木材显微构造特征是木材分类与鉴定的主要依据。同一树种木材显微构造下的数量特征变化与栽培环境有很大的关系，因此木材微观构造下的数量特征变化是木材检验工作的重要内容。
关键词：针叶 树材 显微 构造 特点
针叶树材组成分子主要为轴向管胞和木射线，松科六属木材有正常树脂道，杉科和柏科等少数树种木材有少量轴向薄壁组织。其微观构造简单，横切面上管胞分子排列规则整齐。
光学显微镜下所观察到的木材结构特征称为显微结构。木材显微构造特征是木材分类与鉴定的主要依据。
一.针叶树材显微构造的特点
1.组成简单 主要由管胞组成：管胞占木材总体积的89%～98%，木射线占1.5%～7%，轴向薄壁细胞占0～4.8%，泌脂细胞占0～1.5%。
2.排列整齐 主要细胞在木材横切面上作整齐的径向排列。
3.木射线不发达 木射线多为单列，部分树种具射线管胞。
4.轴向薄壁组织量少 仅见于部分树种中。
5.材质均匀 由于分子组成简单，排列整齐，所以材质比较均匀。
二.轴向管胞
轴向管胞是指针叶树材中轴向排列的厚壁细胞，工业上通称木纤维。它包括狭义轴向管胞、树脂管胞和索状管胞三类，后两者为极少数针叶材中具有，前者为一切针叶材都具有，为针叶材最主要的组成分子，占木材总体积90%以上。在针叶树生长过程中，轴向管胞同时起输导水分和机械支撑的作用，针叶树材材性与利用主要取决于轴向管胞直径大小、壁厚和其S2层纤丝角度大小等因子的综合影响。
1. 轴向管胞的形态及变异
（1）轴向管胞的形态、特征 管胞在横切面上沿径向排列寺，相邻两列管胞的位置前后交错，早材呈多角形，常为六角形，晚材呈四边形。早材管胞，端端成印阔形，细胞腔大壁薄；横断面呈四边形或多边形；晚材管胞，两端呈尖削形，细胞腔小壁厚，横断面呈扁平状。细胞壁的厚度，由早材至晚材逐渐增大，在生长期终结之前产生的几排细胞壁最厚、腔最小，故针叶树材的年轮界线均明显。
（2）轴向管胞的变异 管胞长度变幅很大，因树种、树龄、生长环境和树木的部位而异。管胞长度变异也有一定规律，树干由树基向上，管胞长度逐渐增大，至一定树高便达到最大值，然后又减小。
（3）轴向管胞与材性的关系 对于造纸或纤维板用材，管胞长径比愈大，壁腔比愈小，则生产出的纸张柔韧，撕裂强度高，纸张、纤维板质量好。管胞壁的厚薄对于材性影响很大，通常晚材管胞腔小壁厚，因而密度大，强度高，所以晚材率对木材的物理力学性质影响很大。
2.轴向管胞胞壁上的特征
（1）纹孔 管胞壁上的纹孔是相邻两细胞水分和营养物质进行交换的主要通道。轴向管胞之间的纹孔对以及轴向管胞与射线胞壁细胞之间的纹孔对在木材鉴别上有重大意义。对于早材管胞，在径切面上，纹孔大而多，一般分布在管胞两端，通常1列或2列，在弦切面上纹孔小而少，没有识别价值。对于晚材管胞，纹孔小而少，通常1列，纹孔内口呈透镜形，分布均匀，径、弦切面都有。
（2）螺纹加厚 螺纹加厚为黄杉属、银杉属、红豆杉属、白豆杉属、粗榧属等针叶树材管胞次生壁内壁的一种加厚形式，为这些木材轴向管胞的稳定特征。但是在这些针叶树材中，并非所有轴向管胞都具有螺纹加厚。
（3）澳柏型加厚 在针叶树材澳洲柏、辐球果柏、金钱松、榧属和穗花杉管胞壁的径切面上，仅在纹孔口上下边缘各有一条括弧状的加厚条纹，称为澳柏型加厚。
（4）螺纹裂隙 螺纹裂隙非正常材的构造特征，而是应压木的内部解剖特征。螺纹裂隙可作为中幼龄林抚育间伐的依据，对森林抚育采伐有重要的指导作用。
3.树脂管胞
树脂管胞内的树脂多为层状，紧靠细胞外层较厚，中间较薄或中空，纵切面看为“H”形，树脂管胞为南洋杉科管胞的特征。
4.索状管胞
其特征是形体短，长矩形，纵向串联，细胞径壁及两端都有具缘纹孔，腔内不含树脂。常见于树脂道的附近或生长轮的，与轴向薄壁细胞混生者，见于云杉属、黄杉属、落叶松属 及松属的树脂道内。
三.轴向胞壁组织
针叶树材的轴向薄壁组织是由砖形或等径形，比较短的和具有单纹孔的细胞所组成。针叶树材中的轴向薄壁组织含量甚少或无，占木材总体积不足1.5%，仅在罗汉松科、杉科、柏科中是含量较多，为该类木材的重要特征。
1.轴向薄壁细胞的形态特征
胞壁较薄，细胞短，两端水平，壁上纹孔为单纹孔，细胞腔中含有深色树脂，横切面为方形或长方形，在纵切面为许多长方形的细胞连成一串，其两端细胞比较尖削。
2.与材性和利用的关系
由于针叶树材的轴向薄壁组织的含量甚少，细胞腔大而壁薄，所以对木材物理力学性质影响不大。但在细胞腔内常含有树脂和芳香油，如杉木、柏木和圆柏，可供浸提杉木油和柏木油。由于这类细胞含有挥发性油类，故具有特殊的香味而且木材具有较好的耐久性。
四.树脂道
树脂道是针叶树材中具有分泌树脂功能的一种组织，为针叶树材重要的构造之一。约占木材体积的0.1%～0.7%。根据树脂道的发生和发展可分为正常树脂道和创伤树脂道，但并非所有针叶树材都有正常树脂道，仅在松科的松属、云杉属、落叶松属、黄杉属、银杉属和油杉属木材中具有正常树脂道。
1.正常树脂道
（1）树脂道的形成 树脂道是由生活的薄壁组织的幼小细胞相互分离而成。轴向和径向射线泌脂细胞分别由形成层纺锤状原始细胞和射线原始细胞分裂的细胞产生。这两种情况都有子细胞的簇集。
（2）树脂道的组成 树脂道由泌脂细胞、死细胞、伴生薄壁细胞和管胞组成。在细胞间隙的周围，有一层具有分泌树脂能力很强并具有弹性的泌脂细胞组成。它是分泌树脂的源泉。
2.受伤树脂道
在针叶树材中，凡任何破坏树木正常生活作用的现象，都能产生受伤树脂道。针叶树材的受伤树脂道可分为纵向和径向两种。正常纵向树脂道通常单独存在，并多分布于晚材部分。径向受伤树脂道与正常径向树脂道一样只限于木射线内，但形体较大，径向受伤树脂道可能与正常树脂道一同出现于木射线中或出现于无正常树脂道的树种。
五.针叶树材中的内含物
1.结晶体
结晶体是树木生活过程中新陈代谢的副产物，它的化学成分主要为草酸钙（CaC2O4），常见的晶体为单晶体或簇晶体。主要存在于轴向薄壁细胞及射线薄壁细胞中，还有存在于轴向管胞内的。
细胞周期：连续分裂的细胞，从一次分裂完成时开始到下次分裂完成时为止。
分为：分裂间期：G1期S期：DNA复制时期G2期分裂期：M期
特点：分裂间期历时长
染色质、染色体和染色单体的关系：第一，染色质和染色体是细胞中同一种物质在不同时期细胞中的两种不同形态。第二，染色单体是染色体经过复制（染色体数量并没有增加）后仍连接在同一个着丝粒的两个子染色体（染色单体）；当着丝粒分裂后，两个染色单体就成为独立的染色体。
染色体数、染色单体数和DNA分子数的关系和变化规律：细胞中染色体的数目等于着丝粒的数目，无论一个着丝粒上是否含有染色单体。在一般情况下，一个染色体上含有一个DNA分子，但当染色体（染色质）复制后且两个染色单体仍连在同一着丝粒上时，每个染色体上则含有两个DNA分子。
§2、动、植物有丝分裂过程及比较
注意：有丝分裂中各时期始终有同源染色体，但无同源染色体联会和分离。
2、染色体、染色单体、DNA变化特点：（体细胞染色体为2N）
染色体变化：后期加倍（4N），平时不变（2N）DNA变化：间期加倍（2N4N），末期还原（2N）
染色单体变化：间期出现（04N），后期消失（4N0），存在时数目同DNA。
3、动植物有丝分裂的区别
间期：动物有中心体的复制而植物没有。
末期：细胞质分裂不同，植物中部出现细胞板；动物从外向内凹陷缢裂。
§3、真核细胞分裂的三种方式
1、有丝分裂：绝大多数生物体细胞的分裂、受精卵的分裂。
实质：亲代细胞染色体经复制，平均分配到两个子细胞中去。意义：保持亲子代间遗传性状的稳定性。
2、减数分裂：特殊的有丝分裂，形成有性生殖细胞
实质：染色体复制一次，细胞连续分裂两次结果新细胞染色体数减半。
§4、细胞分化的概念和意义
细胞分化：个体发育中，相同细胞的后代，在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。
分化的意义：普遍存在的。经分化，在多细胞生物体内形成各种不同的细胞和组织。
细胞全能性：高度分化的植物细胞（或动物细胞核）仍然有发育成完整植株的能力。
§5、（A）癌细胞的特征、致癌因子
