CN103901169A - 一种旱生阔叶植物叶脉拓扑结构分析方法 - Google Patents

一种旱生阔叶植物叶脉拓扑结构分析方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种旱生阔叶植物叶脉拓扑结构分析方法，将植物叶片用纯水加热煮沸5-18分钟，软化叶片，再用5%-8%的氢氧化钠溶液加热煮泡5-35钟，分离叶表皮和叶肉；随后将叶片放入盛有清水的培养皿中，用软毛刷刷下叶表皮和叶肉；然后用清水清洗残余叶肉，用滤纸吸干水分，放在与电脑相连的显微镜下观察并拍摄清晰图像；最后用软件测量分析叶脉密度和各级叶脉所占比例。本发明可清晰拍摄出实验植物叶脉的图像，并可准确计算出各级叶脉密度和叶脉比例等数据，为叶脉的相关研究提供可靠保证。

Description

一种旱生阔叶植物叶脉拓扑结构分析方法
技术领域
本发明涉及植物的叶脉拓扑结构分析，具体涉及旱生阔叶植物的叶脉图像提取技术和叶脉拓扑结构分析方法。
背景技术
随着对植物结构研究的深入和发展，叶脉逐渐成为科学研究者的关注点，因此，提取完整叶脉系统和获取叶脉相关数据成为相关研究面临的重点问题。然而目前提取叶脉的相关技术大多用于叶脉书签和叶脉花的制作，操作时间长且没有针对性，不适用于科学研究。在叶脉数据分析方面，国外研究者大多使用电子设备模拟叶片构型，以此来获取叶脉图像，较少取得具体物种切实可靠的叶脉拓扑结构数据。
发明内容
本发明的目的在于提取完整清晰的干旱植物叶脉结构，并分析叶脉拓扑结构，用于叶脉相关的科学研究实验和叶脉图像工艺品制作技术。
本发明提供了一种旱生阔叶植物叶脉拓扑结构分析方法，该方法包括如下步骤：
（1）叶片采集：选取干旱阔叶植物植株冠层顶部成熟叶片，采摘后用FAA固定液固定；
（2）消煮处理：取超纯水加热至37℃，放入叶片，持续加热至沸腾，叶片在纯水中浸泡和煮沸时间共5-18分钟；
（3）叶脉清晰化处理：在本发明中，可采用三种方式对叶脉进行清晰化处理，（a）将消煮后的叶片放入盛有清水的培养皿中，用毛笔等软毛刷轻轻刷去表皮毛，得到叶脉样品；或（b）将消煮后的叶片放入番红溶液中染色24小时，酒精脱色，得到叶脉样品；或（c）将消煮后的叶片放入盛有清水的培养皿中，用毛笔等软毛刷轻轻刷下叶片的上表皮和叶肉，期间不断更换清水，保证叶脉的完整和清晰，得到叶脉样品；
（4）观察拍摄：将步骤（3）得到的样品用滤纸吸干水分，放在载玻片上，滴加甘油，盖上载玻片，放在与电脑相连的显微镜下观察，并用Motic Images Plus软件拍摄不同部位的叶脉图片；
（5）数据测量：用Motic Images Plus软件测量并分析步骤（4）中所拍图片，得出各级叶脉密度和各级叶脉占总叶脉比例等叶脉拓扑数据。
为了使后续步骤中的叶脉样品更清晰，步骤（2）还包括：配制质量分数为5%-8%的氢氧化钠溶液，加热并维持在80℃，将纯水煮过的叶片完全放入氢氧化钠溶液中浸泡5-35分钟，目的在于软化叶片和排净叶片组织间空气；在超纯水和氢氧化钠溶液加热煮泡叶片期间，不断进行搅拌，以防叶片沉底、贴壁。
为使叶脉样品更清晰，可将步骤（3）（a）得到的叶脉样品放入番红溶液中染色24小时，再进行酒精脱色。
本发明所述方法针对旱生阔叶植物具有普遍适用性，可较快速、便捷地获得清晰的叶脉图像，有效应用于叶脉相关的科学研究。
附图说明
图1是实施例1所得石楠叶脉图像；
图2是实施例2所得光果莸叶脉图像；
图3是实施例3所得叶脉图像；
图4是实施例4所得叶脉图像；
图5是实施例5所得叶脉图像。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
实施例1
（1）实验材料的采集：选取石楠（革质叶）、醉鱼草（膜质叶）植株顶部向阳面的成熟叶片，采摘后用FAA固定；
（2）消煮处理：取超纯水加热至37℃，放入叶片后持续加热至沸腾，石楠在纯水中浸泡和煮沸时间共10分钟，醉鱼草在纯水中浸泡和煮沸时间共18分钟；配制质量分数为8%的氢氧化钠溶液，加热并维持在80℃，将纯水煮过的叶片完全放入氢氧化钠溶液中浸泡，石楠浸泡时间为30分钟，醉鱼草浸泡时间为35分钟；
（3）叶脉清晰化处理：将消煮后的叶片放入盛有清水的培养皿中，用毛笔轻轻刷下叶片的上表皮和叶肉，期间不断更换清水，保证叶脉的完整和清晰；
（4）观察拍摄：用滤纸吸干叶脉表面水分，放在载玻片上，滴加甘油，盖上载玻片，放在与电脑相连的显微镜下观察，并用Motic Images Plus软件拍摄不同部位的叶脉图片；
