黄瓜叶柄横切结构的数量特性研究

于龙凤，安福全，高金和

（临沧师范高等专科学校，云南临沧，677000）

黄瓜叶柄横切结构的数量特性研究

于龙凤，安福全，高金和

（临沧师范高等专科学校，云南临沧，677000）

对黄瓜苗期叶柄的横切组织结构进行观察，研究结果表明，黄瓜不同品种维管束间细胞层数相对稳定，叶柄中维管束间细胞层数约为4；随着节位变化，其皮层细胞层数、横切直径大小略有差异，其中第6节位细胞层数最多，横切直径最大；黄瓜叶柄横切有无维管束分化处细胞密度不同，其中无维管束分化处细胞密度为85.90个/mm2，维管束附近细胞密度为104.99个/mm2。

黄瓜；叶柄；横切结构；数量特性

植物的叶分为叶柄与叶片两部分，以往的研究者重视叶片特征的研究[1～5]，对于连接茎和叶片之间的水、营养物质和同化物质的通道——叶柄少有研究，其实对于某些应用研究来说，如植物分类研究，叶柄特征可作为重要的参考。

对于叶柄韧皮部面积、叶柄质量和叶柄长度与叶面积的关系[6～7]，叶柄横切面上维管束的数目和排列类型[8]，以及叶柄上下两端的生长素浓度[9]等方面有关学者曾进行了相关研究，另外，关于植物的叶柄在数学形态学上也有研究[10]，但对于叶柄横切结构数量性状方面的研究鲜见报道，因此，以黄瓜为例，主要从细胞水平上研究叶柄横切结构各组织的数量特性，以期为植物发育方面的研究提供解剖学方面的素材，同时也可为指导农业生产奠定理论基础。

1 材料与方法

1.1 试验材料

黄瓜（Cucumis sativusL.）：长春密刺，山东密刺（种子购于种子商店）。

1.2 试验方法

①栽培方法 试验于2010年3月在临沧师范高等专科学校校内教学实习基地进行。选取籽粒饱满、大小一致的种子浸种催芽，种子用温水浸种5～ 6 h，催芽温度25℃，胚根长出后降至20℃，1～2 d出齐芽后，播种于10 cm×10 cm的塑料营养钵中，长出4～5片真叶后定植到直径为30 cm的花盆中，正常管理。待叶片长到10叶1心时，取整齐一致的6株植株分别对不同节位叶柄（心叶除外，由下至上依次为2，4，6，8节位）进行形态解剖结构数量性状的观测。

②叶柄解剖学数量性状测定方法 取新鲜材料的叶柄，每个品种选取6个叶柄，将叶柄材料于FAA（福尔马林-酒精-醋液）溶液中固定48 h，冲洗完全后备用。选取叶柄中部，常规石蜡切片法制片。切片厚度8～10 μm，番红-固绿对染，制成永久切片，然后在光学显微镜下观察，同时对叶柄横切各组织结构数量性状进行测定。选取染色效果好、图像清晰、结构完整的图片进行拍照。

③数据测量、计算与分析 测量叶柄中维管束间、皮层间细胞层数，叶柄中部横切面直径，有无维管束分化处细胞密度，细胞密度换算为每1 mm2内的细胞个数。数据用SPSS分析软件进行分析。根据维管束的大小和结构，参照前人的研究结果，为便于分析，将其分为4种类型：导管横切面积最大的为一级（Ⅰ型）维管束，依次类推，分为二级（Ⅱ型）维管束，三级（Ⅲ型）维管束，四级（Ⅳ型）维管束。

2 结果与分析

2.1 黄瓜叶柄的组织结构

黄瓜叶柄的横切面近似方圆形，由表皮、皮层、维管束3部分组成。黄瓜叶柄的表皮与茎的表皮相连，由一层扁平、近长方形的细胞组成，排列紧密、整齐，叶柄表面密生表皮毛（图1）。叶柄内分布有大型及小型维管束，且大小维管束交错排列，较大和较小维管束间有更小维管束存在，小维管束主要以韧皮部为主（图2）。小维管束的存在可能是补充运输碳水化合物等有机物质。

图1 黄瓜叶柄纵面表皮（100×）

图2 黄瓜叶柄横切面（400×）

表1 黄瓜叶柄中维管束间细胞层数 层

图3 黄瓜不同节位叶柄横切面直径大小

2.2 黄瓜叶柄中维管束间细胞层数

由表1可以看出，长春密刺叶柄中维管束间细胞层数为3.81，绝对偏差为0.32；山东密刺叶柄中维管束间细胞层数为4.33，绝对偏差为0.48，2种黄瓜叶柄中维管束间细胞层数接近4，说明黄瓜不同品种维管束间细胞层数相对稳定。

