趙淑玲，楊小錄，王 瀚，陳 強(qiáng)，卓平清，胡文斌

（1.隴南師范高等專(zhuān)科學(xué)校農(nóng)林技術(shù)學(xué)院，甘肅 成縣 742500；2.隴南特色農(nóng)業(yè)生物資源研究開(kāi)發(fā)中心，甘肅 成縣 742500）

高職高專(zhuān)農(nóng)業(yè)類(lèi)專(zhuān)業(yè)、師范類(lèi)生物教育專(zhuān)業(yè)均開(kāi)設(shè)有植物學(xué)、植物與植物生理等課程，該課程是重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，主要學(xué)習(xí)內(nèi)容為植物的形態(tài)結(jié)構(gòu)、植物生命活動(dòng)規(guī)律、植物分類(lèi)及植物與環(huán)境之間相互作用，是生命科學(xué)專(zhuān)業(yè)的重要專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課之一[1]，在植物學(xué)、植物與植物生理課程中，實(shí)驗(yàn)課對(duì)于學(xué)生認(rèn)識(shí)、學(xué)習(xí)植物有很重要的作用。通過(guò)實(shí)驗(yàn)課，學(xué)生能直接觀察、實(shí)驗(yàn)，較為直接地獲取知識(shí)和實(shí)踐操作技能，并能掌握一定的實(shí)驗(yàn)方法和技能，通過(guò)技能的遷移，為學(xué)生以后的學(xué)習(xí)和工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在植物學(xué)、植物與植物生理等課程實(shí)驗(yàn)中，有植物組織觀察、生長(zhǎng)物質(zhì)對(duì)植物的影響等實(shí)驗(yàn)，在教學(xué)過(guò)程中，應(yīng)用過(guò)多種植物材料，在諸多植物材料中發(fā)現(xiàn)燕子掌是一種較好的試驗(yàn)材料，有容易獲得、觀察效果好等優(yōu)點(diǎn)。

燕子掌（Crassula arborescens）為景天科青鎖龍屬植物。多年生亞灌木，常綠植物，俗稱(chēng)金錢(qián)樹(shù)，又名玉樹(shù)、景天樹(shù)、花月等。植株高1~3 m，肉質(zhì)莖肥厚，二岐分枝，葉對(duì)生，肉質(zhì)卵圓形，長(zhǎng)3~5 cm，寬2~3 cm，葉肉組織發(fā)達(dá)，葉綠色，表皮細(xì)胞較薄。花徑2 mm，白色或淡粉色，燕子掌原產(chǎn)非洲南部，喜肥沃砂質(zhì)土壤，耐干旱，易繁殖，易成活，廣布世界各地。現(xiàn)將燕子掌葉片在植物葉組織結(jié)構(gòu)等試驗(yàn)中的應(yīng)用總結(jié)如下。

1 試驗(yàn)方法及步驟

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料于12月中旬采自隴南師專(zhuān)北校區(qū)實(shí)訓(xùn)樓一樓門(mén)廳處，植株高約60 cm，肉質(zhì)莖直徑約8 cm。采葉時(shí)選取葉色濃綠，葉柄較長(zhǎng)，易于做徒手切片的葉片。

學(xué)生用顯微鏡：N-101B生物顯微鏡（寧波永新光學(xué)股份有限公司）。

萘乙酸（NAA）試劑為分析純。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 臨時(shí)裝片法

在潔凈的載玻片中央滴一滴蒸餾水，將新鮮植物材料浸入水中，蓋上蓋玻片置顯微鏡下觀察。

1.2.2 徒手切片法切片

燕子掌葉用徒手切片法橫切，徒手切片時(shí)葉片的葉柄朝上，切下的切片置于盛蒸餾水的培養(yǎng)皿中，肉眼觀察，挑選平整且較薄、較透的切片直接做水封臨時(shí)裝片。

1.2.3 氣孔數(shù)量的計(jì)算

撕取燕子掌葉片表皮做臨時(shí)裝片置于顯微鏡上觀察，觀察時(shí)任意選取3個(gè)視野進(jìn)行拍照，然后仔細(xì)數(shù)出每個(gè)視野中的氣孔數(shù)目，求得平均值為燕子掌葉片氣孔數(shù)量的最終值。

