冬凌草葉片形態(tài)多樣性分析論文
時間:2022-12-14 04:37:00
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【摘要】目的通過對8種不同葉型冬凌草葉片形態(tài)特征、葉表皮特征的觀察及葉片主要性狀的測量,探討冬凌草種質資源的多樣性,為其新品種的選育提供一定的依據(jù)。方法對冬凌草葉型多樣性進行了觀察描述,并采用直尺對葉片主要性狀如:葉長、葉寬、葉先端長、寬度進行了測量;對不同葉型冬凌草葉表皮進行了剝離和臨時制片,并在光學顯微鏡下觀察了其葉表皮特征。結果不同葉型的冬凌草其表皮細胞的形狀、氣孔類型均相同,但其葉基形狀、葉長、葉寬、葉表皮微形態(tài)特征(上表皮細胞和下表皮細胞的數(shù)目、氣孔長度、寬度及氣孔密度等)存在明顯的差異。結論冬凌草在長期栽培過程中葉外部形態(tài)特征及葉表皮的微形態(tài)特征出現(xiàn)了一定的變異。
【關鍵詞】冬凌草葉型葉表皮特征氣孔
StudyontheDiversityofMorphologicalCharacteristicsofLeavesofRabdosiarubescens(Hemls.)Hara
Abstract:Objective8typesofleavesofRabdosiarubescens(Hemls.)wereemployedtofinditsgermplasmresourcesdiversitybyobservingthemorphologicalparametersofleaf,thecharacteristicsofleafepidermis,andmeasurementitsmaincharacters.MethodsThediversityofleaftypewasdescribed;themaincharacteristicssuchasleaflength,leafwidth,theleafapexlengthandwidthweremeasured;thecharacteristicsofleafepidermiswereobservedbymeansoflightmicroscopeaftertheleaveswereexfoliatedandtemporarysectioned.ResultsTheformofepidermalcells,thepatternsofanticlinalwalls,thestomataindexwereanomocytic.Butthereexistedsignificantdifferenceintheformofleafbase,leaflength,leafwidthandmicro-morphologycharacteristicsoftheleafepidermis(thecellnumberoftheadaxialepidermisandabaxialepidermis,thestomallength,thestomalwidth,thestomaldensity).ConclusionItexhibitedmutationinmorphologicalcharacteristicsoftheleafandmicro-morphologycharacteristicsoftheleafepidermisinalong-termcultivationprocess.
Keywords:Rabdosiarubescens(Hemls.)Hara;Leaftype;Leafepidermischaracteristic;Stoma
冬凌草Rabdosiarubescens(Henmsl.)Hara為唇形科香茶菜屬多年生植物。因其地上部分含有豐富的冬凌草甲素和乙素,而具有清熱解毒,消炎止痛,健胃活血及抗腫瘤之功效。臨床實驗證明冬凌草對食道癌、賁門癌等疾病有一定的療效[1]。目前河南省許多制藥企業(yè)生產(chǎn)的冬凌草含片、冬凌草片、冬凌草糖漿等中成藥主要以冬凌草為原料植物。據(jù)報道冬凌草藥材的年需求量約700萬kg。但目前冬凌草的野生資源遠遠不能滿足市場的需求,人工栽培的先進技術及對其新品種的選育勢在必行。
