基本介紹
拉丁名:Funaria sinensis Dix.
屬名:葫蘆蘚
產地:產於新疆、吉林省、陝西省、浙江省、江西省、雲南省等地。
生境:多生於林地上,林緣或路邊土壁上,岩面薄土上,或洞邊,牆邊土地上。
葫蘆蘚的葉長舌形,有一條中肋,生於莖的上部。雌雄同株。
雄枝端的葉較大。中央為桔紅色的精子器。精子器長棒狀,有短柄,其中有很多螺鏇狀、只有二鞭毛的精子。
形態特徵
植物體疏叢生,黃綠色,高4-7mm。莖單生,直立。葉多集生於莖先端,頂部的葉片較狹長,呈線狀披針形,長2.5-3mm,寬0.5-1mm,先端漸尖,有時略呈兜形,葉邊全緣;中肋粗壯,長達葉尖;莖下部的葉較短寬,呈卵圓形或橢圓形,長1.5mm,寬1mm,先端急尖,葉邊全緣,中肋長達葉尖。葉細胞薄壁,呈長方形或橢圓狀長方形,長40-65μm,寬13-26μm,葉基部細胞較長大,呈狹長方形,長102-120μm,寬26-40μm。雌雄同株。蒴柄細長,黃紅色,長2-3.5mm。孢蒴傾立或平列,不對稱,呈梨或曳形,長2.2-4mm,直徑約1-1.2mm;台部分化不明顯;蒴口大,直徑約1mm。蒴齒雙層。蒴蓋呈圓盤狀,頂部微凸。
葉常簇生莖的上部,闊舌形,全緣;中肋單一,近葉尖部消失;葉細胞疏鬆六角形,近基部為長方形,薄壁。雌雄同株。雄苞頂生,花苞狀。蒴柄纖細,長可達3厘米,橙黃色或紅棕色。孢蒴梨形,垂傾而背腹不對稱,台部明顯;具環帶;蒴齒兩層,內齒層發育良好,有齒毛與齒條之分化。蒴蓋圓盤狀,略凸起。蒴帽兜形,罩覆孢蒴上部。染色體數n=14,21,28和56。化學內含物包括胺基酸和核酸等。多喜氮而見於庭園、溫室及火燒後的開曠林地。由於其取材較易,葉細胞大形,蒴齒構造齊全、長期以來被作為植物學教學和用以進行遺傳學研究的基本材料。
生活環境
葫蘆蘚,生活在陰濕的牆腳林下或樹幹上。植物體矮小,有莖和葉的分化,葉又小又薄,無葉脈,呈卵形或舌形。沒有真正的根,只有短而細的假根,起固著植物體的作用。葫蘆蘚是測定大氣污染的指示植物。因為在葉片內,除中部外,都是由一層細胞構成的,污染物可以從葉片兩面直接侵入葉的細胞。所以植物體對有毒的氣體十分敏感,在污染嚴重的城市和工廠附近很難生存。人們利用這個特點,把葫蘆蘚當作監測空氣污染程度的指示植物。
生活於潮濕環境中,有莖和葉的區別,雌雄異株,生殖方式為有性生殖,且在生殖過程中出現了胚,胚受到母體的保護,它屬高等植物。生活史有明顯的世代交替現象,配子體綠色自養,孢子體小,寄生於配子體上,不能獨立生活。葫蘆蘚的孢子體為八倍體。
藥用介紹
【別名】石松毛、牛毛七、火堂須、紅孩兒
【來源】苔蘚類葫蘆蘚FunariabygrometricaSibth.,以全草入藥。
【生境分布】分布於四川、貴州。
【性味】淡,平。
【功能主治】除濕止血。主治癆傷吐血,跌打損傷,濕氣腳痛。
【用法用量】1~2兩。
【注意】孕婦及體虛者少用。
選方:
1.治肺熱吐血葫蘆蘚60g,茅草根60g,側柏葉30g。泡酒或熬水服。
2.治跌打損傷葫蘆蘚60g煎服;另取鮮草量搗敷。(1-2方出自《中國藥用孢子植物》)。
藥材鑑定
性狀鑑別:本品為皺縮的散株,或數株叢集的團塊,黃綠色,無光澤。每株長可達3cm,莖多單一,莖頂密集簇生眾多的皺縮小葉,濕潤展平後呈長舌狀,全緣,中肋較粗不達葉尖,有的可見紫紅色細長的蒴柄,上部彎曲,著生梨形孢蒴,不對稱,其蒴帽兜形,有長喙。氣微,味淡。
