前红松与红松解剖结构的比较研究

由继红，陆静梅

(东北师范大学生命科学学院，吉林 长春 130024)

前红松与红松解剖结构的比较研究

由继红，陆静梅

(东北师范大学生命科学学院，吉林 长春 130024)

[摘要]利用光学显微镜技术和电子显微镜技术对前红松与红松的根和茎的解剖结构做了比较研究.结果表明：前红松根的维管柱初生木质部是三原型，红松根的是五原型.在每个原生木质束脊外侧，都有一个较大的树脂道.前红松根的交叉场纹孔1～4个，纹孔缘较明显，纹孔口近圆形；红松根的交叉场纹孔1～4个，纹孔缘明显，纹孔口长椭圆形或近圆形.红松与前红松茎初生结构的表皮均为一层，着生的附属物为毛状，红松的为腺毛，前红松的是腺毛和针状毛.红松茎的交叉场纹孔1～4个，纹孔口主要是圆形；前红松茎的交叉场纹孔1～4个，纹孔口主要为椭圆形，偶见长条形.

[关键词]前红松；红松；茎；根；结构

红松(Pinus koraiensis Sieb.et Zucc.)“全身”都是宝，其材质好，在我国是上等的用材树种[1].前红松(Pinus prokoraiensis Y.T.Zhao，J.M.Lu et A.G.Gu.)的木材材质不如红松，但其生长速度快、结果实早、抗逆性强[2-3].

前红松与红松在形态上很相似，不容易区分[4].搞清二者的区别，对于绿化荒山、美化环境、避免法律纠纷、脱贫致富等都有作用[2，5].

陆静梅等[6]对红松和前红松的叶、胡阿林等[7]对前红松的管胞螺纹加厚做了扫描电镜观察，但对前红松和红松的根和茎的解剖学方面的比较研究尚未见报道，本文对此进行了探讨，以为其区别提供解剖学依据，为相关研究提供参考.

1材料与方法

1.1实验材料

红松取自吉林省辉南县三角龙湾，地理位置为东经126°24′、北纬42°26′，海拔833 m.

前红松取自吉林省土门岭林场，地理位置为东经126°02′、北纬44°06′，海拔260 m.

1.2实验方法

1.2.1根的实验

(1)根结构的观察

取距地面2 cm、6～8年生树苗的主根，在FAA固定液中固定1周，于V(乙醇)∶V(甘油)=1∶1的溶液中软化4周；切片厚15～20 μm，用番红-固绿法染色，加拿大树胶封片，用IBAS图像处理仪照相.

(2)根交叉场纹孔的观察

将根材自然干燥4～5个月，在无水乙醇中浸泡1 h，35℃挥发40 min.把材料粘在样品台上，用IB-3型离子溅射仪镀20 nm厚的金膜.用扫描电子显微镜(S-570型，电压20 kV)观察、照相.

1.2.2茎的实验

(1)茎结构的观察

随机选取当年生枝条的尖端，长0.5 cm，在FAA固定液中固定.参考李正理[8]、王彦涵等[9]的方法制片.

(2)茎交叉场纹孔的观察

将茎材自然干燥2～3个月，其他同根的扫描电镜观察方法.

2结果与分析

2.1根结构的比较

2.1.1树苗根结构的比较

前红松根维管柱的初生木质部是三原型，没有髓.在三个原生木质束脊的外侧各有一个较大的树脂道.树脂道由薄壁型泌脂细胞构成，其中少见拟侵填体.年轮明显(见图1a).

红松根的维管柱初生木质部为五原型，在原生木质束脊的外侧也都各生有一个较大的树脂道.多数树脂道内含有拟侵填体.有髓，呈五角形，髓除薄壁细胞外，还含有蛋白细胞.年轮明显(见图1b).

图1　前红松(a)与红松(b)根的横切(×40)

2.1.2交叉场纹孔超微结构的比较(早材)

由图2可见，前红松根的交叉场纹孔为1～4个，纹孔口近圆形，纹孔缘较明显；红松根的交叉场纹孔也是1～4个，纹孔口为近圆形或长椭圆形，纹孔缘明显.

图2　前红松(a)与红松(b)根的交叉场纹孔

2.2茎的实验结果与分析

2.2.1茎结构的比较

前红松和红松茎的表皮都是一层，上生毛状附属物，一种为腺毛，一种为针状毛，红松着生的是腺毛，前红松两种表皮毛都有，且前红松的表皮毛比红松的多.皮层细胞包括薄壁细胞及含丹宁、树脂的细胞，分布有2圈树脂道.前红松皮层内的内圈树脂道直径为(63±0.41)μm，外圈树脂道直径为(39±0.24)μm.红松皮层内的内圈树脂道直径为(55±0.31)μm，外圈树脂道直径为(34±0.21)μm；髓由薄壁细胞及含丹宁、树脂的细胞组成(见图3).

图3　前红松(a)及红松(b)茎的初生结构(×40)

2.2.2茎交叉场纹孔的比较(早材)

前红松茎的交叉场纹孔1～4个，纹孔缘明显，纹孔口主要为椭圆形，有时可见长条形；红松茎的交叉场纹孔1～4个，纹孔缘明显，纹孔口主要为圆形(见图4).

图4　前红松(a)与红松(b)茎的交叉场纹孔

3讨论

前红松与红松茎结构的研究结果表明，二者在表皮毛的类型、数量以及树脂道的大小和数量等方面存在区别.

