3.2. Đặc điểm hình thái và giải phẫuloài AcanthusilicifoliusL
3.2.2. Đặc điểm giải phẫu lá
Cấu tạo giải phẫu phiến lá
Cả hai dạng lá đều có những đặc điểm giống nhau trong cấu tạo theo thứ tự từ mặt trên lá xuống mặt dưới lá như sau:
- Tầng cuticun mặt trên lá
- Biểu bì trên: 1 lớp tế bào, hình bầu dục hay chữ nhật kích thước không đều.
- Hạ bì trên: 1-2 lớp tế bào, có kích thước lớn hơn biểu bì.
- Lục mô giậu: gồm 2 lớp tế bào, được cấu tạo bởi những tế bào hẹp và dài hình chữ nhật, chiều dài gấp 2-3 lần chiều rộng, xếp khít nhau, vuông góc với lớp biểu bì, chứa nhiều lục lạp. Dưới mỗi tế bào hạ bì
0 5 10 15 20 25 30
Địa điểm 1 Địa điểm 2 Địa điểm 3
Diện tích lá (cm2)
Ô rô lá có gai Ô rô lá không gai
trên là 1-3 tế bào mô giậu. Trong hai lớp mô giậu thì lớp tiếp xúc với hạ bì có
hình dạng dài và thuôn hơn lớp bên dưới.
- Lục mô khuyết (mô xốp): gồm nhiều lớp tế bào (khoảng 10-12 lớp) xếp nằm ngang, gần như vuông góc với lục mô, có nhiều khoảng gian bào.
Tế bào mô xốp nhỏ ngắn hơn tế bào lục mô.
- Biểu bì dưới: mỏng hơn so với biểu bì trên, kích thước tế bào nhỏ hơn tế bào biểu bì trên
- Tầng cuticun mặt dưới lá: mỏng
Như vậy, ở loài Ô rô tím có tầng hạ bì tập trung ở mặt trên, mặt dưới không có hạ bì. Các tế bào của tầng hạ bì có màng mỏng, kích thước lớn hơn các thành phần khác nhiều. Khi nhuộm kép bắt màu sáng nên dễ phân biệt với các thành phần khác của lá.Theo nhiều tác giả thì sự có mặt của hạ bì là nơi dự trữ nước giúp cây có thể thích ứng với điều kiện ngập mặn và ánh sáng cao ở vùng triều [8], [13].
Cấu tạo giải phẫu gân lá
Theo thứ tự từ mặt trên lá xuống mặt dưới lá bao gồm các lớp tế bào sau:
- Tầng cuticun trên mỏng
- Biểu bì trên: 1 lớp tế bào, hình chữ nhật hoặc gần tròn.
- Mô nâng đỡ (mô dày góc) trên: gồm 5-6 lớp tế bào hình đa giác, kích thước không đều.
- Mô mềm: vỏ có hình tròn, gồm những tế bào xếp sít nhau, chừa ra những khoảng trống chứa khí. Các khoảng trống này phát triển khá mạnh.
1. Tầng cuticun trên 2. Biểu bì trên 3. Hạ bì 4. Tuyến tiết muối 5. Mô giậu 6. Mô xốp 7. Biểu bì dưới
8. Tầng cuticun dưới 9. Mô dầy góc 10. Bó dẫn gân phụ 11. Bó dẫn gân chính 12. Mô mềm
Hình 3.11. Cấu tạo giải phẫu phiến lá (A) và gân lá (B) Ô rô tím
- Hệ thống dẫn: gồm các bó libe – gỗ rời nhau có kích thước không đều và xếp thành hình chữ V, gồm 1 bó dẫn chính to ở dưới và 1-2 bó dẫn phụ nhỏ có thể rời nhau hoặc dính nhau ở hai phía bên trên bó dẫn chính. Libe và gỗ xếp sát nhau tạo thành bó dẫn có các vòng liên tục hình tròn (libe ở ngoài, gỗ ở trong), bên trong cùng của bó dẫn có chứa mô mềm tủy.
Trên gân lá cũng có sự hiện diện của các tuyến tiết muối nhưng nằm gần về hai phía phiến lá. Cấu tạo giải phẫu hai dạng lá Ô rô tím ở cả 3 địa điểm được thể hiện ở hình3.12, 3.13, 3.14, 3.15, 3.16 và 3.17.
