不同含油量文冠果種子透射電鏡顯微結(jié)構(gòu)觀察

朱桐+武創(chuàng)+李琳琳

摘 要：文冠果（Xanthoceras sorbifolia Bunge）是我國所特有的一種優(yōu)質(zhì)的木本油料樹品種，是具有發(fā)展?jié)摿Φ纳锬茉次锓N，具有多方面使用價值。本試驗主要針對能源植物文冠果種子中的油體進(jìn)行透射電鏡觀測，選取不同區(qū)域栽培、含油量差異較大的文冠果種子為試材，對其油體的顯微結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀測。結(jié)果顯示，油體形狀多呈球形和橢球形，少部分為不規(guī)則形狀；分布數(shù)量與含油量、出油率呈正相關(guān)關(guān)系，高含油量種子中含有的油體數(shù)量較多，分布密集。

關(guān)鍵詞：文冠果；油體；顯微結(jié)構(gòu)

中圖分類號：S565.9 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2016.10.001

Abstract：Wood of Shinyleaf Yellowhorn （Xanthoceras sorbifolia Bunge）， wood of Shinyleaf Yellowhorn genera， single species， was a species of woody oil tree species endemic to china， This experiment selected different cultivation area of crown fruit mature seeds to test. The results showed that the oil bodies were spherical and ellipsoidal， were not uniform in size， in the cells arranged tightly focused； The oil content， oil yield efficiency and crown fruit under the microstructure of body size， quantity， positively correlated relationship. The larger quantity of high oil content of seed oil bodies and small oil body gathered in lard body forms around the oil concentration areas.

Key words：Xanthoceras sorbifolia Bunge；oil body；microstructure

文冠果屬無患子科文冠果屬，為落葉科灌木或小喬木。文冠果的果實(shí)為蒴果，每果有8～10粒種子。種子扁球形，暗褐色，種仁白色[1]。種子含油量很高，是我國特有的高油料作物。油體是植物種子的貯油細(xì)胞器，呈現(xiàn)球形體，直徑為0.5～2.5 μm，一般積累于子葉、胚乳或盾片中。油體儲存的能量利于種子萌生，且助力植株生長。其體形、數(shù)量因植物種類的不同而存在差異，影響因素為養(yǎng)分和生長條件。即使同一粒種子，油體大小也會因存在于不同組織中而產(chǎn)生差異[2]。一直以來油體與含油量關(guān)系都深受大家的關(guān)注[3]，而很少有關(guān)于文冠果油體的相關(guān)報道。本試驗采用了透射電鏡技術(shù)，觀察油體形態(tài)、大小，為文冠果油體研究提供基礎(chǔ)性實(shí)驗性的參考，同時為提取文冠果油或生物柴油的研究提供參考。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

試驗試材為文冠果（Xanthoceras sorbifolia Bunge），是我國特有的一種優(yōu)良木本實(shí)用油料樹種。本試驗選取種植于江蘇沐陽、新疆自治區(qū)烏魯木齊市奇臺縣文冠果成熟的種子。

文冠果種子存在明顯差異，根據(jù)文冠果形態(tài)特征和表1中的含油量、出油率，篩選出差異較大的兩個種子作對比（圖1）：編號1和編號2（編號1三種指數(shù)都為大，編號2各指數(shù)都為?。?/p>

1.2 透射電鏡方法

文冠果種子去種殼，切割成1 mm3的組織塊，用戊二醛固定，經(jīng)德國 Leica EM AMW 微波組織處理機(jī)處理樣品，包埋聚合，再通過德國Leica EM FC7 UC7超薄切片機(jī)對聚合塊進(jìn)行修塊，后用雙重染色法進(jìn)行染色。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同含油量文冠果種子內(nèi)油體的差異性

不同含油量文冠果種子的含油量存在差異，油體分布也有差異。通過透射電鏡切片的顯微結(jié)構(gòu)可以看出，高含油量種子，油體總體數(shù)目多，排列分布密集，大油體和小油體的集聚呈現(xiàn)出不規(guī)則的密集區(qū)域，分布在細(xì)胞中（圖3）。而低含油量種子在細(xì)胞中出現(xiàn)相同規(guī)律，不同之處在于油體的總量明顯小于高含油量種子，大油體小油體的聚集密度略小，細(xì)胞內(nèi)出現(xiàn)部分空白區(qū)域（圖2）。

