陳蕊 程麗霞 費永俊

摘 要： 以生長在陽地旱生、陽地中生、陰地旱生3種不同生境下的野生狗牙根的葉表皮細胞為材料，分別測量了氣孔數(shù)、氣孔密度、長細胞、短細胞、氣孔的長和寬。結(jié)果表明：狗牙根葉片長細胞的大小順序：陽地旱生>陽地中生>陰地旱生，3種生境下長細胞的大小有顯著差異（p<0.05）;短細胞的大小在陽地旱生與陽地中生、陰地旱生差異顯著（p<0.05），但陽地中生、陰地旱生差異不顯著;氣孔的長寬比在3種生境下有顯著差異（p<0.05），氣孔的長寬比順序為陽地旱生<陽地中生<陰地旱生;3種生境下的狗牙根葉片的氣孔密度差異顯著（p<0.05），陽地中生>陽地旱生>陰地旱生，分別為319.30，240.01，278.22個·mm-2。

關鍵詞： 生境;狗牙根;葉表皮細胞;適應性

中圖分類號：Q945 78;S688 4 ? 文獻標識碼：A ? 文章編號：1004-3020（2020）06-0001-04

Abstract： The leaf epidermis cells of wildness Cynodon dactylon which grew in 3 different environments were investigated. The appearance indexes of their leaves， such as the number of stoma， stoma density， the length and width of long cell， short cell and stoma were measured. The result showed that the size order of long cell of the leaf epidermis in Cynodon dactylon were sunny dryland， sunny ground and shady dryland. The size of leaf epidemis long cell demonstrated remarkable difference （p<0.05）. The size of the short cell in sunny ground and sunny non-irrigated farmland or shady non-irrigated field was significant （p<0.05）. But the difference in sunny filed and shady non-irrigated ground was not remarkable. The ratio of length to width of the stoma showed remarkable difference （p<0.05）.The order of ratio was sunny non-irrigated field， shady non-irrigated ground， shady non-irrigated. The stoma density of Cynodon dactylon leaf epidermis in three different habitats demonstrated significant difference （p<0.05）.The sunny field， the sunny non-irrigated field， the shady non-irrigated field， which were 319.3， 278.22， 240.01個·mm-2separately.

Key words： habitats;Cynodon dactylon;leaf epidermis cell;adaptability

狗牙根Cynodon dactylon又名絆根草[1]，是暖季型草坪草中研究較深入的草種。因具有植株低矮、繁殖能力強、抗旱、耐踐踏、質(zhì)地纖細、色澤好等優(yōu)點，被國內(nèi)外廣泛應用于建植草坪和保土護坡。狗牙根屬Cynodon植物廣泛分布于熱帶、亞熱帶地區(qū)，其中狗牙根是世界廣布種[1]。從水平分布上看，在45°N～45°S范圍內(nèi)，狗牙根幾乎遍布所有大陸、島嶼。從垂直分布上看，在尼泊爾、克什米爾及喜馬拉雅山海拔4 000 m高度也有分布。也可以分布于海平面以下，如約旦、加里福尼亞及中國新疆南部[2]。中國從80年代引入三倍體狗牙根以來，北起洛陽，南至海南，均有大面積應用，因而狗牙根可以稱為暖季型草坪草中最重要的草種之一[3]。

狗牙根喜溫暖濕潤氣候，喜光、耐熱（可耐受43 ℃高溫）、較耐蔭，有一定的抗旱、耐鹽堿能力，侵占性和抗雜草侵入能力很強，但喜熱不耐寒，氣溫寒冷時生長很差，易遭受雪霜凍害。狗牙根的適應性、生長勢和擴展性強，在年降水量600～1 600 mm的華東、華南、西南及長江中下游等地區(qū)生長最佳。狗牙根葉色濃綠，持綠期長，在華南地區(qū)約270 d，華東、華中約245 d，在北方適種區(qū)170～185 d。狗牙根在南方持綠期較長，適種區(qū)可達270 d以上[4]。國內(nèi)外對狗牙根的研究主要集中在抗性研究上，主要包括抗寒性、耐鹽堿性、抗旱性和耐踐踏性4個方面。研究表明，國外對野生狗牙根資源非常重視，中國擁有豐富的野生狗牙根資源，分布遍及黃河流域以南及新疆的一些地方[5-7]。這些野生草種經(jīng)歷了漫長的自然分布選擇活下來，其適應性是不容置疑的，在路邊、河灘、山頂、坡腳、林緣、田間都有分布，因生境復雜，在種內(nèi)形成了豐富的變異[8-9]。本文對3種不同生境下的野生狗牙根的葉下表皮細胞進行了顯微攝像觀察分析，為進一步研究狗牙根的水分生理、蒸騰蒸發(fā)和生態(tài)適應性積累資料。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

