该植物的解剖在严格意义上是一个伟大的多种植物组织的研究的基本依据,是非常重要的植物学和一般生物科学的工具。该学科主要集中于通过显微镜从组织的起源到发育的细胞研究。
通常排除了在植物胚胎学和孢粉学领域一起研究的所有生殖组织。细胞的组装和相互排列方式在植物解剖学中非常重要。
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植物解剖学与其他领域密切相关,例如植物生理学及其形态。在大多数情况下,观察到的特征在植物群之间是不同的,并用于建立系统发育关系。
历史
植物解剖学从一开始就还包括对植物形态及其外部特征的研究。然而,自二十世纪中叶以来,解剖学研究一直仅限于内部器官和内部组织的研究,形态学是一门独立的学科。
Marcello Malpighi和Nehemiah Grew在显微镜的帮助下完成了第一批有关植物解剖学和植物学的著作。到1675年,马尔皮基(Malpighi)出版了他的作品《植物解剖学》(Anatome plantarum),在其中他通过插图描述了一些植物结构,例如树叶的气孔。
就他自己而言,到1682年,格鲁出版了一部带有非常可靠的植物组织插图的作品,证明了他的观察的准确性。这项工作的标题为植物解剖学。
从1960年代开始,显微镜的发展代表了植物解剖学所有领域的巨大进步。
显微镜及其在植物解剖学中的应用
植物结构的研究与显微技术的产生和发展密切相关。自从其在17世纪发明以来,显微镜已发展成为影响生物科学许多领域的智力工具。
植物学,特别是在解剖学研究中,最受显微镜技术发展的领域之一是植物学。实验科学家Robert Hooke和Leeuwenhoek被公认为是17世纪最早用显微镜观察并描述各种结构的人之一。
在Malpighi和Grew的著作中,显微镜起着根本性的作用,这使这两项有价值的植物学著作得以发展,使这些17世纪的重要科学家成为植物解剖学和植物显微学的开创者。
从那时起,植物解剖学的研究与显微镜一起发展起来。后者根据人类的知识需求而发展。
显微镜是目前植物结构研究中必不可少的工具,从简单的放大镜到先进的电子显微镜,其使用都非常广泛。
植物解剖学研究什么?
植物解剖负责研究植物中存在的所有组织及其组织形式。这表明它评估组织和内部细胞组织以及外部结构的研究。
评估的结构包括:叶,茎,树皮,根,茎和根尖,细胞分化后的分生组织和组织,器官中的细胞排列等。
方法与技巧
用于植物解剖学研究的技术是多种多样的。它们每个都将取决于正在研究的组织或器官。
通常,在研究和教学中,永久性的显微研究制剂是必不可少的基础信息来源。但是,为了固定各种解剖组织的样本,必须执行一系列基本技术以对其进行后续观察。
之所以使用后者,是因为难以通过直接观察清楚地区分组织及其组成部分。
所有植物均由相同的基础,真皮,基础和维管组织组成。在这些组织中,植物之间组织细胞的方式明显不同,因此,处理它们的解剖方法也不同。
通常,要研究的植物材料必须满足某些特征,例如,结构完全健康且发达。除此之外,它们不得具有外部或内部结构损坏,并且它们的颜色是所研究物种的典型特征,并且从中提取样品的样品具有代表性。
固定
固定过程旨在保持组织及其形态特征与活着的组织尽可能相似。这可以通过物理或化学固定剂来实现。使用最广泛的是简单的固定剂,例如乙醇,甲醇或丙酮,它们通过脱水固定。
它们适用于小样本,甚至可以保留组织色素沉着。也可以使用醛,例如甲醛,戊二醛和丙烯醛。其他凝结固定剂包括乙醇,苦味酸,氯化汞和三氧化铬。
还使用了固色剂混合物,其中有2000多种已公开的配方,其中最常见的是FAA,含铬酸的固色剂,Farmer和Carnoy混合物等。
始终在此过程中,必须特别注意固定时间和固定温度,因为这样会加速自溶等过程。
因此,建议在低温和接近组织生理的pH值下进行操作,以避免在组织中形成导致人为解剖误解的伪影。
脱水
它包括消除先前固定的植物组织中的水分。这通常是通过增加梯度的脱水剂(可能是也可能不是石蜡的溶剂)来完成的,其中石蜡是要包括的主要试剂之一。
石蜡的溶剂脱水主要是用30%,50%,70%和95%的乙醇进行的。
在此过程之后,将组织转移到石蜡溶剂脱水剂中。这些试剂通常使组织透明。最常见的试剂是二甲苯和氯仿。浓度系列也用于这些试剂。
石蜡中组织的浸润/包埋
进行该操作是为了用浸润/包容介质代替脱水介质。由于存在的组织和腔体暂时变硬,这使组织具有足够的刚度以进行薄而牢固的切割。使用最广泛的材料是组织学石蜡。
切片机
用切片机将石蜡块中的样品切成薄片,使切片足够薄,可以在显微镜下观察到。切割后保留所有形态结构,以利于组织研究。
通常,切口的厚度为1至30微米。有几种常用的切片机,包括台式切片机,冷冻切片机,低温恒温器,玻片旋转切片机和超薄切片机。其中一些带有专用的金刚石或玻璃刀片。
染色
对组织切片进行染色以利于观察和分析不同的细胞成分。
根据要更容易观察哪些结构来应用着色剂和染色技术。植物学中最常用的染料是番红花“ O”,坚牢绿色FCF,苏木精,橙G,苯胺蓝和甲苯胺蓝。一种或另一种染料的选择取决于染料与待染色结构的离子亲和力。
也可以使用对比染料,如番红花“ O”和坚牢绿色FCF的组合。番红花会染色角质红色,木质化的壁,核仁,染色质和浓缩的单宁,以及Suberin红棕色。当FCF染色时,纤维素壁看上去发蓝,细胞质呈紫绿色。
另一方面,甲苯胺蓝染色的织物范围从深蓝色/微红色到浅蓝色/粉红色。
组织化学测试
组织化学测试用于揭示存在于研究组织中的分子或分子家族,并“原位”评估其组织分布。
可以使用化学反应检测游离的或结合的碳水化合物,以及进行酶组织化学测试,其中甚至在组织化学固定后也检测到细胞酶活性,从而进行这些测试。
这套技术的最终产品以对用显微镜工具准备的组织切片的评估结束。可以使用光学或电子显微镜,无论是扫描还是透射显微镜。这些字符中有许多很小(超微结构或微观形态)。
其他技术包括浸渍植物组织以分离它们的成分并分别观察它们。这样的一个例子是诸如木材之类的组织的浸软,其有助于观察气管元件和其他结构并对它们进行详细分析。
参考文献
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