菠蘿蜜葉綠素缺失突變體幼苗維管組織結(jié)構(gòu)分析

董俊娜 王之欣 于旭東 吳繁花 付影 羅佳佳 蔡澤坪 張涵

摘? 要：木本植物維管組織發(fā)育對(duì)木材形成意義重大。本研究利用石蠟切片法和光學(xué)顯微技術(shù)，研究菠蘿蜜（Artocarpus heterophyllus）葉綠素缺失突變體（chlorophyll deficient mutant，CDM）幼苗不同部位的維管組織結(jié)構(gòu)，觀察及測(cè)量導(dǎo)管分子、篩管分子的孔徑和密度等，分析了維管組織和形成層的特點(diǎn)。結(jié)果表明，CDM幼苗的根、莖、葉柄和葉主脈維管組織中的木質(zhì)部和韌皮部的結(jié)構(gòu)均發(fā)生改變。與正常苗相比，CDM幼苗中次生木質(zhì)部導(dǎo)管分子和韌皮部篩管分子的孔徑和面積減小，密度增大;根和莖維管組織中形成層厚度減小，層數(shù)減少;CDM莖中的維管組織相比于根顯示出更強(qiáng)的抑制作用。本研究為進(jìn)一步探索木本植物維管組織發(fā)育提供了新材料。

關(guān)鍵詞：菠蘿蜜;葉綠素缺失突變體;幼苗;維管組織

中圖分類號(hào)：S667.8????? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Vascular Tissue Structure Analysis of Chlorophyll Deficient Mutant Seedlings from Artocarpus heterophyllus

DONG Junna1， WANG Zhixin1， YU Xudong1， WU Fanhua2， FU Ying1， LUO Jiajia3， CAI Zeping1*， ZHANG Han1

1. College of Forestry， Hainan University / Key Laboratory of Genetics and Germplasm Innovation of Tropical Special Forest Trees and Ornamental Plants， Ministry of Education， Haikou， Hainan 570228， China; 2. School of Life and Pharmaceutical Sciences， Hainan University， Haikou， Hainan 570228， China; 3. Tropical Crops Genetic Resources Institute， Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences，? Haikou， Hainan 571101， China

Abstract： The development of the vascular tissue in woody plants is of great significance to wood formation. In this paper， the method of paraffin section and optical microscopy were used to study the vascular tissue structure of different parts of chlorophyll deficient mutant （CDM） from Artocarpus heterophyllus. The pore size and density of vessel elements and sieve tube elements were observed and measured， and the characteristics of vascular tissue and cambium were analyzed. The result showed that the structure of the xylem and phloem in the vascular tissue of CDM seedlings roots， stems， petioles and leaf main vein were changed. Compared with the normal seedlings， the pore size and area of the secondary xylem vessel elements and phloem sieve vessel elements decreased and the density of those increased in CDM seedlings. The thickness of cambium decreased and the number of layers decreased in the vascular tissue of root and stem in CDM. The vascular tissue in the stems of CDM showed stronger inhibition compared with that in the roots. This study would provide new materials for further exploring vascular tissue development of woody plants.

Keywords： Artocarpus heterophyllus; chlorophyll deficient mutant; seedling; vascular tissue

DOI： 10.3969/j.issn.1000-2561.2021.07.018

葉綠素是植物光合作用的核心色素[1]。葉綠素缺失突變體（chlorophyll deficient mutant，CDM）植株無(wú)法正常進(jìn)行光合作用[2]。CDM對(duì)揭示植物葉綠素合成與降解途徑以及研究光合作用機(jī)制有重要意義。目前CDM的研究主要在草本植物中開(kāi)展[3-7]，在木本植物中的研究較少，如橡木（Quercus petraea）[8]和茶樹(shù)（Camellia sinensis）[9]等。

