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【摘要】本研究通过对仙人指和仙人掌进行显微观察，确定了其形成层的位置；将仙人指作为接穗嫁接在仙人掌的髓部、刺座、形成层处，对其成活率进行比较研究；对砧木与接穗接合部位进行解剖观察研究；初步探究了仙人掌嫁接成活的原理。试验结果显示，嫁接于刺座成活率最高，髓部次之，形成层最低。解剖结构观察表明，嫁接于刺座、形成层，接穗与砧木的维管组织是接通的；嫁接于髓部，接穗与砧木的维管组织并没有接通。本文对其成活原理进行了讨论。
【关键词】仙人掌 仙人指 形成层 刺座 髓
一、引言
初中的劳技课上，在学习仙人指嫁接时，老师告诉我们应该把接穗嫁接在仙人掌的形成层处，而形成层在仙人掌的维管束中，还给我们看了用红墨水染红的仙人掌输导组织的位置。可是，一些同学把接穗嫁接在形成层处，接穗没有成活；而有些同学将接穗嫁接在了仙人掌的髓部，接穗也没有萎蔫。这个结果令我增加了对仙人掌嫁接的好奇与关注。
通过查阅资料，我了解到用仙人掌作为砧木嫁接已经成为普遍使用的方法。许多学者对仙人掌嫁接的刀法、切口的位置、角度、接合面长度等都进行了对比和分析；对嫁接的基本操作也进行了介绍，有学者认为形成层在维管束中间，无论用哪种嫁接方法，砧木与接穗之间的维管束必须对正，至少有部分重叠，理想情况是切面能完全重叠。还有学者认为，在砧木的侧面或正面选择有刺座(仙人掌的茎节)的部位，以刺座为中心，纵切切口；削接穗时露出维管束，接穗维管束要贴近刺座。
但所有资料都没有用仙人掌的显微结构图说明形成层的具体位置。没有对仙人掌嫁接成活的原理进行阐述，也没有用试验结果证明这种嫁接方法的优越；这不禁让我产生了疑问。仙人掌的显微结构究竟是什么样子的?仙人掌嫁接成活的原理究竟是什么呢?
本研究通过对仙人指(Schlumbergera bridge-sii)和仙人掌(Opuntia di~enii)进行显微观察，确定了形成层的位置；分别将仙人指作为接穗嫁接在仙人掌的髓部、刺座及形成层处，对其成活率进行比较研究；对砧木接穗接合部位进行解剖观察研究；初步探究了仙人掌嫁接成活的原理。
本研究填补了对仙人掌嫁接成活的原理研究的空白，用理论指导实践，对于提高仙人掌嫁接效率，节省成本等方面都有着重要的意义。
二、材料、方法与过程
1 试验材料
仙人掌(Opuntia dillenii)，仙人掌科，仙人掌属，为多年生多浆草本植物。多盆栽，用作嫁接蟹爪莲和仙人指的砧木。 仙人指(Schlumbergera bridgesii)，仙人掌科，仙人指属。为多年生肉质植物。仙人指可用于扦插、嫁接或播种繁殖。嫁接以春秋为宜，砧木一般选用仙人掌或量天尺(Hylocereus unda-tus)。
2 试验方法
(1)试验材料的显微结构观察
徒手切片法观察仙人掌、仙人指的显微结构，观察其形成层的位置。
(2)嫁接试验
①嫁接试验方法
分别将仙人指作为接穗嫁接在仙人掌的髓部、刺座及形成层处，对其成活率进行比较研究。
②嫁接试验过程
砧木：2年生健壮的仙人掌。
接穗：保留2个茎节的健壮的仙人指。接穗从老株上剪取，随剪随嫁接。
90株仙人掌分成A1、A2、A3三组，每组30株，并将每盆仙人掌贴上标签(以A1组为例：AI-1、A1-2、A1-3…A1-29、A1-30)；将解剖刀用酒精消毒后进行嫁接，各组接穗处理及砧木切口位置如表1所示，嫁接方法如图1所示。
