毛冻绿幼叶的显微形态研究
2015-12-01毛斌斌刘汉珍胡可登
毛斌斌,刘汉珍,胡可登
(安徽科技学院 食品药品学院,安徽 凤阳 233100)
毛冻绿(Rhamnaceae utilis Decne.var.hypochrysa(Schneid.)Rehd.)是鼠李科鼠李属植物,分布于中国华中、西南地区及河北至甘肃的广大区域[1]。其叶具有解热、止泻效果,用于治疗瘰疬[2],南北各地民间均有使用其嫩叶替代茶饮的习惯。近年来,出于对植物分类需求考虑,对鼠李科植物的叶表皮微形态及植物茎叶的电子显微特征研究已经开展起来[3-5]。但作为民间特色资源及常用草药,可用于毛冻绿叶片的常规鉴定鉴别依据研究甚少[6]。本文拟利用显微鉴定技术,对毛冻绿的幼叶进行显微观察,尝试找出毛冻绿幼叶的显微鉴别点,为毛冻绿进一步的鉴定技术研究提供参考。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
毛冻绿(Rhamnaceae utilis Decne.var.hypochrysa(Schneid.)Rehd.)幼叶于2014 年3、4、6 月份分别在安徽省凤阳县和庐江县进行采集,并干燥处理。叶片经由安徽科技学院中药学专业刘汉珍副教授鉴定无误。
水合氯醛(CAS302-17-0),上海谱振生物;稀甘油、蒸馏水
1.2 主要仪器设备
光学显微镜(BX53),日本OLYMPU;Isee成像软件;ISCapture图片编辑软件;摇摆式高速万能粉碎机(DFY-400),温岭市林大机械有限公司。
1.3 方法
样品处理干燥处理后的样品用摇摆式高速万能粉碎机进行粉末粉碎,分别过20目筛、40目筛,筛下的粉末备用。
1.4 操作过程
1.4.1 毛冻绿幼叶纵切片 取毛冻绿幼叶鲜叶,用徒手切片法切取幼叶纵切片,制水装片,于光学显微镜下进行显微观察。
1.4.2 毛冻绿幼叶粉末显微 取备用粉末适量,制水合氯醛装片,于于光学显微镜下进行显微观察,并利用成像软件和编辑软件进行拍摄编辑。
2 结果
2.1 毛冻绿幼叶的整体显微特征
利用徒手切片法和粉末制片观察毛冻绿幼叶纵切剖面和幼叶上下表皮特征(图1):毛冻绿幼叶组织可依次由上表皮细胞组织(图2左图)、叶肉组织(图4)、导管(图3)、栅栏组织、下表皮细胞组织(图2右图)、非腺毛[7](图5)组成。
2.2 非腺毛的形态及其分类
2.2.1 非腺毛的形态特征 非腺毛源于茎或叶的原表皮细胞,非腺毛的发生一般发生在第二对叶原基或幼茎叶上,在成熟叶和具有初生结构的茎上也可继续发育[8]。非腺毛由单细胞构成,由基部到顶部逐渐变细,在先端成尖。非腺毛细胞内中空,由不溶于水的内容物填满,如图示(图6示)。
2.2.2 非腺毛的分类 经观察,毛冻绿非腺毛的毛囊与叶表皮细胞连接的位置差别和非腺毛基底细胞形态差异,可将非腺毛分为长非腺毛(图8)和短非腺毛(图9)两个类型。
长非腺毛其基底部细胞呈细长柱形,整体侧面观呈鞭状。长非腺毛与叶表皮细胞接触的毛囊基部略陷于或略等齐于叶表皮细胞表平面。以毛囊普遍位于叶表皮整体水平面以下为常见(图10)。
短非腺毛其基底部细胞呈水滴状,整体侧面观呈三角形。短非腺毛的毛囊基部明显被众多叶表皮细胞包围,并围绕基底呈基座状隆起(图7),在非腺毛的基部位置,有纵向皱纹理覆盖于毛囊表面。短非腺毛的毛囊常位于叶表皮细胞水平面以上。(图11)
2.3 非腺毛与方晶分布的位置关系
