Table Of Content云 南 植 物 研 究 2007, 29 (2): 189～192
Acta Botanica Yunnanica
五爪金龙茎的解剖结构
陈丹生 , 丁有雄 , 马瑞君 , 朱 慧 , 卢爱娜
(韩山师范学院生物系, 广东 潮州 521041)
摘要: 运用常规石蜡切片、显微观察及显微照相的方法, 对五爪金龙 ( Ipomoea cairica) 茎的结构进行了观
察研究, 结果表明: 五爪金龙茎的解剖结构以初生结构为主, 维管形成层已经形成, 但次生结构尚不发
达。通常具 3～6 个空腔, 初步推断其为裂生式分泌道; 表皮外弦向壁增厚, 具角质层, 具气孔及气室;
紧贴表皮内方的 1～3层和皮层最内1～3 层的细胞可能为分泌细胞; 具双韧维管束, 木质部极为发达, 导
管细胞紧密排列, 围绕内韧皮部和中央的髓而成一圆周; 形成层位于外韧皮部与木质部之间; 茎中央是大
型薄壁细胞构成的髓, 具簇晶。
关键词: 五爪金龙; 茎; 解剖结构
中图分类号: Q 944 文献标识码: A 文章编号: 0253- 2700 (2007) 02 -189 - 04
Anatomical Structure of Stem of Ipomoea cairica (Convolvulaceae)
CHEN Dan-Sheng, DING You-Xiong, MA Rui-Jun, ZHU Hui, LU Ai-Na
(Department of Biology, Hanshan Normal University, Chaozhou521041, China)
Abstract: Anatomical structure of stem of Ipomoea cairica wasobserved in detail byusing light microscopy .The resultsin-
dicate that the anatomical structure of the stem of Ipomoea cairca compose mainly of primary structure, and the cambiums
has formed, but the secondary structure is not well-developed . The stem of Ipomoea cairica usually bears 3 - 6 cavitys,
which may be schizogenous secretory canals .The tangertial wall of epidermis cells gets ticker, and the epidermis has cu-
tide, stomas and air chamber .In cortex, there are 1 - 3 layers of cells tightly next to the epidermis as well as the 1 - 3
layers of cells which are deep inside cortex, both of them are secretory cells .The vascular bundles are bicollateral .The
xylem is well-developed, and the vessel elements arrange so closely that they become a circle surround the phloem and
pith . In the middle of stem is the pith, which composed of abundant parenchymatous cells with rhombohedral crystals .
Key wards: Ipomoea cairica; Stem; Anatomical structure
生物入侵是指生物由原生存地经自然的或人 等地。该植物抗逆性强, 生长繁茂, 它们随处缠
为的途径侵入到另一个新环境, 影响当地生态环 绕, 攀援生长于林地乔灌木、庭园篱笆以至城市
境和生物多样性, 破坏农林牧渔业生产, 危害人 建筑物之上, 常在路旁、林缘、河岸滩涂、垃圾
类健康和食品安全等的现象或过程 (万方浩等, 场形成单种群落, 被其所缠绕、覆盖的植物, 包
2002)。 括草本、灌木甚至乔木, 常受光不足, 生长不
五爪金龙 ( Ipomoen cairica) 为旋花科、番薯 良, 甚至死亡, 从而直接影响农林生产, 破坏生
属、光萼组植物, 为多年生缠绕藤本。原产北 物多样性。五爪金龙已成为华南地区仅次于薇甘
非, 现广泛分布于我国广东、广西、福建、云南 菊的草质藤本恶性杂草, 其生物量以吨计 (王永