嫁接后统一水肥管理。定期观察接穗的成活情况，是否腐烂、萎蔫、直立、长出新茎节，并记录。 (3)解剖结构观察 ①解剖结构观察方法 保留砧木与接穗贴合部分，进行解剖结构观察。 ②解剖结构观察过程 每组切取成活材料，下端置于浓度为20％的稀释红墨水中，放在阳光充足处；使红墨水对导管进行染色，2小时后取出备用；保留砧木与接穗贴合部分，进行解剖结构观察。
将每个样本的接合处的皮层削去，剖至维管束处，直到观察到接合处仙人掌和仙人指導管的分布及染色情况。观察仙人掌和仙人指的导管是否已沟通，砧木与接穗的导管是否接合，稀释红墨水能否进入接穗的木质部。
三、结果与分析
1 试验材料的显微结构
如图所示，仙人掌(图2)和仙人指(图3)的维管束位于皮层和髓部之间，并排成一圈。其维管束为外韧维管束，韧皮部与木质部之间有束中形成层，维管束之间有束间形成层。形成层是分生组织，能够进行细胞分裂，向外分化产生新的韧皮部。向内分化产生新的木质部。木质部中的导管运输水分和无机盐。韧皮部的筛管运输有机营养。 2 嫁接试验结果 通过两个月的观察，统计了各组嫁接后接穗直立率(见表2)及萌发新茎节率(见表3)。
试验结果显示：仙人指嫁接于仙人掌的刺座位置(A2组)其成活率最高，接穗直立率为86.67％，接穗萌发新茎节率为60％；仙人指嫁接于仙人掌髓部(A1组)成活率次之，接穗直立率为80.00％，接穗萌发新茎节率为30.00％；仙人指接于仙人掌的形成层部(A3组)成活率最低，接穗直立率为60.00％，接穗萌发新茎节率为20.00％。 (见图4)
从接穗的生长变化趋势上看，仙人指嫁接于仙人掌的刺座位置(A2组)最稳定，接穗萌发新茎节的速度最快，从嫁接日到最后观察日，接穗萌发新茎节的株数占直立株数的69.23％；仙人指嫁接于仙人掌髓部(A1组)其接穗直立株数呈逐渐下降的趋势，接穗萌发新茎节的速度相对缓慢，从嫁接日到最后观察日，接穗萌发新茎节的株数占直立株数的37.50％；仙人指接于仙人掌的形成层部(A3组)在嫁接后第2周接穗直立株数急剧下降，之后趋于稳定，接穗萌发新茎节的速度慢，从嫁接日到最后观察日，接穗萌发新茎节的株数占直立株数的33.33％。 (见图5)
3 解剖结构观察结果
仙人指嫁接于仙人掌髓部(A1组)结果如图6-1、图6-2和图6-3所示。
通过解剖结构观察发现，本组样本仙人掌的导管被红墨水染成红色，而仙人指的导管并没有被染色(见图6-1)，说明接穗与砧木的维管组织并没有接通。当样本在红墨水中浸泡时间延长。直到仙人掌的髓部薄壁细胞都染为红色，仙人指的导管才呈现红色(见图6-2)，说明仙人指是靠在仙人掌髓部吸收水和无机盐来存活的。这种方式吸收效率不高，这正是其接穗萌发新茎节的速度相对缓慢原因。
有些样本虽然能够较长时间(2个月)地保持直立状态，但最终并不一定能够成 活，因为维管组织没有接通，在嫁接部位内部有时会出现腐烂现象(见图6-3)，由此导致接穗直立株数呈逐渐下降的趨势。
仙人指嫁接于仙人掌的刺座位置(A2组)结果如图7-1、图7-2图7-3和图7-4所示。
仙人掌的掌片是其变态的肉质茎，其叶变态为刺，刺座就是其节，此处为维管束网的结点(见图7-1、图7-2)。通过解剖结构观察发现，本组样本仙人掌的导管被红墨水染成红色，仙人指的导管也被染色，并能够清楚地看到接穗与砧木的维管组织是接通的(见图7-3、图7-4)。维管组织接通，接穗吸收水分和元机盐的效率高，因此这种嫁接方法成活率高且最稳定，接穗萌发新茎节的速度最快。
仙人指接于仙人掌的形成层部(A3组)结果如图8-1、图8-2和图8-3所示。
