1. 引言
红千层(Callistemon rigidus)和串钱柳(C. viminalis)，是桃金娘科(Myrtaceae)红千层属(Callistemon)外形极为相似的两种植物 [1]，都是常绿灌木或小乔木，都有“瓶刷子树”的别称。从外形看，两种植物是有区别的：红千层的枝叶坚硬，枝条呈直立状态，花序朝上；串钱柳的枝条呈拱状或者下垂，花序朝下。有良好的耐旱性，且花多、花期长，观赏价值高，故常作为绿化植物和园林植物广泛栽种 [2]。
国内对这两种植物的研究，主要是探索其园林观赏价值以及如何栽培种植的问题：陈楚戟 [3] 就红千层，冯玉元 [4] 就串钱柳的外形特点，花期等方面进行了较为详细的描述，比较全面说明这两种植物的观赏价值及栽培方法和注意事项。陈定如 [5]，张雪雨 [6] 对串钱柳及桃金娘科几种观赏植物的观赏价值进行了研究。李敏莹等 [2] 对红千层属的各种植物进行了对比研究，较为详细地阐述了红千层属各种植物的观赏价值、观赏特点以及园林应用等方面的内容。
目前对红千层属植物的研究，已开始从园林景观的应用，逐渐发展到研究植物的化学组成成分、植物精油的活性和提取以及生理方面：黎灿等 [7] 研究了串钱柳叶片中的化学成分；单体江等 [8]、陶文琴等 [9] 通过提取串钱柳叶片精油，测定串钱柳叶片精油的抗菌活性；梁忠云等人 [10] 以柳叶红千层(C. salignus)为实验材料，研究其叶片精油对不同病原细菌的抑制作用；黄婷等 [11] 采用水蒸汽蒸馏法，提取红千层叶的精油，认为其具备进一步开发成为天然的抗氧化剂和植物源杀虫剂的潜力。刘建福 [12] 研究红千层在不同天气条件下，叶片叶绿素荧光动力学参数和净光合速率的日变化。
国外对于串钱柳的研究并不多，主要有对串钱柳的药用价值和前景 [13] 以及串钱柳叶片精油成分的研究 [14]。Praveen等 [15] 探究了红千层属不同物种的不同部分表现出的不同的药用价值。
上述研究表明：这两种植物已经从单纯的观赏性植物，变成具有一定药用价值的植物。但对两种植物叶片的解剖学研究不多，本研究主要是通过观察红千层、串钱柳在不同时期的叶片结构，找出两种植物叶片在发育过程中的形态变化规律，为进一步比较、研究它们，提供形态学依据，以便更有效地挖掘其价值。
2. 材料与方法
2.1. 材料的采集
本实验材料红千层(C. rigidus)和串钱柳(C. viminalis)叶片，分别在其花期和生长期，取自广东省广州市大学城。切取完整的、没有遭虫害的、处于不同发育时期的叶片中部、过叶脉部分，用卡诺氏固定液固定24 h，70%酒精清洗2次，每次1 h，后换新的70%酒精，低温保存，备用。
2.2. 实验材料的处理
玻片标本的制作方法：采用常规石蜡切片法制片、切片厚度为8 µm，1%碱性品红酒精染色，中性树胶封片，Olympus显微镜下观察并拍照。
叶片组织、细胞结构数据测量方法：同一发育阶段切片材料，取15个视野进行统计，对每个视野中的细胞大小、比值进行测量，再计算其平均值。
3. 结果与分析
3.1. 两种植物成熟叶片横切面结构的共同特征
在显微镜下观察红千层和串钱柳成熟叶片的横切面结构可见：都由表皮、叶肉和叶脉三部分构成(图1，图2)。各部分结构的共同特征是：
Figure 1 . Leaf structure of Callistemon rigidus. Scale bars = 500 μm
图1. 红千层叶片横切面。比例尺 = 500 μm
Figure 2 . Leaf structure of C. viminalis. Scale bars = 200 μm
图2. 串钱柳叶片横切面。比例尺 = 200 μm
表皮：成熟叶片均各有一层上表皮和下表皮，细胞排列紧密，除气孔器外没有细胞间隙；叶片的表皮细胞具角质层。