目前國內外對冬凌草的相關研究主要集中在其化學成分、藥理作用、臨床應用、栽培技術等方面[2,3],但在新品種選育方面的研究尚未見報道。從生態(tài)型角度篩選優(yōu)良中藥材品種資源在丹參等藥用資源上已取得成功[4]。我們在對冬凌草長期栽培過程中發(fā)現(xiàn)其出現(xiàn)了葉片形態(tài)上的變異。與傳統(tǒng)的種質篩選方法相比,據(jù)葉片形態(tài)對冬凌草種質資源進行粗篩,無疑能加快高含量種質篩選的進程,這方面的研究對于冬凌草的栽培將具有重要的意義。本實驗以不同葉型的冬凌草為材料,對其葉片外部形態(tài)的多樣性及表皮的微形態(tài)學特征進行了研究,以期為冬凌草良種選育提供依據(jù),同時亦為進一步探討其種內的多樣性奠定基礎。
1材料與方法
1.1材料本實驗冬凌草材料均來源于河南中醫(yī)學院冬凌草規(guī)范化種植基地(河南省濟源市)。
1.2方法
1.2.1葉片性狀的觀察及測量200605于冬凌草葉片的全展期,從每個葉型的冬凌草中,隨機選取10株,觀察不同葉型冬凌草葉片的外部形態(tài)特征,從其頂端向下的第3對葉片,用直尺,測量其葉長、葉寬、葉先端長(葉的尖端至第1個鋸齒的距離)、葉先端寬,并統(tǒng)計其葉邊緣鋸齒。所測數(shù)據(jù)采用SPSS軟件進行分析。
1.2.2不同葉型冬凌草表皮特征的觀察取材時間和部位同上,葉片采集后立即放入FAA固定液中,帶回實驗室作為表皮觀察的材料。撕表皮時先用蒸餾水沖洗后,用20%次氯酸鈉離析液在常溫下離析,待葉片發(fā)白時剝離上下表皮。撕取的表皮部位均為葉片中部葉脈兩側5mm處,1%番紅滴染,凡士林臨時封片。拍照時均用CanonA620數(shù)碼相機連接XS-A4型顯微鏡完成。
1.2.3光鏡下觀察測量對每個葉型分別統(tǒng)計單位面積mm2下的上(12個視野)、下表皮細胞數(shù)目(10個視野)、氣孔數(shù)目(10個視野)。氣孔指數(shù)根據(jù)蔡志全[5](2004)方法計算:SI=SD/(SD+ED)式中,SI為氣孔指數(shù),SD為氣孔密度,ED為表皮細胞密度。測量氣孔大小時每個葉型隨機選取30個氣孔分別測其氣孔長度和寬度。并采用SPSS軟件對以上各測定項目進行差異顯著性分析。
2結果與分析
2.1冬凌草葉形態(tài)變異的觀察觀察發(fā)現(xiàn)冬凌草在栽培過程中葉的外部形態(tài)上出現(xiàn)了一定的變異。由表1~2可知,1號材料,葉綠色,卵狀三角形,葉端驟尖,葉先端長約為寬的3.44倍,葉邊緣具較密的粗鋸齒,平均為9.85cm,葉基平截,漸狹成具狹翅的柄,葉長為葉寬的2.08倍。2號材料,葉黃綠色,卵狀三角形,葉端漸尖,葉先端長約為寬的2.16倍,葉邊緣具密的粗鋸齒,平均為10.63,葉基平截,葉長為葉寬的2.17倍。3號材料,葉綠色,卵狀菱片形,葉端漸尖,葉先端長約為寬的2.31倍,葉邊緣具較密的粗鋸齒,平均為8.93cm,偶有重鋸齒,葉基漸狹成楔形。葉長為葉寬的2.27倍。4號材料,葉綠色,卵形,葉端漸尖,葉先端長約為寬的1.81倍,葉邊緣具較密的腺體狀鋸齒,平均為8.5cm,葉基平截,漸狹成楔形,葉長為葉寬的1.70倍。5號材料,葉綠色,卵形,葉端漸尖,葉先端長約為寬的2.10倍,葉邊緣具密的腺體狀粗鋸齒,平均為10.03cm,葉基平截,漸狹成楔形,葉長為葉寬的1.99倍。6號材料,葉深綠色,卵形,葉端漸尖,葉先端長約為寬的2.33倍,葉邊緣具密的粗鋸齒,平均為9.88cm,葉基微凹,漸狹成楔形,葉長為葉寬的1.87倍。7號材料,葉黃綠色,卵狀披針形,葉端漸尖,葉先端長約為寬的2.03倍,葉邊緣具密的腺體狀粗鋸齒,平均為9.05cm。葉基漸狹成楔形,葉長為葉寬的2.27倍。8號材料,葉綠色,卵狀披針形,葉端漸尖,葉先端長約為寬的3.03倍,葉邊緣具較為稀疏的粗鋸齒,平均為7.78cm,葉基漸狹成楔形。葉長為葉寬的2.33倍。表1不同葉型冬凌草葉片外部形態(tài)特征的比較(略)
2.2不同葉型的冬凌草葉片性狀的測量見表2。表2不同葉型的冬凌草葉片性狀的比較(略)