通过解剖结构观察发现，本组成活的样本仙人掌的导管被红墨水染成红色。仙人指的导管也被染色，并能够清楚地看到接穗与砧木的维管组织是接通的(见图8-2、图8-3)。本组嫁接的部位是在仙人掌的皮层与髓部之间的形成层，仙人掌的皮层较薄，在嫁接初期维管组织没有接通之前，很容易失水变干(见图8-1)，本组在嫁接后第2周接穗直立株数急剧下降，之后趋于稳定，正是以上原因造成的。
四、成果
仙人指嫁接于仙人掌的刺座位置(A2组)，试验数据表明，此方法成活率最高且最稳定，接穗萌发新茎节的速度最快。解剖结构观察表明，接穗与砧木的维管组织是接通的。其成活原理是，砧木仙人掌的刺座就是它的节，是侧芽的着生部位，此处植物激素(能促进细胞分裂)较多，并且刺座处是维管束网的结点，维管束中有束中形成层(分生组织)：削接穗仙人指时。要露出维管束，即其形成层的位置。仙人指嫁接于仙人掌的刺座，使接穗和砧木的形成层紧密贴合，在植物激素的促进下进行细胞分裂，形成愈伤组织，分化出新的木质部和韧皮部，维管组织接通，接穗成活。
仙人指嫁接于仙人掌髓部(A1组)，试验数据表明，此方法接穗直立率高但呈逐渐下降的趋势，样本接穗虽然能够较长时间(2个月)地保持直立状态，但最终并不一定能够成活，接穗萌发新茎节的速度相对缓慢。解剖结构观察表明，接穗与砧木的维管组织并没有接通。其成活原理是。砧木仙人掌的髓部薄壁细胞保持水分的能力很强，接穗仙人指是靠在仙人掌髓部吸收水和无机盐来存活的。这种方式吸收效率不高，因此接穗生长缓慢，不易萌发新茎节。因为维管组织没有接通，在嫁接部位内部有时会出现腐烂现象。
仙人指接于仙人掌的形成层部(A3组)，试验数据表明，此方法在嫁接后第2周接穗直立株数急剧下降。之后趋于稳定。解剖结构观察表明，本组成活的样本接穗与砧木的维管组织是接通的。其成活原理是，砧木仙人掌的形成层与接穗仙人指的形成层紧密贴合，细胞分裂形成愈伤组织。分化出新的木质部和韧皮部，维管组织接通，接穗成活。本组嫁接的部位是在仙人掌的皮层与髓部之间的形成层。仙人掌的皮层较薄，在嫁接初期维管组织没有接通之前，很容易失水变干，导致嫁接失败。
专家点评
本文在对仙人指和仙人掌进行显微观察和砧木与接穗结合部位解剖观察的基础上．对不同嫁接部位成活率进行了比较研究。研究方法、技术路线科学合理，实验过程严谨，论文撰写格式规范。可以看出在整个研究过程中，小作者在实验观察、科研论文写作等方面都得到了很好的锻炼。
【关键词】仙人掌 仙人指 形成层 刺座 髓
一、引言
初中的劳技课上，在学习仙人指嫁接时，老师告诉我们应该把接穗嫁接在仙人掌的形成层处，而形成层在仙人掌的维管束中，还给我们看了用红墨水染红的仙人掌输导组织的位置。可是，一些同学把接穗嫁接在形成层处，接穗没有成活；而有些同学将接穗嫁接在了仙人掌的髓部，接穗也没有萎蔫。这个结果令我增加了对仙人掌嫁接的好奇与关注。
通过查阅资料，我了解到用仙人掌作为砧木嫁接已经成为普遍使用的方法。许多学者对仙人掌嫁接的刀法、切口的位置、角度、接合面长度等都进行了对比和分析；对嫁接的基本操作也进行了介绍，有学者认为形成层在维管束中间，无论用哪种嫁接方法，砧木与接穗之间的维管束必须对正，至少有部分重叠，理想情况是切面能完全重叠。还有学者认为，在砧木的侧面或正面选择有刺座(仙人掌的茎节)的部位，以刺座为中心，纵切切口；削接穗时露出维管束，接穗维管束要贴近刺座。
但所有资料都没有用仙人掌的显微结构图说明形成层的具体位置。没有对仙人掌嫁接成活的原理进行阐述，也没有用试验结果证明这种嫁接方法的优越；这不禁让我产生了疑问。仙人掌的显微结构究竟是什么样子的?仙人掌嫁接成活的原理究竟是什么呢?
