盛花期羅勒(原變種)葉片和萼片的形態(tài)特征和分泌結(jié)構(gòu)觀察

陳 娜， 程 磊， 于 嬌， 方成武， 崔 舜， 劉超祥，①

(1. 亳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院藥學(xué)院， 安徽 亳州 236800； 2. 江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院農(nóng)學(xué)園藝系， 江蘇 句容 212400)

盛花期羅勒(原變種)葉片和萼片的形態(tài)特征和分泌結(jié)構(gòu)觀察

陳 娜1， 程 磊1， 于 嬌1， 方成武1， 崔 舜2， 劉超祥1，①

(1. 亳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院藥學(xué)院， 安徽 亳州 236800； 2. 江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院農(nóng)學(xué)園藝系， 江蘇 句容 212400)

羅勒(原變種)； 葉片； 萼片； 腺毛； 分泌結(jié)構(gòu)

羅勒(OcimumbasilicumLinn.)為唇形科(Labiatae)羅勒屬(OcimumLinn.)一年生草本植物，全草氣味芳香[1]，是主要的芳香油植物之一，可用作調(diào)香原料，具有較高的藥用和觀賞價(jià)值。羅勒體表腺毛分泌的大量揮發(fā)油是其香氣的主要來源。羅勒與其原變種(O.basilicumvar.basilicumLinn.)僅在植物學(xué)特征上略有差異。

目前，對(duì)羅勒揮發(fā)油的化學(xué)成分[2-3]、羅勒精油的抗炎抑菌機(jī)制[4]以及羅勒栽培技術(shù)[5]等方面已有研究報(bào)道，但對(duì)羅勒屬植物分泌結(jié)構(gòu)的觀察研究尚不多見，而僅見唇形科其他屬植物分泌結(jié)構(gòu)的研究報(bào)道[6]。對(duì)羅勒葉片和萼片分泌結(jié)構(gòu)的研究，是了解其結(jié)構(gòu)與揮發(fā)油成分之間關(guān)系的重要途徑，也是羅勒其他生理機(jī)制研究的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)[6]。為此，作者以羅勒(原變種)為研究對(duì)象，對(duì)其葉片和萼片的形態(tài)特征及分泌結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察，以期為進(jìn)一步探索羅勒(原變種)分泌結(jié)構(gòu)與揮發(fā)油成分間的關(guān)系奠定基礎(chǔ)。

1 材料和方法

1.1 材料

供試植株均種植于亳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院藥用植物園，由亳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院方成武教授鑒定為羅勒(原變種)。

1.2 方法

1.2.1 光學(xué)顯微觀察 在盛花期取萼片3～5枚，用水合氯醛(含水合氯醛50 g、蒸餾水15 mL和甘油10 mL)透化后甘油封片，置于Leica DM2500普通光學(xué)顯微鏡(德國(guó)Leica公司)下觀察拍照。

1.2.2 掃描電鏡觀察 在不同植株上采集相同部位的葉片，清洗干凈后沿中脈剪取面積5 mm×5 mm 的正方形小片，共取3個(gè)小片。用體積分?jǐn)?shù)2.5%戊二醛固定液固定后，依次用體積分?jǐn)?shù)30%、50%、70%、90%、100%乙醇梯度脫水；乙酸異戊酯(分析純)過渡后，進(jìn)行CO2臨界點(diǎn)干燥，噴鍍，然后用Quanta 200掃描電鏡(美國(guó)FEI公司)觀察[7-8]，每個(gè)樣品隨機(jī)取3個(gè)視野拍照，根據(jù)照片統(tǒng)計(jì)并計(jì)算單位面積的腺毛數(shù)量。

2 結(jié)果和分析

2.1 葉片和萼片的形態(tài)特征及萼片腺毛的顯微結(jié)構(gòu)

