火棘叶片解剖结构及其生态适应性研究

杨美娟 周晓燕

摘要：通过石蜡切片技术，利用光学显微镜，观察了火棘[Pyracantha fortuneana （Maxim.） Li]叶片的解剖结构，结果显示，从横切面观察，火棘叶片解剖结构由表皮、叶肉与叶脉三大部分组成。上表皮和下表皮细胞都是单层，排列整齐有序，外切向壁加厚为角质层，无表皮毛，下表皮的气孔凸出叶表面，有孔下室。典型异面叶，叶肉分化明显，富含叶绿体，栅栏细胞长柱状，排列有序，整齐划一，2～3层，海绵细胞排列无序，细胞形状不一，大小不一。主脉维管束发达，充分体现了其运输功能，另在维管束上下两侧有少量的机械组织，侧脉维管束结构简化。以上特征与干旱等环境条件相适应。

关键词：火棘[Pyracantha fortuneana （Maxim.） Li];叶;解剖结构;生态适应性

中图分类号：Q944.5         文献标识码：A

文章编号：0439-8114（2019）20-0113-02

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2019.20.026           開放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Study on anatomical structure of leaves of Pyracantha fortuneana （Maxim.）

Li and its ecology adaptation

YANG Mei-juan，ZHOU Xiao-yan

（College of Life Science，Linyi University，Linyi 276005，Shandong，China）

Abstract： The anatomical structure of Pyracantha fortuneana（Maxim.） Li leaves were studied by the optical microscope and paraffin section technique. The results show that it is a typical bifacial leaf and made up of three parts， epidermis， mesophyll and vein in tansverse section of the leaf. The cells of upper epidermis and lower epidermis are both single row， which arrange closely and neatly， and the cell walls of both upper and lower epidermis are covered with cuticula and no trichomes. The stomata with chambers of the lower epidermis protrude from leaf surface. The mesophyll is very rich with many chloroplast in it. The palisade tissue arranges closely， composed of 2～3 layers of cylindrical cells; the spongy tissue arranges loosely， composed of irregular cells. The vascular bundle of main vein is well developed， fully suggesting its function of transporting. Additionally， there are few mechanical tissues between the bundle and the epidermis. The lateral veins simplify. The characters mentioned above are fit for varieties of circumstances such as the drought.

Key words： Pyracantha fortuneana （Maxim.） Li; leaf; anatomical structure; ecology adaptation

火棘[Pyracantha fortuneana （Maxim.） Li]为常绿灌木或小乔木，叶倒卵状长圆形，革质，隶属蔷薇科（Rosaceae）苹果亚科（Maloideae）火棘属（Pyracantha Roem.），分布于中国东南、西南各省区[1，2]。该植物果实磨粉可代食品，嫩叶可作茶叶，根、叶、果实均可药用，花和果实极具观赏价值[3-5]。喜光，耐瘠薄，耐盐碱，耐干旱，一般生长于山林荒野[6];其根系密集、枝繁叶茂[7]，作为地被植物有很强的水土保持与防风固沙能力[8]，为石漠化治理的先锋植物[9];滤尘效果好，是优良生态公益树种之一[4]。目前，对火棘的研究多集中于生长繁育[5]、营养保健[10，11]、药用价值[12]、开发价值[13]等方面，对火棘解剖学方面的研究鲜见报道[14]。在长期进化过程中，火棘形成了与其生存环境相适应的形态结构，最能反映其对环境的适应特点[15，16]。因此，本研究对火棘叶片进行解剖学分析，旨在探讨叶片解剖结构与生态环境的相关关系，以丰富该物种的解剖学资料，为火棘分类、药材鉴别以及进一步开发利用提供科学依据。

1  材料与方法

火棘成熟叶片选自临沂技师学院，地处山东省东南部，东经118°、北纬35°，属于暖温带季风区半湿润大陆性气候。采用卡诺氏液固定，石蜡切片技术制片，切片厚10 μm，番-固绿对染，中性树胶封片，光学显微镜观察。

2  结果与分析

2.1  表皮

火棘成熟叶片上表皮细胞明显较下表皮细胞厚，均排列整齐有序（表1、图1a至图1f）;主脉处表皮细胞相对较小，上表皮和下表皮细胞大小相当，呈长椭圆形，细胞长轴垂直于叶表。

2.2  叶肉

火棘成熟叶片属于典型异面叶，叶肉分化程度较高（图1b）。上表皮内是栅栏组织，细胞形状一致，大小相当;海绵组织衔接栅栏组织与下表皮，细胞形状不一，大小不一（表2、图1c至图1f）。

2.3  叶脉

火棘成熟叶片主脉较大，维管束发育程度较高，无明显形成层（图1a），近轴面的木质部，导管口径较大，染成红色，多列，细胞7～8层，成列的导管呈辐射状排布，偶有1列木薄壁细胞夹杂其中（图1i、图1j）;远轴面染成绿色的主要是韧皮部，在木质部的外侧，细胞相对较小（图1g）。主脉维管束上下两侧均有机械組织分布，于叶的背面较发达，上下表皮内有多层厚角细胞和薄壁组织（图1g、图1h），且紧邻上表皮的那层厚角细胞延伸到了栅栏组织中（图1k）。侧脉维管束简化，维管束鞘细胞大小不等，内有叶绿体，规则地排列成一圈，花环状（图1b、图1l）。

3  讨论

植物叶片对环境变化较为敏感，可塑性较强，易形成与环境相适应的结构特征，最能体现环境因子对植物的影响[17-19]。火棘喜阳，耐贫瘠，抗干旱，适应性强[3]，是治理山区石漠化的良好植物，可绿化荒山、荒坡、沟谷等[16]。

火棘叶片表皮细胞排列整齐而紧密，能有效降低水分蒸腾[18];表皮细胞外被角质层，增加了不透水性，能反射强光，避免其对叶片内部结构的损伤[19]，提高机体对炎热干旱的耐受能力，有利于抵御外界环境不良影响[20];气孔具有孔下室，降低了气孔周围的空气流动强度，促进了气体交换，保持了水分[16]，有效减少了体内水分蒸腾，这对于适应干旱生境具有重要意义。长柱状栅栏细胞紧凑的排列方式，有利于避免强光对叶片的损伤[21];栅栏组织发育好，叶绿体含量较高，提高了光合效率，这是喜光植物的适应性结构特点，干旱来临时能减少水分蒸发，萎蔫时能避免对机体的损伤[16]。主脉维管束发达，体现了植物体较强的运输能力，提高了机体的抗旱性[22，23];有多层厚角组织，机械组织提高了叶片硬度，增强了火棘在逆境中抵御物理损伤的能力[18];薄壁组织与厚角组织有助于贮藏营养物质和水分，以适应瘠薄的环境[19]。侧脉结构简化，但数目众多，可增强水分和无机盐运输，有利于在干旱和瘠薄的环境中维持正常的生理代谢;侧脉有维管束鞘，该结构有助于水分传输，还能增强光合作用，抵御不良环境因子的胁迫[16]。

综上所述，火棘叶片表皮细胞外被角质层，有孔下室，且有发育程度较高的栅栏组织和维管组织等适应性结构，通过减少水分过度蒸腾，提高光合效率，提高运输能力等策略，来抵抗不良环境因子的胁迫，以适应干旱贫瘠等广泛的生态环境。

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