燕子掌表皮單位面積氣孔器密度計(jì)算公式[2]如下：

1.2.4 燕子掌葉片扦插實(shí)驗(yàn)

配制不同濃度的萘乙酸：20 mg·L-1、40 mg·L-1、60 mg·L-1、80 mg·L-1、100 mg·L-1溶液，將燕子掌葉片基部浸入不同濃度萘乙酸溶液中5 min，處理的燕子掌葉片平鋪在裝有育苗基質(zhì)的發(fā)芽盒內(nèi)，發(fā)芽盒放置在隴南師專(zhuān)智能溫室培養(yǎng)，以蒸餾水為對(duì)照，每隔20 d進(jìn)行觀察記錄其生長(zhǎng)不定根、不定芽的情況。摘取燕子掌葉片時(shí)盡量選莖干上同等位置的葉片。

2 結(jié)果與分析

2.1 葉綠體觀察

用徒手切片法將燕子掌葉片橫切，挑選較薄的切片做臨時(shí)裝片，置學(xué)生顯微鏡下觀察拍照，顯微鏡下可見(jiàn)葉肉細(xì)胞中的葉綠體，白天光照下葉綠體多排列于細(xì)胞壁附近，輪廓清晰，呈圓形或橢圓形綠色顆粒狀。如圖1箭頭所示：

圖1 燕子掌葉肉細(xì)胞葉綠體（箭頭所示處為葉綠體，400×）Fig.1 Chloroplast of Crassula arborescens mesophyll cell

2.2 燕子掌葉的橫切結(jié)構(gòu)觀察

水封臨時(shí)裝片制作方法同2.1，置顯微鏡下觀察，見(jiàn)圖2，葉片的橫切結(jié)構(gòu)由外向內(nèi)依次為：表皮細(xì)胞、葉肉細(xì)胞、葉脈。表皮細(xì)胞1層，呈長(zhǎng)方形，結(jié)構(gòu)緊密，在顯微鏡下亮度高，幾乎透明，無(wú)表皮毛等附屬結(jié)構(gòu)。表皮下一層細(xì)胞不含葉綠體。燕子掌葉的葉肉細(xì)胞無(wú)明顯柵欄組織和海綿組織區(qū)分，葉肉細(xì)胞圓形至略橢圓形，細(xì)胞輪廓清晰，細(xì)胞含葉綠體，為等面葉；葉柄基部葉脈韌皮部和木質(zhì)部結(jié)構(gòu)完整，木質(zhì)部導(dǎo)管直徑稍大且明顯，學(xué)生用顯微鏡下能明顯區(qū)分木質(zhì)部和韌皮部。

圖2 燕子掌葉橫切圖（400×）Fig.2 Crosssection of Crassula arborescensleaf

2.3 燕子掌葉片表皮氣孔器觀察

用尖頭鑷子撕取長(zhǎng)寬約0.3 cm×0.3 cm大小的葉表皮（燕子掌葉片較其他常見(jiàn)葉相比較，極易撕下幾乎不帶葉肉的表皮，表皮細(xì)胞觀察明顯），表皮白色膜狀近透明，做水封臨時(shí)裝片，置顯微鏡下觀察，表皮細(xì)胞呈不規(guī)則形，細(xì)胞彼此嵌合緊密，表皮細(xì)胞中散布?xì)饪灼饕?jiàn)圖3A，氣孔器由兩個(gè)腎形保衛(wèi)細(xì)胞及氣孔構(gòu)成見(jiàn)圖3B，光照下觀察氣孔開(kāi)張數(shù)量的比例遠(yuǎn)低于關(guān)閉的氣孔數(shù)量。

圖3 燕子掌葉表皮氣孔Fig.3 Epidermal stomata of Crassula arborescensleaf

生物顯微鏡觀察時(shí)目鏡放大倍數(shù)為10倍，物鏡放大倍數(shù)為10倍，通過(guò)公式（1~3）計(jì)算得觀察視野面積為0.242 2 mm2。燕子掌葉上表皮葉片氣孔平均密度約為150.289 0±5.573個(gè)/mm2，燕子掌葉下表皮葉片氣孔平均密度約為177.539 2±13.899 6個(gè)/mm2，氣孔以閉合狀態(tài)居多；葉上、下表皮均有氣孔分布，單位面積下表皮氣孔數(shù)量較上表皮氣孔數(shù)量多，上表皮細(xì)胞較下表皮細(xì)胞排列緊密。

