):胚由2片子叶,胚芽,胚轴和胚根四部分构成。子叶的长度约等于胚轴和胚根之和的长度。从横切面上看(图2左,横切图),种子呈椭圆形。最外层是种皮,由多层细胞扁平构成,细胞质光透性较高,颜色比较浅。在种皮内,是高度发达的胚乳,胚乳细胞呈多边形接近球形,胞间隙不发达,细胞类含有大量的内含物,光透性较低,颜色较深。在正中央是胚,由光透性较高的胚性细胞构成。在胚和胚乳之间,还有一圈颜色较胚乳深的细胞层,将胚体和胚乳区分开。

图2 黄蜡果种子显微结构图Fig. 2 The m icrostructure of Stauntonia brachyanthera Hand.-Mazz seeds

在胚的不同发育阶段,两片子叶发育程度并不完全一致(图3),有先后之分,表现为子叶的长度和大小有一定差距。在成熟胚阶段,两片子叶接近一致。

从图3、图4中还可以观察到,在成熟胚之前的发育阶段,在子叶外围和胚乳交界处还存在一些染色非常深的细胞,在胚轴和胚根处却没有这种类型细胞的存在。而在成熟胚阶段,这些细胞逐渐退化,仅仅在胚体最上端的子叶顶端有一些退化的痕迹。推测:这些细胞可能在胚体和胚乳之间营养物质的转运方面起着重要作用。

3 讨 论

从观察结果可以看出:黄蜡果种子为双子叶植物有胚乳种子。种子内部胚乳较发达,含有大量的营养物质。成熟胚具有两片发育良好且饱满的子叶,所以种子类型为双子叶植物有胚乳种子。蓖麻也属于双子叶植物有胚乳种子,其胚乳较为发达,子叶为2片,但功能不明显,简化为薄膜状。而黄蜡果的种子不仅具有较发达的胚乳,子叶相对还比较发达。这暗示黄蜡果种子内贮存营养物质及后含物的组织部位更为丰富。种子含有内外两层种皮,外种皮非常坚硬,致密,有一定的光泽度,说明种皮上覆盖有一定的角质或蜡质,至使种皮的透水性和透气性都非常弱,这可能是造成黄蜡果种子在正常萌发条件下非常难以萌发的因素之一。内种皮细胞排列致密与胚乳紧密地相连,且非常不容易剥离。

图3 黄蜡果种子子叶的不同发育阶段Fig.3 The different srouth stages of cotyledon in Stauntonia brachyanthera Hand.-Mazz seed

此外,黄蜡果胚乳细胞的细胞质非常浓厚,可能是后含物或贮存物质含量较高。在石蜡切片过程中,固定、脱水、浸蜡时间都有相应的延长,因为石蜡很难浸入胚中,这些紧密的结构也可能是造成种子萌发困难的原因之一。

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