1. Biểu bì trên với cuticun 2. Hạ bì 3. Lục mô 4. Mô dầy 5. Mô khuyết 6. Biểu bì dưới với cuticun 7. Mô mềm 8. Bó dẫn gân chính 9. Bó dẫn gân phụ
Hình 3.12. Cấu tạo giải phẫu dạng Ô rô lá có gai ở địa điểm 1 (x100)
Hình 3.13. Cấu tạo giải phẫu dạng Ô rô lá không gai ở địa điểm 1 (x100)
Hình 3.14. Cấu tạo giải phẫu dạng Ô rô lá có gai ở địa điểm 2 (x100)
Hình 3.15. Cấu tạo giải phẫu dạng Ô rô lá không gai ở địa điểm 2 (x100)
Hình 3.16. Cấu tạo giải phẫu dạng Ô rô lá có gai ở địa điểm 3 (x100)
Hình 3.17. Cấu tạo giải phẫu dạng Ô rô lá không gai ở địa điểm 3 (x100)
Tiến hành đo độ dày các lớp tế bào của phiến lá ở ba địa điểm, chúng tôi thu được kết quả và được trình bày trong các bảng 3.7.
Bảng 3.7. Độ dày trung bỡnh(àm)cỏc lớp tế bào hai dạng lỏ ễ rụ tớm ở bađịa điểm điểm Dạng Địa
Ô rô
Tầng cuticun
trên
Biểu bì trên
Hạ bì trên
Mô
giậu Mô xốp
Biểu dưới bì
Tầng cuticun
dưới Tổng
1
Lá có gai
3,91
±0,23
14,10
±1,58
74,69
±6,27
202,29
±8,96
218,33
±20,42
11,64
±1,44
3,37
±0,41
518,68
±27,33 Lá
không gai
3,57
±0,52
13,39
±1,09
67,34
±8,36
192,63
±10,95
225,36
±19,77
12,03
±1,16
3,40
±0,47
527,38
±25,72
2
Lá có gai
4,10
±0,40
13,65
±0,90
78,73
±5,04
207,82
±12,28
223,60
±12,36
12,36
±0,98
3,40
±0,47
518,18
±28,10 Lá
không gai
3,62
±0,52
13,66
±1,16
73,05
±7,70
182,35
±19,54
230,75
±13,83
12,23
±1,28
3,07
±0,76
544,21
±28,55
3
Lá có gai
4,09
± 0,38
13,87
±0,62
80,55
±3,76
189,59
±11,30
246,51
±7,60
12,28
±0,75
3,65
±0,27
540,62
±14,33 Lá
không gai
3,72
±0,41
13,55
±0,64
75,23
±3,90
179,68
±10,33
248,21
±7,30
12,20
±0,79
3,60
±0,48
546,11
±14,21 - Cấu tạo lá Ô rô tím dạng lá có gai
+ Lớp mô giậu tại địa điểm 2 có giá trị trung bình lớn nhất (207,82 ± 12,28àm)
+ Lớp hạ bì ở địa điểm 3 dày hơn địa điểm 1 và 2.
+ Lớp mô xốp và độ dày tổng thể của lá ở địa điểm 3 là lớn nhất sai khác có ý nghĩa so với địa điểm 1 và 2 (P<0,05).
- Cấu tạo lá Ô rô tím dạng lá không gai
+ Lớp mô giậu của địa điểm 3 có giá trị trung bình nhỏ nhất (179.68± 10.33), sai kháccó ý nghĩa với địa điểm 1 và 2.
+ Lớp hạ bì ở địa điểm 3 dày nhất.
+ Độ dày tổng thể của lá ở địa điểm 3 là dày nhất sai khác có ý nghĩa so với địa điểm 1 và 2 (P<0,05).
Hình 3.18.Biểu đồ so sánh độ dày tầng cuticun của hai dạng lá Ô rô tím
Hình 3.19. Biểu đồ so sánh độ dày mô giậu của hai dạng lá Ô rô ở ba địa điểm Một dạng cây mà sống ở ba địa điểm khác nhau (về độ mặn) thìcó những thay đổi về kích thước các lớp mô.Chính yếu tố độ mặn ảnh hưởng đến độ dày của lá. Ở cả 2 dạng cây Ô rô tím, sống ở môi trường có độ mặn càng cao thì lá có lớp tế bào mô giậu càng giảm thể tích; trong khi đó thì lớp hạ bì càng dày. Lớp hạ bì là nơi dự trữ nước cung cấp cho các hoạt động sinh lí của cây, giúp cây pha loãng nồng độ muối.
