濒危植物猪血木及近缘属种的比较解剖学研究

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猪血木为山茶科厚皮香亚科猪血木属珍稀濒危植物,目前,对于猪血木的研究报道主要集中在猪血木的系统生物学、保护生物学和濒危机制等方面,而有关该物种及近缘属种的比较形态解剖学研究还不够充分。本文在课题组研究基础之上,采用常规石蜡切片法,系统地研究了濒危植物猪血木及近缘属种(细齿柃木、阔叶杨桐、厚叶红淡比、厚皮香、茶梨)的根、茎、叶解剖结构,以期从比较解剖特征方面,为确定猪血木及近缘属种的系统学关系补充新的分类学证据,并从营养体解剖结构及其对生长环境适应方面研究,为探讨猪血木的濒危机制及制定其保护对策提供科学依据。   主要研究结果如下:   1、厚皮香亚科各属植物茎和叶的比较解剖结构表明:厚皮香亚科各属植物茎中维管柱在叶迹处发育较早,为2/5螺旋发生,外韧型,茎中具髓;初生维管组织分化较早,但直到基本分生组织和原表皮分化结束时还不完全成熟,在叶迹相间的部位初生维管组织还未分化成熟。杨桐族4个属(Euryodendron,Eurya,Cleyera,Adinandra)植物茎的节间较长,初生维管束为不明显2/5螺旋发生,皮层由6-12层细胞构成,皮层组织在茎中所占比例大。厚皮香族2个属(Anaslea,Ternstroemia)植物茎的节间较短,初生维管束为明显2/5螺旋发生,周皮分化较早,皮层由20多层细胞构成,在茎中所占比例较大。   2、在叶的解剖结构方面,各属植物的叶片均为典型的异面叶,气孔类型均为毛莨型。厚皮香族植物的表皮角质层均明显加厚,栅栏组织细胞1-3层、粗长柱状,栅栏组织与海绵组织之间有过渡细胞,且胞间隙明显;海绵组织细胞形态不规则,间隙较发达,常见较大的石细胞,分枝明显,其长轴可贯穿于整个叶肉组织中;在叶柄中央维管束两侧具有1-2个较小的维管束,另外,茶梨属的叶片中脉显著较大,呈圆环状周韧维管束。而在杨桐族各属植物中,叶片栅栏组织一般由2层规则的长柱状细胞组成,海绵组织相对较薄,叶柄无侧生的小维管束,其它形态特征因各属植物地理分布的差异而表现了不同的特点。厚皮香亚科各属植物叶由于环境条件的影响,形态变异多样,但上述比较稳定的族间以及属间茎和叶比较解剖结构差异,可以作为其系统分类的依据,研究结果支持目前对该类群的分类处理。   3、根的比较解剖结果表明:猪血木与近缘属种细齿柃木、阔叶杨桐的基本解剖结构较相似,为二原型初生维管束;表皮细胞一层;皮层细胞较大,一般为3-5层,在靠近内皮层的2-3层细胞中常有菌根真菌共生;内皮层细胞壁栓质化加厚明显,韧皮部在维管组织中所占比例较小,各属特别是猪血木的形成层细胞不发达。猪血木与2个近缘属的根系结构比较表明,猪血木的根直径和维管柱直径均比细齿柃木、阔叶杨桐的较大,可能表明其根系的输导组织相对发达,并利于菌根生长,但根的更新能力较弱,一旦根系受损将导致严重影响。   4、猪血木根系分支随着根序的升高,其根、维管柱直径、以及维/根比显著增加,表现了其结构与功能的异质性。比较不同生境条件下植株根系,阳春(原产地)猪血木个体的根系较发达健壮,根毛发育正常,根系的皮层组织、初生和次生维管组织较发达。不同生境个体的1、3级根序根直径、维管柱直径比较也表明,阳春(原产地)植株大于实验室和河口的植株,其差异显著(p<0.05)。根直径大小和维管组织发达情况对根寿命、生态适应性、胁迫抗性有明显影响。猪血木在原产地和实验条件下表现的解剖结构差异反映了其相应的生态响应。   5、猪血木幼苗和成株的成熟叶片各项解剖特征差异显著(p<0.05)。成年植株具有较大、较厚的叶片,栅栏细胞长柱形、长宽比较大,主脉直径较大,气孔密度与大小均较大;幼苗叶片较小,栅栏细胞宽柱形、长宽比较小,气孔大小和密度都较成株叶片小,同时,不同生境猪血木幼苗叶片比较解剖研究表明,气孔密度、第一层栅栏细胞宽度及长度/宽度比、栅栏组织厚度、海绵组织厚度的可塑性(差异)较大,结果表明:叶片解剖结构特征主要表现在对不同光环境的生态适应性,且猪血木幼苗叶片具有一定的耐阴性。  
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