叶肉：成熟叶片的叶肉组织都比较发达，由栅栏组织和海绵组织组成，均为等面叶，上、下表皮内的栅栏组织，有细胞1~2层，细胞呈长柱形，排列整齐、紧密，细胞间隙不发达，含丰富的叶绿体；在栅栏组织之间是海绵组织，多层，细胞的大小和形态不规则，具胞间隙；叶绿体含量比栅栏组织的少，中央的细胞更大，含的叶绿体更少；叶肉组织中都分布有分泌腔(图3，图4)。
Figure 3 . Non main vein area transaction structure of C. rigidus. Scale bars = 200 μm
图3. 红千层叶片非主脉区横切面。比例尺 = 200 μm
Figure 4 . Non main vein area transaction structure of C. viminalis. Scale bars = 200 μm
图4. 串钱柳叶片非主脉区横切面。比例尺 = 200 μm
叶脉：成熟叶片的叶脉由四级组成，一级为主脉，二、三、四级为侧脉，均为外韧维管束；主脉区的维管束为无限维管束，维管束外远轴面为薄壁组织、近轴面为同化组织(图5)，二、三、四级叶脉周围均为有限维管束(图6)。
Figure 5 . Main vein area transaction structure of C .rigidus. Scale bars = 200 μm
图5. 红千层叶片主脉区横切面。比例尺 = 200 μm
Figure 6 . Leaf structure of C. viminalis showing fourth vein. Scale bars = 200 μm
图6. 串钱柳叶片横切面，示四级脉。比例尺 = 200 μm
3.2. 两种植物叶片横切面结构的区别
在显微镜下观察红千层和串钱柳的成熟叶片的横切面结构可见，两者除具有上述的共同特征外，也有明显的区别：
3.2.1. 表皮
红千层幼嫩叶片的上、下表皮都为一层表皮细胞，细胞壁外都有明显的角质层；随着叶片的发育，角质层的厚度有所增加；且从幼嫩时期到成熟时期都没有表皮毛结构(图7)。
Figure 7 . Leaf structure of C. rigidus. showing epidermis. Scale bars = 200 μm
图7. 红千层叶片横切面，示表皮。比例尺 = 200 μm
串钱柳幼嫩叶片的上、下表皮都为一层表皮细胞，细胞壁外的角质层厚度没有红千层的厚，且随着叶片的生长，角质层的厚度没有太大的变化。串钱柳幼嫩叶片的表面有大量表皮毛结构(图8)，随后在生长过程中逐渐脱落，在成熟叶片中没有发现表皮毛结构(图9)。
Figure 8 . Leaf structure of C. viminalis showing trichome. Scale bars = 200 μm
图8. 串钱柳叶片横切面，示表皮毛。比例尺 = 200 μm
Figure 9 . Leaf structure of C. viminalis showing epidermis. Scale bars = 200 μm
图9. 串钱柳叶片横切面，示表皮。比例尺 = 200 μm
3.2.2. 叶肉组织
红千层紧贴上、下表皮的栅栏组织各有1~2层。裂生型分泌腔的数量较少，集中分布在各级叶脉附近。紧贴栅栏组织的海绵组织有1排较大的、含丰富原生质体的细胞；海绵组织的细胞壁比较厚(图10)。
Figure 10 . Leaf structure of C. rigidus showing mesophyll tissue. Scale bars = 200 μm
图10. 红千层叶片横切面，示叶肉。比例尺 = 200 μm
串钱柳紧贴上、下表皮的栅栏组织各有1~2层。裂生型分泌腔的数量较多，分布规律不明显。在海绵组织的发育过程中，细胞排列相对比较紧密，胞间隙比较小，细胞形状不规则，细胞壁较薄(图11)。
Figure 11 . Leaf structure of C. viminalis showing mesophyll tissue. Scale bars = 200 μm
图11. 串钱柳叶片横切面，示叶肉。比例尺 = 200 μm