Nhiều nghiên cứu về ảnh hưởng của độ mặn đến sự sinh trưởng của cây ngập mặn của các tác giả khác nhau đã khẳng định đặc điểm này.Khi nghiên cứu sự sinh trưởng của loài Trang (Kandelia candel (L.) Druce) liên quan đến độ mặn của môi trường, P. Lin và X. M. Wei (1980) đã nhận thấy chúng phát triển tốt ở nơi có nồng
3,3 3,4 3,5 3,6 3,7 3,8 3,9 4 4,1 4,2
Địa điểm 1 Địa điểm 2 Địa điểm 3
Độ dày tấng cuticun (àm)
Ô rô lá có gai Ô rô lá không gai
160 170 180 190 200 210
Địa điểm 1 Địa điểm 2 Địa điểm 3
Độ dày mụ giậu (àm)
Ô rô lá có gai Ô rô lá không gai
độ muối từ 7,5 đến 21,5‰; khi độ mặn tăng đến 25,6‰ – 37,4‰ Trang sinh trưởng kém, lá dầy lên (Trích dẫn từ Phạm Văn Ngọt, 2003) [7].
- Cấu tạo lá Ô rô tím giữa hai dạng lá có gai và không có gai
So sánh thống kê với độ tin cậy 95% về chỉ số độ dày các lớp tế bào của hai dạng lá Ô rô tím, chúng tôi nhận thấy trong cùng một địa điểm độ dày của hầu hết các lớp tế bào là giống nhau; nhưng tầng cuticun ở mặt trên, lớp hạ bì và lục mô giậu là có sự sai khác:
+ Tầng cuticuntrung bỡnh ở mặt trờncủa dạng lỏ cú gai (3,9 -4,1àm)dày hơn dạng lỏ khụng gai (3,5 –3,7àm). Theo ghi nhận của chỳng tụi, tầng cuticun dày là một đặc điểm của dạng Ô rô có gai để bảo vệ lá nơi môi trường sinh thái quá nhiều ánh sáng: hạn chế các tia sáng xuyên qua lá, cách nhiệt và hạn chế sự thoát hơi nước.
+ Lớp hạ bì của dạng lá có gai lớn hơn dạng lá không có gai.
+ Lớp lục mụ giậu của dạng lỏ cú gai biến thiờn trong khoảng 190 – 210àm, dày hơn so với mụ giậu dạng lỏ khụng cú gai (180 – 190àm).Theo kết quả nghiờn cứu, chúng tôi nhận thấy mô giậu của dạng Ô rô lá có gai phát triển, có nhiều lớp gồm những tế bào dài được xếp thành cột. Sự gia tăng tỉ lệ mô giậu có liên quan đến khả năng chịu nhiệt và thích nghi với ánh sáng mạnh của dạng cây này.Điều này chứng tỏ cây Ô rô tím lá có gai là những cây ưa sáng, còn cây Ô rô tím lá không gai là những cây chịu sáng kém hơn.
Số lượng khí khổng
Qua nghiên cứu cho thấy ở Ô rô, một loài thực vật ngập mặn, khí khổng phân bố ở mặt dưới lá. Phan Nguyên Hồng (1991) cũng đã kết luận rằng lỗ khí chỉ phân bố ở mặt dưới lá, trừ các loài mọng nước và cây một lá mầm.
