国槐导管分子形态特征论文

摘要：目的澄清国槐导管分子特征，丰富其人工栽培及资源鉴定的基础性资料。方法以一年生枝条为材料，对国槐次生木质部中的导管分子进行了观察。结果国槐具有螺纹、梯纹、网纹和孔纹4种类型的导管分子，未发现环纹导管。穿孔板类型为单穿孔。具有导管二态现象，导管分子的端壁形态多样，纹孔膜退化比较彻底，仅个别导管分子可见纹孔膜残迹。导管分子侧壁上的纹孔密度大。结论导管特征体可作为其资源鉴定的参考依据。

关键词：国槐；导管分子；形态特征

国槐SophorajaponicaL.隶属于豆科Leguminosae槐属Sophora。落叶乔本，是一种用途广泛的植物种类，广布于我国南北各省，是优良的蜜源植物，花蕾称槐米，为清凉收敛止血药；花可做黄色染料；果实有止血、降压、抗癌之效；根、枝叶入药可治疮疖肿毒。有关国槐的研究报道较多，但尚未见其导管解剖学方面的报道。导管vessel是植物体内运输水分及溶解于水中物质的主要输导组织conductingtissue，它普遍存在于被子植物的木质部中，由许多管状死细胞以端壁连接而成。由于导管的特征常因植物种类而异，故导管特征有助于解释植物生理、生态及系统学方面的问题。又因国槐是豆科槐属的重要代表植物之一，故弄清其导管类型及形态特征可以为探讨槐属及其近缘属植物的系统发育和演化积累更多证据。

一、材料和方法

实验材料采自洛阳市隋唐植物园，凭证标本（No.0228）由侯小改教授鉴定，存放于河南科技大学植物标本室。

取生长发育良好的国槐一年生枝条，将外层韧皮部剥去，再将材料的次生木质部切成长0.6～1cm,火柴棒粗细的条块，置于10%铬酸∶10%硝酸=1∶1的离析液中，33℃条件下恒温箱中离析24h左右，其间换1～2次离析液。完全离析后移至70%酒精溶液中保存备用。观察时将材料从70%的酒精溶液中取出，用蒸馏水充分水洗2～3次，5～10min/次，之后，将材料放置盛有5～10mm蒸馏水的培养皿中，并用镊子将材料轻轻夹碎，剔除杂质或未离析开的部分之后，滴入1%番红水溶液4～6滴染色5min。最后即可用胶头吸管吸取离析材料悬液少许制片。观察用显微镜为日本产OlympusCH-30型生物显微镜，并采用其数码摄影系统摄像。数码照片经AdobePhotoshop7.0图像处理系统处理制版。

观察过程中，用测微尺随即测量25个导管分子的长度和宽度，取其平均值作为导管分子的一般长度和宽度；导管所占比例取5个观察视野的统计平均值。

二、结果

在所观察的国槐植物次生木质部材料中，导管形态较为多样，导管分子的粗细（或直径的宽窄）差异比较明显，具有导管二态现象（窄导管分子如图1：a,b,c所示；宽导管分子如图1：d,e,f所示）。共发现4种类型的导管（依据导管分子侧壁木化增厚的方式不同），即螺纹导管（如图1：a）、梯纹导管（如图1：b,c,d所示）、网纹导管（如图1：e,g,h,i所示）和孔纹导管（如图1：f,j,k,l所示），它们所占比例分别为8.28%,10.00%,36.62%和45.10%，未发现环纹导管。导管分子的端壁穿孔仅有一种类型，即单穿孔（如图1：b～l）。单穿孔板内敛，即其穿孔直径比导管弦径要小，导管弦径一般介于50～90mm，而穿孔直径一般介于44～96mm。单穿孔板多位于导管端壁上（如图1：b～l），每个导管分子的一端仅有一个穿孔板及穿孔，未发现导管一端具有两个以上穿孔板及穿孔的情况。导管分子上的纹孔膜已退化消失得比较彻底。导管分子长度最大值为876mm，最小值为95mm，平均值为286mm；宽度最大值为216mm，最小值为30mm，平均值为109mm。

三、讨论

导管的进化与维管植物的进化是相联系的，是适应陆生环境而形成的输导水分和无机盐的最主要细胞，它们的结构在分类和系统发育上具有重要地位。在系统演化上，导管分子中的外形扁平、端壁近于垂直侧壁、形成单穿孔的，比外形狭长、末端斜尖、形成复穿孔的更为进化，而国槐导管口径有从小到大、端壁倾斜度由小到大的不断过渡的趋势，基本上重演了植物导管分子的基本演化规律。公务员之家:

Frost（1930）认为单穿孔是由梯状穿孔板逐渐失去横膈而形成，穿孔板的进化次序是梯状穿孔板→梯状和单穿孔混合穿孔板→端壁倾斜的单穿孔板→端壁水平的梯状穿孔板，这种观点也得到大部分学者的承认。从此观点出发，国槐导管分子的端壁单穿孔、孔膜退化消失彻底、几乎不存在过渡类型等特征均说明国槐导管分子已经处于比较进化系统发育演化阶段。

由于发育的先后和侧壁次生增厚的方式不同，形成了环纹、螺纹、梯纹、网纹和孔纹5种类型的导管，其中后三者的生理功能的效率比前二者显著提高。国槐同时具有运输效率比较高的3种，即梯纹导管、网纹导管和孔纹导管，且三者所占比例逐步增大，其中网纹导管和孔纹导管就占到总导管数的81.72%，这也说明了国槐是一个比较进化的植物种类。

按照物理学原理，导管管腔宽度小、长度短（即单位长度中横膈较多）、端壁倾斜角较小（即端壁的面积较大）等应是水分运输的阻力。国槐纹孔膜的退化或消失及其穿孔板面积的减小（单穿孔孔径增大），都大大地提高了其导管的运输效率。资料显示，导管的长度和宽度与生境是紧密相关的，高海拔和土壤水分缺乏环境下的植物导管一般较长、管腔相对较窄；反之，导管一般较短、管腔相对较粗。本实验结果显示，国槐导管的长短和管腔口径差异明显，即导管二态现象，说明国槐有着广泛的分布区，这种结构特点是其长期适应不同环境的结果。

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