不同含油量文冠果種子透射電鏡顯微結構觀察

朱桐+武創+李琳琳

摘 要：文冠果（Xanthoceras sorbifolia Bunge）是我國所特有的一種優質的木本油料樹品種，是具有發展潛力的生物能源物種，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行透射電鏡觀測，選取不同區域栽培、含油量差異較大的文冠果種子為試材，對其油體的顯微結構進行觀測。結果顯示，油體形狀多呈球形和橢球形，少部分為不規則形狀；分布數量與含油量、出油率呈正相關關系，高含油量種子中含有的油體數量較多，分布密集。

關鍵詞：文冠果；油體；顯微結構

中圖分類號：S565.9 文獻標識碼：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胞器，呈現球形體，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、數量因植物種類的不同而存在差異，影響因素為養分和生長條件。即使同一粒種子，油體大小也會因存在于不同組織中而產生差異[2]。一直以來油體與含油量關系都深受大家的關注[3]，而很少有關于文冠果油體的相關報道。本試驗采用了透射電鏡技術，觀察油體形態、大小，為文冠果油體研究提供基礎性實驗性的參考，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良木本實用油料樹種。本試驗選取種植于江蘇沐陽、新疆自治區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，根據文冠果形態特征和表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1三種指數都為大，編號2各指數都為小）。

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，經德國 Leica EM AMW 微波組織處理機處理樣品，包埋聚合，再通過德國Leica EM FC7 UC7超薄切片機對聚合塊進行修塊，后用雙重染色法進行染色。

2 結果與分析

2.1 不同含油量文冠果種子內油體的差異性

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構可以看出，高含油量種子，油體總體數目多，排列分布密集，大油體和小油體的集聚呈現出不規則的密集區域，分布在細胞中（圖3）。而低含油量種子在細胞中出現相同規律，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，細胞內出現部分空白區域（圖2）。

2.2 放大后油體的觀察

以編號1的文冠果種子進行放大倍數后的顯微結構觀察：（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）文冠果種子質體中形狀不規則的油體（箭頭）。油體雖然多為球形體，但也有少部分不規則形狀；（C）文冠果種子油體從細胞壁向內擴充生長；（D）文冠果種子油體數量多，連成一片區域而形成油，充滿整個細胞（箭頭）；（E）文冠果種子液泡中的油（箭頭），質體中的油（三角），細胞內存在大量油體；（F） 油體蛋白（箭頭）覆蓋于油體表面。

2.3 油體分析

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

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

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生融合，形成一大片油的區域，且油充滿細胞時呈現出多種形態。油形成于液泡和質體，且含量非常高。

3 結論與討論

文冠果作為一種木本油料植物，它和別的油料作物一樣，胚中所有細胞都積累油。起初在細胞壁和細胞核的周圍發現油體的分布；隨后擴增的油體逐漸向細胞中央推移；隨后大量擴增，直至整個細胞充滿油體。細胞中油體的形態多呈現橢球形、但也有不規則形狀。由于處于不同位置，油體在細胞中的排列有疏有緊，油含量也不相同。油體在細胞內的分布與含油量有一定的關系，含油量越高，油體排列越繁多，面積越大。高含油量品種，油體總體數目多，排列分布密集，大油體和小油體的集聚呈現出不規則密集區域，分布在細胞中。而低含油量品種在細胞中也出現相同規律，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，細胞內出現部分無油體空白區域。

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

參考文獻：

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[2]TZEN J，CAO Y，LAURENT P，et al.Lipids， proteins， and structure of seed oil bodies from diverse species[J].Plant physiology，1993，101（1）：267-276.

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