草石蚕不同海拔茎叶解剖结构的比较

1、目 录研究背景与意义材料与方法结果与分析讨论与结论参考文献与致谢研究背景与意义草石蚕为多年生草本。根状茎匍匐，其上密集须根及在顶端有球状肥大块茎的横走小根状茎；茎高30-120m，在棱及节上有硬毛。草石蚕(Stachys sieboldii)为唇形科(Labiatae)多年生草本植物,别称甘露儿、地蚕、螺丝菜、地古瘤。主要分布于江苏、浙江、福建等地，西北地区也有分布。食用方面，草石蚕的块茎营养颇佳，可生食、可炒食、可供盐渍、糖渍、更可做酱菜。其中，酱制的草石蚕，清脆、香甜、鲜美，是酱小菜中营养价值很高的一种。目前在江苏扬州用草石蚕制成的酱菜罐头，行销国内外各地 。 食用价值草石蚕食、药价值研究

2、背景与意义医用价值医用方面，祛风除湿，清热解毒。治风湿痹痛，湿热黄疸，咳嗽，哮喘，肺痈，乳痈，牙龈肿痛，白喉，淋病，带下，蛇伤，有润肺益肾，滋阴补血等功能，与生姜、菠菜尊称为药用植物 。研究背景与意义草石蚕国内研究(1)草石蚕栽培技术的研究(2)草石蚕组织培养的研究(3)草石蚕化学成分的研究(4)草石蚕不同海拔下茎叶解剖结构比较的研究比较少 草石蚕国外研究甚少，没有找到相关研究文献草石蚕国外研究 尽管人们对草石蚕做了大量的研究，但是对不同海拔下草石蚕茎叶解剖结构比较的研究却比较少，植物由于受到外界环境的影响，在长期进化过程中逐渐演化出各种各样的形态结构来适应它所生长的环境，而植物的营养器官，其

3、组织结构对环境条件的反应较为敏感。因此我们对生长于不同海拔地区的草石蚕进行了茎叶的解剖结构研究，通过了解它们的基本结构特征，作出比较，以探讨草石蚕茎叶的形态结构特征与其生存环境的关系，旨在为这一药用资源植物的开发利用提供基础资料。研究背景与意义材料与方法试验材料方法西宁农科院2332m门源县泉口镇2832m门源县青石嘴2996m门源县仙米乡2580m互助县五峰乡2470m草石蚕采集地区分别取自五个地区取材切片制作 选取选取5 5种不同海拔高度种不同海拔高度的草石蚕，取中上部的的草石蚕，取中上部的茎段和叶片，茎从中截茎段和叶片，茎从中截取取5mm5mm长的小段，叶片以长的小段，叶片以中脉为中心切

4、成中脉为中心切成1.0cm1.0cm0.5mm0.5mm大小的块，大小的块，用用FAAFAA液固定。液固定。 FAA固定液固定24h，经常规酒精系列（50%70%83%95%100%）脱水；二甲苯透明，37恒温下浸蜡24h，石蜡包埋，再用切片机切片（切片厚度为810m），最后用番红染色，中性树胶封片。在奥特光学BK-5000（OPTEC-BK5000）显微镜下观察、拍照、测微。所有数据按随机的20个视野中测量值的算术平均值计算。统计分析不同海拔的每个材料观察3-5个切片,20个视野。表皮细胞层数直接读取；皮层厚、髓直径、上表皮厚、叶片厚、叶脉厚、栅栏组织厚、海绵组织厚、海绵组织胞间隙均按视野中

5、随机20个测量值的算术平均值计算.其他数值统计方法如下：a.基本组织与茎的厚度比值基本组织包括皮层和髓两部分，计算为：（皮层厚度+髓厚度）/茎的厚度b.栅海比的计算栅海比（cell thickness rate ,CTR）是栅栏组织厚度与海绵组织厚度之比,按下式计算：CTR=PT/ST式中：PT 为栅栏组织厚度 (m）,ST为海绵组织厚度(m)。两种薄壁组织厚度均按随机的20个视野中测量值的算术平均值计算.c.栅栏组织与叶片厚的比值计算为：栅栏组织/叶片厚所得数据用EXCEL进行求平均值与标准差，然后用DPS软件进行方差处理。材料与方法图版 草石蚕不同海拔茎的横切面图abcde 2232m 茎