葫蘆蘚提取物以中國大興安嶺原始森林裡所生長的野生葫蘆蘚為原料,採用現代CO2超臨界技術提取的以Bracteatin有效成分為主的強效綜合提取物(粉劑),其含量高達25%以上,主要化學成分為Bracteatin等。用於肺熱吐血、勞傷出血、跌打損傷、濕氣腳痛等。
化學成分
植物體含苔蘚激動素(bryokinin),動力精(kinetin),環磷酸腺苷磷酸二酯酶(cAMP phosphodiesterase),茁長素(auxin),吲哚-3-乙酸(indole-3-acetic acid)及脂類。葉含鐵29×10-3%,銅16×10-4%,錳15×10-3%,葉綠體含鐵117×10-3%,銅138×10-4%,錳25×10-3%。
繁育方法
葫蘆蘚是植物由水生向陸生過渡的代表,具有明顯的世代交替現象和特殊的繁殖習性並在植物界中的進化中占有重要地位,因而是生物學教學的重要內容。但在生物學教學中,因季節等多方面因素,無法拿出生活著的葫蘆蘚陳示給學生以便加深學生的感性認識,增強教學的直觀性。為了解決這一矛盾,我們可用玻璃試管在室內人工繁育葫蘆蘚,其方法簡便易行,現介紹如下:一、採集葫蘆蘚的孢子體:
在室內繁育葫蘆蘚需要用野生葫蘆蘚孢子體。採集野生的葫蘆蘚孢子體要在每年中夏以後進行。葫蘆蘚的孢子體一般在中夏以後開始出現,夏末秋初大量成熟,這段時間是採集葫蘆蘚孢子體的最佳期。外出採集時要攜帶廣口瓶和鑷子。用鑷將那些蒴柄已經變成紅色,葫蘆形孢蒴飽滿的孢子體輕輕取下,放入廣口瓶中,蓋好。孢蒴綠色的表明孢子還未成熟;蒴帽脫落的孢子又已散出,均無採集價值。為防止孢子體乾燥後蒴帽脫落導致孢子散出,要將廣口瓶封好,避免瓶中水份過度散失。採集後,要將裝有葫蘆蘚孢子體的廣口瓶放在室內避光陰涼處,保存備用。
二、製備繁育試管:
在室內繁育葫蘆蘚的器皿可用花盆,也可以用玻璃試管或者用其它的器皿。而用玻璃試管更便於操作,管理和觀察。製備玻璃繁育試管可在春季進行,製備方法比較簡單。製備時先將浸在水中多年的磚塊碎成菜豆粒大小的碎塊,加在20毫升的玻璃試管內,每隻試管內放5克左右,再在磚塊上面加黑鈣土2克。用滴管在每隻試管內滴加清水,至部分磚塊露出含水飽和為止。棉團封好試管口,放在試管架上。試管架要放在室內直射光線照不到的地方,防止強光照射。以後要隨時觀察,注意保持試管濕潤,防止乾燥。
三、接種:
接種野生的葫蘆蘚孢子可在春夏兩季進行。初夏,室溫上升至15℃,就可接種。接種時用鑷子或針將採集的葫蘆蘚孢子體上的孢蒴撕破,將黃色的孢子散落在繁育試管中,滴加2滴清水,用棉團塞好試管口,接種工作就完成了。接種後的試管仍放在試管架上,放在室內避光處培養。
四、培養和觀察:
葫蘆蘚接種後,每隔2—3天要用滴管加水幾滴,並放在室內陽光直射不到的地方,要防止乾燥或暴曬。以後每天要進行觀察和記錄。20幾天后,可見葫蘆蘚的芽體,芽體逐漸長大,約1個月後,形成了植物體。夏末秋初,葫蘆蘚的綠色孢子體出現並逐漸成熟。從芽體出現至孢子成熟的各個時期都可用於教學。
五、製作乾制標本:
葫蘆蘚的孢子成熟後,可用試管直接製作永久性乾制標本。製作方法很簡單。首先去掉試管口上的棉團,放在強光且通風的地方待試管內的水份蒸發後,再用軟木塞封好,貼上標籤,一支永久性的乾制標本就製成了。
培育改進
改進後的實驗分為兩個環節:培養原絲體、培養配子體與孢子體。
1.培養原絲體
(1)制種,採集成熟健壯的葫蘆蘚孢蒴,收集孢子。先配製10%的酒精浸泡滅菌,再用涼開水沖洗幾次,然後浸入20℃左右的溫開水中,將孢蒴打開放出孢子,製成懸浮液。