A B
Hình 3.20. Khí khổng mặt dưới lá của dạng Ô rô lá có gai (A) và dạng Ô rô lá không gai (B)
Hai tế bào lỗ khí có dạng hình hạt đậu và nằm thấp hơn so với mặt phẳng nằm ngang biểu bì.Theo đánh giá khách quan ban đầu thì các khí khổng xuất hiện với mật độ dày đặc, nằm xem kẽ với các tế bào biểu bì (hình 3.20). Tiến hành đếm số lượng khí khổng trên một đơn vị diện tích (mmP2P) và thống kê so sánh, chúng tôi thu được kết quả như bảng 3.8:
Bảng 3.8. Số lượng khí khổng trung bình mặt dưới lá của hai dạng Ô rô tím tại ba địa điểm nghiên cứu (n = 30)
điểm Địa Số lượng khí khổng ở Ô rô lá có gai (số kk/mmP2P)
Số lượng khí khổng ở Ô rô lá không gai (số kk/mmP2P)
1 191 ± 7 193±9
2 198±10 204±8
3 201±10 197±11
Hình 3.21. Biểu đồ so sánh số lượng khí khổng của hai dạng lá Ô rô ở ba địa điểm Qua các số liệu ở bảng 3.8 cho thấy:
- Khí khổng ở cả hai dạng Ô rô tím chỉ phân bố ở mặt dưới lá, số lượng khí khổng trên một đơn vị diện tích tương đối lớn, dao động trung bình từ 191-204 khí khổng/mmP2P.
- Giữa Ô rô tím lá có gai và Ô rô tím lá không gai, số lượng khí khổng không có sự sai khác với độ tin cậy 95% (P>0,05).
Tuyến tiết muối
Trên lớp biểu bì của lá Ô rô tím còn có các tuyến tiết muối nằm lõm sâu vào, gồm 3-4 tế bào hình trứng, xếp sít nhau tạo ra một u lồi, mặt ngoài phủ lớp cutin mỏng hơn cutin trên mặt biểu bì. Phía dưới tế bào này là một số tế bào gốc lớn (tế bào thu góp muối), phía dưới nữa là tế bào gốc phụ (Field và cộng sự, 1984) (Trích dẫn từ Nguyễn Hoàng Trí, 1999) [13].
Khi tiến hành giải phẫu và so sánh, tôi nhận thấy trong cùng một dạng Ô rô tím, tuyến tiết muối xuất hiện ở cả mặt trên và mặt dưới lá. Tuy nhiên, có một sự khác biệt về kích thước: tuyến tiết muối ở mặt dưới nhỏ hơn vàkhông ăn sâu vào lớp biểu bìnhư tuyến tiết muối ở mặt trên lá.
191
198
201 193
204
197
180 185 190 195 200 205
Địa điểm 1 Địa điểm 2 Địa điểm 3
Số lượng khí khổng (kk/mm2)
Ô rô gai Ô rô không gai
A B
Hình 3.22. Tuyến tiết muối mặt trên lá của dạng Ô rô tím lá có gai (A) và Ô rô tím lá không gai (B)
Kết quả giải phẫu tuyến tiết muối của Ô rô tím trong đề tài này giống với những mô tả của Tomlinson (1986)(hình 3.27)
Hình 3.23. Tuyến tiết muối của Ô rô tím (Acanthus ilifolius L.) (Nguồn: Tomlinson, 1986)[43]
Theo Nguyễn Hoàng Trí (1999),chất nguyên sinh trong tế bào đáy và các tế bào tiết được nối với nhau bằng 5 sợi cytoplasma xuyên qua các vách tế bào. Còn giữa tế bào đáy với các tế bào bên làm thành một lớp nằm trên mô giậu, có khe nhỏ giữa cuticun của tuyến và phần cuticun còn lại của lá [13]. Muối thường được tiết nhiều vào giữa đêm, do đó, vào buổi sáng ta có thể quan sát rõ hiện tượng muối tiết qua bề mặt lá Ô rô tím, đọng lại thành các hạt tinh thể muối màu trắng nằm trên lá, nhất là vào những ngày thời tiết khô ráo.
A B
Hình 3.24. Sự khác biệt về kích thước tuyến tiết muối ở mặt trên và mặt dưới lá Ô rô tại địa điểm 1 (A) và tinh thể muối trên mặt lá (B)
Macnae (1986) cho biết các tuyến tiết muối chỉ được hình thành trong môi trường mặn, nên khi trồng Ô rô (Acanthus) trong nước ngọt thì chúng hoàn toàn biến mất. Điều này có sự khác biệt với kết quả của Phan Nguyên Hồng (1966) khi tác giả cho biết Ô rô tím (Acanthus ilifoliusL.)vẫn có tuyến tiết muối khi mọc trên những vùng đất hoàn toàn nước ngọt trong nhiều năm [8].
