沙棘茎形态结构的显微观察

沙棘茎形态结构的显微观察

中国是最严重的国家之一，忽视了严重的自然条件。许多地区的自然条件差、水土流失严重、生态环境脆弱。沙棘(1沙棘树片解剖研究试验于2003~2006年进行,试验材料为中国沙棘、俄罗斯沙棘及其杂交种,实验材料分别取自呼和浩特市和林县及内蒙古水利水保试验站沙棘园,选取生长健壮、生长势相近的7年生沙棘植株,选5-7节位的新梢和一年生成熟茎,经无菌水充分洗涤,切取0.5cm的一年生茎段,FAA固定液固定,系列酒精脱水,二甲苯透明,浸蜡并用石蜡包埋,制成连续石蜡切片,厚度12μm,番红一固绿双重染色,中性树胶封片,每个样品重复3次,Olympus光学显微镜下观察并测量其各部分解剖构造,每一样片观察30个视野。2结果与分析2.1枝条生长分布沙棘枝条坚硬,其上着生枝刺,这是沙棘属植物的一个重要特征,是小枝条的一种变态,也是对不良生态环境的一种适应。俄罗斯沙棘枝条具有少刺或无刺特性,一年生枝条上大多无刺,二年生枝条靠近基部有1~3个短刺;中国沙棘枝刺较多,一年生枝条上棘刺短而细,多年生枝条上分布着长短及粗细不等的棘刺。中国沙棘枝序多为互生,俄罗斯沙棘枝序多为对生。沙棘当年生枝为绿色,微带黄色,枝条表面覆盖一层银灰色蜡质。蜡质层能阻挡阳光直射,减缓皮孔水分蒸腾,并具有保护功能,增强沙棘抗旱、抗寒性,使其安全越冬。二年生以上中国沙棘枝条为棕色,多年生老枝灰褐色,蜡质多,俄罗斯沙棘枝条为浅棕色,蜡质少。枝条叶腋间着生黄褐色冬芽,外被鳞片,鳞片上被有绒毛。这些旱生特性使沙棘成为防风固沙、进行生态建设的重要树种之一。2.22.2.1沙棘茎立木栓形成周皮沙棘茎的初生结构由外向内可分为表皮、皮层、初生韧皮部、形成层、初生木质部和髓部。沙棘茎的横切面上可观察到表皮是由大小相似、外覆角质层、排列紧密的一层近圆形细胞构成,细胞壁加厚,外覆多细胞盾状毛,四个种类以中国沙棘角质层较厚,角质层厚是植物抗旱的一个指标茎的次生结构由周皮、次生韧皮部、形成层、次生木质部和髓部组成。由沙棘茎次生结构横切面可见由木栓形成层分裂的细胞向外形成了木栓,代替了表皮细胞的保护作用;向内分裂少量细胞形成栓内层;木栓、木栓形成层和栓内层组成周皮。据研究,厚壁组织或厚角组织以及较厚的角质层,对幼茎起到保护作用,使其免受风沙侵蚀的危害。而发达的维管组织则对水分运输有重要意义从表1可以看出,不同种类沙棘茎的组织解剖结构各部分变化较大,导管直径、导管密度、髓面积占茎面积的百分比、木细胞面积、韧细胞面积均有一定差异,导管直径、木细胞面积、韧细胞面积以俄罗斯沙棘茎最大,表皮加角质层厚度以俄罗斯沙棘茎最薄;导管密度则以中国沙棘导管密度最大(64.78个/mm从图1~2以及表1的观察值的结果分析还可看出:中国沙棘的沙棘茎的表皮木栓化程度高,皮层薄壁细胞小且排列紧密,韧皮部发达,细胞也较小排列紧密,髓腔内内含物特别多;俄罗斯沙棘茎的表皮木栓化程度比中国沙棘低,皮层薄壁细胞较大排列较松,韧皮部较发达,细胞大排列较松,髓腔内内含物比中国沙棘少。2.2.2不同立地条件下沙棘木质部结构我们对立地条件不同的呼和浩特市和林县南山阳坡、阴坡、滩地、内蒙古农业大学教学果园的中国沙棘取样进行了观察研究。不同立地条件沙棘成熟茎的解剖构造观察(表2)。从表2中可以看出不同立地条件沙棘成熟茎的解剖构造观察值的规律性也有一定差异,导管直径大小之间存在显著差异,其中的果园沙棘成熟茎导管直径最大,为16.48μm,滩地的导管直径次之,山地导管直径最小,山地阳坡与山地阴坡之间无显著差异;导管密度则山地阴坡最大。表皮加角质层厚度、髓面积比茎面积、髓细胞面积均无显著差异。从图(1、3、4)以及表2的观察值的结果分析还可看出:山地导管直径最小,导管密度最大,韧细胞小而且排列紧密,髓腔内内含物多。果园人工林的沙棘成熟茎导管直径大,导管密度小,韧皮细胞大且排列疏松有空隙,髓腔内内含物较少。观察研究还发现,中国沙棘茎上侧根根源基原始体细胞较多,所以扦插容易成功,中国沙棘半木质化枝条根源基的发源部位与木质化枝条不同,半木质化枝条根源基发源于韧皮薄壁细胞与形成层之间,起初形成的不定根源基切向分裂和纵向分裂的速度一致,呈球形,随着根源基细胞向皮层两侧延伸,成蘑菇形,以后根源基不断伸长,导致枝条皮部开裂,根源基从裂口突出,形成不定根,且生根量大。总体来看果园中国沙棘人工林木质部的导管直径大,韧皮部不发达,射线不密集;而山地阳坡的沙棘木质部的导管直径小,密集度大,韧皮部发达,细胞小且紧密排列,射线较密集。这些结构特性正与其立地条件有关,生长在丘陵地或山地阳坡的沙棘干旱风沙大,日照强烈,严酷的外界环境致使沙棘表现出适应当地生态条件的结构特性。3中国沙棘解剖结构的特性(1)沙棘起源于温暖而湿润的旧大陆温带地中海沿岸,其原始形态属于湿生植物,在地质运动所导致的生境变迁过程中,经过长期的适应与选择,沙棘地上部分逐渐形成一定的旱生结构(2)沙棘对各种复杂的自然环境适应能力强,对高温、严寒、干旱、风沙均具有极强的抗耐性。同一生境下生长的中国沙棘、杂交种和俄罗斯沙棘的形态解剖结构差异很大,中国沙棘解剖结构与其生态适应性密切相关,长期的自然选择形成了中国沙棘解剖结构适应其严酷的立地条件变化的特征。(3