(2)選土選取腐殖土適量,風乾後去除雜物並壓碎,用家用蒸籠蒸煮滅菌後分別裝入幾個花盆中,用涼開水浸透,使上呈潮濕狀。
(3)接種將孢子懸浮噴灑在花盆土壤表面,蓋上玻璃,放入室內向陽處培養觀察,保持土壤經常處於潮濕狀態,溫度控制在20℃左右。一般情況下,一周內孢子萌發,兩周內可見綠色的原絲體,並逐漸形成群體覆蓋在土壤表面。不久,原絲體向下長出假根,向上分化出芽體。
(4)觀察取少許帶上原絲體置於清水中,淘洗乾淨,選取典型個體製成裝片,對比觀察,假根、原絲體清晰可見。
2.培養配子體與孢子體:
選取發育健壯的葫蘆蘚群落花盆,蓋上玻璃,置於室內向陽處繼續培養,注意觀察並保持土壤潮濕環境。不久,雌雄枝陸續出現,繼而其預部分化出頸卵器與精子器(分別位於雌孢葉和雄孢葉中),卵細胞受精後逐漸發育成孢子體。在培養的花盆群落中,由於不同的卵細胞受精時間早晚不同,因此可以見到孢子體不同發育階段時期的各個形態。選取典型個體製成裝片對比觀察,清晰可見配子體與孢子體各部分的形態特徵以及二者之間的聯繫。
在科研中的用途
綠色植物的光合作用主要是在葉綠體中進行的,葉綠體是光合作用的重要細胞器。
葫蘆蘚(Funaria hygrometrica Hedw.)為小型土生蘚類,多生於有機質豐富含氮素較多的濕土。中國南北各地均有分布,系植物學教學中苔蘚植物門蘚綱常見的代表植物;盆栽培養比較容易,在溫室內可常年生長;其葉片很薄,葉細胞較大,其中的葉綠體也較大,是觀察葉綠體的良好材料;經檢測葫蘆蘚光合作用的主要產物乃是澱粉;其植株具有很強的保鮮能力,在黑暗中培養4~6d仍呈綠色,體內的葉綠體未破壞;因而我們以其為實驗材料,套用靈敏的顯微化學反應,設定了下述證實葉綠體是光合作用重要細胞器的實驗。它具有取材方便、方法簡易、效果明顯的特點。材料準備好後,實驗觀察10min左右即可完成。
1 實驗材料、儀器、藥品
葫蘆蘚,小花盆(泥盆),較小花盆口徑略長而稍窄的長方形薄玻璃片,小鐵鏟、塑膠盆、燒杯、試管、培養皿、尖頭鑷子、小剪刀、刀片、解剖針,滴管、載玻片、蓋玻片、顯微鏡,盛有新煮沸開水的暖水瓶,清水、酒精、碘-碘化鉀溶液。
2 實驗方法與步驟
(1) 實驗材料的準備 取2隻清潔的小花盆,用粉筆在外壁標明A、B。墊好瓦片後,各裝入一些肥沃的土壤,使土面低於盆口約4~5cm。從校園內或學校附近,連同土層小心鏟起一些生長良好的葫蘆蘚,分別種植於2花盆中。將花盆下部各置於盛有適量清水的塑膠盆中,使吸足水分。在花盆口各放置一玻璃片,以利透光、保濕和透氣。注意保持塑膠盆中的水量,使花盆內土壤勿過濕或過乾。將A置於室外或窗台上適宜的光照下培養,陰天可移至室內用日光燈補充光照;將B置於箱或櫃中,在黑暗條件下培養;4~6d後,待觀察時取用。
實驗觀察以下午進行為宜。實驗觀察開始之前,取2付培養皿或2個小燒杯,各注入一些酒精。藉助鑷子和剪刀將A中一些植株的地上部分從中間剪斷,取其上段(A),置於一培養皿的酒精中;從箱櫃中取出B,迅速將其中一些植株帶有數片葉的頂部剪下(B),置於另一培養皿的酒精中;分別殺死、固定,供各組取用。材料(A)長,(B)短,容易區分。注意,要隨即將花盆B放回原處,以便其他班級使用。
(2) 光照下培養之植株綠色頂部裝片的觀察 藉助鑷子和剪刀,取1株光照下培養的新鮮葫蘆蘚植株帶有數片葉的頂部。按常規方法作水藏封片,在顯微鏡下觀察(物鏡10X、目鏡16X、15X,至少12.5X):葉的形狀如何?有無中肋?葉細胞的形狀及其內葉綠體的數量多少,形狀如何?