維管組織的出現(xiàn)極大地提高了植物體運(yùn)輸水分、礦質(zhì)元素以及有機(jī)物的效率，同時(shí)木本植物維管組織發(fā)育對(duì)木材形成意義重大，一直是科學(xué)家們關(guān)注的焦點(diǎn)[10]。其發(fā)育經(jīng)歷了原分生組織、初生分生組織、初生維管組織以及次生維管組織四個(gè)階段[11]。木質(zhì)部和韌皮部是維管組織中的重要組成部分，導(dǎo)管分子和篩管分子在植株?duì)I養(yǎng)物質(zhì)的運(yùn)輸上具有重要的意義。維管形成層的活動(dòng)是使植物莖增粗的主要原因，而維管射線則具有橫向運(yùn)輸水分和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的作用[12-13]。

菠蘿蜜（Artocarpus heterophyllus）為?？疲∕oraceae）木菠蘿屬（Artocarpus）的常綠喬木，是一種重要的熱帶果樹(shù)以及優(yōu)良木材樹(shù)種，具有較高的經(jīng)濟(jì)和科研價(jià)值。付影等[14]對(duì)菠蘿蜜CDM性狀的研究結(jié)果顯示，CDM中葉綠素含量發(fā)生變化，葉綠素a、葉綠素b和總?cè)~綠素含量接近0，遠(yuǎn)小于正常苗。其株高與正常苗相比較低，且二者具有顯著差異。主根的長(zhǎng)度和正常苗相當(dāng)，但側(cè)根的密度小于正常苗，同時(shí)CDM的莖較為瘦弱。此外，CDM的含水量、蒸騰速率、脯氨酸含量均高于正常苗。近期的報(bào)道表明，菠蘿蜜CDM初生生長(zhǎng)莖和次生生長(zhǎng)莖的轉(zhuǎn)錄組都已經(jīng)完成了測(cè)序[15-16]。然而有關(guān)菠蘿蜜CDM幼苗維管組織結(jié)構(gòu)發(fā)生何種變化則尚未見(jiàn)報(bào)道。本研究以菠蘿蜜CDM和正常幼苗為研究材料，利用石蠟切片法和光學(xué)顯微技術(shù)對(duì)二者的維管組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，以期為木本植物維管組織的發(fā)育提供研究材料。

1? 材料與方法

1.1? 材料

供試材料采自海南省儋州市寶島新村海南大學(xué)儋州校區(qū)大學(xué)生宿舍區(qū)（東經(jīng)1095，北緯195），母株為具有隱性葉綠素缺失遺傳病的植株，從母株上摘取成熟的菠蘿蜜果實(shí)，挑選飽滿的種粒，通過(guò)栽種分離出全株完全白化的CDM幼苗，選取正常幼苗為對(duì)照（CK）。

1.2? 方法

1.2.1? 種子萌發(fā)與幼苗的栽種? 從成熟的菠蘿蜜果實(shí)中剝離出種子，挑選飽滿的種子置于含有營(yíng)養(yǎng)土的花盆中，于當(dāng)年6月在自然條件下栽種，給予其適宜的光照和充足的水分。分別取出土后25 d的幼苗CDM及CK各1株，將其根、莖和葉制成石蠟切片。

1.2.2? 材料的固定與石蠟切片的制作? 分別選取主根頂部和上胚軸基部作為根和莖的橫切部位，葉柄和葉主脈均取自莖尖往下第3枚葉。參照J(rèn)agadish等[17]的方法，將材料浸入固定液 [50%酒精（90 mL），冰醋酸（5 mL），甲醛（5 mL）]中固定24 h。石蠟包埋后，在LEICA RM2245切片機(jī)上切片，切片厚度為10 μm。采取番紅（2.5 g番紅+100 mL 70%酒精）和固綠（1 g固綠+100 mL 95%酒精）對(duì)染，封片后使用LEICA DFC295光學(xué)顯微鏡觀察和拍照。

1.2.3? 指標(biāo)測(cè)量? 采用Image J軟件對(duì)CDM及CK植株根、莖、葉的維管組織各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行測(cè)量。其中的厚度定義為橫截面直徑方向上，以中心點(diǎn)對(duì)稱的兩側(cè)目標(biāo)部位的長(zhǎng)度之和。相對(duì)厚度和相對(duì)面積分別為目標(biāo)部位的厚度和面積與橫切面總厚度和總面積的比值。厚度與相對(duì)厚度均為4組重復(fù)，面積和相對(duì)面積均為3組重復(fù)，其余各項(xiàng)指標(biāo)均為8組重復(fù)。

