10个柿品种叶片结构及其与抗寒性关系

2016-01-14石美娟,侯冬梅,王勇等

山西农业大学学报（自然科学版） 2015年6期

10个柿品种叶片结构及其与抗寒性关系

石美娟,侯冬梅,王勇*,薛福亮,安栋,王桂珠

(山西省农科院果树研究所山西太原 030031)

摘要：本研究对山西省农科院果树所柿示范园内10个引种柿品种叶片，采用石蜡切片技术观测其组织结构，应用变异系数、相关分析和主分量分析综合评价10个柿品种的抗寒性。结果表明：各个柿品种叶片的组织结构均有显著差异性。叶片厚度与栅栏组织厚度有极显著的相关性。CTR与栅海比是影响抗寒性的主要叶片组织结构指标。CTR、栅海比与抗寒性呈正相关性；SR与抗寒性呈负相关。10个引进柿品种的抗寒性从强到弱排序为：干帽盔>磨盘柿、华县白旋柿>火罐>孝义牛心柿>阳丰>荥阳大叶水柿>永济青柿>泾川扁塌塌>海安小方柿。其中磨盘柿、干帽盔、火罐、孝义牛心柿在山西省果树所的长势更加优良。研究可为山西省果树所柿树抗寒品种的引种、驯化提供科学依据。

关键词：柿;叶片组织结构;抗寒性;主分量分析

收稿日期：2015-09-16修回日期：2015-10-14

作者简介：石美娟(1975-)，女(汉)，山西太谷人，研究实习员,研究方向：果树栽培与育种

通讯作者：*王勇,副研究员。Tel：13835441554；Email:24367028@qq.com

基金项目：山西省科技攻关项目(20120321006-1 )

中图分类号：S665.2文献标识码：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

柿隶属于柿科(Ebenaceae)柿属(DiospyrosL.)木本植物。全世界柿树共400种，我国有64种[1]，元明清时代是我国柿子发展的鼎盛时期。至1984年，山西省共栽有柿树700余万株，年产量达0.8亿kg。柿果实可鲜食、制糖、酿酒、做醋，还可制成柿饼。青柿饼曾在巴拿马“万国比赛会”上获得一等奖[2～5]。随着柿果的营养价值和保健作用越来越为人们所认可，对柿子的需求量日益增多，柿树的栽培面积迅速扩大。我国的柿树主要分布在南方热带、亚热带地区，到了黄河流域一带因冬季气温明显降低，翌年倒春寒现象普遍，使柿树安全越冬受到威胁，大大制约了柿树的大面积发展。因此，研究柿树的抗寒性，甄选抗寒性较强的柿品种，以减少冻害风险，对今后柿树的长足发展具有重要意义。截至目前,冷平等[6,7]对柿树抗寒性的研究报道不少，但是通过柿叶片组织解剖结构对其抗寒性进行评价的报道不多，本研究通过对山西省农科院果树所柿树示范园内10个引进柿树品种进行叶片解剖结构观测比较，综合评价10个柿品种的抗寒性，旨在为山西省柿树抗寒品种的引种、驯化提供理论依据。

1材料与方法

1.1材料

试材为山西省农科院果树所柿子示范园内从陕西杨凌引进的10个柿品种包括9个涩柿品种：磨盘柿、华县白旋柿、永济青柿、泾川扁塌塌、荥阳大叶水柿、火罐、孝义牛心柿、海安小方柿、干帽盔。1个甜柿品种：阳丰。

1.2方法

1.2.1采样及处理

于2014年7月20日在山西省农科院果树所示范园内，每个品种选3棵单株，在同方向、同部位摘取成熟叶片5枚，共15枚。距离主脉左右1 cm切取1 cm×1 cm小块叶片，FAA液固定。

1.2.2石蜡制片[8]及叶片解剖结构观测

应用浙江益迪生产的石蜡制片机，完成脱水、浸蜡、包埋等过程，切片8 μm番红固绿双重染色，中性树胶封片。通过OLYMPUS BX51显微镜20 倍镜下拍照，并用目镜测微尺测定其叶片厚度、上表皮厚度、下表皮厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度(单位μm)，计算栅/海比，细胞结构紧密度(CTR)、细胞结构松散度(SR)，所测数据均为30个视野下的平均值。

计算公式：栅/海比=栅栏组织厚度/海绵组织厚度

细胞结构紧密度(CTR)=栅栏组织厚度/叶片厚度×100%

细胞结构松散度(SR)= 海绵组织厚度/叶片厚度×100%

1.2.3数据分析

数据分析采用Excel和SAS统计分析软件进行。

2结果与分析

2.1不同柿品种叶片组织结构比较

通过对10个柿品种叶片石蜡制片的观察可以发现：10个柿品种叶片的横切结构相近，均为异面叶，表皮有排列紧密的单细胞组成，叶肉分化明显，近表皮是柱状细胞较规则排列的栅栏组织，含叶绿素较多；短柱状海绵组织位于栅栏组织和下表皮之间，相互间网状连接，但期间排列紧密度因品种各异。从测试结果表1中可以看出各个柿品种叶片的组织结构均有显著差异性。其中磨盘柿的叶片厚度最厚，泾川扁塌塌的最薄，且与其他各个品种差异性显著。柿品种叶片栅栏组织117.39～152.02 μm，平均厚度133.376 μm，变异系数2.517，海安小方柿的栅栏组织最厚达140.67 μm，火罐最小仅130.83 μm。海绵组织130.83～140.66 μm，平均厚度135.331 μm，变异系数4.354，磨盘柿海绵组织最厚达152.02 μm，泾川扁塌塌最薄仅117.39 μm。