1、癌细胞特征：无限增殖、癌细胞表面发生变化（易扩散、转移）
2、致癌因子：物理致癌因子（辐射）、化学致癌因子、病毒致癌因子。
§6、衰老细胞的主要特征
酶活性降低，呼吸减慢；细胞在形态和结构上发生变化：线粒体数量减少体积增大，细胞核体积增大，核膜向内折叠等。
§7、细胞凋亡
注意细胞凋亡与细胞坏死的不同。
本章实验：§1观察细胞质的流动，可用细胞质基质中的叶绿体的运动作为标志。
“单细胞生物”一节是人教版新版初中《生物学》七年级上册第二单元第二章第四节的内容。本节教学的重要概念为“单细胞生物”，学生学起来感到抽象、空洞、难学。笔者以草履虫为例，采用多种策略，证明单细胞生物具有细胞结构并能够独立完成生命活动，将学生从生物体的宏观世界引入微观世界，去探索肉眼很难看见的单细胞生物。
1 简笔画呈现前概念策略，导入新课
教材在第二单元第一章已经阐述过动植物细胞的结构，这部分知识是学生的前概念。教师复习动、植物体的结构层次，再次强调生物体结构和功能的基本单位是细胞，动植物体都是有大量细胞经过分裂分化而形成的，和学生一起回忆动、植物细胞的结构并画简笔画示意图（图1、2）。
2 科学史教学策略，初建“单细胞生物”概念
教师抛出问题，引发思考：“是不是所有的生物都是我们肉眼可见的呢？”
投影科学史资料：著名的显微学家列文?虎克在其1676年10月9日的一封信中写道：“它们小得不可思议；如此之小，在我看来，我判断，即使把100个这些小动物撑开摆在一起，也不会超过一颗粗沙子的长度；如果这是真的，那么100万个这些活物也不够一颗粗沙粒的体积。”这些如此之小的生物，是列文?虎克利用显微镜观察一滴水中看到的，他描述说：“他们看上去就像一个点。”
引导学生分析得出结论：生物圈中还有不少是肉眼很难看见的生物，它们的身体只有一个细胞构成，称这些生物为“单细胞生物”。在此，引出新课的课题“单细胞生物”，使学生建构起“单细胞生物”是“很小的”概念特征的基本印象。
3 形象思维策略，认识各种“单细胞生物”
本课教学内容针对的对象是七年级的学生，由于年纪小，大脑兴奋中心容易疲劳，注意力集中时间较短，需要教师利用视觉促进接受生物形象信号，在大脑中形成感知表象。
教师指导学生阅读课本“想一想，议一议”栏目，用PPT补充展示形态各异的“单细胞生物”图片，如杆状的大肠杆菌、发酵用的酵母菌、会变形的变形虫、像太阳的太阳虫、喇叭虫、钟虫、衣藻和像草鞋的草履虫，并讲授它们与人类的关系，让学生知道生物圈中存在着千姿百态、功能各异的“单细胞生物”。教师利用丰富的感知表象，建立学生的形象思维，使他们对“单细胞生物”的概念有更丰富的认识。
4 自主学习和图形对比策略，建构“单细胞”概念
学生带着“草履虫是否有细胞的基本结构”这一问题，自主学习教材中的“草履虫结构示意图”（此时教师简笔画“草履虫结构示意图”），结合动植物细胞的结构示意图找出草履虫作为细胞的基本结构（图3），即草履虫具有表膜、大核和小核、细胞质，教师在黑板上，把“草履虫结构示意图”这3个结构名称，用红色线条与左侧“动物细胞示意图”的细胞膜、细胞质、细胞核相连接，从而证明草履虫具有细胞结构，为学生建构起“草履虫”是“单细胞”的概念，即单细胞生物具有类似于细胞膜、细胞质和细胞核的细胞结构。
5 实验竞赛与激励评价策略，直观感受“草履虫的形态和运动”
七年级学生的思维比较活跃，具有一定的观察能力、显微镜操作能力、分析问题能力，也愿意动手进行实验操作，有热情。老师可采用演示实验法和探究性实验的教学策略，“观察草履虫的形态和运动”，从静态到动态，认识草履虫这种单细胞生物。在学生清点材料用具的基础上，教师演示具体的实验步骤，强调临时装片制作和显微镜使用的注意事项：
（1） 由于草履虫需要氧气进行呼吸，多聚集在培养液表层，为此从草履虫培养液的表层吸一滴培养液。
（2） 用放大镜观察草履虫培养液时，放大镜需与观察物体平行放置。
（3） 取几丝棉花纤维，成“井”字形放于临时装片上，可将草履虫围在一个狭小的空间中，利于观察。
（4） 显微镜的基本操作步骤的注意事项：取镜和安放；对光：通过目镜，可以看到白亮的视野；观察：转动粗准焦螺旋，使镜筒缓缓下降，直到物镜接近玻片标本为止（眼睛看着物镜，以免物镜碰到玻片标本），再左眼向目镜内看，同时反方向转动粗准焦螺旋，使镜筒缓缓上升，直到看清物像为止；整理实验台。
实验员教师已采集到草履虫并在实验室进行培养，但受课程时间限制，不能在课堂上观察到草履虫全部的生命活动，因此学生和教师搜集了相关草履虫生命活动视频辅助教学。教师播放“观察草履虫的运动视频”，展示在显微镜下观察到的草履虫运动状态。整个实验采取竞赛的方式进行，即对实验操作和观察结果做得又快又好的学生给予平时分加分表扬，并请这部分学生帮助检查和指导周围的同学。这样的教学可以较好保证全体学生实验操作能力的习得，保持实验课堂的高效性，避免出现课堂混乱的局面。
通过对单细胞生物生命活动的观察，学生不断体会和品尝到“发现”和“克服困难解决问题获得成功”后的喜悦，有助于学生亲身体验“一些生物由单细胞构成”这一重要概念。教师在组织学生进行这些科学探究活动的同时，自然而然地渗透了科学的态度与世界观的教育。
6 合作学习和简笔画板书策略，建构完整“单细胞生物”概念
以合作学习小组为单位，学生再次观察教材中“草履虫的结构示意图”，以小组竞赛计分的方式，请学生将黑板中草履虫各部分结构的名称补充完整（图4）。同时，视频展示“草履虫的结构”，加深学生对草履虫结构各部分结构功能的认识。
教材在第一单元第一章已经阐述过生物体的基本特征，这部分知识也是学生的前概念。教师引导学生回忆生物的六大基本特征，请学生以合作小组为单位，采用抢答的方式，快速地将草履虫的各部分结构与生物的六大基本特征相对应，并在黑板上标注出（图5）。
但是，此时，学生发现，根据草履虫的结构无法与生物具有应激性、生长和繁殖以及遗传和变异这三个特征建立联系，引发了学生强烈的好奇心。在此基础上，教师播放“草履虫对外界刺激的反应”和“草履虫的分裂生殖”视频，从而让学生理解，草履虫具有完整的六个生物基本特征，且草履虫仅有一个细胞构成。在此，学生理解草履虫为单细胞生物，简笔画与板书结合，建构了“单细胞生物”的概念，即单细胞生物除具有细胞结构外，还具有生物的六个基本特征（图6）。
之前学生对单细胞生物如何生活以及其具体结构还缺乏系统的认识，教师在设计教学过程中抓住这些特点，设计学生活动，满足学生作为学习者的需要、探究的需要、获得新的体验的需要、获得认可与欣赏的需要。
7 课前资料收集策略，了解单细胞生物与人类的关系
学生课前收集的资料，采用小组交流的方式，同时引导学生通过自主学习，阅读教材中有关单细胞生物与人类关系的模块，了解单细胞生物与人类的关系。教师展示“厦门市杏林区新阳大桥沿杏滨路往集美方向出现长约3 km的红色海域“图片，以生活实际为例，讲解赤潮及其危害，并提供有关赤潮和海洋生命大发展的相关网址，供学生课后视野拓展所用。
【摘要】 目的为木槿Hibiscus syriacus L.的质量评价标准提供科学资料。方法生药学鉴定法。结果描述木槿叶片和粉末的性状特征及显微特征。结论木槿叶的性状特征和显微特征可用于鉴别该生药。
【关键词】 木槿 叶 生药学
Abstract:ObjectiveTo provide a scientific basis for quality standard of Hibiscus syriacus L..MethodsPharmacognostic identification was used. ResultsWe described the macroscopic characteristics of the leaves，powder and microscopic characteristics of Hibiscus syriacus L. ConclusionThe macroscopic and microscopic characteristics can be used for its identification.