1.3? 數(shù)據(jù)處理

對(duì)所得各組數(shù)據(jù)均計(jì)算均值和標(biāo)準(zhǔn)差，采用F檢驗(yàn)法對(duì)CDM與CK的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行顯著性分析。

2? 結(jié)果與分析

2.1? 主根維管組織結(jié)構(gòu)分析

CDM主根木質(zhì)部的厚度和面積分別為1.28 mm和3.24 mm2，是CK（4.25 mm和22.54 mm2）的30.12%和14.37%（圖1A、圖1E、圖1I、圖1J）;CDM主根木質(zhì)部的相對(duì)厚度和相對(duì)面積分別為0.45和0.50，是CK（0.61和0.58）的73.77%和86.21%（圖1A、圖1E、圖1K、圖1L），且二者的相對(duì)厚度和相對(duì)面積具有極顯著差異，可見(jiàn)CDM主根木質(zhì)部的發(fā)育受到抑制。此外，CDM主根的原生木質(zhì)部導(dǎo)管分子孔徑和面積分別為12.24 μm和131.50 μm2，是CK（16.33 μm和204.27 μm2）的74.95%和64.38%（圖1B、圖1F，表1）;后生木質(zhì)部導(dǎo)管分子孔徑和面積分別為21.61 μm和528.83 μm2，是CK（26.96 μm和605.31 μm2）的80.16%和87.37%（圖1B、圖1F，表1）;次生木質(zhì)部導(dǎo)管分子孔徑和面積分別為33.92 μm和1300.37 μm2，是CK（42.66 μm和1532.96 μm2）的79.51%和84.83%（圖1C、圖1G，表1）。CDM和CK上述各項(xiàng)指標(biāo)除了后生木質(zhì)部的孔徑具有顯著性差異外，其余均具有極顯著差異。說(shuō)明在CDM主根中，原生木質(zhì)部導(dǎo)管分子變化最明顯，次生木質(zhì)部導(dǎo)管分子次之，后生木質(zhì)部導(dǎo)管分子變化最小。CDM次生木質(zhì)部導(dǎo)管分子的密度為14.79個(gè)/mm2，是CK（11.85個(gè)/mm2）的124.81%（圖1C、圖1G，表1）。因而，CDM次生木質(zhì)部導(dǎo)管分子的密度增大。CDM主根中次生木質(zhì)部導(dǎo)管分子的單個(gè)面積與密度的乘積為19 212.34 μm2/mm2，是CK（18 129.91 μm2/mm2）的105.97%（表1），二者尚未達(dá)顯著差異。

CDM主根韌皮部的厚度和面積分別為0.45 mm和0.98 mm2，是CK（0.87 mm和6.40 mm2）的51.72%和15.31%（圖A、圖1E、圖1I、圖1J）。可見(jiàn)，CDM主根韌皮部的絕對(duì)厚度和面積均受到抑制。CDM主根韌皮部的相對(duì)厚度和相對(duì)面積分別為0.16和0.15，是CK（0.13和0.16）的123.08%和93.75%（圖1A、圖1E、圖1K、圖1L），且二者的相對(duì)厚度具有極顯著差異，相對(duì)面積則沒(méi)有顯著性差異?？梢?jiàn)CDM韌皮部的相對(duì)厚度得到了增加，而相對(duì)面積也沒(méi)有顯示出明顯的抑制作用。說(shuō)明突變體中韌皮部的發(fā)育表現(xiàn)出一定程度的促進(jìn)作用。此外，CDM韌皮部篩管分子的孔徑和面積分別為21.06 μm和381.19 μm2，是CK（25.75 μm和682.93 μm2）的81.79%和55.82%（圖1D、圖1H，表1），其密度為433.12個(gè)/mm2，是CK（226.68個(gè)/mm2）的191.07%（圖1D、圖1H，表1）。且二者的密度具有極顯著差異。因而，CDM主根韌皮部篩管分子孔徑和面積減小，密度增大。CDM主根韌皮部篩管分子的單個(gè)面積與密度的乘積為165 042.99 μm2/mm2，是CK（154 369.94 μm2/mm2）的106.91%（表1），二者未達(dá)顯著差異。