两种植物的成熟叶片的表皮、叶肉组织在叶片中的占比见表1。
Table 1. Comparison of the proportion of different structures in the non-main vein area in mature leaves of two plants (%)
表1. 两种植物成熟叶片非主脉区不同结构占叶片比例的比较(%)
3.2.3. 叶脉
1) 主脉
红千层主脉的维管束具不发达的形成层；木质部层数多、呈放射状排列。维管束的输导组织外具有明显、细胞数量较多的厚壁组织，其外至下表皮间具4~6层薄壁细胞；上表皮至维管束间为同化组织，细胞排列整齐、清晰(图12)。
串钱柳主脉维管束的形成层不发达。维管束的输导组织外的厚壁组织不如红千层的多，其外至下表皮间的薄壁细胞大小差异明显；上表皮至维管束间的同化组织，细胞排列不如红千层整齐、明显(图13)。
2) 二级脉
红千层二级脉的维管束具1层薄壁细胞组成的维管束鞘；维管束多少陷入栅栏组织中。木质部中导管呈纵向排列，木质部与韧皮部在维管束的占比近似相等；有大量的厚壁细胞围绕在外；维管束外至表皮之间均为同化组织(图14)。
Figure 12 . Leaf structure of C. rigidus showing main vein. Scale bars = 200 μm
图12. 红千层叶片横切面，示主脉。比例尺 = 200 μm
Figure 13 . Leaf structure of C. viminalis showing main vein. Scale bars = 200 μm
图13. 串钱柳叶片横切面，示主脉。比例尺 = 200 μm
Figure 14 . Leaf structure of C. rigidus showing secondary vein. Scale bars = 200 μm
图14. 红千层叶片横切面，示二级脉。比例尺 = 200 μm
串钱柳二级脉的维管束由1层薄壁细胞组成的维管束鞘不明显；维管束多少陷入栅栏组织中。木质部中导管呈纵向排列，木质部与韧皮部在维管束的占比约为2:1；外围绕的厚壁细胞不如红千层的多；维管束外至表皮之间均为同化组织(图15)。
Figure 15 . Leaf structure of C. viminalis showing secondary vein. Scale bars = 200 μm
图15. 串钱柳叶片横切面，示二级脉。比例尺 = 200 μm
3) 三级脉
红千层三级脉中维管束明显、较大，具1层薄壁细胞组成的维管束鞘；维管束完全包陷在海绵组织中。在维管束内具厚壁组织细胞；组成木质部和韧皮部的细胞不多(图16)。
Figure 16 . Leaf structure of C. rigidus showing tertiary vein. Scale bars = 200 μm
图16. 红千层叶片横切面，示三级脉。比例尺 = 200 μm
串钱柳三级脉中维管束明显，维管束鞘由1层薄壁细胞组成；维管束完全包陷在海绵组织中。维管束中基本没有厚壁组织细胞；组成木质部和韧皮部的细胞不多(图17)。
Figure 17 . Leaf structure of C. viminalis showing tertiary vein. Scale bars = 200 μm
图17. 串钱柳叶片横切面，示三级脉。比例尺 = 200 μm
4) 四级脉
红千层四级脉中维管束简单、较小，仅由几个细胞组成；由1层薄壁细胞组成的维管束鞘明显；维管束完全包陷在海绵组织中。组成木质部和韧皮部的细胞较少(图18)。
Figure 18 . Leaf structure of C. rigidus showing fourth vein. Scale bars = 200 μm
图18. 红千层叶片横切面，示四级脉。比例尺 = 200 μm