湖北省荊州市年平均氣溫16.4 ℃，日照時數(shù)1 800～2 100 h，年降水量達900～1 000 mm，全年無霜250～280 d，土壤多為灰潮土，pH值7.5～85，野生狗牙根在該地區(qū)廣布且生長良好。本試驗所用材料均采自荊州市西郊外的野生普通狗牙根。生長在陽地中生（光照充足，沒有遮蔭的菜地旁邊，土壤肥沃，水分供應充分）的狗牙根植株高大，葉片寬而長，節(jié)間較長，大多數(shù)是直立生長;生長在陽地旱生（郊野小路邊，土壤干旱貧瘠，并且過往行人較多，踐踏頻繁）的狗牙根葉片短小，節(jié)間短，絕大部分是匍匐生長，莖粗壯;生長在陰地旱生（林下地帶，遮蔭良好，光照微弱）的葉片細長，直立生長，莖葉細小。

取不同生境下生長健壯的狗牙根葉片中部，分成1～2 cm的組織塊，立即放入FAA固定液中固定24 h，將已固定好的葉片轉(zhuǎn)移至清水中清洗數(shù)次并浸泡以除去固定液，再將材料放于小紙片上，用新刀片輕勻地刮去上表皮、葉肉，將留存的表皮轉(zhuǎn)移至1%混合酶液（果膠酶和纖維素酶各半）中，保持在室溫（25～30 ℃）條件下處理（解離）0.5 h，待葉肉完全解離后，再將表皮移至培養(yǎng)皿中用蒸餾水進行洗刷，清除殘留的葉肉，換一次蒸餾水轉(zhuǎn)入表面皿鏡檢（合適的材料才制片）。用4%鐵礬染5～10 min后用自來水漂洗10 min，蒸餾水清洗，再用0.5%蘇木精染3～5 min，自來水洗約0.5 min，再用2%鐵礬適度分色3～4 min，自來水漂洗10 min后取出展平在載玻片上，甘油封片，光鏡觀察，Olympus顯微攝影[10]。

1.2 試驗方法

1.2.1 葉片長、短細胞大小的測定

取狗牙根葉下表皮封片，置光學顯微鏡下，隨機測30個長細胞的長寬和30個短細胞的長寬。

1.2.2 氣孔大小的測定

每份材料上分別選擇6個視野，每個視野5個氣孔，進行氣孔長度和寬度的測定。同時取典型視野照相。（本試驗中葉片離體失水后氣孔處于關閉狀態(tài)，故所測各值均為氣孔關閉狀態(tài)下的值，氣孔長度是啞鈴形保衛(wèi)細胞長度;氣孔寬度是垂直于啞鈴形保衛(wèi)細胞的最寬值。）

1.2.3 氣孔密度的測定

對3種不同材料隨機觀測視野中的氣孔數(shù)，每段觀測30次，根據(jù)標尺計算單位面積的氣孔數(shù)。

1.3 數(shù)據(jù)處理

據(jù)文獻[11]中的方法對數(shù)據(jù)進行分析，采用SPSS10.0軟件進行數(shù)據(jù)處理，SigmaPlot 2001 Demo進行圖表制作。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同生境狗牙根葉下表皮長細胞大小的比較

狗牙根的葉表皮含有不同的細胞群，順長軸與葉脈平行排列，長方形細胞占大部分，插入長細胞行列之間的為短細胞行列，細胞壁為鋸齒狀。氣孔和長細胞有規(guī)律地交互排列著，每個氣孔器含有4個細胞，兩個狹窄啞鈴狀的保衛(wèi)細胞。狗牙根的葉片氣孔為卵圓形，略顯長，外密覆蠟質(zhì)，使得氣孔的保衛(wèi)細胞與副衛(wèi)細胞不易辯清。狗牙根葉片上下表皮細胞上密布硅質(zhì)和柱質(zhì)乳突，其氣孔與表皮細胞處于同一平面上或略突出，以較短間距整齊均勻排列于葉脈兩側(cè)。3種生境下長細胞的長的平均值的排序依次為陽地旱生（64.94±1.65 μm）>陽地中生（42.36±1.23 μm）>陰地旱生（34.67±1.05 μm），寬的平均值排序依次為陽地中生旱生（26.79±0.52 μm）>陽地中生（13.94±0.39 μm）>陰地旱生（11.30±0.26 μm）;生長在陽地中生旱生的狗牙根的長細胞的長和寬明顯高于生長在陽地中生和陰地旱生的。陽地中生旱生狗牙根長細胞的長和寬分別比陰地旱生的大30.27 μm和15.49 μm，這是狗牙根對陽地中生旱生環(huán)境的強適應性，3種生境下長細胞的長和寬的比較均有顯著差異（p<0.05）。