本研究通过对仙人指(Schlumbergera bridge-sii)和仙人掌(Opuntia di~enii)进行显微观察，确定了形成层的位置；分别将仙人指作为接穗嫁接在仙人掌的髓部、刺座及形成层处，对其成活率进行比较研究；对砧木接穗接合部位进行解剖观察研究；初步探究了仙人掌嫁接成活的原理。
本研究填补了对仙人掌嫁接成活的原理研究的空白，用理论指导实践，对于提高仙人掌嫁接效率，节省成本等方面都有着重要的意义。
二、材料、方法与过程
1 试验材料
仙人掌(Opuntia dillenii)，仙人掌科，仙人掌属，为多年生多浆草本植物。多盆栽，用作嫁接蟹爪莲和仙人指的砧木。 仙人指(Schlumbergera bridgesii)，仙人掌科，仙人指属。为多年生肉质植物。仙人指可用于扦插、嫁接或播种繁殖。嫁接以春秋为宜，砧木一般选用仙人掌或量天尺(Hylocereus unda-tus)。
2 试验方法
(1)试验材料的显微结构观察
徒手切片法观察仙人掌、仙人指的显微结构，观察其形成层的位置。
(2)嫁接试验
①嫁接试验方法
分别将仙人指作为接穗嫁接在仙人掌的髓部、刺座及形成层处，对其成活率进行比较研究。
②嫁接试验过程
砧木：2年生健壮的仙人掌。
接穗：保留2个茎节的健壮的仙人指。接穗从老株上剪取，随剪随嫁接。
90株仙人掌分成A1、A2、A3三组，每组30株，并将每盆仙人掌贴上标签(以A1组为例：AI-1、A1-2、A1-3…A1-29、A1-30)；将解剖刀用酒精消毒后进行嫁接，各组接穗处理及砧木切口位置如表1所示，嫁接方法如图1所示。
嫁接后统一水肥管理。定期观察接穗的成活情况，是否腐烂、萎蔫、直立、长出新茎节，并记录。 (3)解剖结构观察 ①解剖结构观察方法 保留砧木与接穗贴合部分，进行解剖结构观察。 ②解剖结构观察过程 每组切取成活材料，下端置于浓度为20％的稀释红墨水中，放在阳光充足处；使红墨水对导管进行染色，2小时后取出备用；保留砧木与接穗贴合部分，进行解剖结构观察。
将每个样本的接合处的皮层削去，剖至维管束处，直到观察到接合处仙人掌和仙人指導管的分布及染色情况。观察仙人掌和仙人指的导管是否已沟通，砧木与接穗的导管是否接合，稀释红墨水能否进入接穗的木质部。
三、结果与分析
1 试验材料的显微结构
如图所示，仙人掌(图2)和仙人指(图3)的维管束位于皮层和髓部之间，并排成一圈。其维管束为外韧维管束，韧皮部与木质部之间有束中形成层，维管束之间有束间形成层。形成层是分生组织，能够进行细胞分裂，向外分化产生新的韧皮部。向内分化产生新的木质部。木质部中的导管运输水分和无机盐。韧皮部的筛管运输有机营养。 2 嫁接试验结果 通过两个月的观察，统计了各组嫁接后接穗直立率(见表2)及萌发新茎节率(见表3)。
试验结果显示：仙人指嫁接于仙人掌的刺座位置(A2组)其成活率最高，接穗直立率为86.67％，接穗萌发新茎节率为60％；仙人指嫁接于仙人掌髓部(A1组)成活率次之，接穗直立率为80.00％，接穗萌发新茎节率为30.00％；仙人指接于仙人掌的形成层部(A3组)成活率最低，接穗直立率为60.00％，接穗萌发新茎节率为20.00％。 (见图4)
从接穗的生长变化趋势上看，仙人指嫁接于仙人掌的刺座位置(A2组)最稳定，接穗萌发新茎节的速度最快，从嫁接日到最后观察日，接穗萌发新茎节的株数占直立株数的69.23％；仙人指嫁接于仙人掌髓部(A1组)其接穗直立株数呈逐渐下降的趋势，接穗萌发新茎节的速度相对缓慢，从嫁接日到最后观察日，接穗萌发新茎节的株数占直立株数的37.50％；仙人指接于仙人掌的形成层部(A3组)在嫁接后第2周接穗直立株数急剧下降，之后趋于稳定，接穗萌发新茎节的速度慢，从嫁接日到最后观察日，接穗萌发新茎节的株数占直立株数的33.33％。 (见图5)
