茄果類蔬菜作物葉片表皮細(xì)胞數(shù)量性狀的研究

于龍鳳，安福全，李富恒

（1.臨滄師范高等?？茖W(xué)校，云南 臨滄 677000；2.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，哈爾濱 150030）

茄果類蔬菜作物是指茄科（Solanaceae）植物中以果實(shí)作為食用器官的蔬菜作物，主要包括番茄、茄子和辣椒。這類蔬菜含有豐富的維生素、碳水化合物、礦物鹽、有機(jī)酸及少量的蛋白質(zhì)，營養(yǎng)豐富，深受廣大人民群眾的歡迎，在中國南北各地普遍栽培。

關(guān)于茄果類蔬菜作物葉面積測(cè)量方法[1-2]、低溫弱光處理及解剖結(jié)構(gòu)與光合特性[4-6]、對(duì)番茄幼苗生長發(fā)育的影響，以及低溫、弱光、高溫對(duì)辣椒[7-8]、茄子[9-10]光合特性及生理指標(biāo)的影響等方面的研究已有很多報(bào)道，但有關(guān)茄果類蔬菜作物幼苗表皮細(xì)胞數(shù)量性狀方面的研究卻鮮有報(bào)道，所以本文以茄果類蔬菜作物（番茄、辣椒、茄子）為試材，研究不同節(jié)位葉片的表皮特征，并對(duì)其進(jìn)行定量分析，探討茄果類蔬菜作物葉片的發(fā)生規(guī)律，為進(jìn)一步揭示茄果類蔬菜作物葉片發(fā)育的機(jī)理提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

番茄（Lycopersicon esculentum Mill.）：月光；茄子（Solanum melongena L.）：龍雜茄三號(hào)；辣椒（Capsicum frutescens L.）：龍椒六號(hào)。

1.2 方法

1.2.1 試驗(yàn)材料的培育和處理

試驗(yàn)于2008年在東北農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝實(shí)驗(yàn)站進(jìn)行。選取籽粒飽滿、大小一致的種子浸種催芽：將種子放入50～55℃熱水進(jìn)行溫湯浸種，不斷攪拌使水溫逐漸降至30℃左右，繼續(xù)浸種5～8 h，在28～30℃的溫度下催芽，每天用溫水投洗2次，種子大部“露白”時(shí)開始播種。出2片真葉時(shí)移入營養(yǎng)缽中。出4～5片真葉后定植到直徑為30 cm的花盆中，常規(guī)管理。待葉片長到八葉一心時(shí)，取整齊一致的5株植株分別對(duì)不同節(jié)位葉片（心葉除外，由下至上依次為2、4、6、8節(jié)位）進(jìn)行形態(tài)解剖結(jié)構(gòu)數(shù)量性狀的觀測(cè)。

1.2.2 制片方法

葉片表皮采用印跡觀察法[11]。在光學(xué)顯微鏡下觀測(cè)并進(jìn)行顯微攝影。

1.2.3 數(shù)據(jù)測(cè)量、計(jì)算與分析

對(duì)非氣孔區(qū)的表皮細(xì)胞進(jìn)行測(cè)量以計(jì)算表皮細(xì)胞的大小，氣孔的大小，包括2個(gè)保衛(wèi)細(xì)胞和中間的開口。細(xì)胞、氣孔密度換算為每mm2內(nèi)的細(xì)胞、氣孔個(gè)數(shù)。數(shù)據(jù)用SPSS 13.0分析軟件進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 葉片表皮細(xì)胞特征

結(jié)果見圖版Ⅰ。

圖版I 茄果類蔬菜作物葉片表皮細(xì)胞的形態(tài)Plate I Morphous of solanaceous vegetable crops leaf epidermal cell

茄子和番茄表皮外分布密集的多細(xì)胞腺毛，辣椒表皮無腺毛分布。茄果類蔬菜作物葉片上下表皮細(xì)胞形狀較為相似，只是上表皮細(xì)胞的垂周壁常為淺波狀，下表皮細(xì)胞垂周壁的波狀程度大于上表皮。上、下表皮細(xì)胞由于節(jié)位不同形狀也存在差異。上部葉片（尤其靠近頂端部分）上、下表皮細(xì)胞形狀差異不大，細(xì)胞大小也差異不大（見圖版Ⅰ）。另外茄子和番茄葉片上表皮有很多細(xì)小茸毛，而辣椒無表皮毛分布。番茄、茄子和辣椒氣孔器的形狀多為腎形，個(gè)別為近圓形，且遠(yuǎn)軸面氣孔分布多于近軸面。

2.2 葉片上表皮數(shù)量性狀

結(jié)果見表1。

表1 茄果類蔬菜作物葉片上表皮特征比較Table 1 Compare of the features of solanaceous vegetable cops in leaf upper epidermis

