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便携式显微镜对植物研究的意义

发布时间：

2021-12-14 15:59

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随着时代的发展,植物研究也备受重视。自然中的植物系统复杂多样，千差万别，但就植物体的构造而言，植物有机体都是由基本单元——细胞构成的，这些植物体细胞，由于长期适应不同的环境条件，引起细胞功能和形态结构上的分化，形成各种不同的组织，并进一步经过不同的排列组合而构成具有多样形貌特征的植物本体。植物在我们肉眼中只能看出根、茎、叶的区别，若想看清不同环境下植物组织的细微变化还是要依托显微镜来实现。

 

 

但传统显微镜更多是笨重的台式显微镜，可移动性、实时性相对较弱，使用场景更多是实验室，相对较难适应不同环境，不同场景，去进行植物组织的生长、病变、害虫等方面的发现、预警、变化等的实时研究；而Anyty（艾尼提）等系列便携式显微镜的出现，并且是高清高倍的智能化便携式显微镜，让实时大数据、不同场景，突破空间、不同时间的观察、研究成为可能，极大促进的植物科技的进步，对某项变量对植物组织导致的细微变化的研究成为当下的事实。

 

Anyty（艾尼提）便携式显微镜户外观察

 

植物微观研究对象：

胚芽、种子、气孔、花粉等

 

研究原理：

一、胚芽：

种子中未发育的幼体，包括胚根、胚茎、胚芽及子叶四部分。通常以子叶占胚的较大部分，子叶的构造与叶大致相似，其表皮下方常可看到明显的栅栏组织，胚的其他部分一般亦全由薄壁细胞组成。

 

胚乳和胚中贮藏的营养物质，主要为脂肪油、蛋白质和淀粉粒。其中以蛋白质的存在最为特殊。种子中的贮藏蛋白质，可能呈非晶形状态，也可能成为具有特殊形状的颗粒──糊粉粒。在植物器官中只有种子含有糊粉粒。因此糊粉粒是确定种子类粉末中药的主要标志。糊粉粒的形状、大小及构造常依植物种类而异，在中药鉴定中有着重要的意义。

 

近年来电子显微镜对种子类中药的鉴别研究取得了较大进展，对于区别不同来源的植物种子及某些混乱的种子类中药都有重要意义。

 

Anyty（艾尼提）便携式显微镜MSUSB401在实验室工作

 

在胚形成的一定阶段，相对两极的细胞群分别形成根尖与茎尖的分生区，后者即为胚芽的生长锥接着由生长锥侧面的局部细胞分裂形成突起，即叶原基。一次形成的叶原基数及其排列与该植物的叶序相同：互生叶序一次产生一个，对生叶序一次产生一对，轮生叶序一次数个。随着叶原基的出现与生长，生长锥逐渐变小。至最小体积后，生长锥要经若干次细胞分裂以恢复原来大小，才产生下个或下一批叶原基。前后两次叶原基形成相间的时期称为间隔期，其长短因植物而异，可由数小时至数日。生长阶段与环境条件亦影响润隔期，如秋末冬初，活动芽向休眠芽转变，间隔期便愈来愈长甚至停止产生新原基；背阴处枝条上的间隔期长于向阳处的，等等。

 

通过显微镜对胚芽细胞群的观察，判断出胚芽发育状态，以及因为外界环境因素的不同而对胚芽细胞群的影响。

 

二、种子：

种子通常只有一层种皮，但有的种子有两层种皮，即有内外种皮的区分。种皮常由下列一种或数种组织组成：

 

① 表皮层 多数种子的种皮表皮细胞由1列薄壁细胞组成。有的表皮细胞充满粘液质，如白芥子等；有的部分表皮细胞形成非腺毛，如牵牛子；有的全部表皮细胞分化成非腺毛，如番木鳖；有的表皮细胞中单独或成群地散列着石细胞，如杏仁、桃仁；也有表皮层全由石细胞组成，如天仙子；有的表皮细胞成为狭长的栅状细胞，其细胞壁常有不同程度的木化增厚，如青葙子以及一般豆科植物的种子；有的表皮细胞中含有色素，如青葙子及牵牛子等。

 

② 栅状细胞层 有些种子的表皮下方，有栅状细胞层，由1例或2～3列狭长的细胞排列而成，壁多木化增厚，如决明子；有的内壁和侧壁增厚，而外壁菲薄的，如白芥子。在栅状细胞的外缘处，有时可见一条折光率较强的光辉带，如牵牛子、菟丝子。

 

③ 油细胞层 有的种子的表皮层下，有油细胞层，内贮挥发油，如白豆蔻、砂仁等。

 

④ 色素层 具有颜色的种子，除表皮层可含色素物质外，内层细胞或者内种皮细胞中也可含色素物质，如白豆蔻。

 

⑤ 石细胞 除种子的表皮有时为石细胞外，也有表皮的内层几全为石细胞组成，如栝蒌仁或内种皮为石细胞层，如白豆蔻。

 

⑥ 营养层 多数种子的种皮中，常有数列贮有淀粉粒的薄壁细胞，为营养层。在种子发育过程中，淀粉已被消耗，故成熟的种子，营养层往往成为扁缩颓废的薄层。有的营养层中尚包括一层含糊粉粒的细胞。

 

Anyty（艾尼提）便携式视频显微镜MSA600s下的红萝卜种子

 

通过显微镜对种子结构的观察，判断种子的发育程度和发育状态是否良好。

 

三、气孔：

叶、茎及其他植物器官上皮上许多小的开孔之一，是植物表皮所特有的结构。气孔在碳同化、呼吸、蒸腾作用等气体代谢中，成为空气和水蒸气的通路，其通过量是由保卫细胞的开闭作用来调节，在生理和生态过程上具有重要的意义。

 

通过显微镜的观察，判断气孔对环境的响应。

 

气孔研究中最常用的是印迹法，这种方法虽然操作简单，但是无法实现无损实时监测。气孔对外界环境的响应是迅速且敏感的，所以非实时观测对观测结果的准确性存在很大的影响。

 

另一种问题就是如何从拍摄的气孔图片中提取表型特征，传统气孔计数主要通过人工统计实现，这类方法费时费力且容易出错。

 

微观气孔

 

这种时候就对研究设备有很高的要求，观察气孔时，显微镜是必不可少的工具。显微镜的性能属性以及功能都是很重要的考核项。艾尼提显微镜可以拍照、录像、保存、编辑，动态视频的形式研究效率大大高于传统的静态图片，并且可以存储下来，多次研究测试，减少误差，对气孔研究提供了根本性的帮助。

 

尾声：

在对植物进行微观观察的时候，植物组织与表皮一般在放大10-600倍即可进行清晰的观察。便携式显微镜可以满足植物不脱离本体的情况下进行观察，植物是否存活对研究效果的准确性有着很大的影响。植物研究耗时耗力，艾尼提显微镜可以在研究植物的同时，对观测到的影像以及操作进行拍照录像和保存，以便于后期的深入研究、学习和对比。便携式显微镜可以满足不同研究环境的需求，为科研提供准确便利的数据影像。

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