Key words:Hibiscus syriacus L.； Leaves ； Pharmacognosy
木槿Hibiscus syriacus L.原植物为锦葵科落叶灌木，木槿之名在《尔雅》中已有记载。《中国药典》（1977年版）将木槿花H.syriacus L.收载入药，并对其性状和功效进行了介绍。木槿全身是宝，木槿的花、果实、叶和皮均可入药。花、叶入药：清热凉血，解毒消肿；果实入药：清肺化痰，解毒止痛；茎皮、根皮入药：清热祛湿、杀虫止痒。
Lee等［1］从木槿中分离到皂草苷(saponarin)、紫杉叶素3-O- 葡萄吡喃糖、芹菜素7-O- 葡萄吡喃糖和3个结构已知的异黄酮6"-O-acetyldaidzein、6"-O-acetylgenistin和3-O-hydroxydaidzein。这3个异黄酮成分能显著抑制鼠肝微粒体脂质过氧化。李朝阳等［2］对木槿叶的营养成分进行了分析测定，结果发现木槿叶中的蛋白质、脂肪、维生素C、糖、粗纤维的含量较高。
木槿叶有一定的去污能力，我国古代妇女每逢七巧节就有用木槿叶洗发的习惯，是一种很好的纯植物性且具保健作用的洗发剂［3］。木槿叶中含大量人体所需的营养成分与无机元素。李朝阳等［2］测定，木槿叶中蛋白质含量高达3.72%，脂肪含量达0.79%，粗纤维含量达9.83%，糖类含量达6.27%，还富含人体必需的微量元素，如钙、镁、铁、锌等。木槿的嫩叶可做汤还可泡茶，具有较高的药用价值［4］。
本实验将对木槿的叶片进行生药学研究，为进一步研究和开发利用木槿这一丰富的植物资源提供依据。
1 器材
1.1 药材木槿叶采于长沙市森林公园，经湖南省药检所主任药师方石林鉴定为植物木槿Hibiscus syriacus L.的叶。
1.2 仪器XSZ-H型显微镜（COIC重庆光学仪器厂）；FW-80型高速万能粉碎机（天津市泰斯特仪器有限公司）。
1.3 试剂水合氯醛，甘油。
2 方法
2.1 表面撕离装片将木槿叶上、下表皮进行表面撕离装片。
2.2 粉末制片法取叶的干燥药材粉碎成细粉（过4号筛），装瓶，贴上标签。制备粉末时，注意取样的代表性。干燥时，一般温度不得超过60℃，以免淀粉粒糊化。
2.3 组织切片采用徒手切片法切片将木槿叶进行横切后装片。
3 结果
3.1 性状鉴别叶片为卵形或菱状卵形，互生，长4～7 cm，宽2～4 cm，不裂或中部以上3裂，基部楔形，边缘有钝齿，幼时两面均疏生星状毛。叶背除脉上有毛外，其余平滑无毛。
3.2 显微特征
3.2.1 上表皮表皮细胞为长方形或不规则形的扁平细胞，内含众多草酸钙簇晶，直径15～36 μm，少数含有草酸钙方晶，直径8～25 μm。单细胞非腺毛基部钝圆，顶部锐尖或稍钝，长480～650 μm，直径15～33 μm，壁厚3～8 μm，表面光滑，有的胞腔内含黄棕色物。腺毛头部由多个细胞组成，直径12～23 μm，柄单细胞而短。偶见气孔，平轴式，保卫细胞肾形，副卫细胞3～6个。见图1。
3.2.2 下表皮表皮细胞长方形，排列紧密，壁明显比上表皮细胞壁厚。单细胞非腺毛狭长，长440～1100 μm。腺毛头部由多个细胞组成，直径12～25 μm，柄单细胞而短。有众多气孔，明显比上表皮多，大多为平轴式，少数为不定式，保卫细胞肾形，副卫细胞3～6个。表皮细胞及副卫细胞中含有众多草酸钙簇晶，直径15～38 μm，少数细胞中含有草酸钙方晶，直径9～25 μm。见图2。
3.2.3 横切面上表皮细胞长方形，以内是厚角组织和薄壁组织。下表皮细胞较小，具气孔。下表皮细胞有多数凹陷，可见腺毛和单细胞非腺毛。叶肉栅栏组织1～2层细胞，排列紧密，海绵组织4～6层细胞，排列亦相对紧密，维管束外韧型，位于叶脉中央，其上方是具成串导管的木质部，下方是韧皮部，在木质部与韧皮部之间有不发达的形成层；维管束下方为发达的薄壁组织，薄壁细胞中含有簇晶状草酸钙结晶，紧贴下表皮分布有3～5层厚角细胞。见图3。
3.2.4 粉末深绿色。单细胞非腺毛基部钝圆，顶部锐尖或稍钝，长480～1150 μm，直径25～43 μm，壁厚3～8μm，有的胞腔内含黄棕色物，大多数表面光滑，有的可见条状纹理或细小疣状突起。草酸钙簇晶众多，大多分布在叶肉或表皮细胞中，直径21～56 μm，也可见草酸钙方晶，8～25 μm。导管多数为螺纹导管，直径15～44 μm，少数为网纹导管，直15～45 μm。纤维多成束，有的与导管连结。见图4。
4 小结
本研究对木槿叶的性状进行了观察；对其粉末及组织特征进行了显微研究。发现其叶片中含有大量的草酸钙簇晶；其导管主要为螺纹，少数网纹；此外，尚有单细胞非腺毛及腺毛。以上特征，可作为木槿药材的鉴别依据。
【参考文献】
［1］Lee SJ，Yun YS，Lee IY，et a1．An antioxidant lignan and other constituents from the root bark of Hibiscus syriacus［J］.Planta Med，1999，65(7)：658.
［2］李朝阳，杨朝霞.木槿叶营养成分测定［J］.吉首大学学报（自然科学版），2002，23（4）：95.
【关键词】木槿叶生药学
Abstract:ObjectiveToprovideascientificbasisforqualitystandardofHibiscussyriacusL..MethodsPharmacognosticidentificationwasused.ResultsWedescribedthemacroscopiccharacteristicsoftheleaves，powderandmicroscopiccharacteristicsofHibiscussyriacusL.ConclusionThemacroscopicandmicroscopiccharacteristicscanbeusedforitsidentification.