（5）数据测量：最后用Motic Images Plus软件测量并分析上述所拍图片，得出各级叶脉密度和各级叶脉占总叶脉比例等数据。石楠的叶脉图像如图1所示，主脉密度为0.075mm/mm2，二级脉密度为0.75mm/mm2，三级脉密度为0.981mm/mm2，高级脉密度为4.01mm/mm2。
实施例2
（1）实验材料的采集：选取纸质叶植物——小雀花、光果莸和小舌紫菀植株顶部向阳面的成熟叶片，采摘后用FAA固定；
（2）消煮处理：取超纯水加热至37℃，放入叶片，持续加热至沸腾，小雀花在纯水中浸泡和煮沸时间共12分钟，光果莸和小舌紫菀在纯水浸泡和煮沸时间共17分钟；
（3）叶脉清晰化处理：将消煮后的叶片放入盛有清水的培养皿中，用毛笔轻轻刷去表皮毛；
（4）观察拍摄：用滤纸吸干叶表面水分，放在载玻片上，滴加甘油，盖上载玻片，放在与电脑相连的显微镜下观察，并用Motic Images Plus软件拍摄不同部位的叶脉图片；
（5）数据测量：最后用Motic Images Plus软件测量并分析上述所拍图片，得出各级叶脉密度和各级叶脉占总叶脉比例等数据。光果莸的叶脉图像如图2所示，主脉密度为0.12mm/mm2，二级脉密度为0.678mm/mm2，三级脉密度为1.423mm/mm2，高级脉密度为3.709mm/mm2。
实施例3
（1）实验材料的采集：选取革质叶植物——川滇蔷薇植株顶部向阳面的成熟叶片，采摘后用FAA固定；
（2）消煮处理：取超纯水加热至37℃，放入叶片，持续加热至沸腾，叶片在纯水中浸泡和煮沸时间共8分钟；
（3）叶脉清晰化处理：将消煮后的叶片放入盛有清水的培养皿中，用软毛刷轻轻刷去表皮毛，然后浸泡在番红溶液中染色24小时，酒精脱色；
（4）观察拍摄：用滤纸吸干叶表面水分，放在载玻片上，滴加甘油，盖上载玻片，放在与电脑相连的显微镜下观察，并用Motic Images Plus软件拍摄不同部位的叶脉图片；
（5）数据测量：最后用Motic Images Plus软件测量并分析上述所拍图片，得出各级叶脉密度和各级叶脉占总叶脉比例等数据。川滇蔷薇的叶脉图像如图3所示，主脉密度为0.108mm/mm2，二级脉密度为1.048mm/mm2，三级脉密度为1.731mm/mm2，高级脉密度为4.911mm/mm2。
实施例4
（1）实验材料的采集：选取革质叶植物植株——悬钩子顶部向阳面的成熟叶片，采摘后用FAA固定；
（2）消煮处理：取超纯水加热至37℃，放入叶片，持续加热至沸腾，叶片在纯水中浸泡和煮沸时间共5分钟；配制质量分数为5%的氢氧化钠溶液，加热并维持在80℃，将纯水煮泡过的叶片完全放入氢氧化钠溶液中浸泡15分钟；
（3）叶脉清晰化处理：将消煮后的叶片放入盛有清水的培养皿中，用毛笔轻轻刷去表皮毛；
（4）观察拍摄：用滤纸吸干叶表面水分，放在载玻片上，滴加甘油，盖上载玻片，放在与电脑相连的显微镜下观察，并用Motic Images Plus软件拍摄不同部位的叶脉图片；
（5）数据测量：最后用Motic Images Plus软件测量并分析上述所拍图片，得出各级叶脉密度和各级叶脉占总叶脉比例等数据。悬钩子的叶脉图像如图4所示，主脉密度为0.041mm/mm2，二级脉密度为0.791mm/mm2，三级脉密度为1.209mm/mm2，高级脉密度为8.637mm/mm2。
实施例5
（1）实验材料的采集：选取纸质叶物种——铁线莲植株顶部向阳面的成熟叶片，采摘后用FAA固定；
（2）消煮处理：取超纯水加热至37℃，放入叶片，持续加热至沸腾，叶片在纯水中浸泡和煮沸时间共5分钟；配制质量分数为8%的氢氧化钠溶液，加热并维持在80℃，将纯水煮泡过的叶片完全放入氢氧化钠溶液中浸泡5分钟；
（3）叶脉清晰化处理：将消煮后的叶片放入番红溶液中染色24小时，酒精脱色；
（4）观察拍摄：用滤纸吸干叶表面水分，放在载玻片上，滴加甘油，盖上载玻片，放在与电脑相连的显微镜下观察，并用Motic Images Plus软件拍摄不同部位的叶脉图片；
（5）数据测量：最后用Motic Images Plus软件测量并分析上述所拍图片，得出各级叶脉密度和各级叶脉占总叶脉比例等数据。铁线莲的叶脉图像如图5所示，主脉密度为0.079mm/mm2，二级脉密度为0.488mm/mm2，三级脉密度为1.305mm/mm2，高级脉密度为6.644mm/mm2。