CDM主根形成層的平均細(xì)胞層數(shù)為3.50層，是CK（6.38層）的54.86%，形成層厚度為52.07 μm，是CK（75.55 μm）的68.92%（圖1D、圖1H，表2）。可見(jiàn)CDM主根細(xì)胞層數(shù)減少且形成層較薄。

CDM及CK木射線的排列方式均為單列或多列（圖1C、圖1G，表3）。CDM木射線單列/多列的數(shù)目為24/19，是CK（46/26）的71.40%。CDM木射線單列和多列數(shù)量均小于CK，CDM的單列數(shù)量為24條，是CK（46條）的52.17%，多列數(shù)量為19條，是CK（26條）的73.08%（表3）。貫穿于CDM木質(zhì)部及韌皮部的木射線長(zhǎng)度和單列列寬分別為612.34 μm和27.44 μm，是CK（2084.38 μm和26.28 μm）的29.38%和104.41%（表3）。

CDM主根維管組織（包含木質(zhì)部、形成層、韌皮部）的厚度和面積分別為1.77 mm和4.57 mm2，是CK（5.12 mm和30.76 mm2）的34.57%和14.86%（圖1I、圖1J）;CDM主根維管組織的相對(duì)厚度和相對(duì)面積分別為0.62和0.71，是CK（0.74和0.79）的83.78%和89.87%（圖1K、圖1L）。CDM主根橫截面的厚度和面積分別為2.83 mm和6.43 mm2，是CK（6.93 mm和39.08 mm2）的40.84%和16.45%（圖1A、圖1E、圖1I、圖1J）。因此，CDM主根更為細(xì)弱。

2.2? 莖段維管組織結(jié)構(gòu)分析

CDM莖木質(zhì)部的厚度和面積分別為0.33 mm和0.66 mm2，是CK（2.40 mm和9.44 mm2）的13.75%和6.99%（圖2A、圖2E、圖2I、圖2J）;CDM莖木質(zhì)部的相對(duì)厚度和相對(duì)面積分別為0.13和0.12，是CK（0.51和0.50）的25.49%和24.00%（圖2A、圖2E、圖2K、圖2L）。且二者的相對(duì)厚度和相對(duì)面積均具有極顯著差異，可見(jiàn)CDM幼苗莖木質(zhì)部的發(fā)育受到了嚴(yán)重的抑制。CDM莖的原生木質(zhì)部導(dǎo)管分子孔徑和面積分別為15.97 μm和231.24 μm2，是CK（13.12 μm和146.74 μm2）的121.72%和157.58%（圖2B、圖2F，表4）;后生木質(zhì)部導(dǎo)管分子孔徑和面積分別為30.28 μm和661.96 μm2，是CK（22.72 μm和356.40 μm2）的133.27%和185.74%（圖2B、圖2F，表4），可見(jiàn)在CDM莖中，原生和后生木質(zhì)部導(dǎo)管分子的孔徑和面積都增大。次生木質(zhì)部中導(dǎo)管分子孔徑和面積分別為24.08 μm和879.66 μm2，是CK（44.13 μm和1423.17 μm2）的54.57%和61.81%（圖2C、圖2G，表4），可見(jiàn)，在CDM莖中次生木質(zhì)部導(dǎo)管分子的孔徑和面積均減小。

CDM次生木質(zhì)部導(dǎo)管分子的密度為64.93個(gè)/mm2，是CK（27.89個(gè)/mm2）的232.81%（圖2C、圖2G，表4），可見(jiàn)CDM莖中次生木質(zhì)部導(dǎo)管分子的密度增大。CDM和CK以上各項(xiàng)指標(biāo)均具有極顯著差異。CDM莖中次生木質(zhì)部導(dǎo)管分子的單個(gè)面積與密度的乘積為57 009.49 μm2/mm2，是CK（39 816.04 μm2/mm2）的143.18%，且二者具有極顯著差異（表4），說(shuō)明CDM莖中次生木質(zhì)部導(dǎo)管分子在木質(zhì)部中的占比出現(xiàn)異常。