Keywords:HibiscussyriacusL.；Leaves；Pharmacognosy
木槿HibiscussyriacusL.原植物为锦葵科落叶灌木,木槿之名在《尔雅》中已有记载。《中国药典》（1977年版）将木槿花H.syriacusL.收载入药，并对其性状和功效进行了介绍。木槿全身是宝，木槿的花、果实、叶和皮均可入药。花、叶入药：清热凉血，解毒消肿；果实入药：清肺化痰，解毒止痛；茎皮、根皮入药：清热祛湿、杀虫止痒。
Lee等［1］从木槿中分离到皂草苷(saponarin)、紫杉叶素3-O-葡萄吡喃糖、芹菜素7-O-葡萄吡喃糖和3个结构已知的异黄酮6"-O-acetyldaidzein、6"-O-acetylgenistin和3-O-hydroxydaidzein。这3个异黄酮成分能显著抑制鼠肝微粒体脂质过氧化。李朝阳等［2］对木槿叶的营养成分进行了分析测定，结果发现木槿叶中的蛋白质、脂肪、维生素C、糖、粗纤维的含量较高。
木槿叶有一定的去污能力，我国古代妇女每逢七巧节就有用木槿叶洗发的习惯，是一种很好的纯植物性且具保健作用的洗发剂［3］。木槿叶中含大量人体所需的营养成分与无机元素。李朝阳等［2］测定，木槿叶中蛋白质含量高达3.72%，脂肪含量达0.79%，粗纤维含量达9.83%，糖类含量达6.27%，还富含人体必需的微量元素，如钙、镁、铁、锌等。木槿的嫩叶可做汤还可泡茶，具有较高的药用价值［4］。
本实验将对木槿的叶片进行生药学研究，为进一步研究和开发利用木槿这一丰富的植物资源提供依据。
1器材
1.1药材木槿叶采于长沙市森林公园，经湖南省药检所主任药师方石林鉴定为植物木槿HibiscussyriacusL.的叶。
1.2仪器XSZ-H型显微镜（COIC重庆光学仪器厂）；FW-80型高速万能粉碎机（天津市泰斯特仪器有限公司）。
1.3试剂水合氯醛，甘油。
2方法
2.1表面撕离装片将木槿叶上、下表皮进行表面撕离装片。
2.2粉末制片法取叶的干燥药材粉碎成细粉（过4号筛），装瓶，贴上标签。制备粉末时，注意取样的代表性。干燥时，一般温度不得超过60℃，以免淀粉粒糊化。
2.3组织切片采用徒手切片法切片将木槿叶进行横切后装片。
3结果
3.1性状鉴别叶片为卵形或菱状卵形，互生，长4～7cm，宽2～4cm，不裂或中部以上3裂，基部楔形，边缘有钝齿，幼时两面均疏生星状毛。叶背除脉上有毛外，其余平滑无毛。
3.2显微特征
3.2.1上表皮表皮细胞为长方形或不规则形的扁平细胞，内含众多草酸钙簇晶，直径15～36μm，少数含有草酸钙方晶，直径8～25μm。单细胞非腺毛基部钝圆，顶部锐尖或稍钝，长480～650μm，直径15～33μm，壁厚3～8μm，表面光滑，有的胞腔内含黄棕色物。腺毛头部由多个细胞组成，直径12～23μm，柄单细胞而短。偶见气孔，平轴式，保卫细胞肾形，副卫细胞3～6个。见图1。
3.2.2下表皮表皮细胞长方形，排列紧密，壁明显比上表皮细胞壁厚。单细胞非腺毛狭长，长440～1100μm。腺毛头部由多个细胞组成，直径12～25μm，柄单细胞而短。有众多气孔，明显比上表皮多，大多为平轴式，少数为不定式，保卫细胞肾形，副卫细胞3～6个。表皮细胞及副卫细胞中含有众多草酸钙簇晶，直径15～38μm，少数细胞中含有草酸钙方晶，直径9～25μm。见图2。
3.2.3横切面上表皮细胞长方形，以内是厚角组织和薄壁组织。下表皮细胞较小，具气孔。下表皮细胞有多数凹陷，可见腺毛和单细胞非腺毛。叶肉栅栏组织1～2层细胞，排列紧密，海绵组织4～6层细胞，排列亦相对紧密，维管束外韧型，位于叶脉中央，其上方是具成串导管的木质部，下方是韧皮部，在木质部与韧皮部之间有不发达的形成层；维管束下方为发达的薄壁组织，薄壁细胞中含有簇晶状草酸钙结晶，紧贴下表皮分布有3～5层厚角细胞。见图3。
3.2.4粉末深绿色。单细胞非腺毛基部钝圆，顶部锐尖或稍钝，长480～1150μm，直径25～43μm，壁厚3～8μm，有的胞腔内含黄棕色物，大多数表面光滑，有的可见条状纹理或细小疣状突起。草酸钙簇晶众多，大多分布在叶肉或表皮细胞中，直径21～56μm，也可见草酸钙方晶，8～25μm。导管多数为螺纹导管，直径15～44μm，少数为网纹导管，直15～45μm。纤维多成束，有的与导管连结。见图4。
4小结
本研究对木槿叶的性状进行了观察；对其粉末及组织特征进行了显微研究。发现其叶片中含有大量的草酸钙簇晶；其导管主要为螺纹，少数网纹；此外，尚有单细胞非腺毛及腺毛。以上特征，可作为木槿药材的鉴别依据。
【参考文献】
［1］LeeSJ，YunYS，LeeIY，eta1．AnantioxidantlignanandotherconstituentsfromtherootbarkofHibiscussyriacus［J］.PlantaMed，1999，65(7)：658.
［2］李朝阳，杨朝霞.木槿叶营养成分测定［J］.吉首大学学报（自然科学版），2002，23（4）：95.
【关键词】 小儿；传染性单核细胞增多综合征；病原学
【中图分类号】R725.5 【文献标志码】 A 【文章编号】1007-8517（2015）12-0043-02
传染性单核细胞增多症（infectious mononucleosis，IM）是由EB病毒感染引起的一种单核-巨噬细胞系统增生性疾病，临床表现为发热、皮疹、咽峡炎、淋巴结及肝脾肿大，血液中出现异型淋巴细胞[1]，除EB病毒外，多种病原或刺激因素可引起类似临床表现统称为传染性单核细胞增多综合征[2]，有报道[3]认为巨细胞病毒（Cytomegalovirus，CMV）、肺炎支原体（Mycoplasma pneumonia，MP）、腺病毒（Adenoviridae，ADV）、柯萨奇病毒（Coxsackie virus，Cox）、弓形虫、肝炎病毒等均可引起传染性单核细胞增多综合征。本文对50例传染性单核细胞增多综合征患儿临床资料进行回顾性分析，现将其病原学及临床特征总结如下。
1 资料和方法
1.1 一般资料 选取2008年1月至2014年1月收治的50例患儿，均确诊为传染性单核细胞增多综合征，男28例，女22例，男：女1.27：1，年龄6月～10岁，平均年龄（4.2±1.1）岁。
1.2 诊断标准 传染性单核细胞增多综合征诊断标准[2]：①不规则发热、咽峡炎、皮疹、淋巴结、肝脾肿大、肝功能异常；②淋巴细胞>50%或总数>5.0×109/L；③异型淋巴细胞>10%或总数>1.0×109/L；④EB病毒检测：衣壳抗原（EB-VCA-IgA、IgM、IgG）及早期抗原（EA-IgA）均阴性。
1.3 方法 采用ELISA方法检测血清EB病毒抗体（EB-VCA-IgA、IgM、IgG及EA-IgA）、肺炎支原体抗体（MP-IgM）、肺炎衣原体抗体（CP-IgM）、巨细胞病毒抗体（CMV-IgM）、腺病毒抗体（ADV-IgM）、柯萨奇病毒抗体（Cox-IgM）、弓形虫抗体（Tox-IgM）、甲、乙、丙型肝炎病毒（HAV、HBV、HCV）等。混合感染病例不纳入本研究。所有患儿采集一般情况（性别、年龄、住院日期、出院日期），症状、体征、影像学及病原学检查结果，药物使用情况及病程、转归等信息。
1.4 统计方法 应用SPSS 17.0进行统计学分析，计量资料用（x±s）表示，行t检验；计数资料采用阳性率或构成比指标，行χ2检验，P
2 结果
2.1 病原学检查结果 50例病原学检查结果显示，最多见的病原是MP、CMV，其中MP-IgM阳性17例（34.0%）， CMV-IgM阳性13例（26.0%），详见表1。
