红松与前红松植纹的比较研究

由继红，陆静梅

(东北师范大学生命科学学院，吉林 长春 130024)

植纹与人的“指纹”类似，是植物特有的表观结构，在实际生活当中应用广泛，如公安破案、中药材真伪鉴别、植物新种鉴定等，因此对植物植纹的研究越来越得到人们的重视[1-3].目前，对植纹的系统研究多见于蕨类植物、被子植物，对裸子植物的研究却少见报道[2，4-6].

红松(PinuskoraiensisSieb.et Zucc.)与前红松(PinusprokoraiensisY.T.Zhao，J.M.Lu，et A.G.Gu.)在分类上都属于松科、松属[7-8]，均具有重要的经济价值和生态价值[6-10].它们形态上极为相似，导致人们常常将其弄混[11-12]，正确区别二者具有重要的意义[6，8，10-12].本文对红松与前红松的植纹进行了比较研究，以为相关的研究工作提供参考.

1 材料与方法

1.1 实验材料

红松采集于吉林省辉南县三角龙湾，地理位置为北纬42°26′、东经126°24′，海拔833 m.前红松采集于吉林省九台市土门岭林场，地理位置为北纬44°6′、东经126°2′，海拔260 m.

1.2 实验方法

1.2.1 叶横切面及纵切面的观察

取成熟针叶的中段，长度为0.5～1 cm，放入真空干燥箱中抽气，在FAA液中固定，参考李正理[13]的方法制片.

1.2.2 茎的实验

(1) 茎次生结构的实验.选取3～8 a生的枝条，在FAA中固定2周，在V(甘油)∶V(乙醇)=1∶1的混合液中软化5周；利用滑走切片机切片，切片厚13～20 μm，染色采用番红-固绿法.

(2) 茎管胞分子的实验.把茎的早晚材分别切成长0.5～1 cm、粗0.1～0.5 cm的小段，放入V(硝酸)∶V(铬酸)=1∶1的混合液中，36℃离析26 h；洗净离析溶液，于0.2%番红中染色12 h，并用不同浓度的乙醇脱水、脱色，中性树胶封片.管胞的长、宽、壁厚等通过显微测微尺精确测量，不同年轮中测量30个管胞，计算出平均值.

1.2.3 根的实验

(1) 根木材结构的实验.取胸径40 cm的红松和前红松的根，在FAA中固定，之后沸水煮24 h，在V(甘油)∶V(乙醇)=1∶1的混合液中软化4周；利用滑走切片机切片，切片厚14～20 μm，0.2%番红中染色13 h，中性树胶封片.

(2) 根管胞分子的实验.根管胞分子的实验方法同茎管胞分子的实验.

显微照相均采用日本生产的图像处理仪器IBAS.

2 结果与分析

2.1 根管胞分子的形态结构

红松根早材的管胞分子为线形，端部尖削，长(2.52±0.08) mm，宽(37.19±0.19) μm，壁厚(2.39±0.15) μm；前红松根早材的管胞分子端部多为钝型，长(2.71±0.09) mm，宽(37.58±0.21) μm，壁厚(2.44±0.13) μm(见图1).

图1 前红松(a)与红松(b)根早材管胞(×80)

红松根晚材的管胞分子长(2.38±0.08) mm，宽(36.11±0.21) μm，壁厚(2.21±0.09) μm；前红松根晚材的管胞分子长(2.58±0.09) mm，宽(36.46±0.19) μm，壁厚(2.45±0.11) μm(见图2).

图2 前红松(a)与红松(b)根晚材管胞 (×80)

2.2 茎的次生结构

从图3可见，前红松茎的年轮不规则、较宽，而红松茎的年轮比较规则、较窄.二者茎的皮层中都有含较多树脂、丹宁的细胞以及树脂道，韧皮部及髓内都含有蛋白细胞.

图3 前红松(a)与红松(b)茎的次生结构(×40)

2.3 茎管胞分子的形态结构

前红松茎早材管胞分子长(2.65±0.12) mm，宽(37.52±0.22) μm，壁厚(2.47±0.12) μm；红松的茎早材管胞分子长(2.43±0.1) mm，宽(37.12±0.23) μm，壁厚(2.24±0.09) μm(见图4).

图4 前红松(a)与红松(b)茎早材管胞(×80)

前红松茎晚材的管胞分子长(2.54±0.08) mm，宽(36.58±0.21) μm，壁厚(2.51±0.11) μm，内壁具有螺纹加厚；红松茎晚材的管胞分子长(2.41±0.06) mm，宽(36.32±0.2)4 μm，壁厚(2.31±0.12) μm，内壁光滑(见图5).

图5 前红松(a)与红松(b)茎晚材管胞(×80)

2.4 叶的横切结构

从图6可见，在背面叶表皮之下的下皮层，前红松为一层，而红松还有间断的第二层.前红松与红松的内皮层细胞的径向壁均木质化并有凯氏带加厚，传输组织为松型.维管束中的木射线与韧皮射线形态相似，但前红松的韧皮射线与传输组织相接处各有一个大的薄壁细胞，为蛋白细胞.

图6 前红松(a)与红松(b)叶的横切(×40)

2.5 叶的纵切结构

从前红松叶的纵切面可见其原生木质部的管胞有螺纹加厚，后生木质部的管胞具有缘纹孔；而红松的管胞无螺纹加厚，仅有具缘纹孔的管胞(见图7).

图7 前红松(a)与红松(b)叶的纵切(×80)

3 讨论

对前红松和红松针叶的表皮细胞、气孔以及角质层内表面的纹饰做扫描电镜观察，可以发现二者存在明显不同[6，11，14-15]：从针叶的横切面可见，前红松背面叶的下皮层细胞只有一层，而红松的针叶有间断的第二层；从针叶的纵切面可见，前红松叶脉后生木质部的管胞有螺纹加厚，而红松则没有.

对前红松与红松茎的初生结构研究表明，二者在表皮毛的数量、类型，树脂道的数量、大小等方面以及茎材的交叉场纹孔等都存在不同[16].本文对茎的次生结构解剖发现二者年轮不同；管胞离析结果发现前红松的晚材管胞有螺纹加厚，红松的管胞光滑，区别明显.

根的比较解剖结构表明，前红松为三元型，红松为五元型，交叉场纹孔也存在不同[6，16].本文对前红松与红松根材管胞进行离析后发现，二者的早材、晚材的管胞在长度、宽度等方面均存在不同.

综上可以看出，红松与前红松的植纹明显不同，也说明植纹的研究范围应该扩大，而不是仅局限在叶子表皮形态，如气孔等方面.