不同品种（系）南丰蜜橘叶片解剖结构比较

雷翠云 刘冰浩 牛英 邓崇岭 梁士楚 陈国平

摘要：【目的】比較不同品种（系）南丰蜜橘叶片解剖结构的差异，评价其抗寒和耐旱性能，为南丰蜜橘引种及品种区域布局提供参考依据。【方法】按照常规石蜡切片程序制作切片，荧光显微镜下观测广西特色作物研究院资源圃内7个品种（系）南丰蜜橘成熟叶片的解剖结构，分别采用叶片组织结构紧密度（CTR）和隶属函数法评价其抗寒性和耐旱性。【结果】蜜广橘、柳城蜜橘、桂橘1号、南丰1号、特早南丰蜜橘、南丰2号和杨小2-6的叶片厚度为196.53～255.76 μm，上表皮厚度为15.04～18.09 μm，栅栏组织厚度为32.37～42.88 μm，海绵组织厚度为131.55～181.05 μm，下表皮厚度为13.08～15.77 μm，CTR为16.60～19.43。抗寒性强弱排序为南丰2号>南丰1号>特早南丰蜜橘>柳城蜜橘>桂橘1号>蜜广橘>杨小2-6，耐旱性强弱排序为柳城蜜橘>南丰1号>蜜广橘>南丰2号>特早南丰蜜橘>桂橘1号>杨小2-6。【结论】南丰2号、南丰1号、柳城蜜橘和特早南丰蜜橘比桂橘1号和杨小2-6更抗寒和耐旱，蜜广橘较耐旱但不抗寒。在南丰蜜橘实际生产中需根据种植区域的地形、气候进行引种和推广，并制定合理的栽培管理措施。

关键词： 南丰蜜橘；叶片解剖结构；隶属函数法；抗寒性；耐旱性

中图分类号： S666.2 文献标志码：A 文章编号：2095-1191（2016）11-1885-06

Abstract：【Objective】The present study was conducted to compare anatomical structural differences among different Citrus reticulata Blanco cv. Kinokuni varieties（lines） and evaluate their cold resistance and drought resistance， in order to provide references for variety introduction and regional distribution of Citrus reticulata Blanco cv. Kinokuni. 【Method】Section was made according to paraffin section making process and put under fluorescence microscope. Mature leaves anatomical structures of seven varieties（lines） of C. reticulata Blanco cv. Kinokuni planted in Guangxi Academy of Specialty Crops resources garden were observed and compared. Then cold resistance and drought resistance were evaluated by CTR and membership function. 【Result】The leaf thickness of Miguangju，Liuchengmiju，Guiju No.1，Nanfeng No.1，Early Nanfengmiju，Nanfeng No. 2 and Yangxiao 2-6 were 196.53-255.76 μm，upper epidermis thickness 15.04-18.09 μm， palisade tissue thickness 32.37-42.88 μm， spongy tissue thickness 131.55-181.05 μm，lower epidermis thickness 13.08-15.77 μm，cell tense ration（CTR） of leaf 16.60-19.43. The order of cold resistance from strong to weak was as follows： Nanfeng No.2>Nanfeng No.1>Early Nanfengmiju>Liuchengmiju>Guiju No.1>Miguangju>Yangxiao 2-6. The order of drought resistance from strong to weak were as follows：Liuchengmiju>Nanfeng No.1>Miguangju>Nanfeng No.2>Early Nanfengmiju>Guiju No.1>Yangxiao 2-6. 【Conclusion】Nanfeng No.2， Nanfeng No.1， Liuchengmiju and Early Nanfengmiju are more cold-resistant and more drought-resistant than Guiju No.1 and Yangxiao 2-6. Miguangju is drought-tolerated but not cold-resistant. In actual production， C. reticulata Blanco cv. Kinokuni variety introduction and promotion should match the topography and climate in the regions， and formulate reasonable cultivation and management measures.

