10個(gè)柿品種葉片結(jié)構(gòu)及其與抗寒性關(guān)系

10個(gè)柿品種葉片結(jié)構(gòu)及其與抗寒性關(guān)系

石美娟,侯冬梅,王勇*,薛福亮,安棟,王桂珠

(山西省農(nóng)科院果樹(shù)研究所 山西太原 030031)

摘要：本研究對(duì)山西省農(nóng)科院果樹(shù)所柿示范園內(nèi)10個(gè)引種柿品種葉片，采用石蠟切片技術(shù)觀測(cè)其組織結(jié)構(gòu)，應(yīng)用變異系數(shù)、相關(guān)分析和主分量分析綜合評(píng)價(jià)10個(gè)柿品種的抗寒性。結(jié)果表明：各個(gè)柿品種葉片的組織結(jié)構(gòu)均有顯著差異性。葉片厚度與柵欄組織厚度有極顯著的相關(guān)性。CTR與柵海比是影響抗寒性的主要葉片組織結(jié)構(gòu)指標(biāo)。CTR、柵海比與抗寒性呈正相關(guān)性；SR與抗寒性呈負(fù)相關(guān)。10個(gè)引進(jìn)柿品種的抗寒性從強(qiáng)到弱排序?yàn)椋焊擅笨?磨盤(pán)柿、華縣白旋柿>火罐>孝義牛心柿>陽(yáng)豐>滎陽(yáng)大葉水柿>永濟(jì)青柿>涇川扁塌塌>海安小方柿。其中磨盤(pán)柿、干帽盔、火罐、孝義牛心柿在山西省果樹(shù)所的長(zhǎng)勢(shì)更加優(yōu)良。研究可為山西省果樹(shù)所柿樹(shù)抗寒品種的引種、馴化提供科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：柿;葉片組織結(jié)構(gòu);抗寒性;主分量分析

收稿日期：2015-09-16修回日期：2015-10-14

作者簡(jiǎn)介：石美娟(1975-)，女(漢)，山西太谷人，研究實(shí)習(xí)員,研究方向：果樹(shù)栽培與育種

通訊作者：*王勇,副研究員。Tel：13835441554；Email:24367028@qq.com

基金項(xiàng)目：山西省科技攻關(guān)項(xiàng)目(20120321006-1 )

中圖分類號(hào)：S665.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Leaf Structure of 10 Persimmon Varieties and Its Relationship with Cold Resistance

Shi Meijuan, Hou Dongmei, Wang Yong*, Xue Fuliang, An Dong,Wang Guizhu

(Shanxiacademyofagriculturalsciences'instituteoffruittreesTaiyuanShanxi030031China)

Abstract:This study evaluated the cold resistance of the 10 persimmon Cultivars by observation and comparison to the 10 introduction persimmon leaf anatomical structure of Shanxi Province academy of agricultural sciences' GuoShuSuo persimmon demonstration park. The results showed that the organizational structure had significant difference between each leaf of persimmon varieties.There was a very significant correlation between leaf thickness and tissue thickness. CTR and grid than sea was the main blade structure index affecting the cold hardines, CTR, grid ratio was positively correlation with hardiness; The SR and negatively correlated with cold resistance. Using correlation analysis and coefficient of variation and principal component analysis of 10 varieties of persimmon frost hardiness of comprehensive evaluation, the order from strong to weak was: Ganmaokui>Mo pan shi>Hua xian bai xuan shi> Huo guan> Xiao yi niu xin shi> YangFeng >Xing yang da ye shui shi>Yong ji qing shi> Jing chuan bian ta ta> Hai an xiao fang shi.To provide a theoretical basis for introduction and domestication of persimmon varieties.