2.3 黄瓜叶柄中皮层间细胞层数

观察黄瓜叶柄皮层间细胞层数（表2），随节位变化，其皮层细胞层数略有差异，其中第6节位细胞层数最多，这可能与该节位叶柄直径较大有关。从各类型维管束距表皮间细胞层数观察，Ⅰ型维管束距表皮间细胞层数最多，长春密刺为4.76，山东密刺为4.33；Ⅱ型维管束距表皮间细胞层数次之，长春密刺为3.13，山东密刺为3.53；Ⅲ型维管束距表皮间细胞层数分别是，长春密刺为2.38，山东密刺为2.17；Ⅳ型维管束距表皮间细胞层数最少，长春密刺为2.09，山东密刺为2.13。由此可见，其发育为内始式。

2.4 黄瓜叶柄横切面直径

表2 黄瓜不同品种不同节位叶柄皮层间细胞层数比较 层

对黄瓜不同节位叶柄中部直径进行测量发现，随着节位的上升，长春密刺及山东密刺叶柄横切直径均呈增加趋势，且在第6节位升至最高，长春密刺及山东密刺叶柄直径分别为3.24，3.43 mm （图3）。可见，中层部位叶柄较粗，具有较大的体积。

表3 黄瓜叶柄横切面不同部位的细胞密度 个/mm2

2.5 黄瓜叶柄横切面不同部位的细胞密度

表3可以看出，长春密刺无维管束分化处和维管束附近的细胞密度分别为85.67，108.67个/mm2；山东密刺无维管束分化处和维管束附近的细胞密度为86.13，101.32个/mm2。平均来看，黄瓜无维管束分化处细胞密度为85.90个/mm2，维管束附近细胞密度为104.99个/mm2，也就是说无维管束分化处细胞密度少于维管束附近的细胞密度。这说明黄瓜叶柄的发育是维管束中细胞数目不断积累的结果，当叶柄中细胞数积累到一定程度就会启动新的基因，致使新的维管束形成。

3 小结与讨论

叶柄是水分、营养物质和光合产物运输的通道，不同节位叶柄运输系统的发达程度与其代谢的旺盛程度相适应。已有研究表明，小麦、水稻和玉米叶片的内部结构随叶位上升逐渐复杂，并且这一变化与其生理功能的增加相一致[11～13]。潘庆明等[14]研究认为小麦韧皮部的发育可能与光合活性或光合能力有关。郑丕尧等[15]对玉米不同部位叶片维管束系统进行观察，表明中上部叶片特别是穗位叶的运输通道的结构性状明显优于其他叶片。王英典等[16]对大豆叶柄运输系统结构性状的研究也表明，大豆中部叶位叶柄的结构性状优于其他叶位的运输通道，集中体现在它们具有较大的最大径和最小径，较多的维管束数目以及较大的木质部和韧皮部横切面积，这些无疑是高运输能力的结构基础。

本研究得到黄瓜叶柄横切直径大小与皮层间细胞层数呈正相关，且维管束分化处细胞密度较大，说明维管束分化处细胞具有很强的分裂增生能力。何永枝[17]研究表明在一定范围内，大豆单株产量随茎粗的增加而极显著增加，说明提高茎和叶柄的运输能力利于光合原料及产物的快速运输。但由于研究所观察的品种有限，关于叶柄发育与产量之间的关系还有待于进一步验证。

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Research on Quantity Characteristics of Cucumber's Petiole Transverse Section

YU Longfeng,AN Fuquan,GAO Jinhe
(Lincang Teachers College,Lincang,Yunnan 677000)

This research was based on the observation of cucumber's petiole transverse section.The results showed that, firstly,different kinds of cucumber had similar cell layers of vascular bundle in petiole,there were four layers of vascular bundle cell in petiole.Secondly,with the change of cucumber's nodes,both the layers of cell and the diameter of transverse section changed.Among them,the sixth node of cucumber had both largest layers of cell and the biggest diameter of transverse section.Thirdly,the cell density of petiole transverse section of cucumber differed in their vascular bundle differentiation.The cell density of petiole transverse section of cucumber was 85.90 per mm2when there was no vascular bundle differentiation.The cell density of petiole transverse section of cucumber was 104.99 per mm2when there was vascular bundle differentiation.

Cucumber;Petiole;Transverse section;Quantity characteristics

10.3865/j.issn.1001-3547.2011.04.010

云南省教育厅科学研究基金项目（2010Y211）

于龙凤（1971-），女，博士，高级农艺师，主要从事植物发育学方面的研究，E-mail：yulongfeng2222@163.com

安福全（1972-），男，通信作者，高级讲师，主要从事植物生理生化方面的研究

2011-01-10