2018不同生态环境蒙古栎的解剖结构差异分析

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　　蒙古栎(学名：Quercus mongolica Fisch. ex Ledeb)属壳斗科、栎属，落叶乔木，高达30米，树皮灰褐色，深纵裂。树冠卵圆形。单叶互生、叶片倒卵形，叶波状齿缘，叶表面深绿色，背面淡绿色，花单性，雌雄同株，坚果卵形或椭圆形，种子具肉质子叶。细胞染色体：2n=24。是中国国家二级珍贵树种，也是中国东北林区中主要的次生林树种。主要分布在中国东北、华北、西北各地，华中地区亦少量分布。在俄罗斯、日本、蒙古及朝鲜半岛也有分布。
　　摘要：本文在石蜡切片的基础上采用光学显微摄影技术，对生长在阴生与阳生2种不同生境下的蒙古栎叶片和叶柄进行结构解剖实验。结果表明，阳生环境下蒙古栎较阴生环境蒙古栎表现出角质层加厚，晶体数目增多等多种特征，这些均是植物为适应干旱环境而演化出的特定结构。
　　关键词：蒙古栎;解剖结构;干旱胁迫
　　同种植物生长在不同的生态环境下，植物的形态结构也会有所差异。当植物长期处于逆境下：如寒冷、盐碱胁迫和干旱胁迫等，植物颉颃逆境往往发生形态结构上的改变。如阴生和阳生环境下植物会演化出不同的外部形态以及内部解剖结构特征，而且，大量实验已充分证明植物的结构演化与环境的密切关系。
　　蒙古栎Quercus mongolica为壳斗科，栎属植物，是国家二级珍贵树种[1]。在我国广泛分布于黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古等省区[2]。与常见农作物饲料玉米，高粱，青干草相比，蒙古栎含有较多的粗脂肪和粗蛋白，因而蒙古栎可作为高能量饲料[3，4];蒙古栎中含有7.24%单宁，单宁具有防腐作用，从而保证了蒙古栎木材的采集及使用[5];此外，蒙古栎还用于饲养桑蚕以及医药等方面。本文研究不但证明了环境影响植物形态建成的观点，也为蒙古栎栽培及应用提供了实验依据及指导。
　　一、实验材料及方法
　　实验材料为阴生和阳生蒙古栎的叶片和叶柄，材料均选取于吉林省长春市吉林大学校园内，取材时间均为2013年6月。材料清洗后，将叶片和叶柄切块后用FAA固定液固定48h以上后，再经酒精脱水，二甲苯透明，浸蜡包埋后切片、展片及粘片，阴干后将材料脱蜡并用番红固绿复染色法染色，最后进行封片烘干。本实验使用显微镜(Nikon Edipse 80i)观察蒙古栎石蜡切片的二维透射结构并进行显微摄像和数据测量。
　　二、实验结果
　　2.1阴生环境蒙古栎的解剖结构
　　阴生环境下，蒙古栎的叶片相对阳生的大而薄，表皮毛较少或无。显微镜下可清楚看到叶片由表皮，叶肉和叶脉3部分组成，但角质层相对较薄，栅栏组织一层且排列疏松，海绵组织不发达，栅栏组织与海绵组织比值较小，且主脉相对不发达。显微镜下观察叶柄由表皮、皮层和维管柱3部分组成，阴生叶柄角质层较薄，维管束数目较多且分散，内部晶体数目较少。详细数据见表1和图1(每个处理均设10个重复)。
　　2.2阳生环境蒙古栎的解剖结构
　　阳生环境下，蒙古栎的叶片相对小而厚，出现革质化，覆有表皮毛，叶片的解剖结构中同样是由表皮，叶肉和叶脉3部分组成，但发现阳生蒙古栎较阴生环境下叶片角质层明显加厚，形成2层栅栏组织且排列紧密，栅栏组织与海绵组织比值增大，叶主脉相对发达。阳生叶柄基本结构也是由表皮、皮层和维管柱组成，但阳生蒙古栎的叶柄角质层加厚，并在角隅处明显加厚，维管束较集中，且晶体数目明显增多。详细数据见表1和图1。表1阴生和阳生环境下蒙古栎特征结构的显微测量
