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利用光学显微镜和电子显微镜研究了黑褐苔草(Carexatrofusca)、圆囊苔草(Carexorbicularis)、华扁穗草(Blysmussinocompressus)叶的发育形态解剖结构和发育过程中的细胞程序性死亡现象,得出以下结论:
1.在横切面上,黑褐苔草、圆囊苔草和华扁穗草叶片的解剖结构均包括表皮、叶肉、叶脉和通气结构四部分。黑褐苔草和圆囊苔草叶均呈“V”字形,华扁穗草叶呈“新月”形。
2.3种植物叶上下表皮细胞垂周壁均呈不同程度波浪状增厚。上表皮细胞均大于下表皮细胞。正对主脉的上表皮凹陷处均有泡状细胞。气孔器均为平列型。黑褐苔草叶下表皮和圆囊苔草上下表皮有硅化乳突,且圆囊苔草上下表皮细胞硅化乳突倾斜方向一致,而华扁穗草叶上下表皮均无硅化乳突。圆囊苔草叶片上下表皮均有气孔器分布,而其余两种气孔器仅分布于下表皮。
3.叶肉均无栅栏组织与海绵组织的分化,叶肉细胞中均有异化细胞存在。维管束鞘两层,外层为较大的薄壁细胞,内层为较小的厚壁细胞,胞壁呈“U”形增厚。机械组织成片分布于大多数维管束上下方。成熟叶片相邻叶脉间均有气腔形成发达的通气结构,气腔面积分别约占总叶片面积的30﹪~40﹪、50﹪和60﹪。
4.三种莎草科植物叶片的发育过程中,异化细胞经历分化、发育、解体三个阶段,最终形成通气结构。在此过程中,异细胞的叶绿体、线粒体、细胞核以及内膜系统均发生一系列形态结构上的变化,最终解体消失形成气腔。
5.异化细胞从分化、发育到解体最终形成气腔,整个过程中异细胞和气腔周围的细胞没有炎症发生、染色质的凝缩、细胞内含物的趋边效应以及细胞壁保留到异细胞解体之后,这些特征都证明了此过程就是细胞程序性死亡。
6.在黑褐苔草叶鞘中部的横切面上,从第1~4片叶子间,气腔总面积从1.16×104μm2增加到16.27×104μm2,所占的比例从10.2﹪增加到18.8﹪,气腔的数量从4变为20,均呈增长趋势,在第5~6片叶子中气腔的面积、所占比例呈稳定趋势,随后的叶片气腔面积和所占比例又不断增大,而从第5片叶子开始,其气腔数基本呈稳定趋势。