CDM莖韌皮部的厚度和面積分別為0.18 mm和0.46 mm2，是CK（0.55 mm和3.01 mm2）的32.73%和15.28%（圖2A、圖2E、圖2I、圖2J）;CDM莖韌皮部的相對(duì)厚度和相對(duì)面積分別為0.07和0.08，是CK（0.12和0.16）的58.33%和50.00%（圖2A、圖2E、圖2K、圖2L），可見(jiàn)CDM莖韌皮部的發(fā)育受到了嚴(yán)重抑制。CDM莖韌皮部篩管分子的孔徑和面積分別為14.92 μm和256.15 μm2，是CK（27.82 μm和540.32 μm2）的53.63%和47.41%（圖2D、圖2H，表4），密度為721.20個(gè)/mm2，是CK（454.97個(gè)/mm2）的158.52%（圖2D、圖2H，表4）。可見(jiàn)CDM莖韌皮部篩管分子的孔徑和面積均減小，而密度增大。CDM莖中韌皮部篩管分子的單個(gè)面積與密度的乘積為184 024.40 μm2/mm2，是CK（246 576.73 μm2/mm2）的74.63%，且二者具有極顯著差異（表4），說(shuō)明CDM莖中韌皮部篩管分子在韌皮部中的占比減小。

CDM莖形成層的平均細(xì)胞層數(shù)為4.00層，是CK（5.38層）的74.35%，厚度為61.82 μm，是CK（87.41 μm）的70.72%（圖2D、圖2H，表5）。和根一樣，CDM莖形成層的發(fā)育也受到抑制。

CDM莖的維管組織厚度和面積分別為0.60 mm和1.62 mm2，是CK（2.95 mm和13.53 mm2）的20.34%和11.97%（圖2A、圖2E、圖2I、圖2J）;

其相對(duì)厚度和相對(duì)面積分別為0.23和0.29，是CK（0.63和0.71）的36.51%和40.85%（圖2A、圖2E、圖2K、圖2L）。CDM莖的厚度和面積分別為2.57 mm和5.55 mm2，是CK（4.73 mm和18.95 mm2）的54.33%和29.29%（圖2A、圖2E、圖2I、圖2J）。CDM與CK維管組織的各項(xiàng)指標(biāo)均具有極顯著差異，可見(jiàn)CDM莖中維管組織的發(fā)育出現(xiàn)明顯的變化，莖更加纖細(xì)。與根相比（圖1K、圖1L），莖中維管組織受到的抑制更為嚴(yán)重。

2.3? 葉維管組織結(jié)構(gòu)分析

2.3.1? 葉柄維管組織結(jié)構(gòu)分析? CDM葉柄木質(zhì)部的厚度和面積分別為0.19 mm和0.05 mm2，是CK（0.41 mm和0.23 mm2）的46.34%和21.74%（圖3A、圖3E、圖3I、圖3J），且二者的厚度和面積均具極顯著差異。可見(jiàn)CDM葉柄木質(zhì)部的發(fā)育受到嚴(yán)重抑制。CDM葉柄原生木質(zhì)部導(dǎo)管分子的孔徑和面積分別為6.89 μm和63.96 μm2，是CK（10.75 μm和113.65 μm2）的64.09%和56.28%（圖3B、圖3F，表6）。后生木質(zhì)部導(dǎo)管分子的孔徑和面積分別為16.13 μm和279.67 μm2，是CK（20.97 μm和480.17 μm2）的76.92%和58.24%（圖3B、圖3F，表6）。可見(jiàn)，CDM葉柄導(dǎo)管分子的孔徑和面積都減小了，且原生木質(zhì)部導(dǎo)管分子變化較大。