6、的横切片（X40） 2580m 茎的横切片（X40） 2470m 茎的横切片（X40） 2832m 茎的横切片（X40） 2996m 茎的横切片（X40） 2.1 草石蚕茎的解剖结构特征 结果与分析表皮 这是茎最外面的一层细胞，皮细胞层数均为单层。皮层 位于茎的表皮以内、维管柱以外的部分，由皮层厚角组织与皮层薄壁细胞组成。维管柱 为皮层以内的中央部分，茎的维管柱由维管束、髓和髓射线3部分组成。1.维管束 维管束由木质部、韧皮部和束内形成层构成。2.髓 位于茎中央，由许多薄壁细胞组成。3.髓射线 位于各维管束之间的薄壁组织，内连髓部，外接皮层。主要起径向输导作用，随海拔的递增而减小。结果与分析表

7、2 不同海拔高度茎的组织结构比较地区地区/ /海拔（海拔（m m）西宁西宁/2232/2232互助互助/2470/2470门源门源/2580/2580门源门源/2832/2832门源门源/2966/2966髓直径（髓直径（mm）855.54855.54146146.82.821028.081028.088888.61.611190.501190.5021214.024.021051.291051.292 260.7660.761652.541652.5417171.611.61机械组织厚（机械组织厚（mm）502.84502.8423.23.1313502.84502.8423.23.1313

8、657.55657.5543.43.0101616.04616.043535.21.21583.18583.1829.29.0808机械组织机械组织/ /茎的茎的厚厚(%)(%)37.2037.206.056.0539.9839.984.104.1042.2242.224.174.1745.4645.466.86.86 647.9947.997.777.77基本组织基本组织/ /茎的茎的厚厚(%)(%)77.4477.4414.914.99 982.4682.4617.617.62 276.7976.7916.716.76 681.3981.3925.25.646477.2877.2817.4

9、17.47 7 由表2可知：门源青石嘴地区的髓最为发达，髓直径为1652.54m；而西宁地区的髓直径最小，髓直径为855.54m；其他的髓直径都在1028.081190.5m之间。对表1中不同海拔高度草石蚕茎的机械组织厚度、机械组织/茎的厚度、基本组织/茎的厚度的多重比较（表3）。表3 茎组织结构的多重比较处理处理均值均值5%5%显著水平显著水平1%1%极显著极显著2580m2580m657.55657.55a aA A2832m2832m616.04616.04b bB B2966m2966m583.18583.18c cB B2232m2232m502.84502.84d dC C2470

10、m2470m502.84502.84d dC C 由表可知：门源县仙米乡地区的茎最厚，互助地区的茎最薄。通过多重比较可知门源县仙米乡、西宁地区有极显著差异，门源县仙米乡、互助地区有极显著差异，门源县仙米乡、门源县泉口镇有极显著差异，门源县仙米乡、青石嘴有极显著差异；互助、西宁地区没有显著差异和极显著差异。处理处理均值均值5%5%显著水平显著水平1%1%极显著极显著2966m2966m47.9947.99a aA A2832m2832m45.4645.46ababABAB2580m2580m42.2242.22bcbcABCABC2470m2470m39.939.98 8bcbcBCBC2232

11、m2232m37.37.2020c cC C表31 茎的机械组织厚度多重比较表32机械组织/茎的多重比较结果与分析由表可知：基本组织/茎比值最大的是门源仙米乡地区。通过多重比较可知五个地区都没有有显著差异。处理处理均值均值5%5%显著水平显著水平1%1%极显著极显著2470m2470m0.970.97a aA A2832m2832m0.960.96a aA A2232m2232m0.900.90a aA A2966m2966m0.820.82a aA A2580m2580m0.820.82a aA A 表33基本组织/茎的多重比较结果与分析图版 草石蚕不同海拔叶的横切面图2.2 草石蚕叶的解剖

12、结构特征abcd 2232m 叶的横切片（X100） 2470m 叶的横切片（X100） 2996m 叶的横切片（X100） 2580m 叶的横切片（X100） 2832m 叶的横切片（X100） 结果与分析表4 不同海拔高度叶的组织结构比较地区地区/ /海拔（海拔（m m）西宁西宁/2232/2232互助互助/2470/2470门源门源/2580/2580门源门源/2832/2832门源门源/2966/2966叶片厚叶片厚(m)(m)149.02149.029.29.27 7135.98135.9815.15.0606151.16151.1614.214.2151.79151.7922.22

13、.2424160.66160.664.64.62 2叶脉厚叶脉厚(m)(m)427.92427.9227.27.6262459.77459.7712.12.2222471.88471.88 7.797.79486.47486.478.78.72 2541.36541.3627.27.3737上表皮厚上表皮厚(m)(m)4.684.681.231.235.465.461.561.565.735.731.071.075.785.781.421.426.396.391.301.30栅栏组织厚栅栏组织厚(m)(m)62.6162.615.995.9963.8863.8844.244.22 253.95