Key words:Persimmon; Leaf tissue structure; Cold hardiness; Principal component analysis

柿隸屬于柿科(Ebenaceae)柿屬(DiospyrosL.)木本植物。全世界柿樹(shù)共400種，我國(guó)有64種[1]，元明清時(shí)代是我國(guó)柿子發(fā)展的鼎盛時(shí)期。至1984年，山西省共栽有柿樹(shù)700余萬(wàn)株，年產(chǎn)量達(dá)0.8億kg。柿果實(shí)可鮮食、制糖、釀酒、做醋，還可制成柿餅。青柿餅曾在巴拿馬“萬(wàn)國(guó)比賽會(huì)”上獲得一等獎(jiǎng)[2～5]。隨著柿果的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和保健作用越來(lái)越為人們所認(rèn)可，對(duì)柿子的需求量日益增多，柿樹(shù)的栽培面積迅速擴(kuò)大。我國(guó)的柿樹(shù)主要分布在南方熱帶、亞熱帶地區(qū)，到了黃河流域一帶因冬季氣溫明顯降低，翌年倒春寒現(xiàn)象普遍，使柿樹(shù)安全越冬受到威脅，大大制約了柿樹(shù)的大面積發(fā)展。因此，研究柿樹(shù)的抗寒性，甄選抗寒性較強(qiáng)的柿品種，以減少凍害風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)今后柿樹(shù)的長(zhǎng)足發(fā)展具有重要意義。截至目前,冷平等[6,7]對(duì)柿樹(shù)抗寒性的研究報(bào)道不少，但是通過(guò)柿葉片組織解剖結(jié)構(gòu)對(duì)其抗寒性進(jìn)行評(píng)價(jià)的報(bào)道不多，本研究通過(guò)對(duì)山西省農(nóng)科院果樹(shù)所柿樹(shù)示范園內(nèi)10個(gè)引進(jìn)柿樹(shù)品種進(jìn)行葉片解剖結(jié)構(gòu)觀測(cè)比較，綜合評(píng)價(jià)10個(gè)柿品種的抗寒性，旨在為山西省柿樹(shù)抗寒品種的引種、馴化提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1材料

試材為山西省農(nóng)科院果樹(shù)所柿子示范園內(nèi)從陜西楊凌引進(jìn)的10個(gè)柿品種包括9個(gè)澀柿品種：磨盤(pán)柿、華縣白旋柿、永濟(jì)青柿、涇川扁塌塌、滎陽(yáng)大葉水柿、火罐、孝義牛心柿、海安小方柿、干帽盔。1個(gè)甜柿品種：陽(yáng)豐。

1.2方法

1.2.1采樣及處理

于2014年7月20日在山西省農(nóng)科院果樹(shù)所示范園內(nèi)，每個(gè)品種選3棵單株，在同方向、同部位摘取成熟葉片5枚，共15枚。距離主脈左右1 cm切取1 cm×1 cm小塊葉片，F(xiàn)AA液固定。

1.2.2石蠟制片[8]及葉片解剖結(jié)構(gòu)觀測(cè)

應(yīng)用浙江益迪生產(chǎn)的石蠟制片機(jī)，完成脫水、浸蠟、包埋等過(guò)程，切片8 μm番紅固綠雙重染色，中性樹(shù)膠封片。通過(guò)OLYMPUS BX51顯微鏡20 倍鏡下拍照，并用目鏡測(cè)微尺測(cè)定其葉片厚度、上表皮厚度、下表皮厚度、柵欄組織厚度、海綿組織厚度(單位μm)，計(jì)算柵/海比，細(xì)胞結(jié)構(gòu)緊密度(CTR)、細(xì)胞結(jié)構(gòu)松散度(SR)，所測(cè)數(shù)據(jù)均為30個(gè)視野下的平均值。

計(jì)算公式：柵/海比=柵欄組織厚度/海綿組織厚度

細(xì)胞結(jié)構(gòu)緊密度(CTR)=柵欄組織厚度/葉片厚度×100%

細(xì)胞結(jié)構(gòu)松散度(SR)= 海綿組織厚度/葉片厚度×100%

1.2.3數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)分析采用Excel和SAS統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行。

2結(jié)果與分析

2.1不同柿品種葉片組織結(jié)構(gòu)比較

通過(guò)對(duì)10個(gè)柿品種葉片石蠟制片的觀察可以發(fā)現(xiàn)：10個(gè)柿品種葉片的橫切結(jié)構(gòu)相近，均為異面葉，表皮有排列緊密的單細(xì)胞組成，葉肉分化明顯，近表皮是柱狀細(xì)胞較規(guī)則排列的柵欄組織，含葉綠素較多；短柱狀海綿組織位于柵欄組織和下表皮之間，相互間網(wǎng)狀連接，但期間排列緊密度因品種各異。從測(cè)試結(jié)果表1中可以看出各個(gè)柿品種葉片的組織結(jié)構(gòu)均有顯著差異性。其中磨盤(pán)柿的葉片厚度最厚，涇川扁塌塌的最薄，且與其他各個(gè)品種差異性顯著。柿品種葉片柵欄組織117.39～152.02 μm，平均厚度133.376 μm，變異系數(shù)2.517，海安小方柿的柵欄組織最厚達(dá)140.67 μm，火罐最小僅130.83 μm。海綿組織130.83～140.66 μm，平均厚度135.331 μm，變異系數(shù)4.354，磨盤(pán)柿海綿組織最厚達(dá)152.02 μm，涇川扁塌塌最薄僅117.39 μm。