CDM葉柄韌皮部的厚度和面積分別為0.05 mm和0.04 mm2，是CK（0.08 mm和0.07 mm2）的62.50%和57.14%（圖3B、圖3F、圖3I、圖3J），可見(jiàn)CDM葉柄韌皮部的發(fā)育受到抑制。CDM葉柄初生韌皮部篩管分子的孔徑和面積分別為6.44 μm和41.76 μm2，是CK（7.96 μm和60.43 μm2）的80.90%和69.10%（圖3B、圖3F，表6）?？梢?jiàn)，CDM葉柄韌皮部篩管分子的孔徑和面積均減小。

CDM葉柄維管組織厚度和面積分別為0.28 mm和0.14 mm2，是CK（0.48 mm和0.35 mm2）的58.33%和40.00%。其葉柄厚度和面積分別為1.27 mm和1.27 mm2，是CK（1.90 mm和2.96 mm2）的66.84%和42.91%?？梢?jiàn)CDM葉柄維管組織的發(fā)育受到抑制，葉柄變得更為細(xì)弱（圖3A、圖3E、圖3I、圖3J）。

2.3.2? 葉主脈維管組織結(jié)構(gòu)分析? CDM葉主脈木質(zhì)部的厚度和面積分別為0.02 mm和0.03 mm2，是CK（0.04 mm和0.24 mm2）的50.00%和12.50%。

可見(jiàn)CDM葉主脈的木質(zhì)部發(fā)生改變（圖3C、圖3G、圖3K、圖3L）。同時(shí)CDM葉主脈木質(zhì)部導(dǎo)管分子的發(fā)育也發(fā)生了變化。首先，原生木質(zhì)部導(dǎo)管分子的孔徑和面積分別為9.74 μm和116.92 μm2，是CK（16.62 μm和312.37 μm2）的58.60%和37.43%（圖3D、圖3H，表6）。其次，后生木質(zhì)部導(dǎo)管分子的孔徑和面積分別為20.28 μm和279.78 μm2，是CK（32.13 μm和777.34 μm2）的63.12%和35.99%（圖3D、圖3H，表6）。可見(jiàn)CDM葉主脈導(dǎo)管分子的孔徑和面積減小。

CDM葉主脈韌皮部的厚度和面積分別為0.01 mm和0.02 mm2，是CK（0.02 mm和0.14 mm2）的50.00%和14.29%（圖3D、圖3H、圖3K、圖3L）。其初生韌皮部篩管分子的孔徑和面積分別為5.72 μm和33.78 μm2，是CK（7.11 μm和47.83 μm2）的80.45%和70.63%（圖3D、圖3H，表6），可見(jiàn)CDM葉主脈韌皮部篩管分子的發(fā)育受到了抑制。

CDM葉主脈的維管組織厚度和面積分別為0.04 mm和0.09 mm2，是CK（0.05 mm和0.38 mm2）的80.00%和23.68%。其葉主脈厚度和面積分別為0.29 mm和0.73 mm2，是CK（0.46 mm和1.67 mm2）的63.04%和43.71%?？梢?jiàn)CDM葉主脈的維管組織出現(xiàn)了較大變化，葉主脈變得更為細(xì)弱（圖3C、圖3G、圖3K、圖3L）。

3? 討論

本研究結(jié)果顯示，CDM莖中維管組織受到的抑制作用遠(yuǎn)大于根。使用14CO2 標(biāo)記法檢測(cè)柑橘（Citrus reticulata Blanco）中光合產(chǎn)物的卸載情況，結(jié)果顯示幼苗期的植株光合產(chǎn)物優(yōu)先向根部運(yùn)輸[18]。馬尾松（Pinus massoniana Lamb）幼苗光合產(chǎn)物的運(yùn)輸與分配情況也表明：新合成的光合產(chǎn)物在各器官中的積累量表現(xiàn)為根多于莖[19]。大量的研究表明：光合產(chǎn)物的這一分配規(guī)律有利于植物幼苗階段的生長(zhǎng)[20-22]。同一植物的不同器官之間對(duì)同一脅迫的反應(yīng)有很大差異[23]。CDM由于葉綠素缺乏，光合作用效率下降，無(wú)法同時(shí)滿足根和莖對(duì)能量的需求，因此只能先保證根部營(yíng)養(yǎng)的供應(yīng)。這可能是導(dǎo)致莖中維管組織受到的抑制較為嚴(yán)重的原因之一。

