耐鹽樹莓突變體葉片的解剖結構變化

張般般++楊靜慧++劉艷軍++李珍++張超++李冰

摘 要：為了擴大樹莓的栽植范圍，使其適應鹽堿地區種植，本研究以凱歐樹莓植株和其耐鹽突變體為材料，通過解剖鏡和體式顯微鏡觀察，比較了兩者的解剖結構差異。結果表明，耐鹽突變體的海綿組織厚度、柵欄組織厚度、角質層厚度均大于凱歐對照株。耐鹽突變體的氣孔密度小于凱歐對照株，氣孔大小大于凱歐對照株。耐鹽突變體的下表皮毛也較凱歐對照株濃密。總之，耐鹽突變體更具有旱生植物的葉片結構特征。

關鍵詞：樹莓；解剖結構；葉片；突變體

中圖分類號：S663.2 文獻標識碼：A DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2016.12.015

Changes of Anatomical Structure of Salt Tolerant Mutant of Raspberry Leaves

ZHANG Banban1，YANG Jinghui1， LIU Yanjun1， LI Zhen1， ZHANG Chao1， LI Bing2

（College of Horticulture and Landscape， Tianjin Agricultural University， Tianjin 300384， China）

Abstract： In order to expand the scope of raspberry planting and make it adapt saline areas planted， taking Kaiou raspberry plants and salt tolerance mutants as the material， the anatomical differences between the two were compared by observation of dissecting microscope and stereo microscope. The results showed that spongy tissue thickness， palisade tissue thickness， cuticle thickness of sait tolerant mutant were greater than Kaiou control strain. The stomatal density of the salt tolerant mutant was less than Kaiou Control plant， but stomatal size was greater .The following table fur of the salt tolerant mutant was thicker than that of Kaiou Control plant. In a word， salt tolerant mutant leaf owned more structural characteristics of xeric plants.

Key words： raspberry； anatomical structure； leaf； mutant

樹莓被譽為“21世紀功能性保健漿果”，果實中特有的樹莓花青素物質具有提高視力、抗衰老和防癌等功效[1]。除了果實具有保健效果外，樹莓苗木還適應能力強，耐瘠薄，有防風固沙的功能，在我國生態環境發展中起到了很大作用[2]。目前，隨著國內外樹莓產業的興起，人們對樹莓價值的認識不斷提高[3]，其種植面積不斷擴大，加工產品日益豐富，如樹莓果醬、果酒[4]、果汁。樹莓中的樹莓籽油還被開發應用于牙膏、洗發水、口紅等化妝品中[5]。當前我國大宗水果相對過剩、小漿果相對稀缺，以樹莓為核心的小漿果產業必將成為水果行業的新寵[6]。

近年來，我國樹莓的研究大多集中在引種栽培試驗上，如郭長杰等[7]進行了樹莓新品種在阜新地區的引種研究，張群英等[8]進行了野生樹莓的引種研究，趙素菊[9]總結了樹莓高產的栽培及管理技術。而關于樹莓耐鹽方面的研究非常少，岳麗娜[10]通過農桿菌介導法向黑樹莓轉入耐鹽基因以獲得耐鹽樹莓植株。但關于樹莓耐鹽突變體的研究目前還屬于空白。

為擴大樹莓的栽植范圍，使其適應鹽堿地區種植，滿足鹽堿地區對樹莓的市場需求，本研究選擇了適應性較強的樹莓品種凱歐作為試驗材料，通過鹽誘變得到耐鹽突變體，初步探討了兩者的解剖學特性，可為相關研究及實現凱歐耐鹽突變體的推廣種植提供科學依據。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

材料為樹莓（Rubus corchorifolius Linn. f.）品種凱歐及其耐鹽突變體。凱歐由中國農科院鄭州果樹研究所提供。凱歐耐鹽突變體由天津農學院園林植物試驗室誘導培育而成。

樹莓苗木扦插繁殖的一年生苗于2012年11月份栽植于西青楊柳青，每處理1株，9次重復，栽植株行距1.5 m×2.5 m。土壤含鹽量為0.25%，pH值為8.5。苗木栽植前對土壤進行深翻1 m，施牛糞74.6 m3·hm-2。采用籬壁式整枝，修剪。冬季下架，進行埋土防寒。

