泰来草和海神草营养器官的组织学研究

摘要

本文在国内首次从组织学上对泰来草(Thalassia hemprichii)和海神草(Cymodocea rotundata)的营养器官(根、茎、叶)进行研究。通过光学显微镜和电子显微镜技术,系统地观察两种海草营养器官的显微结构和叶片表面的超微结构,详细描述了两种海草的形态解剖结构特征,比较分析了两者的差异以及与陆生单子叶植物的差异,较好地总结了海草适应海洋沉水生活的结构特征,为海草的生物学、生态学和生理学等方面研究提供理论基础。研究结果如下:
　　 从两种海草根的横切面观察,根的横切面呈近圆形,从外至内可分为表皮、皮层和维管柱三个部分。表皮细胞随着根毛的枯死而逐渐脱落。皮层中有发达的通气组织,并且皮层占根组织的相当大部分,泰来草的中柱与皮层的半径之比约为1:40,海神草的中柱与皮层的半径之比约为1:27,可见两者的中柱是高度退化的。内皮层具有凯氏带结构或者细胞六面加厚结构。
　　 从两种海草茎的横切面观察,两种海草的茎横切面皆呈近圆形,可分为表皮、基本组织和维管组织三个部分。表皮细胞外均匀覆盖有角质层,未见气孔器分布;基本组织较发达,尤其基本组织中的通气组织非常发达,约占整个基本组织的一半。其中不同的是两者维管束的排列方式,泰来草仅有1束中央维管束,旁边分布有个别小维管束,而海神草茎有1束中央维管束和数束外环维管束,其中央维管束较大,位于茎的中央部分,而外环维管束呈二轮分布在基本组织外侧周围。
　　 从两种海草叶的横切面观察,两种海草的叶可分为表皮、计肉和叶脉(即维管束)三部分。叶片的上下表皮均由单层表皮细胞构成,沿着叶片的长轴成行排列。表皮细胞呈柱形,形状比较规则,没有胞间隙,其外壁加厚且覆盖着一层连续的角质层。表皮细胞叶绿体大而多,是叶进行光合作用的主要部位。表皮上未见气孔分布。叶肉中没有栅栏组织和海绵组织的分化;通气组织非常发达,且通气组织中具有连接和支持气腔的特殊结构,此结构是由许多具有叶绿体的薄壁细胞组成,细胞间隙较大,有利于气体贮存和交换。
　　 从叶片表面水装片和扫描电镜照片观察发现泰来草叶表面没有特殊结构,而海神草叶表面分布有类泡状细胞的特异结构,排列无规则,具有大液泡。同时在叶的横切面中发现上下表皮均具有该类泡状细胞,该细胞被番红染为红色且细胞壁较表皮细胞壁薄。因此,推测该结构与海神草叶表与外界物质交换和泌盐功能有关。
　　 综上所述,本研究认为泰来草和海神草适应海洋沉水生活环境的结构特征主要有:(1)营养器官中均具有发达的通气组织;(2)根的内皮层具有凯氏带或六面加厚结构;(3)根、茎、叶的维管组织和机械组织不发达;(4)叶表皮细胞叶绿体大而多;(5)茎、叶表皮无气孔器分布;(6)海神草叶表具类泡状细胞。

目录

文摘

英文文摘

第一章 文献综述

引言

1 海草概述

1.1 海草的分类

1.2 海草的地理分布

1.3 海草的进化

1.4 海草的形态特征

2 海草的生理生态适应

2.1 光照强度

2.2 无机碳源

2.3 营养盐

2.4 温度

2.5 盐度

2.6 重金属

3 我国海草的研究进展

第二章 泰来草和海神草的营养器官的组织学研究

引言

1 材料与方法

1.1 实验材料

1.2 实验方法

1.3 两种海草的生物学特征及其分布

2 实验结果

2.1 根的解剖结构

2.2 茎的解剖结构

2.3 叶的解剖结构

第三章 分析与讨论

1 两种海草与陆生单子叶植物营养器官解剖结构的比较

1.1 根结构的比较

1.2 茎结构的比较

1.3 叶结构的比较

2 海草海洋沉水生活适应性结构特征

2.1 适应性结构特征之一——根、茎、叶中均具有发达的通气组织

2.2 适应性结构特征之二——根的内皮层具有凯氏带或六面加厚结构

2.3 适应性结构特征之三——根、茎、叶的维管组织和机械组织不发达

2.4 适应性结构特征之四——叶表皮细胞叶绿体大而多

2.5 适应性结构特征之五——茎、叶表皮无气孔器分布

2.6 适应性结构特征之六——海神草叶表具类泡状细胞

第四章 结论

参考文献

图版及图版说明

致谢