基金项目: 广东省科技厅计划项目 (2005B33302002); 韩山师范学院 2005 年青年科学基金项目
收稿日期: 2006- 06-20, 2006-12-18 接受发表
作者简介: 陈丹生 (1969-) 女, 副教授, 主要从事植物学的教学和研究。
1 9 0 云 南 植 物 研 究 29卷
繁和胡玉佳, 2000; 曾宪锋, 2003)。 2 观察结果
通常认为, 五爪金龙和其它藤本植物一样, 五爪金龙茎以初生结构为主, 维管形成层已
在竞争中以其生长迅速且具攀援性的枝条, 占领 经形成, 但次生结构尚不发达。茎的横切面呈圆
空间, 争夺阳光而取得优势。已有资料证明, 许 形、卵圆形或近圆形, 具 3～6 个空腔 〔多数具 3
多植物的化感作用是其重要的竞争手段 (Meng- 个 (图 1: 1)〕。横切面上, 茎由表皮、皮层、维
es, 1998; 曾任森和骆世明, 1993)。关于五爪金 管柱和髓四部分组成 (图 1: 2), 髓射线不明显。
龙的化感作用, 刘伟等 (1997) 已报道了五爪金 2.1 表皮
龙对 6 种本土植物———番茄、黄瓜、水稻、小 表皮为一层生活细胞组成, 细胞多呈长方形
麦、玉米和三裂叶薯的种子萌发及幼苗生长具有 或方形, 排列紧密, 无胞间隙, 外弦向壁增厚,
一定的化感作用。 具角质层, 细胞中储存有较多的物质; 具气孔及
较多研究表明, 植物的某些特性与植物的形 气室 (图 1: 3)。
态解剖结构呈一定的相关性 (孟庆杰等, 2005; 2.2 皮层
王静和黄薇, 1998; 胡正海等, 1997; 吕洪飞 皮层位于表皮与维管柱之间, 由 8～12 层薄
等, 1999)。胡正海等 (1997) 研究表明, 金丝 壁细胞组成, 但紧贴表皮的 1～3 层细胞和皮层
桃属植物所含有的药用成分如金丝桃素、假金丝 最内 1～3 层细胞可能为分泌细胞 (图 1: 4) , 贮
桃素、酚类、黄酮等主要是分布在各营养器官的 藏有丰富的物质, 尤其是表皮下的 1～3 层细胞。
分泌结构如分泌细胞团、分泌囊和分泌腔中。既 最内的 1～3 层细胞为不规则多边形, 排列松散,
然五爪金龙具有化感作用, 而化感物质是化感作 细胞内缩, 形成细胞间隙 (图 1: 5)。
用的媒体 (吕春霞等, 2002), 那么五爪金龙的 2.3 维管柱
化感物质又是存在于植株的什么部位呢 ? 是否在 维管柱是皮层以内的部分, 维管组织排列成
植物内部也存在着分泌结构或是其它结构以分泌 连续的圆环, 具双韧维管束 (图 1: 6)。
或贮存这些化感物质呢 ? 这就需要深入了解五爪 木质部极为发达, 多由导管组成, 但也具有
金龙的内部解剖结构了。 管胞。导管数量多, 横切面多呈圆形, 也有的为
目前, 对于五爪金龙的研究主要侧重于研究 多角形, 口径自内向外明显增大, 穿孔板为网状
其化感作用、营养生长及生殖生长等 (胡玉佳和 穿孔板 (图 1: 8)。导管细胞紧密排列, 围绕内韧
王永繁, 2001) , 尚未见到应用组织解剖学方法 皮部和髓呈一圆环 (图 1: 1), 髓射线不明显。
研究五爪金龙的相关报道。鉴于以上原因, 本试 韧皮部位于木质部的外方和内方, 主要由筛
验对五爪金龙营养器官———茎的解剖结构进行研 管、伴胞、薄壁细胞组成, 韧皮纤维较少发现
究, 目的是为其化感作用的进一步研究提供解剖 (图 1: 10)。外方的韧皮部包围木质部呈一圆
学方面的依据, 同时也为深入研究五爪金龙的生 环, 在外韧皮部中具有 3～6 个空腔, 腔的周围
物生态学特征, 提供基础资料。 由一层完整的细胞围绕着 (图 1: 8)。而内方的
韧皮部保持束状结构 (图 1: 9), 束间间隔有髓
1 材料和方法 薄壁细胞, 使内韧皮部呈波浪状排列。
1.1 实验材料 形成层位于外韧皮部与木质部之间, 由 1 层
五爪金龙采自韩山师范学院校园内, 随机选取各种 排列整齐的扁长方形细胞组成 (图 1: 11)。
生长正常的植株。采集时间: 2006 年 2月 22日、2006年 2.4 髓
3 月2 日以及2006年 3 月14日。 髓位于茎的中央, 面积较大, 由大型薄壁细
1.2 实验方法
胞构成, 有细胞间隙。靠近外部细胞较小, 中部
选取正常生长的茎, 切成长2～4mm 的小段, FAA固
向内细胞逐渐增大。常有淀粉粒积累, 是茎中贮
定液固定24h 以上, 然后用常规石蜡切片法制片 (郑国
藏养分的主要部位, 有些细胞具簇晶 (图 1: 12)。
倡, 1979) , 切片厚度 10～12μm, 番红 - 固绿双重染色,
北京泰克计算机显微图象分析系统 (4.0) 进行图象分析,
3 讨论与分析
显微图象经 Adobe Photoshop7.0 图象处理系统处理制版。
2 期 陈丹生等: 五爪金龙茎的解剖结构 1 9 1
通过对五爪金龙茎的横切面的观察, 发现其 (1) 表皮细胞外壁明显增厚, 具角质层, 气孔
形态结构有如下特征: 较少且具有气室, 这些结构特点与防止水分过分
