輸導組織是植物體內運輸水分和有機物質的組織。這些組織的細胞往往集在一起與其它組織共同組成維管束。輸導組織又分兩大類:一類是運輸水分和礦物質的導管與管胞;一類是運輸有機物質的篩管與篩胞等。本實驗以南瓜(Cucurbita moschata)莖為材料,觀察和了解輸導組織的分布和形態結構。
要了解組織,必須涉及到器官,因此在做實驗之前首先了解一般南瓜莖的結構是非常必要的。取一段南瓜莖(新鮮的材料或用固定液固定好的材料),它們是五棱柱狀體,橫切面近似五邊形,中間是星狀的髓腔,表皮與髓腔之間的組織中一般有10個維管束,5個較大的和5個較小的,這些維管束中主要是輸導組織。
首先觀察南瓜莖橫切面的永久制片(切片是用番紅—固綠染色的),在維管束中可見到幾個大的孔,其周圍(壁的部分)被染成鮮紅色,這是大的導管。木質部外面(遠離髓腔)壁較薄的組織是韌皮部(外韌皮部)。
而在木質部的內側也有壁較薄的組織為內韌皮部,這樣的維管束稱為雙韌維管束。外韌皮部與木質部之間有幾層徑向排列整齊的細胞,壁較薄,細胞橫向窄而長,是形成層,即側生分生組織。
導管分子口徑比一般細胞口徑大,壁木質化,被番紅染液染成紅色,在切片中最容易看到,其周圍有木質化的薄壁細胞。韌皮部的篩管分子口徑比導管小,壁薄,往往被固綠染液染成綠色(在用番紅—固綠染色的制片中;如用蘇木精染色則成藍色)。
在橫切面看到篩管分子為多角形,不呈圓形,有的能見到整個篩板,或部分篩板,因為切到篩板的機會較少,所以在制片中只有少數篩管分子上可以見到上述情況,而且有的篩板并不完全垂直于軸向壁,所以在橫切面上見到的篩板不完整。
篩板呈網狀,像篩底一樣,上面分布的孔即為篩孔,這些結構要在高倍物鏡下才能看清。篩管分子一側的較小的細胞,呈三角形或四邊形,細胞質濃厚,有的能見到細胞核,這是伴胞。
從南瓜莖的縱切面觀察輸導組織,口徑最大的是導管,像中空的管子接在一起,端壁有穿孔相通,特別是成熟的木質部導管口徑最大。這些導管分子壁的加厚是網紋或孔紋狀。靠近形成層的導管壁薄,是正在分化,尚未成熟的,有的能見到細胞質和細胞核,有的穿孔尚未形成。
較早發育的導管(即原生木質部的導管)位于木質部的向心部分,口徑較小,次生加厚的壁呈環狀或螺旋狀,這種加厚在莖伸長時并不影響莖的生長。木質部中還有許多木質化的薄壁細胞和生活的薄壁細胞,這些木質化的細胞圍繞在導管周圍。
成熟的篩管分子口徑也比較大,能見到保留的原生質體,但無細胞核。與導管相同之處,也是由一個個篩管分子連接而成。兩個篩管分子之間的端壁成篩狀叫篩板,篩板上有許多篩孔(如在橫切面上見到的)。
篩管分子中的粘液體,常因材料處理不當而集聚在篩板處,在篩管分子中間則收縮,這是人為的現象,并不代表其生活狀態。在篩管分子的周圍有一個或幾個細胞,它比篩管口徑小得多。南瓜莖并不粗,而結的果實非常大,與莖的高效率輸導組織有密切關系。
在遠離形成層處的韌皮部,往往能見到很窄的細胞,有的變成一條顏色深而且輪廓模糊的粗線。這是原生韌皮部,在成熟的莖中,原生韌皮部已失去功能,細胞死去變扁。
在觀察永久制片的同時,還可以采用離析的方法了解南瓜莖中的輸導組織,其方法是:取新鮮南瓜莖,用刀片或解剖刀切成一厘米長,然后再縱切,將其維管束取出,縱切維管束,將木質部和韌皮部分開,分別放入指形管中,再加入鉻酸—硝酸離析液(用量為材料的20倍),塞緊軟木塞,放入30—40℃的溫箱中,木質部需3小時,而韌皮部約需2小時即可離析好。
在離析過程中要注意隨時檢查,用玻璃棒沿指形管壁擠壓材料,如果能使材料分離,表示已離析好;如果材料變成漿糊狀,說明離析時間過長,已不能使用;如果離析的材料經檢查還未分離,說明離析時間不夠,可繼續離析(材料的老嫩與離析時間有關,材料較幼嫩,離析的時間可短些)。
離析完畢,倒掉或用吸管吸掉離析液,用清水沖洗若干次,直到無黃色為止。如果材料需要長時間保存備用,則可將材料放入70%酒精中。
離析好的材料也可以染色后觀察。
用解剖針或鑷子取離析好的韌皮部材料少許,放在載玻片上,加一滴1%的苯胺藍染液,1—2分鐘后,用吸水紙吸去多余的染液,加一滴蒸餾水,蓋上蓋玻片,即可在顯微鏡下觀察。
南瓜莖韌皮部的篩管被染成藍色,篩管分子為有棱的柱狀細胞,端壁上見到的網狀結構即篩板。
導管不用染色,即可在顯微鏡下觀察,未染色的材料,一般觀察時要把光圈縮小些才易看清楚其結構。導管分子比較粗大,能見到端壁上的穿孔,整個端壁打通,有的端壁傾斜,有的與側壁垂直。在側壁上有孔紋加厚、網紋加厚、螺旋狀加厚和環紋加厚,與其它細胞極易區別,在離析的木質部中,也能見到木纖維和木薄壁細胞。