2.2 临床表现 发热：48例有发热，热程2～21天，其中体温37～38℃12例，38.1～39℃27例，39.1℃以上9例。皮疹：11例出现皮疹，其中9例为红色斑丘疹，1例呈红色风团样皮疹，1例为片状红斑，皮疹消退后均无色素沉着。淋巴结肿大：31例浅表淋巴结肿大，多表现为颈部淋巴结肿大，直径约1cm～3cm，质软或中等，活动性好，无粘连，局部皮肤无红肿、溃破。经治疗后，多于7～10d淋巴结明显缩小。咽峡炎：50例均有咽充血表现，41例扁桃体见白色膜状物。肝脾肿大：肝脏肿大42例，脾肿大23例，为轻中度肿大，质软，多于病程5～9d缩小。此外，27例伴有咳嗽，其中6例合并支气管肺炎。19例鼻塞，17例眼睑浮肿。见表2。在检测到的病原中，MP感染者多合并有呼吸道症状，CMV感染者多伴有肝、脾肿大。
2.3 实验室检查 血常规：46例（92.0%）WBC升高，白细胞平均值为（16.3±3.1）×109/L，淋巴细胞比例54%～89%，异型淋巴细胞14%～49%。肝功能：谷丙氨酸转氨酶（ALT）升高32例（64%），80～552U/L，谷草转氨酶（AST）升高37例（74%），50～640U/L。C反应蛋白：39例（78%）升高，平均（23.1±4.7）mg/L。凝血功能异常4例（8.0%），表现为APTT延长，55秒～70秒。
2.4 治疗与转归 MP、CP感染者给予大环内酯类抗生素治疗，其中8例予红霉素20～30mg/（kg・d）静滴1～2周，另14例予阿奇霉素10mg/（kg・d）静滴3～5天，之后改为阿奇霉素口服序贯治疗2～3个疗程。CMV感染者予更昔洛韦10mg/（kg・d）静滴10～14天，所有患儿视临床症状辅以退热、护肝、护心等对症治疗，合并细菌感染者予抗菌药物治疗。多数患儿治疗5～7天后体温可恢复正常，入院后动态监测血常规、肝功能变化，WBC多于8～10天降至正常，异型淋巴细胞常于10～13天恢复正常，转氨酶多在10～14天恢复正常。4例凝血功能异常的患儿，3～6天后恢复正常。住院时间7～17天，平均（9.2±1.7）天，出院后继续随访，暂未发现复发病例。
3 结论
IM主要由EB病毒感染引起，B细胞表面因具有EB病毒受体，故人体感染EB病毒后，B细胞最先受攻击，之后引起T细胞的强烈反应，细胞毒性T细胞演变成为异型淋巴细胞[4，5]，有报道发现[6，7]，IM患儿感染EB病毒后，会出现T细胞及B细胞免疫紊乱，血液中CD4明显下降，CD8明显升高， CD4/CD8降低。国内外的相关研究表明[8，9]， 多种病原体如CMV、MP、CP、HEV以及细菌感染、中毒、化学刺激因素等作用于人体后可引起与EB病毒感染类似的反应，导致T细胞及B细胞免疫紊乱，从而出现相似的临床表现，即传染性单核细胞增多综合征。本组资料表明，MP、CMV、CP、Cox、ADV等病原均可引起传染性单核细胞增多综合征，以MP、CMV最多见，与肖生平[10]的报道结果一致。传染性单核细胞增多综合征的临床表现与EB病毒所致的IM表现十分相似，有不规则发热、咽峡炎、皮疹、淋巴结和肝脾肿大及肝功能异常，淋巴细胞、异型淋巴细胞明显升高等特点，因此，临床疑诊IM时，须行病原学检查以明确病因。此外，本资料显示MP感染者多合并有呼吸道症状，CMV感染者多伴有肝、脾肿大，可能是由于不同病原对组织的异嗜性不同，故而临床表现不完全一致，但因样本数较少，尚须进一步积累临床经验。
以往认为，IM是自限性疾病，无需特殊治疗，但近年来研究[11]认为，抗DNA病毒药物更昔洛韦能明显缩短热程，肝脾、淋巴结缩小时间及WBC、异型淋巴细胞恢复时间。本组中CMV感染的患儿经更昔洛韦治疗亦取得了较好的疗效。MP、CP感染的患儿经使用大环内酯类抗生素及对症治疗，也取得了满意的疗效。
综上所述，多种病原体感染可导致传染性单核细胞增多综合征，出现类似的临床表现，临床疑诊IM的患儿，应尽量完善病原学检查以查明病因，以便进行合理的抗感染治疗。
参考文献
[1]胡亚美，江载芳.诸福棠实用儿科学[M].7版.北京：人民卫生出版社，2006：821-825.
[2]张之南，沈悌.血液病诊断及疗效标准[M].天津：科学技术出版社，1998：252-254.
[3]洪冬玲，李强，贾苍松.儿童传染性单核细胞增多症332例临床分析[J].中国实用儿科杂志，2003，18（12）：723-726.
[4]Klein G，klein E，Kashuba E.Interaction of Epstein-Barr virus（EBV）with human B-lymphocytes[J].Biochem Biophys Res Commun，2010，396（1）67-73.
[5]Wingate P J，McAulay K A，Anthony I C，et al.Regulatory T cell activity in primary and persistent Epstein-Barr virus infection[J].J Med Virol，2009，81（5）：870-877.
[6]夏骏，周永列，辜芳等.4种病原体感染后儿童外周血T淋巴细胞活化状态检测[J].中华医院感染学杂志，2013，23（9）：2009-2011.
[7]魏扬.外周血异型淋巴细胞增高患儿病原学和细胞免疫变化的探讨[J].中国实用儿科杂志，2003，18（6）：362-363.
[8]熊美和，汤仕忠. 传染性单核细胞增多症的病因探讨[J].实用儿科临床杂志，1993，8（1）：37.
[9]Yonezawa A，Onaka T，Imada K.Cytomegalovirus-associated infectious mononucleosis-like syndrome accompanied by transient monoclonal expansion of CD8+ T-cells[J].Rinsho Ketsueki，2009，50（8）：652-657.
[10]肖生平，付四毛，刘玉玲等.传染性单核细胞增多综合征的病原学及临床特点[J].中国感染控制杂志，2014，13（7）：408-410.
论文摘要: 细胞凋亡又叫细胞程序性死亡，是植物正常发育中必不可少的一部分，目前已成为植物细胞生物学研究的一个热点。本文对植物凋亡的一般特征、植物营养和生殖生长中的细胞凋亡以及植物-病原物互作中的细胞凋亡进行了综合评述，并对植物细胞凋亡研究的现实意义进行了探讨。
细胞凋亡是多细胞生物体在生理或病理条件下部分细胞所采取的一种由内在基因编程调节，通过主动的生化过程而自杀死亡的方式[1 ]。由于细胞凋亡受到严格的由遗传机制决定的程序性调控，所以常常又称为细胞编程性死亡。细胞凋亡的现象最早是Kree在1965年观察到的，经过进一步深入研究之后，他于1972年将其重新命名为细胞凋亡。之后近20年，细胞凋亡的研究主要集中在动物，人们越来越认识到细胞调亡在动物生长发育中、尤其在维持动物体内细胞和组织平衡、特化、形态建成和防病、抗病过程中的重要作用。同动物一样，在植物生长发育中也存在着细胞凋亡现象。但由于植物生长发育和细胞结构的特殊性，有关植物细胞凋亡的研究起步较晚。近年来，随着植物细胞凋亡的研究进展，人们逐渐认识到细胞凋亡是高等植物生长发育的必要组成部分，同时也是植物体度过不良环境的重要手段。目前，植物细胞凋亡的研究已成为近年来植物细胞生物学的新兴研究领域和热点之一。本文就植物细胞凋亡的一般特征、检测方法、在植物中的存在及意义作一综合阐述。
1 植物细胞凋亡的一般特征
