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2016年7月1日 作者:xwz2367609 [返回]
海芋水培与土培根解剖结构比较研究(研究论文)

马艳芝,田立民 (唐山师范学院生命科学系,河北唐山063000)

摘要 [目的]为研究水培植物提供参考。[方法]以海芋的水培植株及其相应的土培植株为材料,石蜡制片和染色后,观察了根系的解剖结构,测量根表皮厚度。[结果]海芋的水培植株及其相应的土培植株在根冠体积及根冠淀粉粒的数量、表皮厚度、皮层结构差别明显。水培根的根冠体积小,淀粉粒的数量少,土培根的根冠体积大,淀粉粒的数量多。水培根的表皮厚度小于土培根。水培根的皮层中含有大量通气组织,土培根的皮层中为普通的薄壁细胞,不存在通气组织。土培根中靠近外皮层和内皮层的薄壁细胞的胞间隙小,皮层薄壁细胞的胞间隙较大。[结论]海芋的水培植株的根系结构已产生较大的适应性变化。

关键词 根;海芋;解剖结构

中图分类号 S682.1+ 9  文献标识码 A  文章编号 0517- 6611(2009)03- 01075- 02

Comparative Study on Root Anatomic Structure of Alocasia macrorhiza(Aracea)in Hydroponic Culture

and Soil CultureMA Yan-zhi et al (Department of Life Science,Tangshan Teachers College,Tangshan,Hebei 063000)

Abstract [Objective] The aimwas to provide the reference forthe researchon the plantinhydroponic culture.[Method] With the Alocasia macrorhizaplants in hydroponic culture and theircorrespondingplantsinsoil culture the astestedmaterials,afterParaffinsectionsand staining,theiranatomic struc-tures in the rootswere observed and the epidermis thicknesswasmeasured.[Result] There were obvious differences for A. macrorhiza plants inhydro-ponic culture and their corresponding plants in soil culture on the volume of root cap, the quantity of starch grain in root cap, the thickness of epidermisand the structure of cortex.The volume of rootcapwas small and the amountof starchgraininthe rootcapof rootsfromhydroponic culturewasfew.Thevolume of root capwasbigand the amountof starchgrain in the root cap of roots fromsoil culturewasmore.The thicknessof epidermisof roots fromsoilculturewas less thanthatfromsoil culture.Therewere abundantaerenchymas inthe cortexof rootsfromhydroponic culture,while the cortexof rootsfromsoil culure had the normal parenchyma cells and did notexistthe aerenchymas.The intercellularspacesof parenchyma cells close toexodermis and endo-dermiswere smaller,but that in the cortexwere larger.[Conclusion] The root structure of A. macrorhiza plants inhydroponic culture had amore adap-tive change.

Key words Root;Alocasia macrorhiza;Anatomic structure

水培植物具有格调高雅、清洁、环保、便于组合、不受地区性水质与土质限制等优点,倍受人们青睐[1]。水培植物是现代农业技术应用范围的拓展[2],海芋[ Alocasia macrorrhiza(Linn.)Schott],又名一瓣莲、观音芋、广东狼毒,为多年生常绿草本植物,茎粗壮,皮茶褐色,叶大如芋。海芋为大型喜阴观叶植物,其水培植株清新雅致、美丽大方,适合布置居室[3]。目前,国内外对水培植物的研究多集中于水培植物的诱变驯化技术及培养技术等方面[4],而对水培植物根的解剖结构[5- 6]研究较少。为此,笔者通过对海芋水培根及其土培根的解剖结构进行比较观察,研究根在解剖结构上的不同,比较水培植株根与其相应土培植株根解剖结构上的差别,旨在为研究水培植物提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料 供试材料为海芋水培植株及其相应的土培植株。水培植株由北京天兴水培基地驯化而成,土培植株购于唐山市建南花卉市场。材料在唐山师范学院生命科学系实验室进行处理。

1.2 方法 采用常规石蜡切片法[7- 8]制片,番红-固绿对染法[9- 10]PAS染色法[11- 12]进行染色,Motic images ad-vance3.0软件进行测量分析。在测量根表皮厚度时,每种材料选取3张装片中的10个视野,在每个视野中选取6个对称的位置进行测量,最后求60个数值的平均值。