2.2 放大后油體的觀察

以編號1的文冠果種子進(jìn)行放大倍數(shù)后的顯微結(jié)構(gòu)觀察：（A）文冠果種子大油體（箭頭）和部分正在融合的小油體（三角）；（B）文冠果種子質(zhì)體中形狀不規(guī)則的油體（箭頭）。油體雖然多為球形體，但也有少部分不規(guī)則形狀；（C）文冠果種子油體從細(xì)胞壁向內(nèi)擴(kuò)充生長；（D）文冠果種子油體數(shù)量多，連成一片區(qū)域而形成油，充滿整個細(xì)胞（箭頭）；（E）文冠果種子液泡中的油（箭頭），質(zhì)體中的油（三角），細(xì)胞內(nèi)存在大量油體；（F） 油體蛋白（箭頭）覆蓋于油體表面。

2.3 油體分析

2.3.1 油體的數(shù)量和形態(tài)觀察 油體多呈球形和橢球形，大小不均一，細(xì)胞內(nèi)油體的大小有明顯的差異性，小油體數(shù)量較多而大油體數(shù)量較少，小油體會逐漸融合成大油體。油體在細(xì)胞中的排列疏緊程度，隨處在不同部位而產(chǎn)生差異，含量不一定相同。

2.3.2 文冠果種子中油體的發(fā)育 油貯存在種子的基本組織細(xì)胞中，由圖3（C）中油體在細(xì)胞的少量分布，到圖3（B）中的大量分布可知，早期細(xì)胞原生質(zhì)體中出現(xiàn)橢球形的油體，這些油體排列松散，隨機(jī)分布于原生質(zhì)中。隨著時間的推移和細(xì)胞形態(tài)的變化，油體數(shù)量逐漸增多，大量橢圓形、球形和不規(guī)則形狀油體均勻分布于細(xì)胞質(zhì)中，排列松散，直至細(xì)胞中充滿油體。油體的擴(kuò)增使得原生質(zhì)被擠壓，原生質(zhì)的區(qū)域越來越小，在細(xì)胞中找到細(xì)胞核有著巨大難度。

2.3.3 文冠果種子中油體的分布 在液泡和質(zhì)體中圖3（E）都觀察到存在著大量油體的分布，且一些小的油體會發(fā)生融合，形成一大片油的區(qū)域，且油充滿細(xì)胞時呈現(xiàn)出多種形態(tài)。油形成于液泡和質(zhì)體，且含量非常高。

3 結(jié)論與討論

文冠果作為一種木本油料植物，它和別的油料作物一樣，胚中所有細(xì)胞都積累油。起初在細(xì)胞壁和細(xì)胞核的周圍發(fā)現(xiàn)油體的分布；隨后擴(kuò)增的油體逐漸向細(xì)胞中央推移；隨后大量擴(kuò)增，直至整個細(xì)胞充滿油體。細(xì)胞中油體的形態(tài)多呈現(xiàn)橢球形、但也有不規(guī)則形狀。由于處于不同位置，油體在細(xì)胞中的排列有疏有緊，油含量也不相同。油體在細(xì)胞內(nèi)的分布與含油量有一定的關(guān)系，含油量越高，油體排列越繁多，面積越大。高含油量品種，油體總體數(shù)目多，排列分布密集，大油體和小油體的集聚呈現(xiàn)出不規(guī)則密集區(qū)域，分布在細(xì)胞中。而低含油量品種在細(xì)胞中也出現(xiàn)相同規(guī)律，不同之處在于油體的總量明顯小于高含油量品種，密度略小，細(xì)胞內(nèi)出現(xiàn)部分無油體空白區(qū)域。

油體蛋白大量覆蓋于油體表面，調(diào)控油體生長。Naested 等[4]認(rèn)為鈣結(jié)合油素蛋白可能直接參與膜和油體的融合。Huang[5]、Sarmiento等[5-6]推測鈣結(jié)合油素蛋白參與鈣對油體融合的調(diào)節(jié)，使小油體通過融合變成成熟油體。鈣結(jié)合油素蛋白結(jié)構(gòu)的保守性意味著其功能可能受鈣和磷酸化調(diào)控，現(xiàn)已證實(shí)鈣離子/鈣結(jié)合蛋白介導(dǎo)信號干涉植物生長的各個方面[7]，包括植物生長發(fā)育和對生物非生物的應(yīng)激反應(yīng)[8-10]。因此，文冠果含油量高是由于鈣結(jié)合油素蛋白、鈣離子信號介導(dǎo)油體生長。隨著時代高速發(fā)展，開發(fā)油體結(jié)合蛋白在生物技術(shù)及生物化學(xué)上的應(yīng)用很有必要，價值不容小覷。

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