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海南飘拂草属叶下表皮微型态研究

2017-01-21李晓霞沈奕德黄乔乔刘延范志伟

热带农业科学 2016年11期
关键词:海南

李晓霞+沈奕德+黄乔乔+刘延+范志伟

摘 要 利用光学显微镜技术观察飘拂草属16个种、2个亚种的叶下表皮微型态。结果显示:飘拂草属植物叶下表皮主要由长细胞和气孔器细胞组成,其中长细胞呈现长筒形、短筒形,少数为多边形;气孔器通常1~3列分布于脉间;保卫细胞哑铃型,两端明显或不明显加厚;副卫细胞圆屋顶形、圆屋顶形至三角形、低圆屋顶形或三角形。这表明不同种间叶下表皮特征表现出一定的差异,对种的划分具有一定的分类鉴定意义。

关键词 飘拂草属 ;叶下表皮 ;微形态 ;海南

中图分类号 Q949.714.3 文献标志码 A Doi:10.12008/j.issn.1009-2196.2016.11.016

Abstract Micro-morphology of leaf abaxial epidermis in 16 species and 2 subspecies of genus Fimbristylis Vahl from Hainan were studied under light microscope. The results showed that the epidermis of the leaves is mainly composed of long cells and stomatal apparatus. In which the long cell were long tubular or short tubular, but rarely sub-tetragonal. Stomatal apparatus is usually distributed in the 1-3 column between the puls. Guard cell is dumbbell type, both ends are obvious or not obvious thickening. And stomatal subsidiary cells were in dome-shape, dome-shape to triangular, low dome-shape or triangle. Some differences were found among the leaf abaxial epidermis structures, which can be referred to classification and identification of this genus at the species level.

Keywords Fimbristylis ; leaf epidermis ; micro-morphology ; Hainan

飘拂草属(Fimbristylis Vahl)隶属于莎草科(Cyperaceae),该属植物为多年生或一年生草本,广泛分布于全世界热带和亚热带地区。本属约300种,中国有50余种,广泛分布于全国。海南产21个种,2个亚种,1个变种[1-2]。已有研究结果表明,叶表皮微型态特征通常比较稳定,具有种属之间的差异性[3]。因此,叶表皮微型态特征对探讨属下分种及变种的归属问题具有重要意义,在植物分类研究中已被采用[4-6]。本研究为了探讨海南产飘拂草属植物在叶下表皮微形态方面的差异性,运用光学显微镜技术对16个种、2个亚种的叶下表皮微型态进行研究,以期为海南飘拂草属的分类鉴定提供微形态学资料。

1 材料与方法

1.1 材料

选用飘拂草属16个种、2个亚种(表1),凭证标本存放于中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所植物标本室。

1.2 方法

实验材料均为新鲜叶片。剪取4 cm左右的叶段,将其平整置于载玻片上,采用刮取法[7]处理后,经酸性品红染色、梯度乙醇脱水、二甲苯透明、中性树脂封片,制成永久装片,最后将切片置于Nikon ECLIPSE 80i成像系统下进行显微观察并拍照。利用目镜测微尺测气孔长宽比,选3个视野,选取不同视野内的20个气孔器,测量保卫细胞的长度、宽度,并计算气孔器的长宽比。形态描述参照陈守良等[8]的方法。

2 结果与分析

由表2和图1~2可知,飘拂草属16个种、2个亚种的叶下表皮的微形态结构主要由长细胞、气孔器组成。长细胞多数呈现长筒形、短筒形,少数为多边形,纵向排列成行,各行平行紧密相排;气孔器通常1~3列分布于脉间;保卫细胞为哑铃型,两端明显或不明显加厚;副卫细胞圆屋顶形、圆屋顶形至三角形、低圆屋顶形或三角形。

