光照强度对华北耧斗菜叶片解剖结构的影响

郭爱华++杨阳++史晓霞

摘 要：本试验主要研究光照强度对华北耧斗菜叶片解剖结构的影响。试验以中阳县上顶山华北耧斗菜为供试材料，在上顶山的密集树木下（1万以下）、稀疏树木下（1—5万lux）、几乎无树木下（5万lux以上）各选择了3个区组，每个区组中采集了5株华北耧斗菜，采用徒手切片法、石蜡切片法制作切片，用光学显微镜观察，综合分析了不同光照强度下叶片的气孔大小、气孔密度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度、栅海比以及叶片主叶脉维管束的口径6个指标，来分析了华北楼斗菜叶片解剖结构对不同光照强度的适应性特征。

关键词：光照强度；栅栏组织；海绵组织；栅海比；维管束；气孔

中图分类号：Q94 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20161033221

引言

华北耧斗菜系统发生学地位介于双子叶模式植物和稻草类模式植物之间，学者们旨在将该种发展为生态与进化研究的模式植物。对华北耧斗菜解剖结构的研究能为其成为模式植物提供更多的理论基础。

1 研究方法

在上顶山采集各光照强度下的华北耧斗菜植株，采集地点包括密集树木下、稀疏树木下、几乎无树木下。每个采集地点选取3个区组，分别用光度计测量光照强度，确定3个采集地点的光照强度，用以确定各采集地点的光照强度范围。在每区组里采集5棵，共45棵。

1.1 切片的制作与观察

切片的制作与观察有2种方法：徒手切片的制作与观察和石蜡切片的制作与观察。

1.2 数据计算

视野的面积=π×（直径的一半）2

气孔密度=视野中气孔的个数÷视野的面积。

栅海比=栅栏组织厚度÷海绵组织的厚度。

1.3 数据分析

使用SPSS Statistics、Excel软件进行数据分析。

2 结果与分析

1万lux以上的叶片下表皮的基部和叶缘部分的平均气孔密度较1万lux以下的平均气孔密度有显著性增大。叶中间部位的气孔密度随着光照强度的增加，平均气孔密度有显著性增大。光照强度对华北耧斗菜植株叶片的气孔大小无显著性影响。对栅栏组织厚度、海绵组织厚度以及两者的比值有显著性影响，随着光照强度的增加，栅栏组织厚度从平均2.50?m增大到平均7.5?m，海绵组织厚度从平均5.00?m减小到了平均2.00?m，栅海比从平均0.50?m增大到了平均1.30?m。通过观察切片，还会发现光照强度在1万以下时，栅栏组织为一层且排列疏松，见图版D。光照强度在1～5万lux时，栅栏组织为一层但结构紧密，见图版E。光照强度在5万以上时，栅栏组织为2～3层且结构紧密。

3 结论与讨论

光照强度对华北耧斗菜叶片解剖结构的影响主要表现在气孔密度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度、栅海比、维管束口径5个方面，对气孔大小这一指标无显著影响。随着光照强度的增强，叶中间部位的气孔密度从平均21.75个/mm2增加到了平均44.37个/mm2，栅栏组织厚度从平均2.50?m增加到了平均7.50?m，且结构从1层疏松状态变为了2～3层紧密状态，海绵组织厚度从平均5.00?m减少到了平均2.00?m，栅海比从平均0.50?m增加到了平均1.30?m，维管束口径从平均2.01?m增加到了平均3.45?m，气孔的长度与宽度无显著变化。

气孔是植物叶片与外界气体交换的主要通道，是影响植物光合作用的因素之一。气孔密度增加，使光照充足时，叶片能从周围环境中吸收更多的二氧化碳用于光合作用。此外，叶片的气孔进行蒸腾作用，足量的气孔还可以降低叶片的温度，使更适合高的光照强度。

栅栏组织增厚、结构变紧密是植物对高光照强度的一种适应性表现。 栅栏组织细胞内含许多叶绿素，2层或三层的栅栏组织有利于叶片利用、转化更多光能，从而能更有效的利用光能，为自身结构构建提供更多能量。

随着光照强度的增加，叶片主脉维管束孔径变大，有利于将足量的水分运输至叶片进行光合作用，同时有利于将光合作用产生的产物及时的运输至其他部位。

参考文献

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