Claims (3)

1.一种旱生阔叶植物叶脉拓扑结构分析方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）叶片采集：选取干旱阔叶植物植株冠层顶部成熟叶片，采摘后用FAA固定液固定；
（2）消煮处理：取超纯水加热至37℃，放入叶片，持续加热至沸腾，叶片在纯水中浸泡和煮沸时间共5-18分钟；
（3）叶脉清晰化处理：（a）将消煮后的叶片放入盛有清水的培养皿中，用毛笔等软毛刷轻轻刷去表皮毛，得到叶脉样品；或（b）将消煮后的叶片放入番红溶液中染色24小时，酒精脱色，得到叶脉样品；或（c）将消煮后的叶片放入盛有清水的培养皿中，用毛笔等软毛刷轻轻刷下叶片的上表皮和叶肉，期间不断更换清水，保证叶脉的完整和清晰，得到叶脉样品；
（4）观察拍摄：将步骤（3）得到的样品用滤纸吸干水分，放在载玻片上，滴加甘油，盖上载玻片，放在与电脑相连的显微镜下观察，并用Motic Images Plus软件拍摄不同部位的叶脉图片；
（5）数据测量：用Motic Images Plus软件测量并分析步骤（4）中所拍图片，得出各级叶脉密度和各级叶脉占总叶脉比例等叶脉拓扑数据。
2.根据权利要求1所述的一种旱生阔叶植物叶脉拓扑结构分析方法，其特征在于，所述步骤（2）还包括：配制质量分数为5%-8%的氢氧化钠溶液，加热并维持在80℃，将纯水煮过的叶片完全放入氢氧化钠溶液中浸泡5-35分钟。
3.根据权利要求1或2所述的一种旱生阔叶植物叶脉拓扑结构分析方法，其特征在于，所述步骤（3）（a）得到的叶脉样品放入番红溶液中染色24小时，再进行酒精脱色。
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