一类与盐腺分泌功能有密切关系的特殊表皮细胞1

【作者】 丁烽； 杨剑超； 袁芳； 王宝山；

【机构】 山东师范大学生命科学学院逆境植物重点实验室；

【摘要】 泌盐盐生植物最显著的形态结构特征是具有泌盐结构(盐腺和盐囊泡),可将体内过多的盐分排出体外。盐腺和盐囊泡主要分布在植物的茎和叶表面,在调节体内离子平衡、维持渗透压稳定、提高植物的耐盐性等方面发挥重要作用。二色补血草(Limonium bicolor(Bunge) Kuntze)属兰雪科多年生草本泌盐盐生植物,可改善盐地土壤结构,使盐土脱盐,被誉为盐碱地改造的"先锋植物"。陆静梅等将盐腺周围的表皮细胞连同盐腺一起归为"花朵型盐腺",通过扫描电镜的观察认为周围的表皮细胞可以通过类似于盐囊泡的方式破裂释放盐分。然而这种结论仅是建立在形态观察的基础上的,有可能是制备过程导致周围表皮细胞破碎,且围绕盐腺周围表皮细胞的特殊性尚缺乏生理上的证据。以二色补血草(Limonium bicolor(Bunge) Kuntze)为材料,利用扫描电镜和非损伤微侧技术研究了Hoagland营养液和含200mMNaCl的Hoagland营养液处理对围绕盐腺的一类特殊表皮细胞的形态和泌盐速率的影响。结果显示:(1)200mMNaCl处理时盐腺周围的表皮细胞明显地凸出于盐腺细胞且两者表面有大量的盐晶体,而Hoagland营养液处理时盐腺周围的表皮细胞却没有明显的凸出,表皮细胞和盐腺细胞表面几乎没有盐晶体;(2)NaCl处理显著促进盐腺周围特殊表皮细胞扩大;(3)在200mMNaCl处理时,随着盐腺和表皮细胞交界处到被测位点距离的增加,Na+的排出速率逐渐减小,H+的排出速率逐渐减小直至内吸。在Hoagland营养液处理时不同位点Na+外排速率和H+内吸速率差异均不显著。我们发现虽然NaCl处理时盐腺周围围绕的表皮细胞体积显著大于Hoagland营养液处理时盐腺周围围绕的表皮细胞的体积,但盐腺周围凸起的表皮细胞并未破碎。陆静梅等不能排除在制备过程中导致周围凸起的表皮细胞破碎,一般情况下,盐囊泡有一个柄(1~4个柄细胞)和一个膨大的泡状细胞组成,而这些表皮细胞下面找不到柄细胞,因而单从形态上判断这些表皮细胞为盐囊泡也缺乏说服力,NaCl处理时这类细胞明显凸出并且表面有大量的盐结晶,说明这时细胞内可能积累了较多的盐分并具有一定的泌盐能力。这些结果表明,二色补血草盐腺周围的表皮细胞是一类具有一定分泌能力的特殊的表皮细胞,考虑到这类细胞离子外排随着靠近盐腺细胞而增强,该类细胞也可能在盐分运输到盐腺过程中起一定作用。更多还原