所谓交叉场纹孔，是指在木材的径向切面上、轴向管胞与射线薄壁细胞相交接的长方形范围内的纹孔[10-11]，其多用于针叶树材的研究，并以早材的交叉场纹孔为准[10，12].在裸子植物的一些科、属、种中交叉场纹孔的大小、数目、形状和类型等比较稳定，不同树种有很大差别，是针叶树材一个最重要的识别特征[13].周崟等[14]研究了近40种裸子植物的交叉场纹孔，并探讨了交叉场纹孔膜的超微结构及其变化；陈柏林[12]等对樟子松、油松、兴安落叶松、沙松、臭松、紫杉等做了观察，发现交叉场纹孔的特征因种属不同而存在差异.因此，常将交叉场纹孔作为一个分类依据，也用于木材鉴别.

我们的实验结果表明，前红松与红松的根材与茎材的交叉场纹孔存在差异，反映出二者的区别.

纹孔的主要功能是进行输导[14-15]，它的存在，对于管胞与射线之间进行物质代谢、交流等活动有利.前红松生长快也许与其交叉场纹孔有关.

植物主根有相对稳定的原生木质部束数[15-21].本文对红松与前红松的主根进行了横切，结果显示前红松的根为三原型，红松的根为五原型.此外，其原生木质部的脊处各生有一个较大的树脂道，从树脂道的数量也能够区别前红松与红松.

前红松与红松其他方面是否存在区别尚有待做进一步的研究.

[参考文献]

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[2]由继红.红松与濒危植物前红松的比较研究[D].长春：东北师范大学，2004.

[3]刘杨.华山松与前红松的比较解剖学研究[D].长春：东北师范大学，2006.

[4]付沛云.东北植物检索表[M].北京：农业出版社，1995：56-61.

[5]由继红，陆静梅，费虹天.前红松和红松的系统比较研究[J].东北师大学报(自然科学版)，2015，47(1)：119-123.

[6]陆静梅，韩丽娟，佟德娟，等.两种松树针叶的扫描电镜观察[J].长春师范学院学报，1991(1)：41-43.

[7]胡阿林，陆静梅，景德璋.前红松管胞螺纹加厚的立体观察[J].电子显微学报，1993，12(3)：218-222.

[8]李正理.植物制片学[M].北京：北京大学出版社，1994.

[9]王彦涵，林鉴钊.松科4属植物茎初生结构比较研究[J].西北植物学报，2000，20(5)：852-855.

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[12]陈柏林，彭海源，李国范.东北针叶树材交叉场纹孔扫描电镜观察[J].东北林业大学学报，1988，16(3)：50-54.

[13]GREGUSS P.Identification of living gymnosperms on the basis of xylotomy[M].Budapest：Akademiai Kiado，1955.

[14]周崟，姜笑梅.裸子植物木材交叉场纹孔的电镜观察研究[J].植物学报，1988，30(5)：494-500.

[15]BAREFOOT A C，HANKINS F W.Idetification of modern and tertiary woods[M].Oxford：Oxford Press，1982.

[16]彭海源，安玉贤，乔玉娟，等.东北针叶树材超微构造观察[J].东北林业大学学报，1985，13(4)：8-12.

[17]陆时万，徐祥生，沈敏健.植物学：上册[M].北京：高等教育出版社，1991.

[18]赵鹏.木材组成分子的侧壁纹孔式[J].植物学通报，1995，12(3)：28-30.

[19]RIEGER M，LITVIN P.Root system hydraulic conductivity in species with contrasting root anatomy[J].J Exp Bot，1999，50：201-209.

[20]李扬汉.植物学[M].上海：上海科学技术出版社，1984.

[21]PAOLILLO D J，ZOBEL R W.The formation of adventitious roots on root axes is a widespread occurrence in field-grown dicotyledonous plants[J].Am J Bot，2002，89：1361-1372.

(责任编辑：方林)

A comparative study on the anatomical structure for Pinus prokoraiensis Y.Y.Zhao，J.M.Lu et A.G.Gu.and P.koraiensis Sieb.et Zucc.

YOU Ji-hong，LU Jing-mei

(School of Life Sciences，Northeast Normal University，Changchun 130024，China)

Abstract:A comparative study on the structures of roots and stems of P.koraiensis and P.prokoraiensis by photomicroscope and electric microscop was carried out.The results of the structural botany were followed.Through the cross section of root，it clearly showed that the primary xylem of P.prokoraiensis was triarch and P.koraiensis’s was pentarch.At the side of the protoxylem bundles，both there were resin ducks.The cross-field pit of P.prokoraiensis was typical window-like，and the number was from one to four，pit border was not much obvious，and pit aperture was nearly circular；the cross pit field of P.koraiensis was window-like，and the number was from one to four，pit border was obvious，and pit aperture was oblong or nearly circular.The primary structure of their stems both had one layer epidermis on which there were hair appendages.P.koraiensis had glandular hairs and P.prokoraiensis had glandular hairs and needle-shaped hairs.The cross field pits of P.koraiensis was window-like and the number was from one to four，and pit aperture was mostly rotundity； P.prokoraiensis’s cross field pit was window-like and the number was from one to four，and pit aperture was ellipse or strip-typed sometimes.

Keywords:Pinus prokoraiensis；P.koraiensis；stem；root；structure

[文章编号]1000-1832(2016)02-0108-04

[收稿日期]2015-06-08

[基金项目]国家自然科学基金资助项目(41271231)；吉林省科技发展计划项目(20120270).

[作者简介]由继红(1965—)，男，博士，高级工程师，主要从事结构植物学研究；通讯作者：陆静梅(1952—)，女，博士，教授，博士研究生导师，主要从事结构植物学研究.

[中图分类号]Q 944.53[学科代码]180·5130

[文献标志码]A

[DOI]10.16163/j.cnki.22-1123/n.2016.02.023