14、3.99.659.6569.469.417.9217.9275.0675.068.568.56海绵组织胞间隙海绵组织胞间隙(m)(m)19.6619.667.017.0119.619.68.738.7317.117.17.277.2719.919.97.717.7124.224.211.5911.59栅栏组织厚栅栏组织厚/ /海绵组织海绵组织厚厚(%)(%)1.291.290.350.351.251.250.250.251.541.540.320.321.791.790.410.411.811.810.120.12表4可知：叶片最厚的地区是门源县青石嘴，厚度为160.66m，最薄的地区为互助，

15、厚为135.98m。通过观察可知：西宁、互助这2个地区的叶片厚度相近，门源仙米乡、门源泉口镇的叶片厚度相近。通过多重比较可知(如表3)：门源县仙米乡、门源县泉口镇、门源县青石嘴、西宁地区没有显著差异，而互助地区与其他地区都有显著差异，门源县青石嘴与互助地区有极显著差异。 表5 上表皮厚度多重比较处理处理均值均值5%5%显著水平显著水平1%1%极显著水平极显著水平2966m2966m6.396.39a aA A2832m2832m5.785.78ababABAB2580m2580m5.735.73ababABAB2470m2470m5.45.47 7bcbcABAB2232m2232m4.64.

16、68 8c cB B通过对上表皮的多重比较可得（表5）：上表皮最厚的为门源县青石嘴地区的，最薄的为西宁地区。门源县青石嘴、西宁地区达极显著水平；其他各地区没有显著水平 。结果与分析表 6 叶片厚和叶脉厚的多重比较叶片厚叶片厚叶脉厚叶脉厚处理处理 均值均值5%5%显著显著水平水平1%1%极显极显著水平著水平处理处理均值均值5%5%显著显著水平水平1%1%极显极显著水平著水平2966m 2966m 160.6160.66 6a a A A 2966m2966m541.3541.36 6 a a A A 2832m 2832m 151.7151.79 9a a AB AB 2832m2832m486

17、.47486.47 b b B B 2580m 2580m 151.16151.16a a AB AB 2580m2580m471.8471.81 1 bc bc BC BC 2232m 2232m 149.0149.02 2a a AB AB 2232m2232m459.77459.77 c c C C 2470m 2470m 135.9135.98 8b b B B 2470m2470m427.9427.92 2 d d D D 通过多重比较可得（如表6）：门源县青石嘴地区的叶脉最厚，为541.3555m。互助地区的叶脉最薄，为427.9191m。门源县仙米乡分别与门源县泉口镇、西宁地区没

18、有显著差异，互助、门源县青石嘴、西宁地区、门源县泉口镇都有极显著差异。 表7 栅栏组织、 栅栏组织厚度/海绵组织厚度 、海绵组织胞间隙厚度多重比较栅栏组织厚度栅栏组织厚度栅栏组织厚度栅栏组织厚度/ /海绵组织厚度海绵组织厚度海绵组织胞间隙海绵组织胞间隙处理处理均值均值5%5%显显著著1%1%极极显著显著处理处理均值均值5%5%显著显著水平水平1%1%极极显著显著处理处理均值均值5%5%显显著著1%1%极极显著显著2966m2966m75.0675.06a aA A 2966m2966m1.811.81a aA A 2966m2966m24.2524.25a aA A2832m2832m69.4

19、069.40a aA A 2832m2832m1.791.79a aA A 2832m2832m19.9619.96a aA A2470m2470m63.863.88 8a aA A 2470m2470m1.541.54ababAB AB 2470m2470m19.6919.69a aA A2232m2232m62.662.61 1a aA A 2232m2232m1.291.29b b B B 2232m2232m19.6619.66a aA A2580m2580m53.9053.90a aA A 2580m2580m1.251.25b bB B 2580m2580m17.1217.12a

20、aA A由表7可得：这五个地区的栅栏组织门源县青石嘴最厚，门源县仙米乡最薄。五个地区没有显著差异。五个地区海绵组织都比较不发达。海绵组织胞间隙门源县青石嘴最大，门源县仙米乡最小。五个地区没有显著差异。结果与分析植物的表面直接与外界环境接触，外界环境的各种不利因素首先作用于叶片表面。叶片是植物体进行同化作用的重要器官，也是外界环境进行物质和能量交流的主要器官。所以植物的营养器官茎和叶的组织结构对生境条件最为敏感，在长期进化过程中，植物逐渐演化出各种各样的形态结构来适应它所生长的环境。随着海拔高度由低到高的变化，环境中各种生态因子诸如氧分压、空气湿度、土壤温度及水分状况、太阳光及紫外线辐射强度、大