串钱柳四级脉中维管束简单、较小，组成的细胞数少；维管束鞘明显、由1层细胞组成；维管束完全包陷在海绵组织中。组成木质部和韧皮部的细胞少(图19)。
Figure 19 . Leaf structure of C. viminalis showing fourth vein. Scale bars = 200 μm
图19. 串钱柳叶片横切面，示四级脉。比例尺 = 200 μm
3.3. 叶片分泌组织的结构与发育
红千层和串钱柳叶片均具有明显的分泌组织。它们的发育进程相同，发育过程可分为以下三个阶段：原始细胞阶段、分泌腔形成阶段和分泌腔成熟阶段。各阶段的发育如下：
3.3.1. 原始细胞阶段
在显微镜下观察两种植物叶片横切面可见：分泌腔在形成初期，都是由几个原始细胞紧密聚集在一起，细胞的原生质体明显，细胞核较大，形态与周围的栅栏组织细胞有显著差异，染色后比周围其它细胞的颜色深，容易区分；原始细胞团最初都分布于栅栏组织中，且贴近上下表皮细胞的边缘，不存在于海绵组织中(图20)。随着叶片的生长，原始细胞会进行分裂，逐步形成更多的原始细胞(图21)。
Figure 20 . Leaf structure of C. viminalis showing secretory lumen protocell mass. Scale bars = 200 μm
图20. 串钱柳叶片横切面，示分泌腔原始细胞团。比例尺 = 200 μm
Figure 21 . Leaf structure of C. viminalis showing protocell mass cells began to split. Scale bars = 200 μm
图21. 串钱柳叶片横切面，示原始细胞开始分裂。比例尺 = 200 μm
3.3.2. 分泌腔形成阶段
随着叶片的发育、生长，原始细胞团之间的中胶层开始解体，形成一个小裂隙。随着器官、组织的生长，原始细胞间的裂隙逐渐扩大(图22)，形成分泌细胞。此时的分泌细胞呈扁平状，排列紧密，细胞质浓(图23)。随着分泌细胞的生长，分泌腔的腔隙逐渐增大；同时这些细胞也可以进行分裂，在分泌腔的外围形成一轮鞘细胞(图24)。至此，分泌腔基本成型。
Figure 22 . Leaf structure of C. viminalis showing the space between secretory cells gradually widened. Scale bars = 200 μm
图22. 串钱柳叶片横切面，示分泌细胞胞间隙逐渐扩大。比例尺 = 200 μm
Figure 23 . Leaf structure of C. viminalis showing secretory cavity formation. Scale bars = 200 μm
图23. 串钱柳叶片横切面，示分泌腔形成。比例尺 = 200 μm
Figure 24 . Leaf structure of C. viminalis showing secretory cells and sheath cells. Scale bars = 200 μm
图24. 串钱柳叶片横切面，示分泌细胞及鞘细胞。比例尺 = 200 μm
3.3.3. 分泌腔成熟阶段
当叶片发育到成熟阶段时，分泌腔也发育成熟。此时，分泌腔的鞘细胞、分泌细胞及其所包围的腔清晰。红千层的分泌腔更大；鞘细胞的细胞质体浓密，染色深，与分泌细胞厚度相近；成熟后的分泌腔会嵌入栅栏组织以及较多的海绵组织中(图25)。串钱柳的分泌腔不如红千层的大，但密度更高；鞘细胞的细胞质体稀，染色浅，较分泌细胞的厚度大，容易与分泌细胞区别；成熟后的分泌腔会嵌入栅栏组织以及少部分的海绵组织中(图26)。
Figure 25 . Leaf structure of C. rigidus showing mature secretory cavity. Scale bars = 200 μm