2.2不同柿品種葉片組織結(jié)構(gòu)緊密度比較

從表1中可得出：各個(gè)柿品種葉片組織的緊密度存在明顯差異。其中柵海比變異幅度為0.89～1.14，變異系數(shù)5.866，干帽盔的柵海比最大為1.14，海安小方柿最小為0.89；CTR值變異幅度為0.38～0.45，變異系數(shù)2.77，磨盤(pán)柿CTR值最大，海安小方柿最??；SR值變異幅度為0.39～0.43，海安小方柿最大，干帽盔最小。

2.3不同品種柿子葉片結(jié)構(gòu)相關(guān)性比較

從表2中可以得出：葉片厚度與柵欄組織厚度有極顯著的相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)為0.8675；與柵海比、CTR、SR有顯著相關(guān)性。上表皮厚度和下表皮厚度與柵海比、CTR都有顯著負(fù)相關(guān)性。柵欄組織與CTR有極顯著相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)達(dá)0.973 7；與柵海比呈極顯著相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)為0.965 8；且與SR呈極顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.920 9。柵海比與CTR呈極顯著相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)為0.975 5；與SR呈極顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.981 5。CTR與SR呈極顯著負(fù)相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)為-0.930 1。

2.4不同品種柿葉片結(jié)構(gòu)主分量分析綜合評(píng)價(jià)

為了更全面地反映柿樹(shù)的抗逆性，對(duì)所測(cè)得的各個(gè)指標(biāo)數(shù)據(jù)加以綜合分析，以得出10個(gè)柿品種的綜合抗寒性排隊(duì)順序。通過(guò)運(yùn)用SAS軟件主分量分析方法，綜合指標(biāo)1所占總信息的63.16%。(表3)綜合指標(biāo)1中CTR絕對(duì)系數(shù)值為0.443 3;柵海比的絕對(duì)系數(shù)值為0.432 3，排在前兩位，所以，綜合指標(biāo)1是以CTR和柵海比為主的排隊(duì)結(jié)果。從表4中可得到在綜合指標(biāo)1的綜合參數(shù)中干帽盔、磨盤(pán)柿和華縣白璇柿的CTR值和柵海比名列前三位。綜合指標(biāo)2所占總信息的20.73%。綜合指標(biāo)2中葉片厚度的絕對(duì)系數(shù)值為0.677 5；柵欄組織的絕對(duì)系數(shù)值為0.646 8;排在前2位，所以，綜合指標(biāo)2是以葉片厚度和海綿組織為主的排隊(duì)結(jié)果，從表4中可得到在綜合指標(biāo)2的綜合參數(shù)中海安小方柿和永濟(jì)青柿、陽(yáng)豐名列前三位。依據(jù)綜合指標(biāo)1，2參數(shù)的大小(表4)，得出10個(gè)柿品種抗寒性由高到低排序?yàn)椋焊擅笨?、磨盤(pán)柿、華縣白旋柿、火罐、孝義牛心柿、陽(yáng)豐、滎陽(yáng)大葉水柿、永濟(jì)青柿、涇川扁塌塌、海安小方柿。

表1　不同品種柿子葉片結(jié)構(gòu)比較/μm

注:同行不同大寫(xiě)字母表示差異極顯著(p﹤0.01)

Note：Different capital letters show significant difference at the 0.01 level in the same row.

表2　不同品種柿子葉片結(jié)構(gòu)相關(guān)性比較

注：*為0.05水平上顯著性相關(guān)；**為0.01水平上顯著性相關(guān)

Note: * 0.05 level of significance; ** 0.01 level of significance.