1.2 試驗方法

采用隨機取樣方法于2015年6月取植株中下部枝條和枝條中部的成熟葉片進行測定。觀測凱歐及其突變體的葉片橫切面解剖結構、葉下表皮氣孔密度、氣孔大小，表皮毛數量。

葉片結構觀察：從樣株中隨機選取枝條中部無病蟲害的成熟葉片10片，用徒手切片法橫切葉片中部無主脈部分制成臨時裝片，在顯微鏡下觀察，每個葉片隨機觀察3個視野。

氣孔觀測：從樣株中隨機選取枝條中部無病蟲害的成熟葉片10片，徒手撕取下表皮，制成臨時裝片，在顯微鏡下觀察。每個葉片隨機觀察3個視野。

表皮毛觀測：從樣株中隨機選取枝條中部無病蟲害的成熟葉片10片，在體視顯微鏡下觀察。每個葉片隨機觀察3個視野。

本試驗使用Leica DM2000顯微鏡對葉片結構與氣孔進行觀測；使用Canon體視顯微鏡對表皮毛進行觀測；用CAD軟件進行細胞和組織結構大小的測定，用EXCEL和SPSS進行數據處理。

2 結果與分析

2.1 凱歐對照株與耐鹽突變體葉片橫切面葉肉組織比較

由圖1可以看出，凱歐對照株橫切面的柵欄組織厚度為13.24 μm，耐鹽突變體橫切面的柵欄組織厚度為14.56 μm，兩者柵欄組織厚度相近，無顯著差異。凱歐對照株橫切面的海綿組織厚度為20.98 μm，耐鹽突變體橫切面的海綿組織厚度為27.60 μm，比對照株加厚6.62 μm（31.6%）。由計算可得，凱歐對照株柵欄組織和海綿組織的比值為0.63，耐鹽突變體柵欄組織和海綿組織的比值為0.53，下降了18.9%，這與武春霞等[11]的結論一致。

2.2 凱歐對照株與耐鹽突變體葉片橫切面角質層厚度比較

由圖2可以看出，耐鹽突變體角質層厚度大于凱歐對照株，厚度為1.69 μm，凱歐對照株角質層厚度為1.40 μm，耐鹽突變體角質層比凱歐對照株角質層加厚0.29 μm（20.7%）。

角質層是植物地上器官表面的一層脂肪性物質。其功能主要起保護作用，在水分匱乏的條件下，植物可以通過增加角質層的厚度來減少水分的蒸發[12]，適應缺水環境。因此，耐鹽突變體在干旱或水分缺乏的環境下適應能力更強。

2.3 凱歐對照株與耐鹽突變體葉片下表皮氣孔特性比較

從表1可以看出，凱歐對照株與耐鹽突變體的氣孔密度差異不顯著，凱歐對照株氣孔密度為584.40個·mm-2，耐鹽突變體氣孔密度小于凱歐對照株為578.13個·mm-2。

兩種樹莓葉片的氣孔均是由2個腎形的保衛細胞組成的普通型氣孔，保衛細胞的大小反應了氣孔的大小。由表1可知，耐鹽突變體的保衛細胞的長度長于凱歐對照株，為22.92 μm，凱歐對照株的保衛細胞的長度為19.45 μm。兩種樹莓葉片氣孔保衛細胞的寬度與長度的變化趨勢相同，耐鹽突變體的保衛細胞的寬度寬于凱歐對照株，為6.49 μm，凱歐對照株的保衛細胞的寬度為5.60 μm。總體來說，耐鹽突變體的氣孔密度小于凱歐對照株，氣孔大小大于凱歐對照株。

2.4 凱歐對照株與耐鹽突變體葉片表皮毛比較

圖3顯示，在相同倍數下觀測，凱歐對照株下表皮有少量的、粗壯的表皮毛，耐鹽突變體下表皮毛與對照株相比較細、較密集。表皮毛與表皮上的氣孔、角質層、蠟質等互相配合，共同完成保護植物水分、防止水分散失的功能。

3 結論與討論

有研究表明，葉片的解剖結構與其抗旱、耐鹽堿性具有一定的相關性，如楊海燕、孫明[13]比較了3份典型菊屬野生種耐鹽性及其解剖結構，王桂芹、段亞軍[14]研究了向日葵不同品種耐鹽堿性與解剖結構之間的關系。本試驗的研究發現，耐鹽突變體的海綿組織、柵欄組織、角質層均比凱歐對照株的厚。但也有研究報道，海綿組織增厚會導致細胞間間隙增大[15]，不利于保水，但由于其表皮層的角質層變厚，提高了耐旱性、耐鹽性。

