水分胁迫下超旱生植物梭梭的结构变化

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1、4Vol.14No4第14卷第期干旱区研究ARIDZONERESEARCHDee.19971997年12月水分胁迫下超旱生植物梭梭的结构变化侯彩霞周培之,,(新疆大学生物系乌鲁木齐830046),。〔摘要〕梭梭同化枝的栅栏细胞层下为第二层光合细胞其功能与C4植物维管束鞘细胞相同自,;,,;然风于4天失水58肠时结构变化不显著浸水处理24小时两层光合细胞的质膜弯曲内陷叶绿体膨胀,液泡体积增大。浸水42小时后,细胞结构发生很大变化,有大量细胞渗出物出现,核膜也略有肿胀。关键,,结构。词梭梭水分胁迫梭梭作为我国西北干早地,在防风固沙,、区重要的荒漠树种之一提高荒漠区有机物

2、生产率保护扩大绿洲。,,,。、〔,“3〕等领域都受到高度重视过去中外学者对梭梭的解剖结构已经做了大量研究通过对角质层腊被厚度、气孔数目、气孔、表皮的有无以及皮层厚度、同化茎半径、维管束厚度/皮层、凹陷程度髓厚度比值等相关指标,。的测定从解剖学角度反映了梭梭适应干旱的结构基础前人的工作绝大多数采用石蜡切片显微观察的方,。、,法亚显微结构观察做得较少由于对水分胁迫前后显微亚显微结构变化的对比观察不易实施因此这方面的报道更少。我们采用制作半薄切片与超薄切片相结合的方法,对梭梭的正常结构以及水分胁迫(干旱和浸,。涝)后结构的变化进行观察为揭示水分胁迫对梭梭抗旱性能的影响提供

3、结构信息1材料和方法.:aaoe11材料梭梭(Hloxylonmmdndron)取自中国科学院新疆生物土壤沙漠研究所莫索湾,,。沙漠研究站附近的野生种现场处理并固定随后带回学校实验室.,,12:方法取梭梭同化枝尖端约Icm段切成小的组织块用戊二醛一多聚甲醛与饿酸双固,,。定经丙酮系列脱水Epon812包埋成块.,a:LKB。52拼〔s,()半薄切片用超薄切片机将包埋块切成~厚的薄片参照徐丽云等的方,。法将切片染色在OLYMPUS显微镜下观察拍照:,、,(b)超薄切片包埋块用LKB超薄片机切片经醋酸铀柠檬酸铅染色日立H一60电子显微镜观察拍照。2观察结果2.1梭梭的天

4、然结构,·,〔‘““〕。对梭梭的解剖结构许多学者通过制作石蜡切片已做了细致观察梭梭的同化枝具,、。、有一层表皮细胞一层皮下细胞以及呈柱形排列整齐的栅栏细胞栅栏细胞下为一层大而方〔。3,整齐排列的被称之为胶质细胞的细胞层占同化枝截面大部分的是薄壁贮水细胞和中央维管束。与石腊切片观察结果相比,半薄切片和电子显微镜观察发现,梭梭的胶质细胞中充满叶,,,。,绿体叶绿体基粒不发达基粒片层与间质片层无显著区别叶绿体呈囊泡状因此这是梭梭:1997一收稿日期02一18干早区研究14卷同化枝的第二层光合细胞。该层细胞向栅栏细胞层有球形或弧形突起,接触处具发达的胞间连丝。2.2梭梭失水

5、后的结构变化,,梭梭的失水样是将梭梭离体同化枝放在2士2℃的室温下自然风干缓慢失水4天含水量为42%时制样得到。亚显微观察发现,梭梭同化枝失水后,结构变化主要表现在两层光合细,,,、,叶绿;胞中栅栏细胞中体基粒略有松散出现拟脂颗粒线粒体细胞核均完好胞间连丝仍很,。,。发达液泡缩小或完全消失第二层光合细胞中液泡消失其它结构变化不显著2.3浸水对梭梭结构的影响、〔‘〕梭梭离体同化枝在浸水24小时干重无明显下降和浸水42小时出现干物质快速减少时分别制样观察。结果表明,细胞结构的主要变化也在光合细胞中。在光学显微镜下,浸水24小时后,栅栏细胞两端都为大而空的液泡,细胞核与细

6、胞质被挤在细胞中央。亚显微观察发现,,,,,;叶栅栏细胞的大液泡中有许多残体存在细胞质膜凹陷绿体基粒丧失类囊体膜呈线条状有少许拟脂颗粒出现。第。二层光合细胞中的圆泡状体即是结构松散的叶绿体和液泡中的残体浸水42小时后,梭梭同化枝的细胞结构发生了根本性变化。在光学显微镜下,已完全无法,,;分辨细胞内部结构细胞着色特异性丧失仅可观察到许多颗粒状物散布在光合细胞中在气,、,。,室及气孔外大量的这种颗粒聚集流出薄壁细胞中无此颗粒物散布电镜观察发现栅栏细,,;胞大液泡中的残体增加质膜尤其是贴近液泡边缘的质膜呈波浪状弯曲在细胞质和液泡中,,,形成许多类似吞噬泡状的结构;叶绿体膨

7、胀成不规则的圆形甚至类囊体膜松散波浪状弯曲。,。叶;呈乱线团状绿体内拟脂颗粒增加线粒体无明显变化细胞核膜略有膨胀第二层光合细胞中充满结构松散膨胀的叶绿体。3讨论早在70年代,就已在Anabasisartieulata〔‘〕、Haloxylonpersleum〔6·7〕以及Calligonumeo-mosu〔的,‘m的解剖结构中发现存在第二层光合细胞并确定第二层光合细胞与C植物维管束鞘·。inter,4〔q‘。〕。细胞功能相似W依据结构和稳定碳同位素比率确定梭梭为C植物我们的结果也.,Kra;证实梭梭存在nz结构具备C光合途径的结构基础其第二层光合细胞可以称为类维