2022-03-31
蔷薇科12属代表植物叶片气孔密度研究
植物百科2022-03-31 14:13:40
摘要：该文研究了蔷薇科12属代表植物的叶片气孔密度和同属异种植物的气孔密度；同属同种植物在不同生境下的气孔密度。结果得知：蔷薇科12属代表植物属与属之间气孔密度多数相同，个别的存在差异；气孔密度的大小与植株的着生位置、叶片的着生位置及生境均有一定的关系；同属植物在相同的条件下气孔密度相近，但在不同的条件下气孔密度差异很大。同时还得知：在干旱条件下生长的植物，叶片的基部和中部气孔密度大；在水肥条件好的情况下叶片的尖端气孔密度大。
气孔是陆生植物叶片上的一个重要结构，一方面决定着植物和外界的气体交换，另一方面还是植物体散失水分的主要通道；通过气孔的开闭，调控着植物的气体交换率和水分蒸腾率；气孔在优化植物光合作用过程中起着重要的作用。有的学者曾对葡萄、甜樱桃、板栗、菠萝等单种植物的气孔密度进行过观察。到目前为止，尚未见国内外有关系统研究同科异属及同属异种间植物气孔密度差异的相关报道。蔷薇科植物是植物界的大科之一，在我国约有55属(河北28属)，分为草本、灌木或乔木，其中有相当一部分是农业植物(果树居多)。蔷薇科多数属的植物蕴含着丰富的药物资源，并具有养颜、护肤、美容的功效。这些都与我们的生活密切相关。本文对蔷薇科28属植物中的12属代表植物的叶片气孔密度进行了显微观察，目的在于研究其同科异属和同属异种植物间的气孔密度的差异，单个叶片不同位置气孔密度的差异及不同生境下的气孔密度的差异，以期为农业生产及深入研究气孔密度的专家学者提供一些理论依据，也可作为植物分类的一项辅助特征。
1、材料与方法
1.1材料
材料主要取自河北科技师范学院(昌黎校区)农场试验田和校园内，部分材料取自河北昌黎碣石山。代表植物名称：蔷薇属Rosa L(月季花R.chinensis Jacq)，珍珠梅属Sorbaria(Ser)(珍珠梅S.kirilowii)，李属Prunus L(桃P.persica Batsch，杏P.armeniaca L、榆叶梅P.triloba Lindl、樱桃P.pseudocerasus Li、欧李P humilis Bge、稠李P.padur L)；白鹃梅属ExochordaLindl(白鹃梅E.racemose(Lindl))，梨属Pyrus L(河北梨P.hopeiensis YU)，苹果属Malus Mill(苹果M.pumilaMill)，山楂属Crataegus L(山楂C.pinnatifwla)，棣棠花属Kerria DC(棣棠花K.japonica(L.)DC)，绣线菊属spiraea L(华北绣线菊S.ritschiana)，草莓属Fragaria L(草莓F.ananassa Duch)，委陵菜属Potentilla L(委陵菜P.chinensis Ser)，悬钩子属Rubus L(牛迭肚R.crataegifolius Bge)。
1.2方法
将采集的新鲜植物叶片，用干净纱布擦去表面的灰尘，然后用印记法制片。具体做法为：分别取植株不同部位的健康叶片(植株的顶部、中部、底部)各5片，用透明指甲油涂抹于叶片上下表皮，待指甲油干后，再用透明胶带取下指甲油薄片，置于载玻片上，用麦克奥迪显微镜进行显微观察(放大倍数400x)，观察5个视野内的气孔个数N，量出视野面积S，计算气孔密度P，即：P=(NxlOx40)／S(S=πR2，其中R为所观察视野的半径)，记录气孔密度，并求出5个视野气孔的平均值。
2、结果与分析
2.1同科异属植物的气孔密度
对蔷薇科12属代表植物叶片的气孔密度进行了显微观察。
由表1得知，蔷薇科12属代表植物除了委陵菜属的委陵菜外，其余11属代表植物的上表皮均无气孔。12属植物下表皮的气孔密度从大到小排序为：绣线菊属(华北绣线菊)、苹果属(苹果)、珍珠梅属(珍珠梅)、悬购子属(牛迭肚)、草莓属(草莓)、白鹃梅属(白鹃梅)、李属(桃)、委陵菜属(委陵菜)、棣棠花属(棣棠花)、山楂属(山楂)、梨属(河北梨)、蔷薇属(月季花)。整个植株气孔密度除“牛迭肚”外，其余11种植物气孔密度从大到小排序都是植株尖端、植株中部、植株基部。