2.2 不同生境狗牙根葉下表皮短細胞大小的變化

3種生境下的短細胞的長的平均值排序依次為陽地旱生（26.49±0.62 μm）>陽地中生（11.97±0.26 μm）>陰地旱生（11.51±0.21 μm），寬的平均值排序依次為為陽地旱生（17.62±0.48 μm）>陰地旱生（10.06±0.21 μm）>陽地中生（9.41±0.22 μm），陽地旱生狗牙根葉片的短細胞的長和寬明顯高于陰地旱生的和陽地中生的，最大差異值分別為14.98 μm，8.21 μm，在這3種生境的狗牙根短細胞的長和寬的比較中，陽地中生和陽地旱生的差異顯著（p<0.05），陽地旱生和陰地旱生的差異顯著（p<0.05），陽地中生和陰地旱生的差異不顯著。

2.3 不同生境狗牙根葉下表皮氣孔的變化

氣孔是植物體進行內(nèi)外氣體交換的重要門戶。水蒸氣、二氧化碳、氧氣都要共用氣孔這個通道，氣孔的開閉會影響植物的蒸騰、光合、呼吸等生理過程。氣孔的面積小，蒸騰速率高。氣孔的大小、數(shù)目和分布因植物種類和生長環(huán)境不同而異。氣孔的頻度大，有利于蒸騰的進行[12]。在所研究的3種生境中的狗牙根的氣孔密度排序依次為陽地中生（319.30±6.61個·mm-2）>陽地旱生（278.22±8.28個·mm-2）>陰地旱生（240.02±5.42個·mm-2），最大差異值為79.28個·mm-2;3種生境下狗牙根的氣孔長、寬的比較差異不顯著，但是長與寬之比值的比較有顯著的差異（p<0.05），長與寬的比值的平均值分別是1.354，1.225，1.750，陽地旱生狗牙根的氣孔的長寬比之值是最小的，這與狗牙根對干旱環(huán)境的適應有關。

3 討論

3種生境下的狗牙根葉片長細胞的長和寬的比較有顯著差異（p<0.05），陽地旱生狗牙根長細胞的長和寬的值最大，陽地中生的次之，陰地旱生的最小;在短細胞的長和寬的比較中，陽地中生和陽地旱生的差異顯著的，陽地旱生和陰地旱生的差異顯著的，陽地中生和陰地旱生的差異不顯著;3種生境下的氣孔長寬比的比較有顯著差異，氣孔的長寬比：陽地旱生﹤陽地中生﹤陰地旱生，分別為1.225 4，1.354 0，1.750 5;3種生境下的狗牙根葉下表皮的氣孔密度的比較有顯著差異，陽地中生﹥陽地旱生﹥陰地旱生，分別為319.30個·mm-2，278.22個·mm-2，240.01個·mm-2，狗牙根葉表皮細胞對不同生態(tài)環(huán)境具有適應性。