3.2.3. Đặc điểm hình thái, giải phẫu thân
Mô tả hình thái
Cây thảo nhỏ, cao 0,5m – 1,5m, mọc thành bụi. Thân tròn, hình trụ, màu xanh lục. Vỏ nhẵn, không lông,có phân nhánh nhưng rất ít, nhánh mọc dài và trườn theo mép nước, phát triển theo chiều ngang.Trên thân có nhiều bì khổng, giúp cây trao đổi khí với môi trường.
Số lượng bì khổng trên thân cây Ô rô tím ở cây lá có gai và Ô rô tím lá không gai được trình bày ở bảng 3.9.
Bảng 3.9. Số lượng bì khổng trung bình trên lóng thân của hai dạng Ô rô tím lá có gai và lá không gai tại ba địa điểm nghiên cứu (n = 60/địa điểm)
Dạng cây Địa điểm 1 Địa điểm 2 Địa điểm 3
Lá có gai 32±4 34±3 32±3
Lá không gai 31±3 32±3 33±3
Hình 3.25. Biểu đồ so sánh số lượng bì khổng trên lóng thân hai dạng Ô rô tím
*Nhận xét
Số lượng bì khổng thay đổi không nhiều giữa các dạng cây và các địa điểm, dao động trong khoảng 30 - 33 bì khổng/lóng thân.Theo kết quả thống kê thu được thì không có sự sai khác nào giữa hai dạng và giữa các điểm khác nhau (P>0,05).
Cấu tạo giải phẫu thân cây
Cấu tạo giải phẫu thân cây gồm có 2 vùng: vùng vỏ và vùng trụ.
- Vùng vỏ: từ ngoài vào trong bao gồm các lớp tế bào sau + Tầng cuticun: dày, bắt màu xanh đậm
+ Biểu bì: 1 lớp tế bào có hình chữ nhật, xếp khít nhau. Có các tuyến tiết muối, có kích thước tương đương với tuyến tiết muối ở mặt dưới của lá.
+ Hạ bì: 2 lớp, hình đa giác, lớn hơn tế bào biểu bì
+ Mô nâng đỡ (mô dầy góc): phát triển, gồm 5-6 lớp tế bào có kích thước không bằng nhau, kích thước lớn hơn hoặc bằng tế bào biểu bì.
+ Mô mềm vỏ (nhu mô vỏ): dày, khoảng 16-20 lớp tế bào hình tròn hay hình đa giác gần tròn, có kích thước không đều và lớn hơn các tế bào mô nâng đỡ và sắp xếp tạo nhiều khoảng trống nhỏ chứa khí.
32
34
32
31
32
33
29,5 30 30,5 31 31,5 32 32,5 33 33,5 34 34,5
Địa điểm 1 Địa điểm 2 Địa điểm 3
Số lượng bì khổng/lóng thân
Ô rô gai Ô rô không gai
+ Nội bì: sắp xếp ôm theo vùng trụ tạo hình móng ngựa ở nhiều nơi.
- Vùng trụ
+ Trụ bì: 2-3 lớp tế bào hình đa giác, kích thước nhỏ hơn nội bì, hóa mô cứng rải rác.
+ Có nhiều bó dẫn (10 -12) xếp đối xứng nhau, có hai bó dẫn nằm đối diện nhau có kích thước lớn hơn hẳn các bó còn lại.
+ Trong cùng là mô mềm tủy: chiếm diện tích tương đối lớn, chiếm khoảng 1/2 đường kính vi phẫu, gồm nhiều tế bào hình tròn hoặc hơi bầu dụckích thước không đều. Các tế bào xếp không xít nhau, để chừa ra các khoảng trống chứa khí.
1. Tầng cuticun 2. Biểu bì 3. Hạ bì 4. Mô dầy góc 5. Mô mềm vỏ 6. Khoảng trống chứa khí 7. Trụ bì
8. Libe 9. Mạch gỗ 10. Mô mềm tủy Hình 3.26. Cấu tạo giải phẫu thân non Ô rô tím
Hình 3.27. Cấu tạo giải phẫu thân non Ô rô tím lá có gai ở địa điểm 2
Hình 3.28. Cấu tạo giải phẫu thân non Ô rô tím lá không gai ở địa điểm 2 Qua nghiên cứu chúng tôi nhận định đặc điểm cấu tạo giải phẫu của thân cây non hai dạng Ô rô tím lá có gai và lá không gai giống nhau (P>0,05).