由表1可知，隨著節(jié)位上升，番茄、辣椒和茄子上表皮細(xì)胞密度不斷增大，細(xì)胞直徑呈下降趨勢(shì)；辣椒和茄子上表皮氣孔密度隨著節(jié)位上升呈增大趨勢(shì)，上表皮氣孔長隨節(jié)位上升呈下降趨勢(shì)；番茄下部葉片上表皮氣孔密度隨節(jié)位上升呈增加趨勢(shì)，中上部葉片隨節(jié)位上升氣孔密度呈下降趨勢(shì)，而中上部氣孔大小則呈增加趨勢(shì)。辣椒下部節(jié)位葉片上表皮細(xì)胞密度為639個(gè)·mm-2，上部節(jié)位葉片上表皮細(xì)胞密度為1 015個(gè)·mm-2；茄子下部節(jié)位葉片上表皮細(xì)胞密度為312個(gè)·mm-2，上部節(jié)位葉片細(xì)胞密度為961個(gè)·mm-2；番茄下部葉片細(xì)胞密度為588個(gè)·mm-2，上部葉片細(xì)胞密度為923個(gè)·mm-2。

近軸面相同節(jié)位不同作物間細(xì)胞直徑大小表現(xiàn)不同，下部節(jié)位茄子表皮細(xì)胞直徑最大，上部節(jié)位葉片表皮細(xì)胞直徑差異不顯著（P＞0.05）；第4、6節(jié)位上表皮細(xì)胞密度大小依次表現(xiàn)為：番茄＞辣椒＞茄子；第2節(jié)位細(xì)胞密度表現(xiàn)為：辣椒＞番茄＞茄子；第8節(jié)位細(xì)胞密度表現(xiàn)為：辣椒＞茄子＞番茄；近軸面氣孔大小依次為：第4、6節(jié)位番茄＞辣椒＞茄子，第2、8節(jié)位番茄＞茄子＞辣椒；氣孔密度大小依次為：第4、6節(jié)位茄子＞辣椒＞番茄，第2、8節(jié)位辣椒＞茄子＞番茄。

2.3 葉片下表皮數(shù)量性狀

番茄、辣椒和茄子葉片下表皮細(xì)胞密度及氣孔密度均是隨著節(jié)位上升呈增加趨勢(shì)，下表皮細(xì)胞直徑及氣孔大小均呈減小趨勢(shì)。番茄、辣椒及茄子下部葉片下表皮細(xì)胞密度相差不大，上部葉片（靠近頂端部分）差異顯著，番茄為975個(gè)·mm-2，辣椒為1 305個(gè)·mm-2，茄子為1 647個(gè)·mm-2。結(jié)果見表2。

在不同節(jié)位各作物間細(xì)胞直徑、氣孔大小、細(xì)胞密度、氣孔密度表現(xiàn)不同。細(xì)胞直徑第2、4節(jié)位各作物間差異不顯著，第6節(jié)位大小依次為：辣椒＞茄子＞番茄，第8節(jié)位大小依次為：番茄＞辣椒＞茄子；細(xì)胞密度大小依次表現(xiàn)為：第2節(jié)位辣椒＞茄子＞番茄，第4節(jié)位茄子＞番茄＞辣椒，第6節(jié)位番茄＞茄子＞辣椒，第8節(jié)位茄子＞辣椒＞番茄；氣孔大小依次為：第2、6、8番茄＞辣椒＞茄子，第4節(jié)位辣椒＞茄子＞番茄；氣孔密度大小依次為：第2、6、8節(jié)位茄子＞辣椒＞番茄，第4節(jié)位茄子＞番茄＞辣椒。

表2 茄果類蔬菜作物葉片下表皮特征比較Table 2 Compare of the features of solanaceous vegetable corps in leaf lower epidermis

3 討論與結(jié)論

植物的發(fā)育是一個(gè)連續(xù)過程，貫穿于整個(gè)生活周期，而植物在生活周期的不同階段和植物的不同部位可以采取類似的調(diào)控機(jī)制。對(duì)茄果類蔬菜作物葉片表皮特征進(jìn)行觀測(cè)表明，該類作物葉表皮細(xì)胞形狀和垂周壁式樣在不同作物間存在一定規(guī)律性。黃芯婷等在研究福建山茶柃屬18種1變型植物葉表皮特征時(shí)認(rèn)為表皮細(xì)胞形態(tài)、垂周壁樣式等特征上差異較大，可作為種間區(qū)別的重要依據(jù)[12]。陳存武等在研究大別山5種黃精屬植物葉表皮時(shí)認(rèn)為表皮細(xì)胞大小和垂周壁的式樣、氣孔大小等特征在各種間存在一定的差異，可以作為本屬種間分類參考依據(jù)[13]。

本研究表明，該類作物還具有一個(gè)共同點(diǎn)：下表皮的細(xì)胞密度和氣孔密度均大于上表皮的細(xì)胞密度和氣孔密度；上、下表皮細(xì)胞密度及氣孔密度隨著節(jié)位上升呈增加趨勢(shì)，上、下表皮細(xì)胞大小及氣孔大小隨著節(jié)位上升呈減小趨勢(shì)。該結(jié)論與黃精屬等植物葉表皮研究結(jié)果[13]一致。說明葉片隨著節(jié)位上升，葉肉細(xì)胞逐漸縮小，細(xì)胞變小，意味著同一體積細(xì)胞數(shù)目增多，結(jié)果使細(xì)胞總表面積增加，光合膜面積增大，有助于葉片光合功能提高，這也是植物適應(yīng)環(huán)境的一種表現(xiàn)。

本研究?jī)H對(duì)茄果類三種作物表皮結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行比較研究，說明作物間存在差異，但就每一類作物不同品種間是否存在差異，有待于進(jìn)一步研究。

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