2.4 燕子掌葉片扦插生根實(shí)驗(yàn)

摘取燕子掌葉片，用自來(lái)水沖洗葉片，用濾紙拭去葉片表面水分，將葉片基部浸入不同濃度：20 mg·L-1、40 mg·L-1、60 mg·L-1、80 mg·L-1、100 mg·L-1萘乙酸溶液中5 min，取出后將燕子掌葉片平鋪在發(fā)芽盒內(nèi)，以蒸餾水為對(duì)照，每隔20 d觀察一次，并統(tǒng)計(jì)不定根、不定芽發(fā)生情況[3-4]。

圖4可以看出，植物激素對(duì)燕子掌葉片生根有一定影響。燕子掌葉片扦插后很快在葉柄基部開(kāi)始長(zhǎng)出不定根，不定根的長(zhǎng)度隨萘乙酸濃度的增加有明顯的生長(zhǎng)，與對(duì)照相比，萘乙酸處理組的不定根長(zhǎng)度均增長(zhǎng)明顯，扦插60 d時(shí)，燕子掌葉片在低濃度（20~40 mg·L-1）萘乙酸作用下，發(fā)出不定芽，較高濃度（60~100 mg·L-1）萘乙酸處理下，基本不生不定芽，表明低濃度激素對(duì)植物的生長(zhǎng)有積極促進(jìn)作用，而高濃度對(duì)植物的生長(zhǎng)有抑制作用，與韓玉紅[5]等人的研究結(jié)果相同。

圖4 燕子掌葉片扦插生根情況圖Fig.4 Cutting and rooting of Crassula arborescens leaf

3 討論

燕子掌葉片用于植物葉組織結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的報(bào)道較少，汪曉萍[6]用顯微鏡觀察燕子掌葉表皮；徐小林[7]等對(duì)同屬植物玉樹(shù)（Crassula arborescenes）的根、莖、葉器官的結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)玉樹(shù)葉有蠟質(zhì)層，葉肉中有儲(chǔ)水細(xì)胞，葉表皮有氣孔，氣孔分布少。

在長(zhǎng)期的進(jìn)化過(guò)程中，部分肉質(zhì)植物為了適應(yīng)干旱的環(huán)境，其葉肉細(xì)胞中通常有具有相應(yīng)的儲(chǔ)水結(jié)構(gòu)[7]，細(xì)胞內(nèi)含水量高。燕子掌葉肉細(xì)胞中無(wú)柵欄組織和海綿組織區(qū)分，為等面葉，葉肉細(xì)胞葉綠體呈圓形或橢圓形綠色顆粒狀，葉上、下表皮均有氣孔分布，單位面積上氣孔數(shù)量差異不明顯，白天氣孔多關(guān)閉，有耐旱性細(xì)胞結(jié)構(gòu)特征。

利用燕子掌葉片，不僅能細(xì)致完全地觀察葉的結(jié)構(gòu)，同時(shí)，也可觀察植物組織成熟組織的保護(hù)組織—表皮（表皮細(xì)胞，氣孔器）；基本組織—葉肉（同化組織）；輸導(dǎo)組織—維管束；機(jī)械組織—導(dǎo)管。一片葉子做多個(gè)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)效果佳。

燕子掌生命力強(qiáng)，耐旱、耐寒，是人們喜愛(ài)的家庭、園林花卉之一，其分布很廣泛，實(shí)驗(yàn)取材不受時(shí)間、地域的限制，利用徒手切片制作臨時(shí)裝片觀察植物葉綠體、葉片氣孔以及雙子葉植物葉片橫切等組織結(jié)構(gòu)的時(shí)，特征明顯，易于區(qū)分，用常規(guī)學(xué)生用光學(xué)顯微鏡即可清晰觀察。燕子掌葉是生物學(xué)、植物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的好材料。