经历细胞凋亡过程的细胞呈现一些典型的形态学变化，光学显微镜或电子显微镜观察可见:细胞体积缩小，染色质凝集、断裂、趋边化，细胞器解体、消失，细胞膜发泡形成凋亡小体(其中包含有凝集的细胞核断片和细胞器) [3.4]。随着研究的深入，分子生物学证据也逐步被阐明:细胞染色质DNA 在核小体连接部位断裂，其片段大小为200bp的倍数，经琼脂糖凝胶电泳可见到特征性的DNA 梯度(DNA ladder) ，此特征还可以通过超速离心、末端标记电泳以及原位缺口翻译技术等进行定性、定量测定。细胞形态学和分子生物学的变化是细胞凋亡的重要诊断依据。
2 细胞凋亡的检测方法
2. 1 细胞形态学观察法
苏木素- 伊红(HE) 染色法: 石蜡切片的HE 染色是组织形态学检测的常规方法， 光学显微镜下细胞核呈蓝黑色， 胞浆呈淡红色。凋亡细胞在组织中单个散在分布， 表现在核染色质致密浓缩， 核碎裂等。
(1)电子显微镜。电镜观察，凋亡细胞染色质固缩，常聚集于核膜上呈境界分明的块状或新月形小体， 初期细胞可见完整的细胞器， 细胞膜完整， 凋亡小体形成。目前一致认为， 电镜下获得凋亡细胞特征性的形态学改变是判断细胞凋亡的最可靠依据。
(2) 荧光显微镜。对体外培养的活细胞经荧光色素处理， 可在荧光显微镜下观察细胞形态改变。常用荧光色素有吖啶橙、Hoech st 33258或Hoech st 33342、碘化丙啶(P I)、溴乙锭(EB)。前两种可分别进入活细胞和死细胞， 而后两种荧光素仅能进入死细胞。不同的荧光素使核着染不同颜色的荧光， 正常细胞呈均匀荧光染色， 而凋亡细胞呈致密浓染的颗粒状或块状荧光。
2. 2 反映凋亡细胞膜改变的方法：染料排斥法。
除了电镜能反映细胞膜完整性外， 还可用染料排斥法， 如台盼蓝、P I 等。坏死细胞膜破损， 被染料着染。而凋亡细胞细胞膜完整， 不被着染。但在体外培养的细胞最终也会发生继发性坏死。因此， 此法不能单独用来判断凋亡细胞。另一种方法是判断胞质膜的不对称性。在正常细胞膜上， 磷脂酰丝氨酸基团(PS) 位于胞内侧， 而在细胞凋亡早期膜上此基团则转向胞外侧， 以利于被吞噬。因此， 磷脂酰丝氨酸基团位置的改变， 可作为凋亡细胞的一个标志。
2. 3 反映脱氧核糖核酸有规律断裂的方法
细胞凋亡过程中，DNA有规律地断裂可以通过下述几种方法检测出来。
(1) 琼脂糖凝胶电泳法。细胞悬液经裂解消化按常规法提取DNA后， 于含EB 的琼脂糖凝胶中进行电泳，正常细胞DNA呈单一条带。细胞凋亡时呈典型的梯状条带，系180～ 200 bp 左右的及多聚核小体的梯状DNA条带。坏死时则呈现模糊的弥散状条带。DNA电泳法是判断细胞凋亡的经典方法. PEG6000 诱导的小麦叶片[7] 、羟自由基诱导的烟草细胞[8] 、细胞色素c诱导的胡萝卜和烟草原生质体[9] 和乙烯诱导的胡萝卜原生质体[10]发生PCD 时均检测到DNA 梯状条带。
(2) 流式细胞仪检测法。细胞发生凋亡时， 其细胞膜的通透性增加， 但其程度介于正常细胞和坏死细胞之间， 利用这一特点， 被检测细胞悬液用萤光素染色利用流式细胞仪测量细胞悬液中细胞萤光强度来区分正常细胞、坏死细胞和凋亡细胞。
( 3 ) 原位末端标记法( In Situ End2L abeling，ISEL )。通过DNA 多聚酶I 把已标记的核苷酸结合到DNA 的单链断裂处， 以寻找有无Ap 发生。标记的方法有同位素标记、荧光素标记、地高辛或生物素标记等。
(4) 原位切口平移法( In Situ N ick T ran slat ion， IS2N T )。利用DNA 多聚酶将核苷酸整合到Ap 细胞内断裂的DNA 3′羟基末端， 同时水解5′末端，以修复DNA。若用已标记的核苷酸， 即可显示出有断裂DNA 的细胞。该法同样也可用于细胞悬液中Ap 的观察。
( 5) 末端转移酶介导的缺口末端标记法(TdT 2m e2diated X2dU TP n ick end labeling， TUN EL )。末端转移酶(TdT ) 介导的X2dU TP 缺口标记法是目标原位检测Ap 最为敏感、快速、特异的方法， 其具有广泛的应用前景。末端转移酶(TdT ) 可催化在DNA 片段的3′羟基末端合成多核苷酸聚合物的反应， 即DNA 片段加尾。利用末端转移酶(TdT ) 将标记的脱氧核苷酸转移到DNA 缺口或3′羟基末端上， 通常所用的核苷酸为dU TP， 标记物为地戈辛、生物素、荧光素等。
(6) EL ISA 法。对Ap 细胞内DNA 片段的检测还可用EL ISA 法。悬浮细胞经裂解， 高速离心去除核的成分后， 取上清加入已包被有抗组蛋白抗体的反应板， 反应后再加酶标抗DNA 抗体， 若上清中含断裂的DNA片段， 则可通过此双抗体夹心法得以检出[11]。
3 植物发育过程中的细胞凋亡
萌发的种子中的糊粉层、维管束的木质部、生殖器官的组织(如花药和子房)及根冠等组织中均有细胞凋亡的发生[12]。虽然在细胞水平上， 与细胞凋亡相关联的水解酶的激活、一些蛋白的失活以及核DNA的断裂都可以经常观察到， 但是这些现象的发生机制到近来才有所了解。
3.1 导管的形成
导管是由排列有序的死亡的导管分子(tracheary elements， TEs)构成。王雅清和崔克明[ 13 ]对杜仲木质部导管分化的研究证明，其分化过程也发生了细胞凋亡。所有这些研究都表明木质部导管分化与细胞凋亡有密切关系。玉米生长过程中在一定条件下根部皮层细胞崩溃死亡形成通气组织， 而通气组织与植物的同化、呼吸、蒸腾作用都有密切关系[14 ].
3.2 单性花的形成
许多单性花植物在花原基分化时存在雌蕊和雄蕊原基细胞，在后期发育的特定阶段雌蕊或雄蕊原基细胞出现细胞凋亡，从而最终形成单性花。
3.3 大、小孢子的形成和发育
大多数种子植物中， 大孢子母细胞减数分裂形成4 个大孢子。仅有1 个能发育成雌配子体， 其余的3个大孢子退化。例如， 蕨类植物大孢子母细胞减数分裂产生4个大孢子， 这4个大孢子通常呈线型或T型排列， 仅有1个能继续发育成雌配子体， 其余3个都死亡。对其超微结构的研究表明，其退化解体过程也符合细胞凋亡的基本特征[15] 。
3．3 雌雄配子体的发育
植物中雌雄配子体的发育有细胞凋亡参与其中。裸子植物雄配子体发育过程中， 原叶细胞的退化和雌配子中颈细胞、腹沟细胞的消失及珠心细胞的衰退也是细胞凋亡的结果。在被子植物雌配子体(胚囊)发育过程中，珠心组织被作为营养物质吸收而退化的过程是细胞凋亡[16].
3．4 胚的发育
在胚性细胞分化和发育过程中，存在着细胞凋亡[17]。植物的胚由受精卵发育而成， 在胚的形成过程中，助细胞、反足细胞和胚柄细胞都因发生细胞凋亡而消失。胚柄由受精卵第一次分裂形成，当胚发育到一定阶段，胚柄发生细胞凋亡， 形态上表现为质壁分离， 原生质体固缩。单子叶植物的种子中， 在胚和胚乳之间有一层或几层排列整齐的糊粉层细胞， 含大量糊粉粒。胚胎发育早期由胚柄提供营养形成种子， 后期则通过糊粉层细胞形成分泌组织， 分泌水解酶， 水解胚乳成分， 种子萌发后， 糊粉层功能完成， 便开始凋亡，是典型的细胞凋亡。在种子萌发过程中，其他胚乳和无胚乳种子子叶中一些贮藏细胞也会发生类似的细胞凋亡， 没有这些细胞凋亡，幼苗就不能正常生长发育， 会因饥饿而死亡。
3.5 根冠细胞的死亡
根冠位于根尖的顶部，是由许多薄壁细胞组成的冠状结构。在根的发育过程中，根冠细胞不断脱落，并由顶端分生组织不断产生新的细胞，从内侧补充使根冠细胞得以保持定数。对根冠细胞脱落的研究证明，其脱落过程是典型的细胞凋亡。正是这些细胞的主动死亡，才保证了根顶端分生组织在生长过程中避免与土壤磨擦而受伤，进而保证了根的正常发育。对玉米根尖进行低温胁迫或用细胞毒素类药物如放线菌D、秋水仙碱处理后，这些根尖分生组织细胞同样具有DNA ladder、染色质和细胞核浓缩等特征，说明环境因子和药物也可诱导根尖细胞发生凋亡[19.20] 。
