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【摘 要】应用扫描电镜对松科（Pinaceae）2个属6种植物叶亚微形态进行比较观察研究，结果表明：6种松科植物叶表皮均有较厚的角质层，气孔器均为单环型，气孔内陷，但在气孔器的分布密度、大小、气孔器间距及形态特征上存在显著差异。雪松、白皮松的气孔为椭圆形，华山松的长方形，油松、马尾松、赤松的均近圆形；华山松气孔器的分布密度最大，气孔器最大，气孔器间距最小，而马尾松的气孔器密度最小，油松的气孔器最小，气孔器间距最大。本实验可为松科植物叶表皮形态研究和细致分类提供亚微形态学上的证据，并表明所观察的6种松科植物叶表皮亚微形态与其生理生态习性具有一定的相关性；通过观察植物叶表皮亚显微形态特征，也可为中草药的真伪鉴别提供参考依据。
【关键词】松科；叶表皮；气孔器；扫描电镜
松科是裸子植物的重要类群，有许多国内外学者对该科植物叶的特征作了研究，早在1978年《松科——形态结构与发育》一书就详细阐述了松科各器官的外部形态，内部结构[6]。随着扫描电镜的广泛应用，林金星和胡玉熹2000年引用我国历年来裸子植物结构方面的文献，精选了亚微和超微结构图片800余幅，其中包括了部分裸子植物叶的亚微形态[7]。但是松科植物叶表皮亚微形态的观察研究较少，邵邻相和张凤娟2005年对6种松科植物金钱松、雪松、五针松、黑松、湿地松和马尾松的叶表皮进行扫描电镜观察，指出松科三个属植物叶表皮的形态结构和气孔器差异显著，一定程度上证明了3属是自然的分类群[2]。本文以山东省6种常见松科（Pinaceae）植物为材料，取其新鲜叶片进行扫描电镜观察，比较分析种间气孔器的亚微结构差异，以期为该科植物叶表皮形态研究和细致分类提供证据。
1 材料与方法
1.1 材料
6种松科（Pinaceae）植物的针叶：雪松（Cedrus deodara（Roxb.）loud）、白皮松（Pinus bungeana Zucc.et Endl.）、华山松（Pinus armandii Franch.）、油松（Pinus tabulaeformis Carr.）、马尾松（Pinus massoniana Lamb.）、赤松（Pinus densiflora Sieb.et Zucc.）。取材时选取去年生正常生长的成熟针叶。
1.2 样品在制备
小心的剪取针叶中部约5-6mm片段，先用自来水清洗，蒸馏水冲洗，2.5%戊二醛固定12h，蒸馏水洗2h（中间换3次水），用50%，70%，80%，90%，100%的酒精逐级脱水20min，纯酒精和醋酸异戊酯1：1配成溶液置换20min，纯醋酸异戊酯中置换30min。HCP-2型CO2临界点干燥仪中干燥，用双面胶带纸粘于样品台上，置于IB-5离子溅射仪中喷金，于S-570扫描电镜观察并拍照。
2 结果
2.1 雪松
针叶表面有较厚的角质层，较光滑，蜡质颗粒状或线状，。于叶表面有大量角质层覆盖，表皮细胞看不清楚，仅看到纵向略有条纹状突起。气孔线纵向排列，气孔器密度为74.14个∕mm2，同一条气孔线中气孔器间距大体相等，平均为46.88um。气孔内陷，孔口近椭圆形，长轴：29.66um，短轴：16.74um，孔口光滑，边缘有角质层突起，外面有一圈不连续的角质层圆环环绕，周围还有大量蜡质呈线状分布（图版Ⅰ：1.2）。
2.2白皮松
针叶表面有较厚的角质层，蜡质呈鳞片状或颗粒状散布。表皮细胞形态看不清楚，纵向有条纹状突起。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆气孔线纵向排列，气孔器密度为74.14个∕mm2，同一条气孔线中气孔器间距大体相等，平均为34.125um，相邻气孔器之间有横向突起。副卫细胞隆起，绕气孔一周，呈近椭圆形，内外缘光滑，有大量鳞片状蜡质覆盖，不易看清细胞个数。气孔器长轴：39.43um，短轴：24.86um（图版Ⅰ：3.4）。
