3种婆纳属植物的形态特征比较研究

3种婆纳属植物的形态特征比较研究

波斯境内的母亲、凤凰和垂直情人是外来物种。目前,对婆婆纳属植物的研究主要集中在波斯婆婆纳的入侵和危害、营养生长及其有性生殖、化感作用,不同密度下的生长情况;婆婆纳生态经济阈值,化感机理;婆婆纳属农田杂草的治理,药用研究等方面。植物形态解剖学研究尚未见报道,有待深入研究。笔者进行婆婆纳营养器官组织解剖学的研究,旨在准确区别3种婆婆纳的形态特征,为野外观察及药材鉴定提供科学依据。1材料和方法1.1材料表面1.1.1原材料婆婆纳、波斯婆婆纳、直立婆婆纳的完整植株,取自湖南文理学院生物园及周边田地。1.1.2仪器和试剂显微镜、显微互动系统、放大镜、镊子、培养皿、刀片、纱布、吸水纸、载玻片、盖玻片、直尺、蒸馏水、碘液。1.2方法1.2.1各品种植株的观察分别对波斯婆婆纳、婆婆纳和直立婆婆纳的根(形态及根系类型等)、茎(形态及分枝等)、叶(形态、叶缘、脉序、叶序等)、花(颜色、大小、花萼、花冠、雄蕊、雌蕊、花序等)、果实(形态、类型、大小等)等进行观察,测定叶柄、花柄和果柄长。1.2.2切对波斯婆婆纳、婆婆纳和直立婆婆纳的根、茎的初生结构和次生结构、叶脉、上下表皮、叶柄进行徒手切片,采用显微互动系统拍照记录。2结果与分析2.1外部形状2.1.1立婆纳的根系观察根系知:3种植物均为直根系,波斯婆婆纳、直立婆婆纳根系分布较浅,侧根较多,呈乳白色,但波斯婆婆纳、婆婆纳的主根较明显且茎上生有不定根,直立婆婆纳的主根很细,茎上无不定根且根系最浅。2.1.2微波婆纳,6年生,2020从图示可以看出,3种植物全株均有柔毛,单轴分枝。波斯婆婆纳高15～45cm,婆婆纳高10～25cm,直立婆婆纳高5～30cm。茎横切面均呈近圆形,波斯婆婆纳的茎铺散多分枝,一般自基部分枝成丛,下部伏地,生有不定根,茎呈暗紫色;婆婆纳的茎铺散多分枝,一般自基部分枝成丛,下部伏地,生有不定根,茎大部分呈淡绿色;直立婆婆纳茎直立或上升,不分枝或铺散分枝,无不定根,茎呈暗紫色。2.1.3粗癫嘴唇比较从图示可以看出,3种植物都是网状叶脉。茎基部叶对生。波斯婆婆纳的叶仅2～4对,呈卵形或圆形,边缘有粗钝锯齿;婆婆纳的叶仅2～4对,呈心形至卵形,边缘有深刻的钝齿;直立婆婆纳的叶常3～5对,呈卵形或卵圆形,边缘具圆或钝齿。其中,直立婆婆纳叶边缘的锯齿数最少。波斯婆婆纳叶柄长约0.37cm,婆婆纳叶柄长约0.32cm,而直立婆婆纳下部的叶有极短的柄,中上部的几乎无柄,约为0.1cm。2.1.4微波婆纳的冠状从图示可以看出,3种植物的花均为总状花序,顶生,花程式相同,均为K4C4A2G(2∶2),雌雄同株,左右对称,每朵花都有1片苞片,互生且为叶状,有4片深裂花萼,裂片呈卵形,花冠裂片为4,裂片圆形至卵形,3片较大,1片较小,十字状排列。波斯婆婆纳的花冠呈蓝紫色,有深色脉纹,筒部极短,花柄长于苞片,苞片几乎与叶同形;婆婆纳的花冠呈粉色,有深红色纹,花柄比苞片略短,苞片几乎与叶同形;直立婆婆纳的花冠呈蓝紫色,有深色脉纹,下部苞片的长卵形而疏具圆齿至上部的长椭圆形而全缘。波斯婆婆纳花柄长约1.91cm,婆婆纳花柄长约0.58cm,直立婆婆纳花柄极短,约0.1cm。2.1.5婆纳果酒果酒型,大小80不同从图示可以看出,3种植物的果实均为蒴果。波斯婆婆纳果实近似肾形或倒心形,成熟果宽0.35～0.4cm,长0.25～0.3cm,侧面宽0.1cm,成熟后几乎无毛,浅裂为2部分,裂片钝,凹口角度超过90°,宿存的花柱超出凹口;婆婆纳果实近似肾形,成熟果宽0.45～0.50cm,长0.35～0.4cm,侧面宽0.25～0.30cm,果实密被腺毛,浅裂为2部分,裂片顶端圆,凹口角度约为90°,宿存的花柱与凹口齐或略过之;直立婆婆纳果实呈倒心形,成熟果宽0.25～0.30cm,长0.25～0.30cm,强烈侧扁,果实边缘有腺毛,深裂为2部分,裂片圆钝,凹口很深,宿存的花柱不伸出凹口。