3. 6 叶发育过程中的细胞凋亡
在叶子的发育过程中，叶缘的各种裂、齿和叶片中的空洞(如龟背竹叶片) 的形成等都是由于相关部位细胞的凋亡所造成的。此外，对叶片衰老过程的研究发现，衰老起始时，叶绿体首先被自体吞噬，此后水解酶、RNA 酶等活性上升，而且以液泡内半胱氨酸蛋白酶活性最为显著[21 ] ，这些都是细胞凋亡的特征。因此，叶子脱落前叶片的衰老过程也是PCD。
4 环境胁迫诱导的植物PCD
4. 1 植物超敏反应中的PCD
超敏反应(hypersensitive response HR) 是植物被病原物侵染后所引起的适应性反应，其中的细胞死亡被证明是细胞凋亡。在植物超敏反应中，DNA 片段化，特征性切割核小体的核酸酶被激活等生理生化特征和凋亡小体等形态特征都被证实。 转贴于
4. 2 盐胁迫诱导的PCD
无机盐KCN、NaCl 、CaCl2 和一些重金属离子等在一定条件下均可诱导植物细胞出现与动物细胞凋亡类似的特征。宁顺斌[22]等人的实验证明烟草、玉米的根尖在高盐(NaCl 500mmol/ L)处理后，出现明显的DNA 梯状电泳图谱。林久生和王根轩[23]用20%PEG溶液(-0.63 MPa)对小麦根系进行渗透胁迫，在小麦叶片DNA琼脂糖凝胶电泳图谱上观察到明显的梯状DNA 条带，表明PEG处理诱发了DNA核小体间的断裂，末端脱氧核糖核酸转移酶介导的3’OH末端标记法(TUNEL)检测出现阳性结果。
4. 3 活性氧与植物细胞凋亡
活性氧是一类具有强氧化能力的物质，主要包括超氧化物、过氧化氢、羟自由基等，各种逆境条件，包括冷害、渗透胁迫、低氧、臭氧、紫外线等导致的植物细胞凋亡最终都与活性氧的产生有关。当细胞外一些信息如辐射、高温等通过细胞活性氧传入细胞引起其脂质过氧化或与细胞凋亡有关基因的表达时，细胞也会凋亡[24]。陈明等[25]研究发现以一氧化氮(NO)供体硝普钠(SNP)处理小麦可以明显提高ROS 清除酶，如过氧化物酶、超氧化物歧化酶、抗坏血酸氧化酶等活性，从而清除因盐胁迫产生的氧自由基或活性氧ROS，或直接清除ROS来保持细胞处于还原状态。
5 研究植物细胞凋亡的意义及展望
导管细胞的退化死亡、筛管细胞原生质的自溶，形成了植物体的输导组织;这些细胞死亡之前，细胞内物质可被其他细胞回收利用，这是植物能够独立营养的一个特性，叶片衰老死亡即是适应营养重新分配的结果，但这个过程却影响了农产品的产量。因此，要搞清植物细胞凋亡的发生程序，对粮食生产及作物储藏技术改良都具有重要的现实意义。在超敏反应中，被病原体感染的宿主细胞采取主动死亡的方式，从而限制感染部位病原菌的生长，阻止病原菌的传播，以达到防病抗病的目的。这种植物自身的主动抗病反应，若在植物抗病育种中加以应用，使植物能够自动、有效地抵抗病原物的侵染，就可以减少农药的使用，避免环境污染，从而提高人类生活质量。
由于植物细胞凋亡的同步性很低、凋亡时间很短，同时由于细胞内各种因子相互作用，调控机制及其复杂，使分子生物学技术应用于细胞水平的研究存在很大困难。近年来，利用非细胞体系来研究细胞凋亡的模式的建立和应用弥补了上述不足。有研究表明[26]，利用非细胞体系研究细胞内复杂的生化活动具有独特的优越性，在细胞周期调控、DNA 复制、核小体与染色质构建等研究中发挥了重要作用。非细胞凋亡体系的建立与利用，在很大程度上促进了人们对植物细胞凋亡生化和分子机制的研究，为植物细胞凋亡研究开辟了新途径。
随着植物细胞凋亡的研究的逐步深入，发现植物细胞凋亡需要研究的方面还很多。植物体发生细胞凋亡的机理还不清楚，植物细胞中与细胞凋亡有关的基因研究还远没有动物深入。尽管许多实验表明植物细胞凋亡与动物是相似的，但分子水平共同特征少，目前仅发现少数几个基因参与植物细胞凋亡的过程[27] 。研究过程中常局限于某一特定现象，很少有将这些现象和植物发育的具体过程联系起来，加上植物生长周期较长，给研究带来一定困难。植物细胞凋亡的研究如果能与植物的经济利用联系起来，将具有重要实践价值。如能发现诱导果实发育中细胞凋亡发生的因子，通过人为调控，改变生长发育期，提高果品产量和品质，则将会极大地推动果树现代化生产的发展。
参考文献
[ 1 ] 张亚历等. 编程性细胞死亡及研究方法[J ] . 细胞生物学杂志，17 (3) :127 - 128.
[2] 蒋争凡，翟中和. 细胞凋亡[J ] . 科学通报，1999 ，44 (18) :1 920 - 1 928.
[ 3 ] 宝福凯. 编程性细胞死亡的研究现状及展望[J ] . 1995 年，细胞生物学杂志，17 (3) :122 - 126.
[4]杨帆，王文亮，王伯云. 细胞与分子免疫学杂志，1997，13（1）：8—9
[7]林久生，王根轩. 渗透胁迫诱导的小麦叶片细胞程序性死亡. 植物生理学报，2001 ，27 :221～225.
[8]夏慧莉，陈浩4 华志明，陈睦传，沈明山. 生物工程进展，1998，18（3）：32—36
[9]孙英丽，赵 允，刘春香，翟中和. 细胞色素c 能诱导植物细胞编程性死亡. 植物学报，1999 ，41 :379～383.
[10] 周 军，朱海珍，姜晓芳，戴尧仁. 乙烯诱导胡萝卜原生质体凋亡. 植物学报，1999 ，41 :747～750.
[ 11 ] 张伟成，严文梅，娄成后. 小麦衰退珠心中解体原生质体向胚囊的迁移及其对增殖中反足细胞的哺育[J ] . 植物学报，1984 ，26 (1) :11221.
[ 12 ] 郭小丁. 植物细胞的编程性死亡[J ] . 1998 年，植物学通报，15 (5) :40 - 43.
[ 13 ] 王雅清，崔克明. 杜仲次生木质部导管分子分化中的程序性死亡[J ] . 植物学报，1998 ， 40 : 1 102 - 1 107.
[ 14 ] 华志明，陈睦传，沈明山. 细胞生存与死亡的社会控制[J ] . 1998 年，生物工程进展，18 (3) :32 – 36
. [15 ] 陈朱希昭，陈耀堂，高信曾. 太谷核不育小麦花药组织和小孢子发生的超微结构研究[J ]1 植物学报，1984 ， 26 :235 – 240
[ 16 ] 尤瑞麟. 小麦珠心细胞衰退过程的超微结构研究[J ] . 植物学报，1985 ， 27 : 345 - 353.
[ 17 ] 邢更妹，李杉. 植物体细胞胚发生中抗氧化系统代谢动态和细胞程序性死亡[J ] . 生命科学，2000 ，12 (5) :214 - 216..
[ 19 ] 宁顺斌，宋运淳，王玲，等. 低温胁迫诱导玉米根尖细胞凋亡的形态和生化证据[J ] . 植物生理学报，2000 ，26 (3) :189 - 194.
[ 20 ] 宁顺斌，宋运淳. 药物诱导的玉米根尖细胞凋亡[J ] . 植物学报，2000 ，42 (7) :693 - 696.
[ 21 ] 杨征，蔡陈凌，宋运淳. 植物细胞凋亡研究进展[J ] .生物化学和生物物理进展，1999 ，26 (5) :4392443
[22] 宁顺斌，宋运淳，王玲等. 盐胁迫诱导的植物细胞凋亡———植物抗盐的可能性生理机制[J ] . 实验生物学报，2000 ，33 (3) :6132623.
潘建伟， 陈虹， 顾青 (2002) 环境胁迫诱导的植物细胞程序性死亡. 遗传， 2 4 : 385-388
[23] 林久生， 王根轩. 渗透胁迫诱导的小麦时片细胞程序性死亡. 植物生理学报 ， 2001， 27(3): 221~225
[24]吴 逸，戴尧仁. 羟自由基诱导烟草细胞凋亡.植物生理学报，1999 ，25 :339～342.
