地锦繁殖生物学与营养器官解剖学研究

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地锦是全草入药的野生植物,研究其繁殖生物学特性和营养器官的解剖结构将为地锦的栽培种植、药用部位及综合开发提供理论基础。本实验采用观察、比较和统计的方法,对地锦的花部结构、传粉昆虫和繁育系统特性进行了研究;通过植物显微技术,对地锦营养器官的解剖特征及乳汁管的分布和发育过程进行了研究。结果表明:  1.地锦居群花期为5~11月,群体盛花期具有间歇性,间歇期集中在6~10月的盛花期,间歇期为4~7d,每月间歇2~3次,雌花花期为5.95±0.98d,雄花花期为4.5±1.39d;地锦为杯状聚伞花序,雌花花梗较长、发育较早,雄花花梗较短、发育较晚,导致二者空间异位、花期不遇,利于异花传粉。根据杂交指数(OCI)、花粉/胚珠比(P/O)以及人工授粉检测得出,地锦的繁育系统属于兼性自交,需要传粉者。地锦总苞顶端分化出的花蜜腺结构与虫媒传粉相适应,主要的访花昆虫包括黑蚁(Formica sp.)、棉蚜(Aphis gossypii Glover)、食蚜蝇(syrphus sp.)和中华蜜蜂(Apis cerana cerana Fabricius)等促进了花粉的传播。地锦较小的总苞直径、较高的花密度、单花较少的花粉量提高传粉的效率;红色蜜腺的特征体现了地锦有效的虫媒传粉机制和繁育能力;较强的种子弹射能力,增加了种子的传播距离,为扩大其领地奠定了基础。  2.地锦根的初生木质部为三原型。初生结构由表皮、皮层和维管柱组成。次生结构由周皮、次生韧皮部、维管形成层和次生木质部构成。次生结构中次生木质部所占比例较大,约占整个横切面的三分之二。茎的初生结构由表皮、皮层、维管束和髓构成,次生结构由表皮、皮层、次生维管组织和髓构成,未见周皮结构。地锦的叶由上、下表皮、叶肉和叶脉构成。上表皮气孔比下表皮多,叶肉分化成具有栅栏组织和海绵组织的异面叶,叶脉周围的维管束鞘呈花环状结构,与碳4(C4)植物相同。  3.地锦营养器官中的乳汁管为无节乳汁管,具有颗粒状晶体物质,部分乳汁管具分支,乳汁管直径为茎﹥主根﹥侧根﹥叶。在根中主要分布在次生韧皮部的外侧、次生韧皮部和皮层薄壁组织中,管腔呈多边形或圆形,直径约14~20μm。茎中主要分布在韧皮部的外侧及髓中,管腔呈多边近圆形或椭圆形,直径约28~51μm。叶中主要分布在栅栏组织外侧和海绵组织内部,叶脉韧皮部外侧也有分布,管腔呈多边形,直径约10~12μm。乳汁管的发育分为3个时期:I期细胞皱缩、细胞壁破裂;Ⅱ期原生质体处于游离状态、乳汁颗粒明显;Ⅲ期管腔清晰、管壁较厚。  总之,地锦单性花、雌雄花空间异位、总苞内雌雄花不同时成熟的特征,证明了其异花传粉的特性;花蜜腺结构的存在显示了其适应虫媒传粉的特征;较强的种子弹射力保证了种子的传播。地锦营养器官的结构和草本双子叶植物的一致,叶脉周围的维管束鞘呈花环状结构是其独特特征,其药用成分可能分布于营养器官的薄壁细胞及乳汁管中。
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