Key words： Citrus reticulata Blanco cv. Kinokuni； leaf anatomical structure； subordinate function method； cold resistance； drought resistance

0 引言

【研究意义】南丰蜜橘（Citrus reticulata Blanco cv. Kinokuni）原产地和主产区在江西省南丰县，以果色金黄、皮薄少核、汁多无渣、酸甜爽口、芳香扑鼻而闻名。近年来，广西的南丰蜜橘种植面积不断扩大，产业发展迅速，有力地带动了当地农民增收和经济发展。但由于气候环境和地形因素的制约，引种的南丰蜜橘在不同产区生物学性状表现不同，导致有的产区经济效益较低，种植户利益受到损害。植物抗逆性具有稳定的遗传性，叶片对生态条件的反应最敏感，抗逆性最容易在其形态结构上发生适应性变化（王艳慧，2009）。因此，观察、分析南丰蜜橘不同品种（系）叶片间的生物学性状及其抗逆性，对指导南丰蜜橘引种及品种区域布局具有重要意义。【前人研究进展】王家训和李春成（1984）比较6个柑桔品种的叶片结构，发现抗寒性强的品种厚角质膜上的蜡质均匀紧密，栅栏组织和下部紧密结构发达，海绵组织间隙小。简令成等（1986）研究不同柑桔品种叶片组织结构与抗寒性的关系，发现柑桔种类的抗寒性与叶片组织结构紧密度（CTR）呈正相关，与疏松组织结构（SR）呈负相关。谢庭味和欧阳美珊（1989）研究发现，抗寒性较强的木兰科品种具有气孔密度小、角质层厚和栅栏组织发达的特征。彭伟秀等（2001）研究认为，杏叶片的CTR具有遗传稳定性，可作为评价其品种抗寒性的指标。韩艳（2009）研究发现，5种常绿阔叶树幼苗的抗寒性和耐旱性结构特征相似。刘蕊（2011）研究早期椰子的叶片解剖结构，发现叶片厚度、角质层厚度、上下表皮厚度和栅栏组织、海绵组织厚度均存在显著差异，可作为椰子早期抗寒鉴定和耐旱鉴定的参考指标。杨大木等（2013）比较3种越橘叶片的解剖学结构，发现北陆的栅/海值均大于埃利奥特和北极星的栅/海值，北陆的抗寒性和耐旱性均较强。【本研究切入点】目前，针对南丰蜜橘不同品种（系）间叶片解剖学的研究鲜见报道。【拟解决的关键问题】观察比较7个南丰蜜橘品种（系）的叶片解剖结构，分析其与耐旱性、抗寒性的相关性，为南丰蜜橘抗性种质筛选和引种提供参考依据。

1 材料与方法

1. 1 试验材料

供試南丰蜜橘叶片取自广西特色作物研究院柑橘品种资源圃（桂林），品种（系）为蜜广橘、柳城蜜橘、桂橘1号、南丰1号、特早南丰蜜橘、南丰2号和杨小2-6，于2014年4月12日选取每个品种（系）树冠底部无病虫害春梢上的老熟叶片5片，带回实验室备用。

1. 2 试验方法

将叶片样本洗净擦干，参考袁莲莲（2016）的方法，切取叶片主脉中段附近5 mm×5 mm的组织，用FAA固定液固定24 h以上，按照常规石蜡切片程序制作切片，切片厚0.8 μm，用中性树胶封片，在OLYMPUS BX51荧光显微镜下用10倍物镜观察和拍照，用Cellsens Standard测量叶片、上表皮、栅栏组织、海绵组织和下表皮的厚度，每个品种（系）每项指标测定20组数据，计算叶片组织结构紧密度（CTR）。

CTR（%）=栅栏组织厚度/叶片厚度×100

参考陈豫梅等（2002）、金龙飞等（2012）、户金鸽等（2013）的方法，选择叶片厚度、上下表皮厚度、栅栏组织厚度和海绵组织厚度为考察指标，应用隶属函数法（彭伟秀等，2001；刘蕊，2011；沙琴，2015；周军等，2016）计算7个品种（系）南丰蜜橘的隶属函数值U（Xi），并进行综合评价。

