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毛酸浆营养器官及宿存萼解剖学研究

2023-12-19刘新波何敏

高师理科学刊 2023年11期
关键词:酸浆腺毛木质部

刘新波,何敏

毛酸浆营养器官及宿存萼解剖学研究

刘新波,何敏

(连云港师范高等专科学校 海洋港口学院,江苏 连云港 222006)

采用临时装片法、常规石蜡制片法对毛酸浆营养器官及宿存萼的解剖结构进行研究.结果表明,毛酸浆根为二原型,次生根木质部导管发达;茎表面具沟槽,被腺毛、非腺毛,髓部发达;叶为典型的异面叶,表皮有大量表皮毛,气孔为不等式,少数为不定式,叶肉组织分化明显,在海绵组织中有结晶分布;叶柄横切面近似圆形,近轴面有沟槽存在;宿存萼中组织分化不明显,细胞组织间隙大.

毛酸浆;营养器官;宿存萼;解剖结构

毛酸浆(L.)为茄科(Solanaceae)酸浆属()一年生草本植物,别名洋菇娘、黄菇娘、戈力果等[1].浆果球状,黄色或淡黄色,酸甜可口,以其为原料加工生产的果汁、果脯、果冻、罐头等食品深受消费者喜爱[2-3].毛酸浆中富含多种维生素、亚油酸、胡萝卜素、多种矿物质元素及人体必需的18种氨基酸[4-7],全草均可入药,具有清热解毒、化痰、止咳消肿、通便利尿、生津、开胃、抗肿瘤、降血压、抗氧化、降血糖、免疫调节等作用[8-10].因此,作为一种具有食用和药用双重价值并极具开发潜力的毛酸浆备受研究人员的关注.

目前,我国关于毛酸浆的研究主要是栽培技术、化学成分分析、食品加工、药理学等.本文对毛酸浆营养器官的解剖结构进行研究,以期为毛酸浆的生药鉴定及进一步开发利用提供解剖学基础资料.

1 材料与方法

1.1 实验材料

毛酸浆的根、茎、叶、宿存萼于2022年7月采自黑龙江省庆安县新胜乡毛酸浆栽培田,观察初生根结构的材料为连云港师范高等专科学校实验室内培育,毛酸浆种子萌发后,主根长度为1 cm左右时,切取含大量根毛的成熟区5 mm长.

1.2 实验方法

采用常规石蜡制片法对毛酸浆营养器官及宿存萼解剖学特征进行研究;采用临时装片法对毛酸浆叶及宿存萼表皮结构进行观察.

2 结果与分析

2.1 毛酸浆根的解剖结构特征

2.1.1初生结构毛酸浆根的初生结构(见图1a)由外向内依次为表皮、皮层、维管柱.表皮由单层细胞组成,细胞排列紧密整齐,表皮细胞明显小于皮层细胞,表皮细胞突出伸长形成根毛.在表皮与维管柱之间的部分为皮层,在根的初生结构中占据着较大的比例,由数列薄壁细胞构成.表皮下是外皮层,单层细胞组成,排列整齐无间隙;中皮层由3~4层体积较大的薄壁细胞组成,细胞类圆形,排列疏松,存在细胞间隙;内皮层位于皮层的最内层,在结构上与外皮层相似,由单层细胞组成,近圆形,排列整齐且紧密,无细胞间隙.毛酸浆的根属于二原型,在根的初生生长过程中,初生木质部与初生韧皮部相间排列,其发育方式均为外始式.

图1 毛酸浆根的解剖结构

注:Ep为表皮;Ex为外皮层;En为内皮层;CPC为皮层薄壁细胞;PX为初生木质部;PPh为初生韧皮部;RH为根毛;SX为次生木质部;SPh为次生韧皮部;Plg为木栓形成层.下同.