CDM莖中原生木質(zhì)部、后生木質(zhì)部導(dǎo)管分子的孔徑和面積均受到一定程度的抑制，可見(jiàn)，CDM莖的初生生長(zhǎng)發(fā)生了改變。鄭李婷等[15]對(duì)菠蘿蜜初生生長(zhǎng)莖中轉(zhuǎn)錄組的數(shù)據(jù)進(jìn)行KEGG功能注釋及GO富集分析后，發(fā)現(xiàn)CDM初生生長(zhǎng)莖中糖代謝基因大部分下調(diào);同時(shí)上調(diào)基因顯著富集在翻譯途徑。糖是植物生長(zhǎng)發(fā)育的能量來(lái)源和物質(zhì)基礎(chǔ)，同時(shí)作為一種信號(hào)分子調(diào)控植物的生長(zhǎng)、發(fā)育、成熟和衰老等許多過(guò)程[24]。CDM葉綠素缺乏，光合作用受到阻礙，因此光合產(chǎn)物中的有機(jī)物合成減少，糖代謝減慢能量供應(yīng)不足[25]，這可能是引起莖初生生長(zhǎng)發(fā)育遲緩的一個(gè)原因。CDM初生生長(zhǎng)發(fā)育滯后，能量調(diào)運(yùn)不足，加之與糖相關(guān)的調(diào)控作用可能出現(xiàn)異常，無(wú)法完成正常的翻譯轉(zhuǎn)錄等生命活動(dòng)。這與草本植物小麥（Triticum aestivum）[26]和水稻（Oryza sativa）[27]CDM相關(guān)分子機(jī)制的研究結(jié)果相似。

本研究中，萌發(fā)25 d的菠蘿蜜幼苗，其根和莖已開(kāi)始進(jìn)行次生生長(zhǎng)。CDM莖次生木質(zhì)部的厚度與面積均受到抑制，且抑制作用遠(yuǎn)大于根。次生木質(zhì)部中的導(dǎo)管分子出現(xiàn)孔徑和面積減小、密度增大的異?，F(xiàn)象。莖中導(dǎo)管分子發(fā)育異常很可能是付影等[14]報(bào)道的菠蘿蜜CDM幼苗莖中含水率異常的一個(gè)原因。近期的報(bào)道表明，CDM次生生長(zhǎng)莖中上調(diào)表達(dá)的基因在KEGG通路中分別于碳水化合物、蛋白質(zhì)和氨基酸代謝以及脂質(zhì)代謝等相關(guān)途徑顯著富集[16]。這暗示了CDM莖次生生長(zhǎng)中基礎(chǔ)代謝出現(xiàn)異常，這可能是其次生木質(zhì)部受到抑制的原因之一。

韌皮部是植株內(nèi)運(yùn)輸營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的重要部位。分別比較CDM根與莖中韌皮部結(jié)構(gòu)的變化，對(duì)于根中的韌皮部，CDM的相對(duì)厚度顯著增加，相對(duì)面積變化不顯著;而對(duì)于莖中的韌皮部，CDM的相對(duì)厚度和相對(duì)面積均顯示出明顯的抑制作用。根和莖中韌皮部不同的變化表明菠蘿蜜幼苗時(shí)期維管組織的發(fā)育除了與木質(zhì)部有很大的關(guān)系外，與韌皮部的發(fā)育情況也有一定的關(guān)系。韌皮部具有卸載運(yùn)輸葉片光合產(chǎn)物的作用[28]，CDM的光合作用受阻，對(duì)韌皮部運(yùn)輸?shù)男枨笠蚕鄳?yīng)地受到影響，韌皮部發(fā)育緩慢和滯后可能是CDM對(duì)其光合作用異常的一種響應(yīng)。

目前關(guān)于木本植物CDM的研究較少，本研究利用考察中發(fā)現(xiàn)的CDM進(jìn)行研究，從解剖結(jié)構(gòu)報(bào)道了CDM幼苗維管組織的變化，為其分子調(diào)控機(jī)制的探究提供形態(tài)學(xué)依據(jù)。

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