2.2同属不同种植物(植株的不同部位)的气孔密度
对同属(李属)不同种(杏、桃、榆叶梅、樱桃、欧李、稠李等6种)植物的植株不同部位的气孔密度进行了显微观察。由表2得知，6种代表植物的气孔密度从大到小排序为：榆叶梅、桃、杏、樱桃、稠李、欧李，分别为(225.67±20.05)个／mm2、(219.79+24.02)个／mm2、(190.84+25.70)个／mm2、(181.16±22.55)个／mm2、(175.36±20.83)个／mm2、(147.874±23.36)个／mm2；整个植株部位的气孔密度大小排序为植株顶部、植株中部、植株基部。
2.3单个叶片上不同部位的气孔密度
对蔷薇科6属(珍珠梅属、蔷薇属、山楂属、白鹃梅属、棣棠花属、李属)9种代表植物单个叶片下表皮不同部位的气孔密度／mm2进行了显微观察。由表3得知，蔷薇科6属9种代表植物，其中珍珠梅属(珍珠梅)、蔷薇属(月季花)、山楂属(山楂)、白鹃梅属(白鹃梅)、李属(杏、桃)等5属7种代表植物的单个叶片的气孔密度大小排序是叶片基部、叶片中部、叶片顶部；而棣棠花属(棣棠花)和李属(樱桃、榆叶梅)2属3种代表植物的单个叶片的气孔密度大小排序是叶片基部、叶片顶部、叶片中部。
2.4环境对气孔密度的影响
采集观察同种植物(杏、梨、山楂、委陵菜)在不同环境下(校园内的试验田和河北昌黎碣石山)生长的气孔密度。由表4得知，同一种植物生长在不同环境下的气孔密度差异很大，生长在碣石山的4种植物(杏、河北梨、山楂、委陵菜)叶片气孔密度平均为(176.44±17.22)个／mm2，生长在校园试验田中的4种植物(杏、河北梨、山楂、委陵菜)叶片气孔密度平均为(162.84±9.60)个／mm2，两种环境下生长的植物气孔密度相差(13.60±7.62)个／mm2。另外生长在河北昌黎碣石山的杏、河北梨、山楂、委陵菜4种植物叶片气孔密度是基部和中部气孔密度大，而生长在水肥条件好的情况下叶片的气孔密度最大部位是尖端。
3、结论与讨论
所观察的蔷薇科12属(12种)代表植物除了委陵。
气孔是陆生植物叶片上的一个重要结构，一方面决定着植物和外界的气体交换，另一方面还是植物体散失水分的主要通道；通过气孔的开闭，调控着植物的气体交换率和水分蒸腾率；气孔在优化植物光合作用过程中起着重要的作用。有的学者曾对葡萄、甜樱桃、板栗、菠萝等单种植物的气孔密度进行过观察。到目前为止，尚未见国内外有关系统研究同科异属及同属异种间植物气孔密度差异的相关报道。蔷薇科植物是植物界的大科之一，在我国约有55属(河北28属)，分为草本、灌木或乔木，其中有相当一部分是农业植物(果树居多)。蔷薇科多数属的植物蕴含着丰富的药物资源，并具有养颜、护肤、美容的功效。这些都与我们的生活密切相关。本文对蔷薇科28属植物中的12属代表植物的叶片气孔密度进行了显微观察，目的在于研究其同科异属和同属异种植物间的气孔密度的差异，单个叶片不同位置气孔密度的差异及不同生境下的气孔密度的差异，以期为农业生产及深入研究气孔密度的专家学者提供一些理论依据，也可作为植物分类的一项辅助特征。
1、材料与方法
1.1材料
材料主要取自河北科技师范学院(昌黎校区)农场试验田和校园内，部分材料取自河北昌黎碣石山。