2.1.2次生结构毛酸浆根的横切面类圆形,在根的次生生长过程中,随着根的不断生长加粗,根的表皮逐渐脱落,新的保护组织周皮逐步形成.由外至内可见表皮、皮层、木栓形成层、次生韧皮部、次生木质部(见图1b).根最外层表皮细胞已见脱落,皮层由4~5层细胞构成,细胞多为长方形薄壁细胞.木栓形成层细胞持续向外产生木栓层细胞,向内产生少量的栓内层,共同组成周皮.次生韧皮部薄壁组织较发达.在次生木质部中,可见大量的木薄壁细胞,木质部导管口径相对较大,木质部约占根的2/3~3/4.

2.2 毛酸浆茎的解剖结构

2.2.1初生结构毛酸浆茎的初生结构(见图2a~b)包括表皮、基本组织和初生维管组织3部分.茎表面具沟槽,密生腺毛、非腺毛.位于最外面的表皮对茎具有保护作用,其细胞单层、排列紧密、细胞壁较厚.表皮上分化出表皮毛,多为非腺毛,由2~6个细胞组成一列,腺毛多为头状腺毛,柄极短,可分泌物质以防昆虫咬噬.表皮下方为皮层,表皮下由2~6层细胞构成厚角组织,表皮细胞明显比厚角组织细胞大,在沟槽凸起处厚角组织发达.皮层中部由3~5层较大的薄壁细胞组成,排列疏松,存在间隙.皮层以内有维管束、髓.维管束为双韧型,初生木质部的内侧和外侧都有初生韧皮部分布.髓部发达,占整个茎横切面的3/5左右,由大量薄壁细胞组成,细胞形状近似圆形,体积较大,存在胞间隙,髓部中央没有破裂,无空腔形成.

2.2.2次生结构毛酸浆茎的次生结构(见图2c)不发达,没有木栓形成层产生,只有次生维管组织,没有周皮,成熟茎基本保留初生茎的所有结构,表皮毛多脱落.表皮细胞一层,细胞明显比皮层薄壁细胞小,木质部已连成环状,韧皮部所占比例较小,髓部占茎横切面的1/3左右.

图2 毛酸浆茎的解剖结构

注:GH为腺毛;CC为厚角组织;Co为皮层;Pi为髓;EH为表皮毛.下同.

2.3 毛酸浆叶的解剖结构

毛酸浆叶片呈卵圆形至椭圆形,被绒毛,边缘具齿,其基部为圆形,具叶柄.叶片的厚度为105~123 μm,为典型的异面叶.上、下表皮均由不规则细胞紧密排列而成,细胞大小不等,上表皮细胞较下表皮细胞大,表皮细胞的径向壁间以凹凸状相互嵌合,无细胞间隙;上、下表皮均有表皮毛和气孔分布.表皮毛以非腺毛为主,较长.下表皮的气孔数显著多于上表皮,气孔类型多为不等式,亦可见不定式气孔(见图3a~d).叶肉组织发达,分化为栅栏组织和海绵组织.栅栏组织厚度约为38~49 μm,由1层柱状细胞组成.海绵组织呈不规则形状,厚度约为37~48.25 μm,海绵组织中叶绿体的含量较栅栏组织中少,因此下表皮比上表皮颜色浅.栅栏组织与海绵组织的厚度比约为1∶1.在海绵组织中有大量的晶体,其大小不等(见图3d~e).

毛酸浆叶主脉(见图3f)远轴面显著凸起.主脉处表皮细胞单层,横截面观呈长方形或近圆形,排列整齐紧密.近表皮处存在1~3层机械组织细胞,皮层由基本组织组成,细胞近圆形,存在细胞间隙.主脉中维管束为单束分布,双韧型,木质部位于近轴处.

毛酸浆叶柄的横切面(见图3g)近圆形,近轴面存在2个宽窄相近的沟槽.其叶柄包含表皮、皮层、维管3部分.表皮位于叶柄最外层,由单层近圆形的细胞组成,排列整齐紧密,表皮上还有腺毛、非腺毛分布.近表皮处存在数层厚角组织,尤其在沟槽附近多见.表皮内部为薄壁组织,细胞近似圆形,排列疏松,存在间隙,叶柄中央有较大的维管束,呈半月形.在沟槽两侧各分布小维管束,呈圆形.