U（Xi）=（Xi-Xmin）/（Xmax-Xmin）

式中，U（Xi）为隶属函数值，Xi为指标测定值，Xmax和Xmin分别为参试品种叶片某一指标的最大值和最小值。

1. 3 统计分析

试验数据用Excel 2003进行整理，用DPS 11.50进行方差分析。

2 结果与分析

2. 1 不同品种（系）南丰蜜橘的叶片结构特征

从图1可以看出，7个品种（系）南丰蜜橘的叶片均为典型异面叶，叶面外壁均覆盖均匀紧密的角质层，表皮细胞呈椭圆形或圆形，上下表皮均由单层细胞构成，上表皮细胞体积大，排列较下表皮紧密，因而上表皮更厚；叶肉组织分化程度高，栅栏组织由1～2层排列整齐且紧密的长圆柱（图1-B～图1-E）或短圆柱（图1-A、图1-F、图1-G）状细胞构成；海绵组织由排列疏松、形状不规则的薄壁细胞构成，细胞间隙较大，在下表皮细胞层与海绵组织间存在由2～3层与下表皮平行排列细胞组成的“下部紧密结构”。从切片中还可观察到位于叶肉细胞的草酸钙含晶细胞和下表皮上的气孔，气孔多被角质层覆盖（图1-A）；成熟的油细胞在组织透明过程中被溶解，形成一个较大的空腔（图1-B）。

虽然不同品种（系）南丰蜜橘叶片解剖结构总体上相似，但存在量化上的差异。由表1可知，7个品种（系）叶片的厚度为196.53～255.76 μm，其中，最厚的是蜜广橘，最薄的是杨小2-6，二者与其他品种（系）间均存在极显著差异（P<0.01，下同），柳城蜜橘、桂橘1号和南丰1号的叶片厚度差异不显著（P>0.05，下同）；上表皮厚度为15.04～18.09 μm，其中，柳城蜜橘最厚，其次为蜜广橘，二者差异显著（P<0.05，下同），柳城蜜橘与除蜜广橘外的其他品种（系）间存在极显著差异，杨小2-6叶片上表皮厚度最薄，但与桂橘1号、南丰1号、特早南丰蜜橘和南丰2号差异不显著；下表皮厚度为12.69～15.77 μm，其中，柳城蜜橘的下表皮最厚且与除桂橘1号外的其他品种（系）间差异极显著，南丰2号的下表皮最薄，但与南丰1号、特早南丰蜜橘和杨小2-6差异不显著；栅栏组织最厚的是蜜广橘，为42.88 μm，显著高于柳城蜜橘、桂橘1号和杨小2-6，但与南丰1号、南丰2号和特早南丰蜜橘差异不显著，栅栏组织最薄的杨小2-6（32.37 μm）与其他品种（系）间差异极显著；海绵组织厚度为131.55～181.05 μm，其中，最厚的是蜜广橘且极显著厚于其他品种，最薄的是杨小2-6，除与南丰2号无显著差异外均显著薄于其他品种，柳城蜜橘、桂橘1号和南丰1号间差异不显著。综合分析认为，蜜广橘、南丰2号、南丰1号、柳城蜜橘和特早南丰蜜橘叶片具有比桂橘1号和杨小2-6更抗寒和耐旱的结构特征。

2. 2 不同品种（系）南丰蜜橘的抗逆性

2. 2. 1 抗寒性表现 由表1可知，7个品种（系）南丰蜜桔叶片横切结构的CTR排序为南丰2号>南丰1号>特早南丰蜜橘>柳城蜜橘>桂橘1号>蜜广橘>杨小2-6；南丰2号的CTR为19.43%，与南丰1号和特早南丰蜜橘差异不显著，但三者均显著高于其他品种，蜜广橘、柳城蜜橘、桂橘1号和杨小2-6间差异不显著。说明南丰2号、南丰1号、特早南丰蜜橘和柳城蜜橘比桂橘1号、蜜广橘和杨小2-6更抗寒。

2. 2. 2 耐旱性表现 由表2可知，7个品种（系）南丰蜜橘耐旱指标隶属函数平均值排序为柳城蜜橘>南丰1号>蜜广橘>南丰2号>特早南丰蜜橘>桂橘1号>杨小2-6，说明柳城蜜橘最耐旱，南丰1号、蜜广橘和南丰2号的耐旱性次之，均比特早南丰蜜橘和桂橘1号更耐旱，耐旱性最弱的品种（系）是杨小2-6。