(3) 光照下與黑暗下培養的植株頂部葉片細胞,去除葉綠素後有無澱粉粒碘反應的鏡檢。
製片:取1隻試管,加入1.5~2ml酒精,用鑷子取材料(A)、(B)各1投入其中。將試管斜立於燒杯(200ml)中,在燒杯中倒入多半杯滾熱的開水,水浴加熱。1~2min後,將盛有材料的試管取出振盪,看看褪色與否?必要時再繼續水浴加熱後,取出振盪,至試管中葫蘆蘚葉片綠色基本褪去即可。2)取2付培養皿,依次將蓋和皿排列為(1)、(2)、(3)、(4)。在(2)、(4)中分別倒入一些清水。將試管中的材料(A)、(B)和酒精倒入(1)內(酒精可回收)。用鑷子取出(A)、(B),置(2)中洗去酒精,行軟化。移入(3),在(A)、(B)上加2~3滴碘-碘化鉀溶液。約1min後取出,移入(4),涮去沾附的多餘碘-碘化鉀溶液後,置於一載玻片上。將(A)置於載玻片中部略偏左,將(B)置於(A)之右側,用刀片切會(A)較長的下部。作成水藏封片。先用肉眼觀察(A)、(B),何者呈現出藍紫色?
鏡檢:在顯微鏡明亮的視野下(將聚光鏡提升到與載物台幾乎相平,將可變光欄的光圈開大,調節內藏式人工照明光源或凹面反光鏡,使視野較明亮),移動裝片,依次分別對(A)、(B)從下方向上方、從外部向中心尋找,待找到合適的未重疊的葉片部位進行觀察。調節粗、細準焦螺鏇,注意其中何者的葉片薄壁細胞內有明顯的藍紫色的顆粒,它們存在於何種細胞器中。
3 實驗結果與分析
葫蘆蘚植株(配子體)的葉片為舌形,中部有中肋。除中肋外的其他部分都是由一層細胞組成的,細胞近多角形或長方形,壁薄,內含許多綠色、較大、近扁圓形的葉綠體
(1)在光照下培養的植株頂部 葉片的許多薄壁細胞內經酒精去除葉綠素的葉綠體、遇碘-碘化鉀溶液呈現出藍紫色。這是因為在光照下,葉綠體利用二氧化碳和水進行光合作用,合成的三碳糖,有一部分轉化成澱粉顆粒並暫時貯存在葉綠體中的緣故。已知澱粉有遇碘呈現藍紫色的特性,因而用碘-碘化鉀溶液可以鑑定有無澱粉的存在。
(2)在黑暗下培養數日的植株頂部 其葉片的許多薄壁細胞內經酒精去除葉綠素的葉綠體,遇碘-碘化鉀溶液後不呈現藍紫色,而呈現碘-碘化鉀溶液染上的黃色。這是因為葉綠體原先光合作用中形成、積累的澱粉,在黑暗下分解為三碳糖輸出、利用,被植株的呼吸、生長等。