統(tǒng)計檢驗結果顯示:不同葉型冬凌草的葉片性狀中,葉片寬差異最大(F=37.587),其次為葉先端寬(F=35.353)及葉片長度(F=30.505),葉先端長度(F=10.351)差異最小。在供試的8種不同葉型中7號型葉最長,為9.39cm,與其他葉型相比差異顯著。葉片最寬的為7號葉型,為4.14cm,其次為4號葉型、2號葉型、5號葉型及1號葉型,方差分析表明,它們與其他葉型相比差異顯著。葉先端最長的為7號葉型,為1.61cm;最短的為3號葉型,為1.09cm,二者之間差異顯著。葉先端最寬的為7號葉型,為0.79cm;最窄的為1號葉型,為0.38cm,方差分析表明,二者之間差異顯著。由此可見,葉片長度、葉片寬度、葉先端長、葉先端寬可作為冬凌草不同葉型分開鑒定的植株葉片特征指標。
2.3不同葉型冬凌草葉表皮特征的研究見表3及圖1~16。表3不同葉型的冬凌草葉表皮在光學顯微鏡下的特征(略)
對8種不同葉型的冬凌草的葉表皮細胞特征觀察發(fā)現(xiàn),不同葉型冬凌草的上下表皮細胞形狀均為不規(guī)則形,垂周壁式樣為波狀彎曲。氣孔器普遍存在于下表皮,上表皮均無氣孔分布,氣孔類型為直軸式氣孔器(圖1~16)。但不同葉型冬凌草上、下表皮數(shù)目、氣孔密度等葉表皮微形態(tài)特征上存在明顯差異(表3),其中1號葉型下表皮數(shù)目最多為689.98個/mm2,其次為2號葉型,為689.45個/mm2,與其他葉型相比差異顯著。上表皮細胞數(shù)目1號葉型最多,為626.21個/mm2,其次為2號葉型與8號葉型,分別為625.33,614.29個/mm2,與其他葉型相比差異顯著。不同葉型氣孔指數(shù)在0.24~0.29之間,變化不大。氣孔密度最大的為1號葉型,245.36個/mm2,其次為8號,7號和2號葉型、分別為230.52,229.99,223.64個/mm2,4者之間差異不顯著。但與氣孔密度最小的5號葉型(180.71個/mm2)相比差異顯著。氣孔長度最長的為2號葉型,為23.76μm,最短的為7號葉型,為20.23μm,二者之間差異顯著。氣孔寬度以1號葉型最寬,為18.55μm,其次為2號葉型,為18.02μm。與其他葉型相比差異顯著,而其他幾個葉型之間則差異不顯著。不同葉型的冬凌草葉表皮形態(tài)特征表明,它們之間有共同的特征,體現(xiàn)了一定的遺傳特性,但同時也表明冬凌草在長期的栽培過程中葉表皮的形態(tài)特征有共同出現(xiàn)了一些變異。
3討論
3.1冬凌草葉片形狀的多樣性本研究從葉基、葉先端、葉長、葉寬等形態(tài)特征上,揭示了冬凌草種內的葉片差異,并且我們在種植過程中發(fā)現(xiàn),冬凌草甚至是同株植物上也會出現(xiàn)葉片的差異,這反映了冬凌草葉型上的多樣性,表明冬凌草是一個葉“多型性”''''的種。這種現(xiàn)象的存在很可能是其種質多樣性的外在體現(xiàn),這對于篩選冬凌草種質和保存有一定的指導意義。但本實驗僅表明冬凌草種質資源在其外部形態(tài)特征上出現(xiàn)變異,至于遺傳特性上是否也產(chǎn)生了變異,有待于進一步研究。
3.2不同葉型冬凌草葉表皮特征Culter等[6]根據(jù)大量實驗結果分析,認為葉表皮特征受遺傳因子的強烈控制。氣孔是植物與外界環(huán)境交換氣體及水分的通道,因此,植物的光合作用、呼吸作用和蒸騰作用都離不開氣孔。氣孔生物學特性的研究,對于全面認識物種具有重要意義[7]。本實驗對不同葉型冬凌草葉表皮特征的觀察表明,它們的葉表皮特征表現(xiàn)出一定的共性,主要表現(xiàn)在表皮細胞的形狀、其垂軸壁式樣及氣孔類型方面,這體現(xiàn)了一定的遺傳性,但不同葉型的冬凌草之間的微形態(tài)學特征又存在一定的差異。主要為氣孔密度及氣孔的長、寬等方面。劉云等[8]發(fā)現(xiàn)不同桑樹品種在氣孔密度之間差異極顯著,而氣孔類型和表皮細胞形狀均具有共同的特征。陳曦等[9]認為不同煙草品種氣孔長度和氣孔密度有所不同。冬凌草不同葉型之間這種現(xiàn)象的存在是否與出現(xiàn)了不同的品種變異有關,尚需進一步探討。
【參考文獻】
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