表皮氣孔是植物葉片和外界環(huán)境進行氣體交換和蒸騰作用的重要通道，氣孔的形態(tài)、大小、分布和數(shù)量是影響植物的光合和蒸騰等生理活動。在作物、蔬菜花卉上，人們對氣孔形狀、發(fā)育及生理活動等方面都做了比較深入的研究[13-14]。申惠翡等[15]研究了15個杜鵑花品種葉片解剖結(jié)構(gòu)與植株耐熱性的關系發(fā)現(xiàn)，不論是在常溫還是高溫下，抗熱性品種能維持較長時間的低氣孔阻抗。同時抗熱品種氣孔的密度也要大，本實驗觀測結(jié)果也證實了這一點，光照充足的陽地中生和陽地中生旱生狗牙根的葉下表皮氣孔密度均大于光照微弱的陰地旱生狗牙根的葉下表皮的氣孔密度，差異值分別為79.28個·mm-2和38.20個·mm-2。李亞男等[16]對生長在干旱環(huán)境條件中的狗牙根的葉片解剖結(jié)構(gòu)進行了詳細的觀察研究發(fā)現(xiàn)，狗牙根葉表皮層角質(zhì)化、栓化明顯，并且乳狀突起，本實驗也發(fā)現(xiàn)了這一點。于卓等[17]研究了12種牧草葉表面微細結(jié)構(gòu)，在供試的10種多年生禾本科牧草中，有9種禾草的氣孔主要分布于葉子正面的葉脈間區(qū)域，多呈2行排列，而葉子背面很少有氣孔存在，只有野大麥其葉正面和背面的葉脈間區(qū)域各有2行氣孔排列。本實驗經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)狗牙根葉子背面的氣孔在葉脈間區(qū)域呈2行排列。鄭群英等[18]進行了6種草坪草的葉片氣孔形態(tài)和數(shù)量特征比較研究，其中就對狗牙根的葉片氣孔形態(tài)和數(shù)量特征進行了詳細觀察，發(fā)現(xiàn)狗牙根葉片的氣孔為卵圓形，氣孔的密度較其它幾種草坪草的大，本文對狗牙根表皮細胞的研究也證實了狗牙根的氣孔密度較大，最大值為319.30個·mm-2。氣孔大小、多少、分布對光和蒸騰的影響，氣孔形狀與抗性的關系，不同栽培、管理條件下氣孔的變化，氣孔運動、氣孔振蕩現(xiàn)象的深入研究可為草坪生產(chǎn)、管理和育種者選育更加抗旱或耐旱的草坪草提供有價值的依據(jù)。

參 考 文 獻

[1]韓烈保，楊碚，鄧菊芬.草坪草種及其品種[M].北京，中國林業(yè)出版社，1999.

[2]王贊，吳彥奇，毛凱.狗牙根研究進展[J].草業(yè)科學，2001，18（5）：37-41.

[3]Taliaferro CM. Diversity and vulnerability of Bermuda turfgrass species[J]. Crop Science，1995，35：327-331.

[4]劉自學，陳光耀，草坪草品種指南[M].北京，中國農(nóng)業(yè)出版社，2002.

[5]趙娜，徐慶國，蘇鵬，等.7個暖季型草坪草品種對低溫脅迫的抗性差異研究[J].草地學報，2020，28（02）：375-382.

[6]顧躍，趙云，姬承東.硅肥對鹽脅迫下狗牙根生理生化特征的影響[J].中國草地學報，2019（3）：30-37.

[7]楊向陽，李丹丹，劉建秀，等.兩種暖季型草坪草優(yōu)良品種耐踐踏性評價[J].草業(yè)科學，2018，35（1）：54-62.

[8]邢強.溫室環(huán)境下適宜草坪草種的篩選評價[J].草業(yè)科學，2016，033（011）：2209-2220.

[9]齊曉芳，張新全，凌瑤，等.我國狗牙根種質(zhì)資源研究進展[J].草業(yè)科學，2011，28（3）：444-448.

[10]李和平.植物顯微技術(shù)[M].北京：科學出版社，2009.

[11]寧海龍.田間試驗與統(tǒng)計方法[M].北京：科學出版社，2012.

[12]李合生.現(xiàn)代植物生理學[M].北京：高等教育出版社，2006.

[13]林植芳，李雙順，林桂珠.葉片氣孔的分布與光合途徑[J].植物學報，1986，28（4）：387～395.

[14]姜寒冰，張傳偉，張玉翠，等.作物氣孔導度模型研究進展及應用現(xiàn)狀[J].中國農(nóng)學通報，2020，36（12）：1-9.

[15]申惠翡，趙冰，徐靜靜.15個杜鵑花品種葉片解剖結(jié)構(gòu)與植株耐熱性的關系[J].應用生態(tài)學報，2016，27（12）：3895-3904.

[16]李亞男，羅麗娟.不同居群狗牙根的葉片解剖結(jié)構(gòu)比較研究[J].草業(yè)學報，2010（4）：149-158.

[17]于卓，SAIGA Suguru.12種牧草葉表面微細構(gòu)造的差異[J].中國草地，2001，23（5）：1～7.

[18]鄭群英，劉自學.六種草坪草的葉片氣孔形態(tài)和數(shù)量特征比較研究[J].甘肅農(nóng)業(yè)大學學報，2003，38（2）：158-162.

（責任編輯：唐 嵐）