经观察,毛冻绿非腺毛大多位于叶脉上或叶脉的附近。短非腺毛在叶上表皮较常见,长非腺毛大多处于叶下表皮叶脉上或靠近叶脉分布。在叶片表面观下,短非腺毛附近的叶肉细胞,常可见非腺毛所处位置周围有大量的方晶[9]富集(图12),并且结晶形态较大,结晶较完整的方晶所处位置常与短非腺毛伴生。
2.4 非腺毛基部的纵皱纹理
经观察,毛冻绿幼叶非腺毛基部的皱纹理始于连接非腺毛周围的叶表皮细胞,这些叶表皮细胞“附着”在离非腺毛基部底座较近的辐射状区域内,而短非腺毛的皱纹要比长非腺毛所在的皱纹密度大,且纹理深(图13c,图13d)。这种形态差别可能与幼叶非腺毛本身的支持固定及幼叶需要强化机械防护作用的功能有关。
3 讨论
3.1 长非腺毛与短非腺毛在形态上的过渡性
通过观察可以发现,毛冻绿幼叶长、短非腺毛存在过渡状态,如组图13(a,b,c,d)。虽然典型的短非腺毛基底纹理要比典型长非腺毛基底纹理明显的多,且短非腺毛基部明显高于叶表皮细胞的平面,其毛囊位于叶表皮水平面以上;长非腺毛的毛囊位于叶表皮水平面以下,但在叶片上下表面还能见到如图13(b,c)所示的过渡类型:毛绒长短介于典型长非腺毛和短非腺毛之间;基底纵纹理在由短向长非腺毛变化中随毛绒变短逐渐减弱的趋势。结合不同物候期的样品推测,这种变化可能与长短非腺毛在生长过程中保持的连续过渡状态有关,在不同物候期状态下这种过渡状态则更为明显。
3.2 非腺毛与叶表皮微生态的相关性
长非腺毛常处于叶下表皮的叶脉或其附近,长非腺毛在叶下表面密度较大,较高密度的长非腺毛交织成网,构成了一定的防护与隔离。叶下表皮气孔密度大,长非腺毛交织成的毛绒层能够起到隔离环境水蒸气凝聚,避免在气孔较多的叶下表皮凝结,影响叶片呼吸的作用。在叶上表皮肉组织较厚的位置,短非腺毛较多,间杂有一定数量的长非腺毛。通过观察。这种长短非腺毛的交错状态与叶肉细胞厚度有一定的相关性,这可能与叶片防御能力有关,通过这种长短交织,起到一定程度的阻拦微小生物的啃食的作用,通过短非腺毛与晶体分布的位置关系也一定程度上佐证了这一点。(如图14,图15,图16,图17)
3.3 思考
毛冻绿的皱纹理只见于非腺毛基底,而鼠李科其他植物叶表皮表面上,其纹理是否也源于此,并具有一定规律性,还需要通过进一步探究来发现。
在毛冻绿非腺毛与其下方叶肉细胞中晶体富集的现象需要进一步研究,晶体的产生与富集同非腺毛的形成是否同步?非腺毛内部不溶于水的物质组成同晶体成分是否具有相关性还需进一步的研究。
4 结论
通过对鼠李属毛冻绿幼叶的显微形态观察得到:首先,毛冻绿幼叶组织结构中,非腺毛形态、位置,以及长、短非腺毛的显微形态可以为毛冻绿幼叶的显微特征鉴定提供依据;其次,毛冻绿幼叶随物候期及环境变化,其叶表皮上的长短非腺毛存在过渡性,其毛绒基底的纵纹理深浅变化在长非腺毛中明显减弱,而在短非腺毛中则纹理深刻、纹理密度较大;其三,长非腺毛常处于下表皮叶脉附近,密度较大,据推断可能是起到隔离水蒸气,避免水汽在气孔处凝聚,影响叶片呼吸作用的缘故;其四,叶表分布有较多短非腺毛,这可能与叶上表面的机械防御机制有关。
[1]中国科学院《中国植物志》编辑委员会.中国植物志:48卷第一分册[M].北京:科学出版社,1982:23-88.
[2]国家中医药管理局《中华本草》编委会.中华本草(第五卷)[M].上海:上海科学技术出版社,1999:230-235.
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