3 讨论

本研究结果表明，7个品种（系）南丰蜜橘叶片均具有紧密均匀的角质膜，且气孔缝处多被覆盖，该结构能调控叶片内的水分和温度，其折光性还能减轻过强日照引起的傷害，具有耐旱性及抗寒性特征，与陈丹生等（2012）研究认为厚角质层是耐旱性与抗寒性较强品种特征的观点一致。本研究还发现，南丰蜜橘叶片上表皮层有含晶细胞，能调节细胞渗透压，增强吸水和保水能力，且能聚集过多的盐分从而保护植物体免遭单盐毒害，与角质层一样能增强机械性能。因此，7个品种（系）南丰蜜橘的叶片均具有抗寒和耐旱的角质层结构特征，其中，柳城蜜橘、南丰1号、特早南丰蜜橘和柳城蜜橘的含晶细胞数量更多，比桂橘1号、蜜广橘和杨小2-6更耐旱。

在本研究中，叶片单一组织结构的数量与抗寒性无明显相关性，可能是叶片容易受外界环境影响而发生变异所致（侯艳伟等，2006），但叶片的栅栏组织、海绵组织和叶片厚度在遗传上具有相互制约关系，使CTR保持相对稳定，可作为较可靠的抗寒性指标（彭伟秀等，2001）。前人在研究荔枝（佘文琴和刘星辉，1995）、越橘（吴林等，2005）、茶树（李剑等，2009）等植物的叶片解剖结构时发现，CTR反映了种源的抗寒能力，CTR越大，抗寒性越强。因此，本研究根据CTR大小顺序，确定7个品种（系）南丰蜜橘的抗寒性强弱排序为南丰2号>南丰1号>特早南丰蜜橘>柳城蜜橘>桂橘1号>蜜广橘>杨小2-6。

叶片的组织结构与植物的耐旱性也有密切关系。翟晓巧等（2013）研究认为，叶片厚度、上下表皮厚度、栅栏组织厚度和CTR与耐旱性呈正相关，而海绵组织厚度和叶片组织疏松度与耐旱性呈负相关。耐旱隶属函数法是目前较常用的植物耐旱性评价方法，该法将各项相关指标纳入评价体系，弥补了方差分析的不足，能更全面地反映品种的耐旱性，隶属函数值的平均值越大，其耐旱性越强（高克昌等，2007），已应用于小扁豆（高克昌等，2007）、玉米（何雪银等，2008）、山桃（杨小玉等，2008）和芒果（金龙飞等，2012）等作物的耐旱性评价。本研究对7个品种（系）南丰蜜橘的抗寒性评价结果为柳城蜜橘>南丰1号>蜜广橘>南丰2号>特早南丰蜜橘>桂橘1号>杨小2-6，其中柳城蜜橘、南丰1号、南丰2号和特早南丰蜜橘比桂橘1号和杨小2-6更抗寒同时也更耐旱，说明南丰蜜橘的抗寒性与耐旱性有一定关系。因此，各地引种南丰蜜橘时，应优先考虑选择适宜当地气候、地形的品种（系），并采取相应的管理措施。

对植物叶片组织结构的观察多采用光学显微镜进行，本研究中采用荧光显微镜不仅免去了染色步骤，而且图像轮廓更清晰有层次，获得了更好的观测效果。但目前对耐旱性指标的界定尚无统一标准，且植物的抗性不仅与形态结构有关，还与生理代谢、生长环境等密切相关，要获得更准确的抗性评价结果，还应结合生理生化指标进行深入探讨。

4 结论

在本研究区域内，7个品种（系）南丰蜜橘的抗寒性强弱排序为南丰2号>南丰1号>特早南丰蜜橘>柳城蜜橘>桂橘1号>蜜广橘>杨小2-6；耐旱性强弱排序为柳城蜜橘>南丰1号>蜜广橘>南丰2号>特早南丰蜜橘>桂橘1号>杨小2-6。因此，南丰2号、南丰1号、柳城蜜橘和特早南丰蜜橘比桂橘1号和杨小2-6更抗寒和耐旱，蜜广橘较耐旱但不抗寒，在南丰蜜橘实际生产中需根据不同的地形和气候制定合理的栽培管理措施，以取得更好的经济效益。

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（责任编辑 思利华）