波斯婆婆纳果柄长约2cm,婆婆纳果柄长约0.92cm,直立婆婆纳果柄长约0.1cm。2.2解剖结构2.2.1气孔及表皮组织特征3种植物叶上表皮细胞均有气孔,且气孔较大,保卫细胞呈半月形,有副卫细胞,表皮细胞排列紧密,较大且不规则。波斯婆婆纳叶上表皮细胞最不规则,婆婆纳叶上表皮细胞不规则,直立婆婆纳叶上表皮较规则。在40×10视野下,波斯婆婆纳气孔数约为8.7个,婆婆纳气孔数约为6.2个,直立婆婆纳气孔数约为11.8个。3种植物叶下表皮细胞都有气孔,且气孔较大,保卫细胞呈半月形,有副卫细胞,表皮细胞排列紧密,较大且不规则。在40×10视野下,波斯婆婆纳叶下表皮气孔数约为33个,婆婆纳叶下表皮气孔数约为39,直立婆婆纳叶下表皮气孔数约为37.6个;3种植物叶的横切面相似,腹面突出,维管束多处,为异面叶,有栅栏组织和海绵组织,栅栏组织垂直排列,紧密,而海绵组织无规则,形成许多空腔;3种植物叶柄横切面类似,为向内凹的月牙形,维管束多处。波斯婆婆纳叶柄横切面呈近似半月形,维管束一般为1～3个,婆婆纳叶柄近似月牙形,维管束一般为2～3个,直立婆婆纳叶柄横切面近似圆形,较细长,维管束一般为2～5个。2.2.2表皮毛的种类3种植物茎的横切面类似,为近圆形,从内向外依次是:髓、初生木质部、次生木质部、维管形成层、次生韧皮部、初生韧皮部和表皮,其上均有表皮毛。2.2.3模拟的生成细胞3种植物根的横切面都近似圆形,从内向外依次是:初生木质部、木射线、次生木质部、形成层、次生韧皮部、初生韧皮部、周皮(表皮、皮层)有发达的射线和韧皮细胞。波斯婆婆纳根的表皮近似完好,薄壁组织明显,有紫色的中柱鞘。婆婆纳根的外缘仅余残缺的表皮,韧皮部较宽。直立婆婆纳根外缘还残留有表皮,内部有薄壁组织,韧皮部较窄。其中,婆婆纳的韧皮部最宽,直立婆婆纳的韧皮部最窄。3征、组织学结构上的区别波斯婆婆纳、婆婆纳、直立婆婆纳在形态特征、解剖学结构上都有区别(如花、果实的形态;叶柄、根横切面),这为婆婆纳属植物的野外观察及种类鉴定提供了科学依据。3.1模拟对象的叶、花柄、果柄波斯婆婆纳、婆婆纳匐地生长,而直立婆婆纳直立生长;波斯婆婆纳、婆婆纳茎上生有不定根,直立婆婆纳主根最细且无不定根;波斯婆婆纳、直立婆婆纳的茎呈暗紫色,而婆婆纳的茎大部分呈淡绿色;波斯婆婆纳的叶呈卵形或圆形,边缘有粗钝锯齿,叶柄长约0.37cm,婆婆纳的叶呈心形至卵形,边缘有深刻的钝齿,叶柄长约0.32cm,直立婆婆纳的叶呈呈卵形或卵圆形,边缘具圆或钝齿,下部的叶有极短的柄,中上部的几乎无柄,叶边缘的锯齿数最少;波斯婆婆纳的花冠呈蓝紫色,宿存的花柱超出凹口,花柄长于苞片,约1.91cm,婆婆纳的花冠呈粉色,宿存的花柱与凹口齐或略过之,花柄比苞片略短,约0.58cm,直立婆婆纳的花冠呈蓝紫色,宿存的花柱不伸出凹口,花柄长几乎为0。其中,波斯婆婆纳的花最大,婆婆纳次之,直立婆婆纳的花最小;波斯婆婆纳的果为蒴果,近似肾形或倒心形,果柄长约2cm;婆婆纳的果为蒴果,近肾形,果柄长约0.92cm,直立婆婆纳的果为蒴果,倒心形,果柄长几乎为0。3.2模拟女性、婆纳、模拟3种植物上下表皮在40×10视野下的平均气孔数不同,其中,波斯婆婆纳上表皮约为9个,下表皮约为33个,婆婆纳上表皮约为7个,下表皮约为39个,直立婆婆纳的上表皮约为12个,下表皮约为38个;波斯婆婆纳叶柄横