图 1 五爪金龙茎解剖结构
Ep . 表皮; Co . 皮层; Vc . 维管柱; Pi . 髓; St . 气孔; Ac . 气室; Ip . 内韧皮部; Op . 外韧皮部; Rp . 网状穿孔板;
Sc . 分泌道; Op . 外韧皮部; Ip . 内韧皮部; Sp . 筛板; Sc . 伴胞; Ca . 形成层; Cr . 晶体
1 . 示茎的横切面, ×87.5; 2 . 示茎的横切面 (局部) , ×440; 3 . 示表皮和气孔, ×440; 4 . 示皮层, ×440; 5 . 示皮层最内的 1～3
层细胞, ×1750; 6 . 示双韧维管束, ×440; 7 . 示网状穿孔板, ×1750; 8 . 示外韧皮部和分泌道, ×440; 9 . 示内韧皮部, ×440;
10 . 示筛板和伴胞, ×1750; 11 . 示形成层, ×440; 12 . 示髓细胞和晶体, ×1750
Fig . 1 Anatomical structure of caudexof Ipomoea cairica
Ep . epidermis; Co . cortex; Vc . vascular cylinder; Pi . pith; St . stoma; Ac . air chamber; Ip . inside phloem; Op . outside phloem; Rp . reticu-
late perforation plate; Sc . secretory canal; Op . outside phloem; Ip . inside phloem; Sp . sieve plate; Sc . companion cell; Ca . canbium; Cr . crystal
1 . the transverse section of stem, ×87.5; 2 . the transverse sectionof stem (part), ×440; 3 . epidermis and stoma, ×440; 4 . cortex, ×440;
5 . the 1-3 layers of cells which are deep inside cortex, ×440; 6 . bicollateral vascular bundle, ×440; 7 . reticulate perforation plate, ×1750;
8 . out phloem and secretory canal, ×440; 9 . inside phloem, ×440; 10 . sievie plate and companion cell, ×1750;
11 . cambiums, ×440; 12 . pith cells and crystal, ×1750
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蒸腾, 是相适应的 (吴秀菊等, 2005; 陆时万等, 学出版社, 97—104
胡正海, 刘文哲, 吕洪飞等, 1997 . 金丝桃属植物园分泌结构与
1991)。所以五爪金龙适应热带地区, 甚至有时能
分泌物关系的研究 [J] .常熟高专学报, 7、13 (4): 64—68
在垃圾堆旁或是岩石上等水份缺乏的地方生长。
陆时万, 徐祥生, 沈敏健, 1991 .植物学 (第 2 版上册) [M] . 北
(2) 在外韧皮部中所存在的空腔, 初步推断
京: 高等教育出版社, 4: 63
其为裂生式分泌道。在实验中对一段 2～4 mm 的
郑国倡, 1979 .生物显微技术 [M] .北京: 人民教育出版社
茎进行连续切片, 通过观察发现在外韧皮部相同 Hu YJ (胡玉佳) , WangYF (王永繁), 2001 . A studyon the vegeta-
位置上均具有 3～6 个腔, 而且在腔周围有一层完 tion and reproduction of two weedy herbaceous vines [J] . Acta Sci
Nat Univ Sun (中山大学学报), 1、40 (1): 93—96
整的薄壁细胞围绕着。腔的结构与刘穆 (2004)、
Liu W (刘伟) , Hou RZ (侯任昭), Ye H (叶蕙) , 1997 . Study on
肖德兴 (2005) 描述的裂生式分泌道类同, 据此
the allelopathy of Ipomoea cairica [J] . J of South China Agric Univ
推断五爪金龙茎中的外韧皮部存在的空腔为裂生
(华南农业大学学报) , 18: 119—122
式分泌道。至于这些腔是否有分泌物质, 分泌物 Lu HF (吕洪飞) , Liu WZ (刘文哲) , Hu ZH (胡正海) , 1999 .