21、气温度等均发生了变化，变化着的环境因子长期作用于植物必然会导致植物的结构也发生改变。讨论通过对植物茎的解剖结构比较研究发现,茎的横切面均由表皮，皮层，维管柱构成。草石蚕随着海拔高度的递增，株高呈现低矮化的趋势，但具有较发达的髓部及皮层厚角组织，厚的基本组织有利于贮藏水分和营养物质。维管组织排列紧密且比较发达，具有较强的输导和支持作用，这一特性一方面与水和无机盐的运输有密切的关系，在供水充足时可高效输导。另一方面提高了茎的机械强度，对抵抗风折起了积极的作用。而水分运输的有效性和安全性是由导管分子的大小和频率决定的，草石蚕茎中的导管在单位面积上分布频率高，这一特征说明植物体中即使部分导管被气泡堵塞

22、并不能导致整个疏导系统丧失功能，可保证水分运输的安全性。3.1 茎的解剖结构与功能讨论通过对植物叶的解剖结构比较研究发现,叶的横切面均由表皮，叶肉，中脉构成。随着海拔升高，叶面积缩小，叶片增厚，叶肉组织中，栅栏组织与海绵组织的比值不断增大。栅栏细胞层数和密度增加，防止了水分蒸腾散失，又防御强辐射对叶片的灼伤。高海拔地区低温冻土，细胞原生质透水性降低，栅栏组织厚度相对增加提高了光合效率及植物对水分的利用率。生长在高海拔-门源青石嘴地区的草石蚕，其栅栏组织和海绵组织厚度的比值最高，表明植物的叶片已经形成了防止水分过多散失的适应性结构特征，这一结论与周广泰在青海高山植物解剖特点的研究中的结论一致。草

23、石蚕虽为背腹型叶，但随着海拔由低到高的变化，草石蚕叶肉细胞间隙增大，海绵组织排列愈加疏松，能够有效提高植物光合效率，有利于植物的生长发育。 3.2 叶的解剖结构与功能讨论4.1 不同海拔对草石蚕茎组织结构的影响随着海拔高度的递增，上表皮厚、叶片厚、栅栏组织与海绵组织比值逐渐增大；海绵组织排列愈加疏松。4.1 不同海拔对草石蚕叶组织结构的影响不同海拔茎的结构中，都具有较厚的基本组织（皮层薄壁组织和髓）；机械组织、维管组织则随海拔的递增出现增长的趋势。结论 本文是在导师*教授的悉心指导下完成的。在整个论文完成期间，导师从论文的立题、试验设计及论文的写作方面都给予了耐心的指导与帮助，在此论文完成之际

24、，由衷的向导师表示感谢，并献上我最诚挚的祝福，祝愿我的导师身体健康、万事如意！ 同时向在试验中帮助过我的*同学表示真诚的谢意。在此也对答辩委员会各位老师的辛勤工作表示深深的谢意！致谢谢谢观看！THANKS敬请老师、同学批评指正对表1中不同海拔高度草石蚕茎的机械组织厚度、机械组织/茎的厚度、基本组织/茎的厚度的多重比较（表3）。表3 茎组织结构的多重比较处理处理均值均值5%5%显著水平显著水平1%1%极显著极显著2580m2580m657.55657.55a aA A2832m2832m616.04616.04b bB B2966m2966m583.18583.18c cB B2232m2232

25、m502.84502.84d dC C2470m2470m502.84502.84d dC C 由表可知：门源县仙米乡地区的茎最厚，互助地区的茎最薄。通过多重比较可知门源县仙米乡、西宁地区有极显著差异，门源县仙米乡、互助地区有极显著差异，门源县仙米乡、门源县泉口镇有极显著差异，门源县仙米乡、青石嘴有极显著差异；互助、西宁地区没有显著差异和极显著差异。处理处理均值均值5%5%显著水平显著水平1%1%极显著极显著2966m2966m47.9947.99a aA A2832m2832m45.4645.46ababABAB2580m2580m42.2242.22bcbcABCABC2470m2470m

26、39.939.98 8bcbcBCBC2232m2232m37.37.2020c cC C表31 茎的机械组织厚度多重比较表32机械组织/茎的多重比较结果与分析由表可知：基本组织/茎比值最大的是门源仙米乡地区。通过多重比较可知五个地区都没有有显著差异。处理处理均值均值5%5%显著水平显著水平1%1%极显著极显著2470m2470m0.970.97a aA A2832m2832m0.960.96a aA A2232m2232m0.900.90a aA A2966m2966m0.820.82a aA A2580m2580m0.820.82a aA A 表33基本组织/茎的多重比较结果与分析 表5 上表皮厚度多重比较处理处理均值均值5%5%显著水平显著水平1%1%极显著水平极显著水平2966m2966m6.396.39a aA A2832m2832m5.785.78ababABAB2580m2580m5.735.73ababABAB2470m2470m5.45.47 7bcbcABAB2232m2232m4.64.68 8c cB