通过观察发现,不同种之间在下表皮特征上有一定的差异。根据保卫细胞的形态,将16个种、2个亚种飘拂草属植物分为两大类型,即保卫细胞两端明显加厚型和保卫细胞两端不明显加厚型;而保卫细胞两端不明显加厚型又根据副卫细胞的形态分为4种类型:副卫细胞圆屋顶形、圆屋顶形至三角形、低圆屋顶形、三角形;保卫细胞两端明显加厚型也根据副卫细胞的形态分为2种类型:圆屋顶形、圆屋顶形至三角形。

绒毛飘拂草亚种及其原亚种两歧飘拂草在形态上的主要区别:前者叶片和叶鞘密被长柔毛,而后者叶和叶鞘均无毛,其它宏观形态上无明显差异。但根据叶片表皮微形态的研究结果发现,原亚种两歧飘拂草的长细胞为长筒形、边缘波状,副卫细胞为三角形;而亚种绒毛飘拂草的长细胞为短筒形、边缘浅波状,副卫细胞圆屋顶形至三角形。因此,二者在叶表皮微形态上的差异可为其分类单元的划分提供佐证。

3 讨论与结论

本研究结果发现,海南飘拂草属叶下表皮微形态特征在气孔器副卫细胞形状、气孔长宽比、长细胞及细胞壁形状、保卫细胞特征等方面存在一定的差异,可为种的分类提供重要依据,并可将上述差异性状运用到该属植物的识别防除工作中。

褐鳞飘拂草与知风飘拂草在植株形态上非常相似,区别在于褐鳞飘拂草小穗2至数个簇生,稀单生,小坚果长1~1.2 mm,叶片宽1~1.2 mm;知风飘拂草小穗单生,小坚果长0.7~0.8 mm,叶片宽3.5~5 mm,生产上往往会引起错误鉴定,但它们在叶下表皮形态上差异非常显著,利用叶表皮微形态差异观察可准确的区分。因此,本研究在农田杂草的鉴定上具有可靠的运用价值。

在供试的16个种、2个亚种飘拂草属植物中,细叶飘拂草、水虱草、两歧飘拂草叶下表皮微型态特征与刘丽娜等[9]对山东飘拂草属叶下表皮微形态特征的研究结果基本一致,但其对畦畔飘拂草叶下表皮微形态特征中有刺毛存在。由于本研究未对其草的叶下表皮微形态特征进行观察,且在所观察的种中无刺毛的存在。因此,本研究不能证明海南飘拂草属中有刺毛的存在。

参考文献

[1] 黄淑美,邓云飞. 广东植物志[M]. 广州:广东科技出版社,2007:294.

[2] 刘国道,白昌军. 海南莎草志[M]. 北京:科学出版社,2012:87.

[3] Wilkinson H P. The plant surface(mainly leaf)[M]∥MetcalfeC R, Chalk L. Anatomy of the icotyledons(Vol.1). 2nd ed. Oxford: Clarendon Press, 1979:97-165.

[4] 李 艳,秦 海,李法曾. 山东小麦族植物叶表皮微形态的研究[J]. 武汉植物学研究,2006,24(2):163-166.

[5] 常生辉,邓传良,高武军,等. 27种木犀属植物叶表皮微形态特征的研究[J]. 西北植物学报,2008,28(2):278-288.

[6] Kong H Z. Comparative morphology of leaf epidermis in the Choranthaceae[J]. Botanical Journal of the Linnean Society, 2001, 36(1): 279-294.

[7] 杨虎彪,李晓霞,罗丽娟. 一种禾本科植物鲜叶下表皮制片方法去掉叶肉组织[J]. 植物研究,2009,29(2):242-244.

[8] 陈守良,金岳杏,吴竹君. 禾本科叶片表皮微形态图谱[M]. 南京:江苏科学技术出版社,1993.

[9] 刘丽娜,李法曾. 山东飘拂草属叶下表皮微型态的研究[J]. 植物研究,2006,26(5):539-544.

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