羅勒(原變種)葉片和萼片的形態(tài)特征及萼片腺毛的顯微結(jié)構(gòu)見圖1。觀察結(jié)果顯示：羅勒(原變種)葉片卵圓形至卵狀長(zhǎng)圓形，葉片大，葉柄被微柔毛，葉片邊緣皺褶(圖1-1)；總狀花序延長(zhǎng)，花萼簡(jiǎn)單，萼片幾無毛或被較少的短毛或稀疏的長(zhǎng)柔毛，具強(qiáng)烈芳香味。在光學(xué)顯微鏡下可見萼片上具有腺毛和非腺毛，腺毛頭部含有較多的內(nèi)溶物，在顯微鏡下呈亮黃色(圖1-2)。

2.2 葉片表皮分泌結(jié)構(gòu)的掃描電鏡觀察結(jié)果

羅勒(原變種)葉片表皮分泌結(jié)構(gòu)的掃描電鏡觀察結(jié)果見圖2。結(jié)果顯示：羅勒(原變種)葉片表皮具有許多非腺毛和腺毛。非腺毛為單細(xì)胞的表皮毛；腺毛包括頭狀腺毛和盾狀腺毛2種類型。頭狀腺毛呈棒狀，主要由基部、柄部和單個(gè)分泌細(xì)胞形成的頭部組成，凸出于表皮細(xì)胞之上，無明顯的角質(zhì)層下間隙(圖2-1)；盾狀腺毛呈盤狀，由基部、短柄(或無柄)以及多個(gè)分泌細(xì)胞排列成1層的膨大頭部組成(圖2-2)，有些頭部外被的角質(zhì)層破裂使盾狀腺毛凹陷于表皮細(xì)胞之內(nèi)，有明顯的角質(zhì)層下間隙(圖2-3)。

1： 植株形態(tài)Plant morphology； 2： 萼片上的腺毛(Gh)和非腺毛(N-Gh) Glandular hairs (Gh) and non-glandular hairs (N-Gh) on sepal.圖1 羅勒(原變種)植株形態(tài)及萼片腺毛的顯微結(jié)構(gòu)Fig. 1 Plant morphology and microstructure of glandular hair on sepal of Ocimum basilicum var. basilicum Linn.

1. 頭狀腺毛Capitate glandular hair. 2-7. 盾狀腺毛 Peltate glandular hair： 2. 全形 Whole morphology； 3. 下陷的角質(zhì)層Sunken cuticle； 4. 二裂型分泌細(xì)胞Two-split type of secretory cell； 5. 四裂型分泌細(xì)胞Four-split type of secretory cell； 6. 五裂型分泌細(xì)胞Five-split type of secretory cell； 7. 縱切面Vertical section. 8. 葉片表皮腺毛的分布狀況Distribution status of glandular hairs on leaf epidermis.圖2 羅勒(原變種)葉片表皮分泌結(jié)構(gòu)的掃描電鏡觀察結(jié)果Fig. 2 Observation result of secretory structure on leaf epidermis of Ocimum basilicum var. basilicum Linn. by scanning electron microscope

進(jìn)一步的觀察結(jié)果顯示：同一葉片上的盾狀腺毛頭部分泌細(xì)胞的排列方式和數(shù)量有一定差異，可分為對(duì)稱排列的二裂型(圖2-4)、十字排列的四裂型(圖2-5)和不對(duì)稱排列的五裂型(圖2-6)?？v切后，二裂型的盾狀腺毛頭部和柄部有明顯界限(圖2-7)。統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示：同一葉片上頭狀腺毛和盾狀腺毛的分布密度不同(圖2-8)，其中，盛花期在單位面積(1 mm×1 mm)葉片上分布有盾狀腺毛7.7個(gè)、頭狀腺毛1.4個(gè)。

3 討論和結(jié)論

羅勒(原變種)的萼片幾無毛或被較少的短毛或稀疏的長(zhǎng)柔毛，其腺毛頭部含有很多內(nèi)容物，呈亮黃色、油滴狀，推測(cè)可能是其分泌細(xì)胞分泌的揮發(fā)性物質(zhì)。在掃描電鏡下可觀察到葉片上盾狀腺毛頭部的分泌細(xì)胞有二裂型、四裂型和五裂型，同一葉片上存在不同分裂型的盾狀腺毛，這種變化可能與腺毛分化發(fā)育的程度及細(xì)胞的衰老有關(guān)[9]，推測(cè)不同分裂型的盾狀腺毛可能處在不同的發(fā)育階段。