2.2不同柿品种叶片组织结构紧密度比较

从表1中可得出：各个柿品种叶片组织的紧密度存在明显差异。其中栅海比变异幅度为0.89～1.14，变异系数5.866，干帽盔的栅海比最大为1.14，海安小方柿最小为0.89；CTR值变异幅度为0.38～0.45，变异系数2.77，磨盘柿CTR值最大，海安小方柿最小；SR值变异幅度为0.39～0.43，海安小方柿最大，干帽盔最小。

2.3不同品种柿子叶片结构相关性比较

从表2中可以得出：叶片厚度与栅栏组织厚度有极显著的相关性，相关系数为0.8675；与栅海比、CTR、SR有显著相关性。上表皮厚度和下表皮厚度与栅海比、CTR都有显著负相关性。栅栏组织与CTR有极显著相关性，相关系数达0.973 7；与栅海比呈极显著相关性，相关系数为0.965 8；且与SR呈极显著负相关，相关系数为-0.920 9。栅海比与CTR呈极显著相关性，相关系数为0.975 5；与SR呈极显著负相关，相关系数为-0.981 5。CTR与SR呈极显著负相关性，相关系数为-0.930 1。

2.4不同品种柿叶片结构主分量分析综合评价

为了更全面地反映柿树的抗逆性，对所测得的各个指标数据加以综合分析，以得出10个柿品种的综合抗寒性排队顺序。通过运用SAS软件主分量分析方法，综合指标1所占总信息的63.16%。(表3)综合指标1中CTR绝对系数值为0.443 3;栅海比的绝对系数值为0.432 3，排在前两位，所以，综合指标1是以CTR和栅海比为主的排队结果。从表4中可得到在综合指标1的综合参数中干帽盔、磨盘柿和华县白璇柿的CTR值和栅海比名列前三位。综合指标2所占总信息的20.73%。综合指标2中叶片厚度的绝对系数值为0.677 5；栅栏组织的绝对系数值为0.646 8;排在前2位，所以，综合指标2是以叶片厚度和海绵组织为主的排队结果，从表4中可得到在综合指标2的综合参数中海安小方柿和永济青柿、阳丰名列前三位。依据综合指标1，2参数的大小(表4)，得出10个柿品种抗寒性由高到低排序为：干帽盔、磨盘柿、华县白旋柿、火罐、孝义牛心柿、阳丰、荥阳大叶水柿、永济青柿、泾川扁塌塌、海安小方柿。

表1　不同品种柿子叶片结构比较/μm

注:同行不同大写字母表示差异极显著(p﹤0.01)

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

表2　不同品种柿子叶片结构相关性比较

注：*为0.05水平上显著性相关；**为0.01水平上显著性相关

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

表3　各个指标贡献率排序

表4　各个柿品种抗寒性综合评价

3讨论与结论

柿树抗寒性是长期适应低温的一种遗传特性，这一特性与其内部生理生化活动和外界环境有关，而且取决于自身形态结构特征[9]。叶片是植物进行光合作用和蒸腾作用的主要器官，其形态结构与周围环境有着密切联系。山西省果树所地处柿子栽培“北限”附近，在此环境条件下，不同品种柿子叶片的形态结构、解剖构造和生理功能均发生适应性改变。本研究通过对引进的10个柿品种叶片的组织结构测定分析，发现各个柿品种叶片的组织结构均有显著差异性。在许多经济林树种有关叶片形态组织结构与抗寒性关系研究报道中认为[9～12]，CTR、SR和栅海比是指示抗寒性的重要指标[13]。在本实验中：磨盘柿的CTR值最大，海安小方柿最小；SR值为海安小方柿的最大，干帽盔最小。因为CTR、栅海比与抗寒性呈正相关；SR与抗寒性呈负相关[11,12,14]，也就表明磨盘柿、干帽盔的抗寒性优于其他柿品种。

早在1978年，Li和Palta就提出马铃薯叶片栅栏组织的层次可以作为抗寒鉴定的指标,被观察的抗寒性较强的马铃薯叶片的栅栏组织细胞层数要比抗寒性较弱的马铃薯叶片栅栏组织细胞层数少一层[15]。在本实验中发现，10个柿品种的栅海比变异幅度为0.89～1.14，变异系数5.866，其中干帽盔的栅海比最大为1.14，海安小方柿最小为0.89；并且栅海比与CTR值呈极显著的正相关。也就证明干帽盔的抗寒性优于其他柿品种。

本实验中还发现，磨盘柿的叶片厚度最厚，但是其CTR值也最大；海安小方柿的栅栏组织厚度最厚，但其SR值也最大，恰恰证实了叶片厚度(叶片总厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度)往往会随样品所处生态条件和生理状态的不同而发生变化，没有一定稳定性，不能很好地反映品种间抗寒性在遗传上的差异[9,10]，所以叶片厚度作为柿品种抗寒性指标还有待进一步研究探讨。

本研究运用主分量分析方法，对10个柿品种的抗寒性进行综合评价，其从强到弱排序为：干帽盔、磨盘柿、华县白旋柿、火罐、孝义牛心柿、阳丰、荥阳大叶水柿、永济青柿、泾川扁塌塌、海安小方柿。其中磨盘柿、干帽盔、火罐、孝义牛心柿在山西省果树所的长势更加优良。总之，抗寒性是从植物形态解剖构造，水分生理生态特征及生理生化反应到组织细胞、光合细胞乃至原生质结构特点的综合反映[16]，因此植物的抗寒性由相关的多因素影响，并且受外界环境条件制约，要准确地评价柿品种的抗寒性，还需充分结合抗寒生理生化实验及其田间冻害和冻害后恢复生长情况等全面考虑。

参考文献

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