[25] 陈 明， 沈文飚， 阮海华， 等. 一氧化氮对盐胁迫下小麦幼苗根生长和氧化损伤的影响. 植物生理与分子生物学学报， 2004， 30(5): 569~576
【关键词】亚细胞定位；特征信息提取；预测算法
亚细胞定位是指某种蛋白或某种基因表达产物在细胞内的具体存在部位，即根据所给出的蛋白质序列来预测其所在的亚细胞位置。蛋白质是基因功能的执行者，机体中的每一个细胞和所有重要组成部分都有它的参与，正是由于它是与生命及与各种形式的生命活动紧密联系在一起的物质，越来越多的生物学、生物信息学研究者开始对蛋白质的功能预测及分析进行了研究。然而，蛋白质只有经分选信号引导后运输到特定的细胞器中，才能参与细胞的各种生命活动，执行它的功能，如果其运送位置发生偏差，将会影响细胞功能甚至整个生物体。因此，蛋白质在细胞中的正确定位是细胞系统高度有序运转的前提保障。研究细胞中蛋白质定位的机制和规律，预测蛋白质的亚细胞定位，对于了解蛋白质结构、性质和功能，了解蛋白质之间的相互作用，研究疾病机理和发展新药物以及探索生命的规律和奥秘具有重要意义。
随着核酸和蛋白质序列等生物数据的高速膨胀，单纯以传统实验方法来确定蛋白质亚细胞定位具有成本高、实验时间长，预测精度不理想，会耗费大量的人力和物力等缺点，已经无法满足生命科学研究的需要。因此，需要寻找一种快速、有效、准确的计算方法来预测蛋白质亚细胞定位。近年来，生物信息学在这方面开展了广泛的研究并且取得一系列很有意义的成果，数据库的构建和亚细胞定位分析及预测加速了蛋白质结构和功能的研究。一方面，生物信息学研究可以对大规模的实验数据进行分析和提取生物学信息，同时可以根据现有数据对一些目前还未知的蛋白质做出预测；另一方面，不断增长的亚细胞定位数据也可以用来验证并改进预测结果。目前，利用生物信息学方法进行蛋白质亚细胞定位预测已经成为了一个研究热点。
从20世纪90年代初至今，蛋白质亚细胞定位预测一直是生物信息学研究的热点问题之一。通过分析国内外研究者的研究方法，不难发现这些方法的主要不同在于两个方面： 第一，蛋白质特征信息的提取，主要是指将蛋白质相关特征信息提取出之后转化成高维的特征向量，作为预测的输入。蛋白质序列特征信息主要包括氨基酸顺序相关性、氨基酸在蛋白质中出现的频率、氨基酸物理化学性质等。第二，预测算法的设计，根据提取的特征向量集，利用有效的算法预测蛋白质的亚细胞定位。算法影响亚细胞预测精度的重要因素，现有预测算法中，统计学和机器学习方法使用的最为广泛。
利用计算方法来预测蛋白质亚细胞定位属于统计模式识别中的模式多分类问题。问题的研究一般包括以下四个步骤：（1）具有客观代表性的蛋白质数据集的构建； （2）蛋白质序列的特征提取，即蛋白质序列编码，从蛋白质中提取特征参数，实现字母序列到数值特征的转换；（3）预测算法的选取，即如何根据提取的特征参数，设计有效的分类或识别模型类；（4）对预测结果进行评估，即预测模型的测试与检验以及结果性能的评估。
1 数据集的构建
研究蛋白质亚细胞定位的数据集基本来自SWISS-PROT数据库。该数据库建于1986年，是目前世界上存储蛋白质序列最主要的一级数据库之一。利用这个数据库研究蛋白质的亚细胞定位时，需要对其中的数据进行筛选。通常的筛选标准有：（1）针对研究对象，挑选特定物种的相关蛋白质序列；（2）在构建数据集时，需要知道每个蛋白质序列所在的亚细胞位置，所以只有包含明确的亚细胞定位信息的序列才被选入数据集中；（3）序列长度不能太短；（4）数据冗余度，要求同源性低；（5）排除样本量太少的亚细胞类别。
除了利用SWISS-PROT数据库外，还有LOCATE、TargetP家族数据集等。近年来，随着研究的不断深入，蛋白质序列数据集越来越复杂，目前最复杂的数据集是酵母蛋白质序列数据集，包含22种亚细胞蛋白质。
2 蛋白质特征信息的提取
蛋白质序列特征提取的目的是，从蛋白质序列中提取特征信息，并用适当的数学方法来描述或表示这些信息，使之能正确反映序列与结构或功能之间的关系，这于蛋白质亚细胞定位是至关重要的，也是研究蛋白质功能结构的关键。根据提取特征信息的不同，可以归纳为3类。
2.1 基于氨基酸的组成和性质
氨基酸组成是一种最基本的序列特征，也是亚细胞定位预测中使用得最为普遍的一种蛋白质特征信息。蛋白质一般有20 种氨基酸组成，氨基酸组成将每种氨基酸在蛋白质序列中出现的频率抽取出来作为一个20维的向量。1994年，Nakashima和 Nishikawa最早通过利用氨基酸组成进行了蛋白质亚细胞定位预测，对细胞内和细胞外蛋白质定位分别取得了88%和 84%的预测准确率。
2.2 基于蛋白质序列的N端分选信号的方法
一般认为蛋白质在合成的过程中，其N端包含一些特殊的分选信号，这些信号能够指导新合成的蛋白质分选到特定的亚细胞中，包括信号肽、线粒体转移肽、叶绿体运输肽、核定位信号、类囊体腔转移肽和过氧化物酶体定位信号等。这种信息的有效性取决于蛋白质序列完整性，一旦蛋白质序列的N端信号不完整或者丢失，预测结果就可能失效。
2.3 基于功能域和基因注释的方法
蛋白质序列在长期的进化过程中，某些特定位点上的氨基酸残基具有高度的保守性，这些位点称为功能域。2002年功能域组分的概念首次被用于蛋白质亚细胞定位，这种方法显著提高了亚细胞定位的质量。2006年，引入GO注释来预测人类蛋白质的亚细胞位置。但是，基于功能与和基因注释的方法对于数据库功能注释信息的完善程度依赖性较大，如果数据库中没有足够的功能域或基因注释条目，那么将无法确定蛋白质的亚细胞定位。
由于不同的特征从不同的角度刻画蛋白质序列，目前没有一种特征能够很好地刻画蛋白质的亚细胞定位特征，单独利用某种特征难以在预测效果上取得大的突破。将多种特征提取方法组合起来已经成为亚细胞定位预测中最为普遍的一种方法。
3 蛋白质亚细胞定位预测算法
蛋白质亚细胞定位预测中另一个重要因素是识别算法，成功的分类算法应该是能够高效、正确的将不同亚细胞位置的蛋白质分开。在蛋白质亚细胞定位预测方面，主要的算法包括5类：基于简单选择判别规则的方法；基于距离度量的近邻方法；基于人工神经网络的方法；基于马尔可夫模型的方法；基于向量机的方法。常用预测方法有神经网络、支持向量机 、最邻近算法三种。
（1）神经网络。神经网络是一种模仿动物神经网络行为特征，进行分布式并行信息处理的算法数学模型。这种网络依靠系统的复杂程度，通过调整内部大量节点之间相互连接的关系，从而达到处理信息的目的。神经网络具有良好的鲁棒性和容错性，因此，不仅在蛋白质亚细胞定位领域受到青睐，在模式识别的其他领域也得到了广泛的应用。
（2）支持向量机。支持向量机是一种基于统计学习理论分类技术，它在蛋白质特征向量映射到的高维空间中，找到一个使（下转第32页）（上接第12页）分类误差最小的最优分类面。由于支持向量机具有较好的推广能力，许多学者选择它作为蛋白质亚细胞定位预测的首选分类器。
（3）基于距离的近邻方法。基于距离的近邻方法原理是根据某种距离度量方法来度量样本之间的相似性，距离越近则两样本有可能出现在相同细胞器中。随后的研究中，研究者将基于距离的近邻方法做了推广，如模糊K近邻方法，加权模糊K近邻方法等。基于距离的近邻方法，不需要人为的选择参数，适合求解大规模问题，运算速度较快。
随着研究的不断深入，将多种算法进行融合，来预测蛋白质亚细胞定位已经逐渐成为研究的趋势。2010年，赵禹等用离散增量结合支持向量机方法预测蛋白质亚细胞定位。多种算法的融合，在提高蛋白质亚细胞定位预测的精度和加快算法运行速度方面取得了良好的效果。
4 预测算法的检验和评估
选用适当的预测算法之后，需要对算法进行评估，即检验出算法的准确率，它是评价一个分类算法性能好坏的重要指标，也是与其它分类预测算法比较的依据。预测算法的检验方法主要有自身一致性检验、独立性检验、留一法检验三种[29]。
留一交叉验证（1eave-one-outcross-validation，LOOCV）每次取出数据集中的一条蛋 白质序列作为测试样本，而剩余的蛋白质序列作为训练集对测试样本的亚细胞进行定位预测。直到所有样本序列都被测试一遍为止。LOOCV的缺点是计算成本高，费时，但是其结果更加严格可靠，已经在很多方法中得到了应用。
评估预测算法常用的算法评价指标有 ：敏感性、特异性和 Matthew相关系数。敏感性指标是指每类样本中被正确识别的比例，反映了预测成功率；特异性指标是指被判别为第i类的样本中真正属于第i类的比例，反映了预测的可信度。
Sensitivity（i）=■×100%
Spencificity（i）=■×100%
Matthews相关系数MCC可以对算法的准确率进行评估。
MCC（i）=■
其中，tp（i）是第i类样本中被预测正确的数目，fn（i）是第i类样本被错误的判别为其他类别的数目，fp（i）是非第i类样本但被预测为第i类样本的数目，tn（i）是非第i类样本中被预测正确的样本数目。MCC指标取值0至1，取值越高说明分类器的性能越好，当MCC取1时，所有样本均被正确识别；当MCC取0时，分类器的判别效果与随机指派的结果一样，这样的分类器是最差的。
【参考文献】
[1]徐建华，朱家勇.生物信息学在蛋白质结构与功能预测中的应用[J].J Med Mol Biol， 2005，2（3）：227-232.
[2]张树波，赖剑煌.蛋白质亚细胞定位预测的机器学习方法[J].计算机科学，2009，36（ 4）：29-33.
[3]张丽.蛋白质亚细胞定位的序列编码及预测方法研究[D].湖南：湖南大学计算与通信学院，2010.
[4]郭丽丽，陈月辉.基于机器学习的蛋白质亚细胞定位预测[J].信息技术与信息化，2011，5：73-75.
[5]吴文佳.蛋白质亚细胞定位预测方法研究[D].南京：南京航空航天大学，2008.
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