7 种蔷薇科植物叶片显微结构对比分析

汪 媛 羊雪菲

（南京林业大学生物与环境学院，江苏南京 210000）

0 前言

蔷薇科（Rosaceae）为被子植物纲蔷薇目植物，现有124 属3300 余种，多为草本、灌木或小乔木，在全世界范围内广泛分布，主要常见于北温带。我国约有51 属1000 余种，产于全国各地。目前一些研究认为从植物叶片表皮微形态上可以得到种群分类上的关系，如科属间的分类等，对蔷薇科叶表皮的微形态研究已有一些报道[1-3]。

蔷薇科植物长用作行道树，并且被广泛应用于绿化道路、修饰庭院、装饰公园等，在花期有良好的观赏效果。目前，对蔷薇科植物叶片形态和气孔的研究较少。叶片是植物光合作用的主要器官，其功能性状与气孔形态、大小、分布特点的关系，对于了解植物生长发育以及对环境的响应具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 试验材料

本试验所用材料均取自于南京林业大学校园，分别为日本樱花（Cerasusyedoensis（Matsum.）Yuet Li）、山樱花（Cerasus serrulata（Lindl.）G. Donex London）、月季花（Rosa chinensis Jacq.）、日本晚樱（Cerasus serrulata（Lindl.）G.Don ex London var.lan）、菱叶绣线菊（Spiraea vanhouttei（Briot）Zabel）、垂丝海棠（Malus halliana Koehne）以及嫁接的垂丝海棠（湖北海棠）。

1.2 方法

1.2.1 石蜡切片法

从每个植株相同部位的当年生新枝上取下叶片（每种植物选取5 片），沿着主叶脉剪成1cm×1cm 的小块，立即放入FAA 固定液中，使用真空泵排出叶片中的空气，贴上标签，常温下存放24小时。参考一般植物石蜡切片的方法，将处理过的材料进行脱水、透明、浸蜡、包埋、切片、脱蜡、复水及染色后进行观察。在显微镜下观察时，测量叶片、海绵组织和栅栏组织的厚度，每个切片取10 个位置重复测量[4]。

1.2.2 指甲油印迹法

从每个植株相同部位的当年生新枝上取下叶片（每种植物选取5 片），用脱脂棉轻拭去叶片表面的灰尘，在植物叶片表面均匀涂抹无色指甲油或透明胶。干燥之后用透明胶带转移到载玻片上作为样本。通过光学显微镜观察所制叶片样本下表皮的气孔特征，拍摄照片[5]。由于本次实验采取方法二的效果更佳，即采用指甲油印迹法，故在此不再赘述石蜡切片法。

2 实验结果

2.1 叶下表皮微形态特征

此次实验测得蔷薇科各植物的气孔器长、宽及长宽比见表1。日本樱花表皮细胞呈多边形，气孔器呈放射状，细胞之间界限较不明显，气孔器长度为27.7μm，宽为22.3μm，长宽比为1.24。日本晚樱的表皮细胞为不规则形，细胞之间界限不明显，气孔器长为27μm，宽为13.3μm，长宽比为2.03。山樱花表皮细胞呈不规则形，细胞之间界限不明显，气孔器长为26.7μm，宽为16.6μm，长宽比为1.61。月季花表皮细胞为多边形，细胞之间界限不明显，气孔器长为33.3μm，宽为26.6μm，长宽比为1.25。菱叶绣线菊表皮细胞呈不规则形，细胞轮廓明显，并且细胞纵纹清晰，气孔器长为26.7μm，宽为16.6μm，长宽比为1.61。垂丝海棠表皮细胞为不规则形，细胞之间界限明显，气孔器长为25μm，宽为14μm，长宽比为1.79。嫁接的垂丝海棠细胞为不规则形，气孔器长为29μm，宽为20μm，长宽比为1.45。

表1 各植物气孔器长、宽及长宽比

2.2 叶片表皮气孔大小

在本次实验材料中，蔷薇科植物的叶下表皮细胞有两种常见形状，无规则型和多边形，表现出科内植物的亲缘性。植物的气孔器往往成为区分科属间差异的重要证据，其大小、形状以及分布情况在科内种间有较大差异[6-7]。气孔器平均长度为27.9μm，平均宽度为18.4μm，平均长宽比为1.56。在本次实验材料中，日本晚樱的气孔器长宽比明显大于平均值，为2.03。

2.3 实验结果对比

蔷薇科植物叶表皮特征的扫描电镜观察结果对比如表2 所示。

与以上数据对比，本次实验与上述实验材料均为蔷薇科植物叶片表皮，且下表皮都具有气孔器。除了具有相似性的表皮细胞，蔷薇科植物叶表皮也存在许多差异，例如气孔器的大小、形态不尽相同，这可能成为蔷薇科植物种属间区分的重要依据之一。

表2 几种蔷薇科植物叶表皮微形态特征

3 结果与讨论

实验结果表明，南京地区7 种蔷薇科植物即日本樱花、日本晚樱、山樱花、月季花、菱叶绣线菊、垂丝海棠和嫁接的垂丝海棠的成熟叶片的表皮细胞有较多的相似之处：表皮细胞少数为扁平的多边形，多数的细胞形态不规则，细胞之间排列紧密，除叶脉外均有气孔随机分布。根据本次实验材料分析，嫁接的垂丝海棠和日本樱花的气孔较大，但是不同植物之间的气孔指数的差异是稳定的。

综上所述，蔷薇科植物科在生活中并不陌生，在前期实验小组收集调查蔷薇科植物时发现，不同蔷薇科植物在形态、株高、叶宽、叶鞘长、叶脉和叶鞘颜色、叶片被毛等方面均存在一定差异。本实验结果表明不同种类的蔷薇科植物叶片表皮显微结构大致相似，但在表皮细胞的大小、维管束的类型、排列、栅栏组织与海绵组织及气孔分布等方面均存在一定差异。在今后的研究中，应该扩大研究范围和植物种类，以便获得更多的结果积累，为揭示植物种属间的显微结构区别做参考。