2.3华山松
针叶表面具有较厚的角质层，隆起呈长方体状，相邻的隆起之间形成凹槽，蜡质呈颗粒状散布。气孔线位于凹槽内纵向分布，气孔器密度为187.29个∕mm2，气孔器排列紧密，同一条气孔线中平均气孔器间距仅为7.5um。副卫细胞隆起，与相邻的角质层隆起近似位于同一平面，呈长矩形，围绕气孔一周，可以看到有至少3个副卫细胞，但由于大量角质层覆盖，不易数清个数。气孔口呈长方形，全缘光滑，长轴：45.94um，短轴：26.61um，常有蜡质陷入气孔器内（图版Ⅰ：5.6）。
2.4油松
针叶表面有大量的角质层，呈较致密的条纹状纵向排列，蜡质呈片状，线状或颗粒状散布。表皮细胞看不清楚，气孔线纵向排列，气孔器密度为62.43个∕mm2，同一条气孔线中气孔间距大体相等，平均为93um。气孔内陷，孔口圆形或近似方形，直径为22.03um，孔口光滑，可以看到副卫细胞和保卫细胞陷于气孔内部。周围有大量蜡质分布（图版Ⅱ：1.2）。
2.5马尾松
针叶表面有较厚地角质层，呈较稀疏的条纹状纵向排列，蜡质呈颗粒状散布或呈线状沿突起的条纹分布。表面细胞看不清楚，气孔线纵向排列，气孔器密度为58.53个∕mm2，同一条气孔线中气孔间距大体相等，平均为77.5um。副卫细胞下陷在气孔内，相对排列，形成一个长方形的空隙，保卫细胞略低于副卫细胞，相对排列，形成一个更窄的细缝。气孔口多数近圆形，少数椭圆形，平均直径：22.67um。气孔器周围强烈角质化，形成一个略突起的加厚缘，周围及气孔内有颗粒状的蜡质分布（图版Ⅱ：3.4）。
3 讨论
3.1叶表皮亚微形态特征和系统分类
叶是高等植物的营养器官，不仅具有重要的生理作用，而且有很大的分类价值，由于叶生存于植物的主要生活时期，是非生殖器官最广泛的应的特征，在分类学上有优于花的一面，尤其是叶表皮特征在分类上具有重要的应用意义[8]，气孔及联系的表皮细胞的性状在每一种属中通常是稳定的，可以为分类学鉴定提供依据[9]。
3.2叶表皮亚微形态特征和生态适应性
6种松科植物叶具有明显的旱生植物叶的特点：叶为针形，表面具有较厚的角质层，及蜡质，气孔下陷，并有角质层或蜡质覆盖，有利于减少蒸腾作用，保持水分，这是与松科植物的生活环境相适应的（见表3）。相比较而言，气孔越多，越大，蒸腾作用越明显，抗寒抗旱能力越差，本次实验中的气孔密度和气孔大小综合考虑，由大到小可以分成3组，①华山松②赤松、雪松、白皮松③油松、马尾松，与抗寒抗旱能力呈现近似负相关。
只有马尾松的相关性差别较大，笔者认为可能是由于马尾松原产南方，在山东栽种后针叶气孔器在大小和密度上有了一定变化，要解决这个问题还要在不同地方采集标本，作进一步研究。本实验结果在一定程度上应证了松针叶结构特征与生态环境相适应的关系。
参考文献：
[1] 杨德奎，孙京田.山东牵牛属植物叶片气孔器及花粉亚显微观察[J].山东科学，2001，14（2）：10-15.
[2] 邵邻相，张凤娟.6种松科植物叶表皮的扫描电镜观察[J].植物研究，2005，25（3）：281-285.
[3] 王晓楠，石雷，等.木贼科气孔器扫描电镜观察[J].植物研究，2006，26（2）：147-150.
[4] 常生辉，邓传良，等.27种木犀属植物叶表皮微形态特征的研究[J].西北植物学报，2008，28（2）：0278-0288.
[5] 张玉霞，张习敏，黄武.桂花属植物花粉粒及叶片气孔器形态的扫描电镜观察比较研究[J].贵阳师范大学学报（自然科学版），2006，24（4）：11-15.
论文作者:孙晓峥,张西国,曹宏伟
论文发表刊物:《航空军医》2015年11期供稿
论文发表时间:2015/12/28
标签：气孔论文; 松科论文; 表皮论文; 蜡质论文; 植物论文; 形态论文; 颗粒状论文; 《航空军医》2015年11期供稿论文;