图25. 红千层叶片横切面，示成熟的分泌腔。比例尺 = 200 μm
Figure 26 . Leaf structure of C. viminalis showing mature secretory cavity. Scale bars = 200 μm
图26. 串钱柳叶片横切面，示成熟的分泌腔。比例尺 = 200 μm
4. 讨论
4.1. 叶片结构的比较
两种植物都是喜阳喜湿的种类，红千层枝条挺拔不下垂，而串钱柳除主茎挺拔之外，其它枝条均柔软下垂 [1]。从实验结果可以看到：红千层和串钱柳叶片表面都有一层角质层，串钱柳的幼嫩叶片表面有大量表皮毛，随着植物生长逐渐脱落，在成熟叶片中没有发现表皮毛。角质层的作用是保护和减少水分散失，且厚度主要受环境影响；表皮毛的作用和角质层类似，也是保护叶片、减少水分丧失 [16]；红千层的叶片接触太阳光的面积更大，为减少水分散失，红千层发育形成更厚的角质层；串钱柳的幼嫩叶片角质层较薄，表皮毛与表皮上角质层互相配合，共同完成各种不同的保护功能 [17]。
从各级叶脉看，红千层的维管束结构要比串钱柳发达，维管束内及周围含有更多的厚壁组织，维管束周围的细胞明显要比串钱柳丰富，维管束中导管及厚壁组织细胞更多，维管束的输导组织更加发达，运输能力更强；刚性更高，这都与它可以生长在更加干燥的环境相适应。
4.2. 分泌腔的比较
两种植物分泌腔的形成过程基本相同，类型均为裂生型，其发育过程与胡正海等人 [18] 在枳(Poncirus trifoliata)，王贺等人 [19] 在花椒(Zanthoxylum bungeanum)报道的裂生型分泌囊的结构与发育过程也大致相同。
红千层叶片的成熟分泌腔外，围着一层明显的鞘细胞，细胞原生质浓密；而串钱柳分泌腔外，围着的鞘细胞，细胞原生质稀。两种植物分泌腔外，围着的鞘细胞有所不同，与这两种植物的生长特性有关。串钱柳的枝条呈拱状下垂，叶片接触阳光的面积小，水分散失的速度比较慢，而红千层的枝条中机械组织发达，枝叶向上生长，接触阳光的面积更大，容易散失水分，鞘细胞包围在上皮细胞外，有保护作用，减少上皮细胞水分的消耗，以维持正常生命活动。另外，串钱柳的分泌腔体积小，而红千层的分泌腔体积更大，发达的鞘细胞包围在扁平的分泌细胞外，有维持分泌腔的形态的作用，有利于将分泌物储存在分泌腔内。
在形态上，红千层成熟的分泌腔体积大，嵌入海绵组织内较多，而串钱柳的分泌腔体积较小，嵌入海绵组织的部分不多，但叶片中分泌腔的密度更大。红千层和串钱柳的叶片分泌腔中的挥发油，能让植物具备良好的抗虫抑菌的免疫能力，有利于植株的生长，而二者分泌腔体积、大小不一样，则储存的分泌物数量不一样，红千层的成熟叶片能储存更多分泌物，这与植株适应生长环境有关。红千层与串钱柳叶片分泌物的主要成分包括了萜类、酚类化合物 [7] [11]，而红千层分泌腔的体积较串钱柳的大，则可以储存更多的分泌物。红千层和串钱柳叶片的挥发油是由分泌细胞产生的分泌物，在生长过程中，分泌细胞持续分泌挥发油并排入腔隙中不断积累，也是对自身的保护以及对环境的适应。
4.3. 两种植物分泌物质的应用前景
对两种植物叶片具体分泌哪些物质，从研究成果看，只知道串钱柳叶片含有很丰富的挥发油，由分泌细胞产生，具有一些抗菌活性及抗肿瘤作用：在陶文琴等 [9] 的研究中得知串钱柳叶片的粗提取物对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌等细菌具有不同程度的抑菌作用；在黎灿等 [7]、黄婷等 [11] 的研究结果中可以得知，这两种植物叶片的一些特定物质也会具有抗虫的活性，这些物质，具体合成途径，还有待探究。串钱柳如今作为较常见的观赏植物，和红千层都可以在办公区、园林区和交通要道进行栽培 [3] [4] [5]，营造舒适的环境，需要我们更加详细的去研究它们，从而更好地利用开发这类植物。
NOTES
*2018年广东省高等教育教学改革项目：基于“新师范”建设的生物科学专业实践教学体系的构建(粤教高函[2018] 180号)。