2 结果与分析

2.1 水培根与土培根根尖解剖结构比较 由图1中的根尖纵切图(ab)可知,相对整个根尖来说,海芋水培根的根冠体积较小,淀粉粒数量较少。淀粉粒在根冠靠近分生区的细胞中数量较多,在根冠外层细胞中相对数量较少,淀粉粒一般为圆形颗粒,部分为卵圆形颗粒,体积稍小,多成簇存在。土培根的根冠体积相对整个根尖来说较大,但淀粉粒的数量较多。淀粉粒在绝大部分根冠细胞中分布较多,淀粉粒一般为圆形颗粒,部分为卵圆形颗粒,体积稍大,多成簇存在。

2.2 水培根与土培根的表皮结构比较 海芋水培根、土培根的表皮厚度分别为45.8253.43μm。海芋水培根外面有单层表皮细胞,2层细胞的总厚度较小,无根毛(1.c)。土培根外面的表皮细胞有根毛(1.d),细胞总厚度较大。这与其所处环境有关。

2.3 水培根与土培根皮层解剖结构比较 皮层是由基本分生组织发育而成,它在表皮内方占相当大的部分,由多层薄壁细胞组成[13- 14]。海芋水培根内外皮层细胞及邻近细胞呈现出与羽裂蔓绿绒水培根相似的排列形式,皮层中心存在大量通气组织,但这些组织并不连续,而是被一些结构完整的细胞隔开(1.e)。土培根从外皮层到内皮层细胞体积有先增大后减小的趋势,细胞形态一般为规则的圆形,细胞排列整齐,胞间隙较大,但无通气组织(1.f)

:ace为水培根;bdf为土培根;ab为根尖(× 100);cd为根表皮(× 400);ef为根皮层(× 100)

 Note: a,c,e.Water-cultivated root; b,d,f.Soil-cultivated root; a,b.Root tip(× 100);c,d.Root epidermis(× 400); e,f.Root cortex(× 100).

1 水培根与土培根的解剖结构

Fig.1 Anatomical structure of water-cultivated root and soil-cultivated root

 

3 小结与讨论

(1)由于根冠位于根的最先端,在土培根穿越土壤的过程中,根冠细胞和土壤中的沙砾不断发生摩擦,遭受伤害,死亡脱落,但由于分生区的细胞不断分裂,因此,根冠可以陆续得到补充,始终保持一定的形状和厚度[15]。而水培根由于长期生活在水中,根冠细胞与外界的摩擦力较小,根冠受到损伤就小,这可能是水培根冠体积较小的原因。传统观点认为淀粉体起着平衡石的作用,可能是向地生长的趋势越明显,淀粉体起的作用越大,相应淀粉粒的数量越多,体积越大。水培根的生存环境充满了水分及无机盐类,水培根的向地性生长作用不明显,因此,淀粉体起的作用不大,相应淀粉粒的数量较少,体积较小。水培根与土培根在根冠体积、根冠中淀粉粒的大小和数量方面表现有所不同,主要与根冠的作用及根冠所处的环境有关。

(2)水培根无根毛,可能与根毛的作用有关。根毛是部分表皮细胞的外壁向外突起形成的,有较强的吸收水分及固着土壤的作用。水培根由于长期生长在水中,根周围有充足的水分可以直接通过表皮细胞渗透到根内,而不必通过由根毛扩大吸水面积的方式来吸收水分。同时,由于水培根长期生长在水中,根的固着作用逐渐消失,根毛固着土壤的作用也就退化了。因此,水培根的根毛已经退化消失。

(3)在水培根及相应土培根中,从外皮层到内皮层细胞的排列形式存在一致性,即细胞体积有先增大后减小的趋势,胞间隙也呈现小—较大—小的规律。土培根处于皮层中央的部分无通气组织,薄壁细胞的细胞间隙较大,而水培根在这部分发生了变化,出现了大量的通气组织。因此,水培植物烂根死亡的原因可能是其未经过诱导,根部未产生通气组织,长期受淹,根部进行无氧呼吸所致。

参考文献

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