Abstract
Carnivorous plants vary in their unique features of morphology, ultrastructure and biochemical properties by species. Furthermore, prey-capturing mechanism as well as structural and physiological adaptations have been used for grouping various carnivorous species. In Drosera plants, glandular trichomes, which develop in the leaf epidermis, are known to play the most important role during the prey capturing process. The present study examined such trichomes, focusing on the glandular type, in leaves of Drosera anglica using scanning and transmission electron microscopy. Three types of rudimentary glandular trichomes were found to develop within the folded leaf primordia and immature leaf during early development. The first type, stalked glandular trichomes (Type I), occurred on the margin and upper epidermis of the leaf. With maturation, the longest glandular trichomes having lengthy stalks, ca. $2.2{\sim}5.1\;mm$, developed along the margin, while shorter stalked trichomes, ca. up to $200\;{\mu}m$, were found on the inner leaf blade. The shorter ones consisted of a globose head having two layers of secretory cells, parenchyma bell cells and tracheids and a multicellular stalk. The stalks gradually decreased in length in centripetal fashion. The second type, Type II, having ca. $15{\sim}30\;{\mu}m$ short stalks, also developed along the inner blade. Both types secreted mucilage from the secretory cells which had a thin cell wall and cuticle layer. The sessile six-celled glandular trichomes were the third type, Type III, and were $25{\sim}40\;{\mu}m$ in length. They were distributed most commonly throughout the upper and lower epidermis, petiole and even on the stalk surfaces of the first two types of trichomes. The third type was also found to be involved in the active secretion. In prey capturing leaves, all trichome types secreted substances through thin cuticles in the head cell wall, which exhibited relatively loose wall components.
식충식물의 잎은 결핍된 양분을 보충하기 위해 곤충을 유인하여 포획할 수 있는 포충엽으로 변형된다. 식충식물 표피조직에 발달하는 분비모는 특수한 모용으로 곤충포칙에 필요한 성분을 분비하여 먹이를 소화하고 흡수할 수 있도록 발달한다. 본 연구에서는 긴잎끈끈이주걱 (Drosera anglica Huds.) 엽신에 발달하는 여러 유형의 분비모 발달양상을 주사 및 투과전자현미경적인 방법으로 연구하였다. 포충엽 발달초기 엽원기 단계에서는 엽신이 접혀진 상태로 분화하여 상피조직은 노출되지 않으며, 하피조직에는 비분비모 및 모용원기들이 발달한다. 또한, 엽연이 접힌 상태로 어린 잎의 단계를 거치나 엽연에 발달하는 분비모는 기저부위만 노출되고 이들의 두정부위 및 다른 유형의 분비모들은 접힌 내부에 발달하여 보호된다. 병세포가 매우 길게 신장하는 엽연의 분비모에는 곤충 포획 시 가장 신속하게 식충의 기작을 수행하기 위한 세포수준에서의 구조분화도 수반된다. 엽연에는 긴 병세포를 지닌 약 $2.2{\sim}5.1\;mm$의 globose 분비모 (Type I)가 발달한 반면, 엽신의 내부로 갈수록 병세포는 점진적으로 짧아져 중앙 부위에서는 약 $200{\sim}300\;{\mu}m$의 짧은 병세포를 형성한다. 두정부위(head)는 2층의 분비세포, 중간의 장방형의 유세포층, 중앙의 가도관으로 구성된다. 엽연 분비모에 곤충이 접촉되면 이들 분비모는 매우 빠르게 움직이며 엽정 부위를 향축면으로 움직여 엽신이 곤충을 포위하게 하여 두정부위에서 분비된 점액성 물질로 곤충을 소화 흡수시키는 능동적인 식충의 기작을 수행한다. 또한, 엽신의 내부에는 분비물질을 분비하는 압핀형 두정부위와 짤은 병세포(ca. $15{\sim}30\;{\mu}m$)로 이루어진 분비모(Type II가 발달한다. 또 다른 유형은 병세포가 형성되지 않는 약 $25{\sim}40\;{\mu}m$의 6세포성분비모(Type III)로 상피 및 하피, 엽병, Type I 및 Type II 병세포 표면에 이르기까지 분포하며 위 두 유형의 분비모와 함께 활발한 분비활동을 수행한다. Type III 분비모의 경우, 분비물질은 정단의 두 세포에서만 방출되었다. Type I, II, III 두정부위 분비세포 세포벽에는 큐티클 층이 얇게 발달하며, 세포질 내에는 골지체, 소포체, 분비소낭 등의 막성계 세포내소기관 및 전자밀도가 높은 입자 등이 잘 발달하였다.