表3　各個(gè)指標(biāo)貢獻(xiàn)率排序

表4　各個(gè)柿品種抗寒性綜合評(píng)價(jià)

3討論與結(jié)論

柿樹(shù)抗寒性是長(zhǎng)期適應(yīng)低溫的一種遺傳特性，這一特性與其內(nèi)部生理生化活動(dòng)和外界環(huán)境有關(guān)，而且取決于自身形態(tài)結(jié)構(gòu)特征[9]。葉片是植物進(jìn)行光合作用和蒸騰作用的主要器官，其形態(tài)結(jié)構(gòu)與周圍環(huán)境有著密切聯(lián)系。山西省果樹(shù)所地處柿子栽培“北限”附近，在此環(huán)境條件下，不同品種柿子葉片的形態(tài)結(jié)構(gòu)、解剖構(gòu)造和生理功能均發(fā)生適應(yīng)性改變。本研究通過(guò)對(duì)引進(jìn)的10個(gè)柿品種葉片的組織結(jié)構(gòu)測(cè)定分析，發(fā)現(xiàn)各個(gè)柿品種葉片的組織結(jié)構(gòu)均有顯著差異性。在許多經(jīng)濟(jì)林樹(shù)種有關(guān)葉片形態(tài)組織結(jié)構(gòu)與抗寒性關(guān)系研究報(bào)道中認(rèn)為[9～12]，CTR、SR和柵海比是指示抗寒性的重要指標(biāo)[13]。在本實(shí)驗(yàn)中：磨盤(pán)柿的CTR值最大，海安小方柿最小；SR值為海安小方柿的最大，干帽盔最小。因?yàn)镃TR、柵海比與抗寒性呈正相關(guān)；SR與抗寒性呈負(fù)相關(guān)[11,12,14]，也就表明磨盤(pán)柿、干帽盔的抗寒性優(yōu)于其他柿品種。

早在1978年，Li和Palta就提出馬鈴薯葉片柵欄組織的層次可以作為抗寒鑒定的指標(biāo),被觀察的抗寒性較強(qiáng)的馬鈴薯葉片的柵欄組織細(xì)胞層數(shù)要比抗寒性較弱的馬鈴薯葉片柵欄組織細(xì)胞層數(shù)少一層[15]。在本實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，10個(gè)柿品種的柵海比變異幅度為0.89～1.14，變異系數(shù)5.866，其中干帽盔的柵海比最大為1.14，海安小方柿最小為0.89；并且柵海比與CTR值呈極顯著的正相關(guān)。也就證明干帽盔的抗寒性優(yōu)于其他柿品種。

本實(shí)驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn)，磨盤(pán)柿的葉片厚度最厚，但是其CTR值也最大；海安小方柿的柵欄組織厚度最厚，但其SR值也最大，恰恰證實(shí)了葉片厚度(葉片總厚度、柵欄組織厚度、海綿組織厚度)往往會(huì)隨樣品所處生態(tài)條件和生理狀態(tài)的不同而發(fā)生變化，沒(méi)有一定穩(wěn)定性，不能很好地反映品種間抗寒性在遺傳上的差異[9,10]，所以葉片厚度作為柿品種抗寒性指標(biāo)還有待進(jìn)一步研究探討。

本研究運(yùn)用主分量分析方法，對(duì)10個(gè)柿品種的抗寒性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，其從強(qiáng)到弱排序?yàn)椋焊擅笨?、磨盤(pán)柿、華縣白旋柿、火罐、孝義牛心柿、陽(yáng)豐、滎陽(yáng)大葉水柿、永濟(jì)青柿、涇川扁塌塌、海安小方柿。其中磨盤(pán)柿、干帽盔、火罐、孝義牛心柿在山西省果樹(shù)所的長(zhǎng)勢(shì)更加優(yōu)良?？傊?，抗寒性是從植物形態(tài)解剖構(gòu)造，水分生理生態(tài)特征及生理生化反應(yīng)到組織細(xì)胞、光合細(xì)胞乃至原生質(zhì)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的綜合反映[16]，因此植物的抗寒性由相關(guān)的多因素影響，并且受外界環(huán)境條件制約，要準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)柿品種的抗寒性，還需充分結(jié)合抗寒生理生化實(shí)驗(yàn)及其田間凍害和凍害后恢復(fù)生長(zhǎng)情況等全面考慮。

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(編輯：梁文俊)