树木休眠期解除过程中木质部与韧皮部的显微观察开题报告

1. 研究目的与意义

树木休眠期解除过程中，温度的变化引起木材木质部和韧皮部结构的变化。研究树木休眠解除过程中，木质部和韧皮部的解剖结构﹑细胞组成与组织比例的变化规律，为揭示木材形成提供理论依据。

2. 国内外研究现状分析

韧皮部是同化物在植物体内运输的主要途径^[5]。Derr 等人^[6]研究洋槐韧皮细胞时发现，横切面上存在明显的切向带，早期筛管含量比晚期筛管含量高。Lawton^[7]发现爆竹柳筛管分子径向直径在同一个生长季内不同时间差异较大，1月份时筛管直径为19.30.8m，6月份为34.31.6m。Lawton^[8]研究发现非洲见血封喉（Antiaris africana）在1-2月时韧皮部中筛管分子平均长度为47.0027.6m，4 月时韧皮部筛管分子平均长度最小为44.324.0m，在休眠期时筛管长度较生长初期长，生长初期筛管分子长度有所下降。张英伯等人^[9]对形成层季节活动及韧皮部和木质部的形成按开始恢复活动﹑主要分生期和进入休眠越冬等3个阶段联系时间与细胞组织变化分别进行观察分析情况。在主要分生期前后都存在一个较短的过渡期。对从冠枝到主干的活动顺序和韧皮部与木质部分化的先后等问题, 特别是对环孔材树种的各种表现, 取得一些新的证据。初步总结了形成层和韧皮部与木质部形成的动态与物候的关系和气候等环境因素的影响。殷亚方等^[10]研究表明，光学显微镜观察显示，活动期的形成层带细胞层数较多，且细胞多为不规则形状。在木质部紧靠形成层一侧出现许多膨大的导管分子和木纤维细胞，膨大的导管细胞壁上具有正在发育的纹孔结构。通过对径向细胞列的观察，木质部细胞的伸展生长阶段以及次生壁的加厚过程清晰可见。醋酸双氧铀和柠檬酸铅双染色结果进一步表明，处于分化初期的木质部细胞，无论是弦向壁还是径向壁，其初生壁上的微纤丝呈无定向排列，细胞壁结构比较疏松。胡玉熹等^[11]研究了香榧次生韧皮部结构以及含晶韧皮纤维的发育。香榧茎次生韧皮部的轴向系统包括筛胞、韧皮薄壁细胞、含晶韧皮纤维^[12]和石细胞等组成分子;径向系统为单列的射线薄壁组织细胞所组成，韧皮射线同型。在横切面上，3-9个筛胞成径向细胞列，切向带为不连续排列，含晶韧皮纤维单层，断续地切向带分布，石细胞星散分布在韧皮薄壁组织切向带中。经显微化学鉴定以及扫描电镜能谱分析结果表明，含晶韧皮纤维壁上嵌埋的结晶为草酸钙结晶。国外对于树木次生韧皮部的研究较早。早在1954年Ying-Pe Chang^[13]就研究了北美57种针叶树树皮的宏观和微观构造，作者对于每一种树种都从外皮、筛胞、韧皮薄壁细胞、韧皮纤维、韧皮射线等方面进行了详细的构造描述，并进行了分类和检索。但由于技术条件不成熟，其描述仍有些局限性。Esau. K^[14,15]综述了大量前人对次生韧皮部构造研究的成果，详细描述了韧皮部各组成成分的形成过程以及构造特征等。Lotova^[16]对杉科植物次生韧皮部的解剖结构研究;Kollmann^[17]对杉科植物次生韧皮部筛胞作用的研究;Outer^[18]对穗花杉属植物次生韧皮部的结构研究等。Alfieri, F. J, Kemp, R. I^[19]对刺柏属韧皮部发育的季节性变化进行了研究，发现在具有输导功能的韧皮部中，筛域上脐服质的数量随着季节的变化和筛胞与形成层的距离变化而相应发生变化。在新的生长季开始阶段，最新形成的筛胞中很少发现有脐服质，随着休眠季的临近，脐服质开始出现并累积在最先形成的筛胞筛域上，在冬季这些筛胞仍然保持活性，随着下个生长季的开始，上个生长季最先形成的筛胞开始沉积固定脐服质，失去细胞原生质体和死亡。这样的衰亡过程一直向形成层方向深入，直到最近形成的筛胞开始沉积固定脐服质，失去原生质体和死亡。在这些死亡的筛胞被推向不具输导功能韧皮部的过程中，脐服质逐渐消失。张胜龙等^[1]对形成层季节活动及韧皮部和木质部的形成按开始恢复活动﹑主要分生期和进入休眠等3个阶段联系时间与细胞组织变化分别进行观察分析情况。在主要分生期前后都存在一个较短的过渡期。对从冠枝到主干的活动顺序和韧皮部与木质部分化的先后等问题，特别是对环孔材树种的各种表现，取得一些新的证据。初步总结了形成层和韧皮部与木质部形成的动态与物候的关系和气候等环境因素的影响。研究韧皮部和木质部的形成密切结合形成层区的季节活动进行综合探讨，不仅能更多地了解两部形成过程的实质化，并能加强对形成层分化的认识。韧皮部和木质部在形成进程中，这两部的组织结构具有明显联系，并都能表现出季节性的变化。

3. 研究的基本内容与计划

研究的主要内容及计划

树木从休眠到萌发过程中的木质部细胞壁形态﹑细胞类型﹑数量﹑排列以及韧皮部细胞壁形态﹑细胞类型﹑数量﹑排列。

1)试样采集：元月中旬到四中旬每半个月取一次样。（取样时间：1月中旬﹑2月中旬﹑3月12日﹑3月28日﹑4月13日）

4. 研究创新点

国内外研究者对不同树种，不同生长季节树木的木质部与韧皮部的细胞形态，组织结构的季节性变化进行研究，目前对树木休眠解除过程的木质部与韧皮部的显微结构的研究比较少。本次实验主要研究树木从休眠到萌发过程中的木质部细胞壁形态，细胞类型，数量排列以及韧皮部细胞壁形态，细胞类型，数量排列，为揭示木材形成提供理论依据。