细叶榕气生根生命力的研究及应用

2017-06-26许永庆杨雪莲

生物学通报 2017年8期

许永庆杨雪莲

（广东省深圳红岭中学高中部广东深圳518000）

细叶榕又名千根树，桑科榕树属多年生常绿乔木，是热带亚热带地区城镇建设最理想的行道树，既可绿化美化环境，又可调节气候。在深圳市的街道、学校、公园等处大量地种植着细叶榕，在长期没有雨水的季节里，细叶榕保持着一种“干燥死亡”的状态，然而，每至雨水滋润，看似长久干燥死亡的细叶榕气生根总能吐露洁白稚嫩的新根，体现出其强大的生命力。为了进一步了解细叶榕气生根，本课题组对细叶榕气生根横切面观察、抗逆性实验及根尖有丝分裂实验观察，加深了对细叶榕气生根的了解，并进一步探寻细叶榕气生根能否在高中生物学教学中进行应用和拓展。

1 细叶榕气生根新根切片观察

1.1 取材取雨水浸润过的细叶榕气生根新根，截取离根尖约1 cm的位置，做横切面和纵切面的临时装片，分别在显微镜下观察（图1，图2）。

图1 细叶榕气生根纵切

图2 细叶榕气生根横切

1.2 制片在2个刀片间夹一薄纸片，做横切面切片时，在离根尖约3 mm处切割；做纵切面时，由于根尖细小，不易切取，且易发生位置偏移。因此，先要固定好根尖，用夹有薄纸片的2个刀片在根尖纵向的中间位置迅速切取。

1.3 观察及结果分析通过对细叶榕根尖纵切面和横切面的结构观察，可知细叶榕气生根中间维管束比较发达，有利于物质的运输。根被和皮层较厚，能形成对根韧皮部等重要结构的有效保护。另外，图2中根尖已经形成了次生结构，形成层已近乎圆形，说明其形成层分裂能力强，在较短时间内迅速完成了由初生结构向次生结构的转变。

2 细叶榕气生根耐盐性实验

2.1 实验原理土壤中可溶性盐分过多对植物的不利影响称为盐害，而植物对盐害的耐受能力称为耐盐性。配制不同梯度浓度的盐水，将气生根置入溶液中进行培养，通过比较可确定其耐盐性。

2.2 实验材料和器材材料取同株细叶榕长势相同的气生根（在雨后长出一定长度的新根时），5根为一束，共7束。器材及用品：电子天平、量筒、烧杯、滴管、塑料袋、针筒、矿泉水瓶、标记笔、标签、称量纸等；药品：固体NaCl。

图3 耐盐性实验的处理

2.3 实验过程配制不同质量浓度梯度的NaCl溶液（浓度设置见下页表1），等量注入空的矿泉水瓶。实验前将7束气生根中的每条气生根进行测量，从其尖端向上测量10 cm，并用标记笔进行标记。标记完后将7束气生根分别放入不同浓度的盐溶液中并吊置（如图3），瓶口稍扎紧，防止雨水浸入。为避免烂根，每天使用针筒往溶液中注入空气，频率为一日2次。

2.4 实验结果统计1周后观察各浓度处理下气生根的长势并测量长度。结果如表1。

2.5 结论及讨论实验结果显示，细叶榕气生根的生长最适NaCl浓度为6‰左右，增长率达111.4%，查询资料也表明，其生长浓度在该浓度下较为合适。与清水对照组相比，在盐浓度较高时，气生根生长状况依然良好，说明其耐盐性较强，能用于在某些盐碱地中对土壤环境的改善。经过讨论，认为气生根耐盐性的研究应严格遵守控制变量的原则。在对气生根进行离体胁迫还是留树胁迫上，考虑到离体胁迫无法了解是否对气生根具有时效性，截取后无法马上进行胁迫和测量，可能导致最后实验失败，因此否定了离体胁迫这一方案，确定进行留树胁迫。同时实验结果中还有2处值得注意，2‰组的气根明显增粗，表面出现霉菌，而4‰组的气根明显分岔增加（体现在表格里NaCl浓度相对值为4.0的数据中，如“10.20+0.30”中的0.30即为分岔根的长度）。此种现象产生的原因还有待分析。

表1 实验处理1周后测量的结果统计（长度单位：cm）

3 气生根分裂能力的实验

3.1 实验原理及实验目的细叶榕气生根的分裂能力是评价细叶榕能否在艰难环境下生存的重要指标之一。评价细叶榕气根的分裂能力，与目前常见的植物比较，综合其他生理适应性等条件，将有希望把细叶榕作为改善环境的优良植物大面积种植，对不良环境的改善起到积极作用。本实验利用高中生物学必修1“观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂”中实验的原理，对细叶榕气生根有丝分裂进行观察，并与洋葱根尖有丝分裂实验进行对比，既可以了解细叶榕气生根的分裂能力，又可以加深对高中教材中有丝分裂观察实验的理解，并期望能在材料上进行改进。

3.2 实验过程取新生的细叶榕气生根和萌发的洋葱根尖同时进行实验，实验的操作过程与高中生物学必修1“观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂”中实验类似，在此不再阐述。

3.3 实验结果洋葱根尖的有丝分裂观察结果如图4。而细叶榕气生根根尖有丝分裂的临时装片制作与观察，经过多次重复实验，均以失败告终，相关的结果如图5。图中根本不能找到有丝分裂的细胞。

3.4 实验结果分析从图4中可知洋葱根尖的确是观察植物细胞有丝分裂的好材料。而图5失败的原因，分析有如下几点：1）气生根根尖难解离，不易变酥软；2）不易被龙胆紫染色；3）用镊子不易弄碎，盖盖玻片后按压也不能使组织细胞合理分散。原因分析如下：细叶榕气生根虽然分裂能力很强，但它为适应后期高温干燥环境而很快启动其保护机制，即其分裂的同时根尖的根被和皮层形成并加厚（与根尖切片图像的表现吻合）。因此难以制片进行有丝分裂观察。