3 解剖结构观察结果
仙人指嫁接于仙人掌髓部(A1组)结果如图6-1、图6-2和图6-3所示。
通过解剖结构观察发现，本组样本仙人掌的导管被红墨水染成红色，而仙人指的导管并没有被染色(见图6-1)，说明接穗与砧木的维管组织并没有接通。当样本在红墨水中浸泡时间延长。直到仙人掌的髓部薄壁细胞都染为红色，仙人指的导管才呈现红色(见图6-2)，说明仙人指是靠在仙人掌髓部吸收水和无机盐来存活的。这种方式吸收效率不高，这正是其接穗萌发新茎节的速度相对缓慢原因。
有些样本虽然能够较长时间(2个月)地保持直立状态，但最终并不一定能够成 活，因为维管组织没有接通，在嫁接部位内部有时会出现腐烂现象(见图6-3)，由此导致接穗直立株数呈逐渐下降的趨势。
仙人指嫁接于仙人掌的刺座位置(A2组)结果如图7-1、图7-2图7-3和图7-4所示。
仙人掌的掌片是其变态的肉质茎，其叶变态为刺，刺座就是其节，此处为维管束网的结点(见图7-1、图7-2)。通过解剖结构观察发现，本组样本仙人掌的导管被红墨水染成红色，仙人指的导管也被染色，并能够清楚地看到接穗与砧木的维管组织是接通的(见图7-3、图7-4)。维管组织接通，接穗吸收水分和元机盐的效率高，因此这种嫁接方法成活率高且最稳定，接穗萌发新茎节的速度最快。
仙人指接于仙人掌的形成层部(A3组)结果如图8-1、图8-2和图8-3所示。
通过解剖结构观察发现，本组成活的样本仙人掌的导管被红墨水染成红色。仙人指的导管也被染色，并能够清楚地看到接穗与砧木的维管组织是接通的(见图8-2、图8-3)。本组嫁接的部位是在仙人掌的皮层与髓部之间的形成层，仙人掌的皮层较薄，在嫁接初期维管组织没有接通之前，很容易失水变干(见图8-1)，本组在嫁接后第2周接穗直立株数急剧下降，之后趋于稳定，正是以上原因造成的。
四、成果
仙人指嫁接于仙人掌的刺座位置(A2组)，试验数据表明，此方法成活率最高且最稳定，接穗萌发新茎节的速度最快。解剖结构观察表明，接穗与砧木的维管组织是接通的。其成活原理是，砧木仙人掌的刺座就是它的节，是侧芽的着生部位，此处植物激素(能促进细胞分裂)较多，并且刺座处是维管束网的结点，维管束中有束中形成层(分生组织)：削接穗仙人指时。要露出维管束，即其形成层的位置。仙人指嫁接于仙人掌的刺座，使接穗和砧木的形成层紧密贴合，在植物激素的促进下进行细胞分裂，形成愈伤组织，分化出新的木质部和韧皮部，维管组织接通，接穗成活。
仙人指嫁接于仙人掌髓部(A1组)，试验数据表明，此方法接穗直立率高但呈逐渐下降的趋势，样本接穗虽然能够较长时间(2个月)地保持直立状态，但最终并不一定能够成活，接穗萌发新茎节的速度相对缓慢。解剖结构观察表明，接穗与砧木的维管组织并没有接通。其成活原理是。砧木仙人掌的髓部薄壁细胞保持水分的能力很强，接穗仙人指是靠在仙人掌髓部吸收水和无机盐来存活的。这种方式吸收效率不高，因此接穗生长缓慢，不易萌发新茎节。因为维管组织没有接通，在嫁接部位内部有时会出现腐烂现象。
仙人指接于仙人掌的形成层部(A3组)，试验数据表明，此方法在嫁接后第2周接穗直立株数急剧下降。之后趋于稳定。解剖结构观察表明，本组成活的样本接穗与砧木的维管组织是接通的。其成活原理是，砧木仙人掌的形成层与接穗仙人指的形成层紧密贴合，细胞分裂形成愈伤组织。分化出新的木质部和韧皮部，维管组织接通，接穗成活。本组嫁接的部位是在仙人掌的皮层与髓部之间的形成层。仙人掌的皮层较薄，在嫁接初期维管组织没有接通之前，很容易失水变干，导致嫁接失败。
专家点评
本文在对仙人指和仙人掌进行显微观察和砧木与接穗结合部位解剖观察的基础上．对不同嫁接部位成活率进行了比较研究。研究方法、技术路线科学合理，实验过程严谨，论文撰写格式规范。可以看出在整个研究过程中，小作者在实验观察、科研论文写作等方面都得到了很好的锻炼。