本研究還發現耐鹽突變體的氣孔密度小于凱歐對照株，氣孔大小大于凱歐對照株。氣孔是蒸騰過程中水蒸氣從體內排到體外的主要出口，也是光合作用和呼吸作用與外界氣體交換的通道，從而影響著蒸騰、光合、呼吸等作用過程[16]。有研究表明，氣孔器越大，氣孔的開張度也就越大，通過氣孔蒸發的水分越多，不利于植物抗鹽、抗旱，但氣孔密度對植物適應脅迫環境的作用遠遠大于氣孔器大小[17]。就氣孔密度而言，許多研究發現氣孔密度小的植物水分蒸發較少[18-20]，在干旱或鹽漬化的土地上適應性更強；本研究發現耐鹽突變體的下表皮毛也較于凱歐對照株濃密。總之，耐鹽突變體具有更多的耐鹽、耐旱的解剖結構特征，適應干旱或水分缺乏環境的能力就更強。

參考文獻：

[1]吳亞欄， 趙龍才. 麻江藍莓創奇跡[J]. 當代貴州， 2012（28）：28-29.

[2]趙萬林. 當前樹莓產業發展形勢剖析[J]. 農技服務， 2014， 31（6）：220-221.

[3]袁藝， 李純， 張揚，等. 不同基因型樹莓營養成分比較的研究[J]. 食品工業科技， 2010， 31（10）：356-359.

[4]楊筑. 祥佰瑞樹莓酒：引領行業快速發展開辟果酒健康之路[J]. 中國農村科技， 2015（9）：56-59.

[5]張清華， 董鳳祥. 樹莓發展現狀與前景（上）[J]. 林業實用技術， 2007（11）：9-11.

[6]許平飛.我國樹莓研究現狀及產業化前景分析[J].中國園藝文摘， 2016， 32（6）：50-52.

[7]郭長杰. 樹莓新品種（系）在阜新地區的引種試驗[J]. 遼寧農業科學， 2016（2）：80-83.

[8]張群英， 文光琴， 李永霞，等. 優良樹莓品種及當地野生樹莓的引種比較研究[J]. 種子， 2015， 34（1）：100-103.

[9]趙素菊. 樹莓高產栽培技術[J]. 科技致富向導， 2015（5）：19.

[10]岳麗娜. 黑樹莓再生體系的建立和農桿菌介導的耐鹽基因轉化[D]. 重慶：西南大學， 2008.

[11]武春霞， 陳興華， 楊靜慧，等. 鹽脅迫下兩種櫻桃葉片解剖結構變化研究[J]. 中國南方果樹， 2014， 43（5）：89-91.

[12]蘇坤梅. 不同濃度NaCl處理對鹽地堿蓬營養器官內部結構的影響[D]. 濟南：山東師范大學， 2003.

[13]楊海燕， 孫明. 3份典型菊屬野生種耐鹽性及其解剖結構比較[J]. 東北林業大學學報， 2016， 44（1）：62-66.

[14]王桂芹， 段亞軍. 向日葵不同品種耐鹽堿性與解剖結構比較研究[J]. 赤峰學院學報（漢文哲學社會科學版）， 2002（6）：34-36.

[15]林玲玲， 黃麗， 仇建標，等. 長期水淹脅迫下的北移秋茄形態結構和生理變化[J]. 科技通報， 2016， 32（5）：56-60.

[16]韓亞平， 李安平， 李亞靈，等. 不同根際溫度處理對番茄葉片氣孔的影響[J]. 山西農業科學， 2015， 43（10）：1234-1236.

[17]陳倩倩， 范陽陽， 郝影賓，等. 不同土壤水分含量對玉米氣孔發育過程和蒸騰耗水量的影響[J]. 干旱地區農業研究， 2011， 29（3）：75-79.

[18]楊靜慧， 孟娜， 左鳳月，等. 野生白刺和堿蓬的葉水勢、表皮解剖結構與耐鹽性[J]. 天津農學院學報， 2013（3）：5-8.

[19]張偉玉. 四種野生鹽生植物解剖結構與抗旱耐鹽性[J]. 廣西植物， 2008， 28（5）：580-584.

[20] 楊曉玲， 郭金耀. 矮牽牛耐鹽的形態結構研究[J]. 北方園藝， 2011（15）：113-115.