　　特征结构阴生阳生叶片角质层厚度/m-11.980.174.300.59叶片表皮毛无或很少有栅栏组织层数1层2层栅栏组织高度/m-138.463.1652.635.01海绵组织高度/m-135.192.8745.914.85叶柄角质层厚度/m-13.090.475.421.13叶柄内维管束数目多束且分散少束且集中叶柄内晶体数目较少较多表中数据均为10次重复实验结果，表示测量数据标准误差(SD)。
　　A1：阴生叶片横切整体结构X4A2：阳生叶片横切整体结构X4B1：阴生叶片栅栏组织X20B2：阳生叶片栅栏组织及表皮毛X20C1：阴生叶主脉维管束X20C2：阳生叶主脉维管束X20D1：阴生叶柄横切整体结构X4D2：阳生叶柄横切整体结构X4E1：阴生叶柄表皮细胞X20E2：阳生叶柄表皮细胞X20
　　图1阴生和阳生环境下蒙古栎特征结构的显微观测3分析及讨论
　　生态环境影响植物的形态建成，环境不同，植物会演化出不同的形态结构[3]。本实验所用的阴生蒙古栎材料长年生长在少光阴湿的环境下，倾向于湿生植物的形态结构;阳生蒙古栎常年生长在光照充足，水分较少的干旱胁迫环境下，倾向于旱生植物形态结构。本实验比较同种蒙古栎在不同生态环境下的解剖结构差异，从而验证植物形态建成与环境之间的密切关系。
　　实验结果表明，不同生境下蒙古栎解剖结构存在明显差异。阴生与阳生蒙古栎的生境虽然不同，但2者叶和叶柄的基本结构相同。但由于不同的环境胁迫条件，2种生境下蒙古栎演化出不同的内部解剖结构。如叶片表皮毛有无和多少，角质层厚度[3]，维管束发达程度，以及晶体数目多少等。阴生环境下水分相对较多，但阳光不够充足，因而阴生蒙古栎表现出叶片大而薄，叶片角质层相对较薄，维管组织相对不发达，叶柄角质层较薄，叶柄内晶体数目较少等特征。阳生环境下植物可接受充足的阳光，但水分供应不足，阳生蒙古栎倾向于旱生植物结构，表现出叶片面积减小且厚度增加，此外叶片表面还出现革质化并覆盖有表皮毛，阳生蒙古栎叶片和叶柄均出现角质层加厚现象，皮层数增多，维管组织发达等特征，叶柄内晶体数目增多，这些结构的改变均有助于阳生环境下蒙古栎对水分的吸收，减少水分的蒸发以及起到对强光反射和遮蔽的作用，从而完成正常的新陈代谢作用和生长发育，体现了蒙古栎颉颃干旱逆境的能力[6]。
　　研究生态环境与植物解剖结构的关系，不仅丰富了解剖学的研究内容，还为实际栽培育种、园林规划和生产应用提供了重要的理论依据。
　　参考文献：
　　[1]许中旗，王义弘.蒙古栎研究进展[J].河北林果研究，2002(04)：365-370.
　　[2]于顺利，马克平，陈灵芝.中国北方蒙古栎林起源和发展的初步探讨[J].广西植物，2000(02)：131-137.
　　[3]谷安根，陆静梅.维管植物演化形态学[M].吉林科学技术出版社，1993.
　　[4]敖特根，等.蒙古栎橡子营养成分的研究[J].内蒙古农牧学院学报，1998(01)：77-81.
　　[5]曹海霞，杨晓清.蒙古栎橡子中单宁的脱除工艺[J].食品科学，2013(08)：136-139.
　　[6]冯成果.植物生态规律在城市绿地系统中的应用[J].农业开发与装备，2012(06)：238-239.