代表植物名称：蔷薇属Rosa L(月季花R.chinensis Jacq)，珍珠梅属Sorbaria(Ser)(珍珠梅S.kirilowii)，李属Prunus L(桃P.persica Batsch，杏P.armeniaca L、榆叶梅P.triloba Lindl、樱桃P.pseudocerasus Li、欧李P humilis Bge、稠李P.padur L)；白鹃梅属ExochordaLindl(白鹃梅E.racemose(Lindl))，梨属Pyrus L(河北梨P.hopeiensis YU)，苹果属Malus Mill(苹果M.pumilaMill)，山楂属Crataegus L(山楂C.pinnatifwla)，棣棠花属Kerria DC(棣棠花K.japonica(L.)DC)，绣线菊属spiraea L(华北绣线菊S.ritschiana)，草莓属Fragaria L(草莓F.ananassa Duch)，委陵菜属Potentilla L(委陵菜P.chinensis Ser)，悬钩子属Rubus L(牛迭肚R.crataegifolius Bge)。
1.2方法
将采集的新鲜植物叶片，用干净纱布擦去表面的灰尘，然后用印记法制片。具体做法为：分别取植株不同部位的健康叶片(植株的顶部、中部、底部)各5片，用透明指甲油涂抹于叶片上下表皮，待指甲油干后，再用透明胶带取下指甲油薄片，置于载玻片上，用麦克奥迪显微镜进行显微观察(放大倍数400x)，观察5个视野内的气孔个数N，量出视野面积S，计算气孔密度P，即：P=(NxlOx40)／S(S=πR2，其中R为所观察视野的半径)，记录气孔密度，并求出5个视野气孔的平均值。
2、结果与分析
2.1同科异属植物的气孔密度
对蔷薇科12属代表植物叶片的气孔密度进行了显微观察。
由表1得知，蔷薇科12属代表植物除了委陵菜属的委陵菜外，其余11属代表植物的上表皮均无气孔。12属植物下表皮的气孔密度从大到小排序为：绣线菊属(华北绣线菊)、苹果属(苹果)、珍珠梅属(珍珠梅)、悬购子属(牛迭肚)、草莓属(草莓)、白鹃梅属(白鹃梅)、李属(桃)、委陵菜属(委陵菜)、棣棠花属(棣棠花)、山楂属(山楂)、梨属(河北梨)、蔷薇属(月季花)。整个植株气孔密度除“牛迭肚”外，其余11种植物气孔密度从大到小排序都是植株尖端、植株中部、植株基部。
2.2同属不同种植物(植株的不同部位)的气孔密度
对同属(李属)不同种(杏、桃、榆叶梅、樱桃、欧李、稠李等6种)植物的植株不同部位的气孔密度进行了显微观察。由表2得知，6种代表植物的气孔密度从大到小排序为：榆叶梅、桃、杏、樱桃、稠李、欧李，分别为(225.67±20.05)个／mm2、(219.79+24.02)个／mm2、(190.84+25.70)个／mm2、(181.16±22.55)个／mm2、(175.36±20.83)个／mm2、(147.874±23.36)个／mm2；整个植株部位的气孔密度大小排序为植株顶部、植株中部、植株基部。
2.3单个叶片上不同部位的气孔密度
对蔷薇科6属(珍珠梅属、蔷薇属、山楂属、白鹃梅属、棣棠花属、李属)9种代表植物单个叶片下表皮不同部位的气孔密度／mm2进行了显微观察。由表3得知，蔷薇科6属9种代表植物，其中珍珠梅属(珍珠梅)、蔷薇属(月季花)、山楂属(山楂)、白鹃梅属(白鹃梅)、李属(杏、桃)等5属7种代表植物的单个叶片的气孔密度大小排序是叶片基部、叶片中部、叶片顶部；而棣棠花属(棣棠花)和李属(樱桃、榆叶梅)2属3种代表植物的单个叶片的气孔密度大小排序是叶片基部、叶片顶部、叶片中部。
2.4环境对气孔密度的影响
采集观察同种植物(杏、梨、山楂、委陵菜)在不同环境下(校园内的试验田和河北昌黎碣石山)生长的气孔密度。由表4得知，同一种植物生长在不同环境下的气孔密度差异很大，生长在碣石山的4种植物(杏、河北梨、山楂、委陵菜)叶片气孔密度平均为(176.44±17.22)个／mm2，生长在校园试验田中的4种植物(杏、河北梨、山楂、委陵菜)叶片气孔密度平均为(162.84±9.60)个／mm2，两种环境下生长的植物气孔密度相差(13.60±7.62)个／mm2。另外生长在河北昌黎碣石山的杏、河北梨、山楂、委陵菜4种植物叶片气孔密度是基部和中部气孔密度大，而生长在水肥条件好的情况下叶片的气孔密度最大部位是尖端。
3、结论与讨论
所观察的蔷薇科12属(12种)代表植物除了委陵。