图3 毛酸浆叶的解剖结构

注:SA为气孔器;UE为上表皮;LE为下表皮;St为气孔;PT为栅栏组织;ST为海绵组织;GT为基本组织;MT为机械组织;X为木质部;Ph为韧皮部;Cr为晶体;EC为表皮细胞;VB为维管束.下同.

2.4 毛酸浆宿存萼的解剖结构

毛酸浆的宿存萼结构简单.表皮由单层细胞组成,形状为长方形或近圆形,上、下表皮(见图4a~b)均有气孔分布,上表皮气孔较少.组织(见图4c)分化不明显,有多数不规则细胞散状分布,细胞组织间隙大.棱角处维管束呈半圆形,其中木质部发达,所占比例较大,萼片中有多束小维管束存在.表皮细胞分化出表皮毛,即腺毛与非腺毛(见图4c~d).

图4 毛酸浆宿存萼的解剖结构

3 结论与讨论

毛酸浆营养器官的结构特点与双子叶植物的一般结构相符合.根为二元型,次生木质部导管口径相对较大.茎的髓部发达.叶为典型的异面叶,叶肉组织发达,有栅栏组织和海绵组织的分化,栅栏组织中叶绿体含量多,使叶片上表皮颜色深.宿存萼细胞组织间隙大,利于气体交换,宿存萼具有隔氧、保鲜防腐作用[11].晶体的种类、形态是植物药材显微鉴别的依据,毛酸浆叶肉中有晶体存在,是重要的鉴别特征.

结构是功能的基础,植物结构的变化必然影响生理生态功能的改变,植物的形态结构常会随着生存环境的差异发生变化,这种现象被认为是植物对生境的演化适应,叶的结构特点更能反映适应特征[12].毛酸浆叶的表皮毛能降低植物的蒸腾作用,防止水分过度流失,是反映植物抗旱性的一个重要指标.毛酸浆叶表皮的气孔密度较大,当供水充足时,气体交换增强,光合作用效率增加,气孔下室明显,可以有效阻止水分散失,营造较湿润的小环境,使毛酸浆在逆境中减少蒸腾作用.栅栏组织占比大,使植物更易于吸收太阳能,提高光合效率,也利于避免植物被灼伤.存在海绵组织中的大量晶体能够增大叶片的硬性和抗旱性能,缓解逆境胁迫[13].毛酸浆茎中髓占比较大,使其储水能力和贮藏功能强大.此外,毛酸浆的根毛多,增大根与土壤间的接触面积,有利于根对土壤中水分、无机盐、养料等的吸收.毛酸浆在其结构上的特点均表现出其在旱生环境下的适应能力,与其在我国地理分布十分广泛、环境适应能力强等相符合.

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Anatomical study on the vegetative organs and persistent calyx of

LIU Xinbo,HE Min

(School of Marine Port,Lianyungang Teacher′s College,Lianyungang 222006,China)

The anatomical structure of the vegetative organs and persistent calyx ofwas studied using temporary slide method and conventional paraffin sectioning method.The results showed that the root ofwas diarch,the xylem of secondary root was well developed,the surface of stem was grooved,with glandular and non-glandular hairs,and the pith was well developed.The leaves are typical bifacial leaf,with a large amount of superficial fur on the epidermis.The stomata of leaves are anisocytic type and a few are anomocytic type.The mesophyll tissue was well differentiated,and there was crystal distribution in spongy tissue.The transverse section of the petiole is approximately circular,and the paraxial plane has grooves.The tissue differentiation in the persistent calyx was not obvious,and the interstitial space of cells is large.

;vegetative organs;persistent calyx;anatomical structure

1007-9831(2023)11-0056-04

Q944

A

10.3969/j.issn.1007-9831.2023.11.011

2023-04-26

刘新波(1965-),女,江苏连云港人,教授,从事植物学研究.E-mail:liuxinbo4455086@ 126.com

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