茎部具有区别于根系的显著特征:
呈现圆柱形、三角形或方形截面,部分中空(如竹类)或实心[2]
节间长度直接影响植株形态,短缩节间形成莲座状结构(如白菜)[1]
叶痕与芽鳞痕可作为茎部发育阶段的识别标记[2]
双子叶植物茎通过分层结构实现多重功能:
物质运输:初生木质部的导管单向运输水分与矿物质,韧皮部筛管双向输送有机物[1]
机械支持:厚角组织与木质部纤维构成抗弯曲支撑体系,髓射线细胞增强径向抗压强度[1]
光合作用:幼茎表皮细胞含叶绿体,在叶片发育前承担光能转化功能[1]
以双子叶植物茎横截面为例,分为三大组织区域:
表皮层:单层紧密排列细胞,表面覆盖角质层减少水分蒸发[1]
皮层:厚角组织提供机械强度,薄壁细胞储存淀粉等营养物质[1]
中柱:
维管束环状排列,初生木质部内始式发育,韧皮部外始式分化[1]
髓射线贯通皮层与髓部,承担横向物质运输[1]
髓心薄壁细胞具有代谢活性,部分植物随生长形成髓腔[1]
根据茎干空间伸展方式可分为:
直立茎:杨树、玉米等通过木质化维管束直立生长[1]
缠绕茎:牵牛花、何首乌依赖茎尖旋转运动攀附支撑物[1]
匍匐茎:草莓产生不定根与腋芽形成新植株[1]
为适应特殊环境,部分植物茎发生形态与功能变异:
叶状茎:竹节蓼的茎扁平化替代叶片进行光合作用[1][2]
刺状茎:山楂、酸橙的腋芽特化成防御性尖刺[2]
卷须茎:南瓜、葡萄茎端形成缠绕结构辅助攀援[1]
钩状茎:钩藤茎部侧枝弯曲成钩状,利于丛林环境中攀爬[2]
肉质茎:仙人掌茎部薄壁细胞特化成储水组织[1]