在盛花期，羅勒(原變種)葉片上腺毛的類型和密度存在較大差異，其中，頭狀腺毛稍稀疏，盾狀腺毛則分布密集。植物葉片的微形態(tài)特征與植物的外部形態(tài)特征存在一定的相關(guān)性，在種間或更高分類等級(jí)之間具有較高的分類價(jià)值[10]。盾狀腺毛的分泌細(xì)胞具有明顯的角質(zhì)層下間隙，其中充滿揮發(fā)油；而頭狀腺毛的分泌細(xì)胞的角質(zhì)層下間隙不明顯。鄭寶江等[11]認(rèn)為，盾狀腺毛是產(chǎn)生精油的主要器官，因而，盛花期葉片盾狀腺毛密集可能是羅勒花期具有濃烈香味的原因之一。吳姝菊等[12]認(rèn)為，唇形科植物的盾狀腺毛主要分泌親脂類物質(zhì)，而頭狀腺毛的分泌物除親脂類物質(zhì)外還有多糖類物質(zhì)，因此，腺毛類型和疏密程度的差異可能導(dǎo)致不同發(fā)育期羅勒香味的變化，造成其揮發(fā)油成分改變，進(jìn)而影響其揮發(fā)油的品質(zhì)。

本研究雖然初步明確了羅勒葉片和萼片的形態(tài)特征及腺毛的形態(tài)和分布特征，但羅勒葉片的盾狀腺毛和頭狀腺毛的形態(tài)發(fā)育過程及這2類腺毛在發(fā)生、發(fā)育中的共性和差異性則有待進(jìn)一步的觀察和研究。

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ObservationonmorphologicalcharacteristicsandsecretorystructuresofleafandsepalofOcimumbasilicumvar.basilicumatfullfloweringstage

CHEN Na1， CHENG Lei1， YU Jiao1， FANG Chengwu1， CUI Shun2， LIU Chaoxiang1，①

(1. College of Pharmacy， Bozhou Vocational and Technical College， Bozhou 236800， China； 2. Agronomy and Horticulture Department， Jiangsu Vocational College of Agriculture and Forestry， Jurong 212400， China)，J.PlantResour. &Environ.， 2017，26(4)： 107-109

Morphological characteristics and secretory structures of leaf and sepal ofOcimumbasilicumvar.basilicumLinn. at full flowering stage were observed with light microscope and scanning electron microscope. The results show that there are glandular hairs and non-glandular hairs on both leaf and sepal ofO.basilicumvar.basilicum， and glandular hairs are its secretory structures. Under light microscope， there are many bright yellow internal dissolved substances in the top of glandular hairs on sepal， which might be secreted volatile substances. Capitate glandular hairs and peltate glandular hairs can be observed on the leaf surface under scanning electron microscope， in which， the latter are the major secretory structures of volatile substances on leaf； there are differences in distribution density of different types of glandular hairs on the same leaf， and there are 7.7 peltate glandular hairs and 1.4 capitate glandular hairs per unit area (1 mm×1 mm) of leaf； secretory cells in the top of peltate glandular hairs on the same leaf can be classified into two-split type， four-split type， and five-split type， which may be associated with the development degree of glandular hairs. The study lays the foundation for futher exploration the relationship between secretory structures and volatile oil components ofO.basilicum.

Ocimumbasilicumvar.basilicumLinn.； leaf； sepal； glandular hair； secretory structure

Q944.5； Q949.777.6

A

1674-7895(2017)04-0107-03

10.3969/j.issn.1674-7895.2017.04.15

2016-12-22

安徽省高校自然科學(xué)研究重點(diǎn)項(xiàng)目(KJ2015A358； KJ2015A397)； 江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院院級(jí)課題(2015kj019)

陳 娜(1982—)，女，安徽淮北人，碩士，講師，主要從事藥用植物栽培與發(fā)育的教學(xué)研究工作。

①通信作者E-mail： cxliu888@163.com

郭嚴(yán)冬)