质是什么性质的, 与五爪金龙的化感作用是否有 Studies on the secretory structures in seniawin St John′swort (Hype-
ricum seniawinii) [J] . Chin Tradit Herb Drugs (中草药 ), 30
关 ? 这些问题将有待我们下一步继续研究。
(4): 290—293
(3) 某些植物分泌物能抑制或杀死病菌及其
Menges RM, 1988 . Allelopathic effects of palmer amaranth ( Amaranthus
他植物, 有利于保护自身。另一些分泌物能促进
pahmeri) on seeding growth [J] . Weed Sci, 36: 325—328
其他物质的生长, 形成有益的相互依存关系等 MengQJ (孟庆杰) , Wang QG ( 王光全 ) , Dong SF (董绍锋) ,
(肖德兴, 2005)。若皮层最外方的第 1～3 层细胞 2005 .Studies on leaf tissue parameter and its relations to drought
resistance of peaches [J] . J Northwest Forest Univ (西北林学
和皮层最内的 1～3 层细胞皆为分泌细胞, 同时,
院) , 20 (1): 65—67
在茎中明显可见 3～6 个分泌道, 那么五爪金龙茎
WangJ (王静), Huang W (黄薇), 1998 .Apreliminary studyof the re-
的这两种分泌结构所分泌或贮藏的物质对周围植
lation between the drought resistance of different springwheat variet-
物是有益的还是有害的, 与五爪金龙的化感作用 ies and anatomical structure of root [J] . J of Lanzhou Univ (Natu-
是否有一定的联系, 还有待进一步的研究。 ral Science Edition) (兰州大学学报), 34 (4): 154—156
WangFH (万方浩) , Guo JY (郭建英) , Wang DH (王德辉) ,
(4) 具双韧维管束, 木质部高度发达, 其组
2002 . Alien invasive species in China: their damages and manage-
成分子以导管为主, 其孔径较大, 也具管胞; 韧
ment strategies [J] . Chinese Biodiversity ( 生物多样性) , 10
皮部具较多的筛管和伴胞。这些特征表明五爪金
(1): 119—125
龙的茎具有很强的输导能力, 水分、无机盐及营 WangYF (王永繁), Hu YJ (胡玉佳) , 2000 .Response to some her-
养物质能及时、充分地运输到其它的营养器官和 bicides of pharbitis purpurea and Ipomoea cairica [J] . Ecol Sci
生殖器官中。已有研究表明, 五爪金龙成熟植株 (生态科学), 19 (2): 77—79
Wu XJ (吴秀菊), Li GQ (李桂琴), Yuan Q (袁强), 2005 . Ana-
生长速度达 8.1～11.9 cm d。五爪金龙的这个结构
tomical structure of vegetative organs and drought-resistant mecha-
特点使植株能及时获得充分的水分及各种营养。
nism in Armeniaca mandshurica [J] . J Northeast Agric Univ (东
(5) 在五爪金龙茎的横切面上较少发现厚角
北农业大学学报), 4、36 (2): 186—190
细胞或纤维细胞, 由此可见, 五爪金龙的茎在机 XiaoDX (肖德兴) , 2005 . Anatomy of the vegetative organs of Cycas
械支持方面的能力较弱。 szechuanensis [J] . J Zhongkai Agrotechn Coll (仲恺农业技术学
院学报), 18 (3): 1—5
ZengRS (曾任森) , Luo SM (骆世明), 1993 . Allelopathic effects of
〔参 考 文 献〕
Cymbopogon citrates, Ageratum conyzoides and Bidens pilosa [J] . J
of South China Agric Univ (华南农业大学学报) , 14 (4): 8—14
吕春霞, 杨文权, 慕小倩, 2002 . 植物化感作用及其在杂草防治 ZengXF (曾宪锋) , 2003 . A preliminary study on 5 species invasive 4
中的应用 [J] . 陕西农业科学, (12): 18—20 plants in E . Guangdong [J] . J HanshanTeachers Coll (韩山师范
刘穆, 2004 . 种子植物形态解剖学导论 (第 2 版) [M] .北京: 科 学院学报) , 24 (3): 69—71 3
