南桑北植后生理结构和防冻机制的改变研究

孔庆慧，郭琼瑶，佟铭洋，王 泽，张力凡*

（通化师范学院生命科学学院 吉林，通化 134000）

桑是一种原产于我国中、北部，现在在整个世界都已广泛栽培的桑科桑属落叶乔木或灌木。我国是世界桑蚕茧丝绸生产、加工与贸易的第一大国，在国际市场上占据着主导地位。但在传统经营模式中，养蚕户的收入主要来自于桑树上的蚕茧，而桑树的价值一般都被忽视了。近年来，通过科研院所和大型企业的研发推动下，许多农业企业、合作社及种植大户开始把桑树作为经济树种栽植，桑树的经济价值才慢慢被开发出来，为人们所了解、熟知。国家有关部门为促进桑蚕经济发展，提出了“南桑北移”产业发展战略，全国各地共同发展。在“南桑北移”的计划下已经有越来越多桑树移植到北方，但随之而来的是许多问题涌现而出。如移栽到东北地区的果桑树和大叶桑普遍存在越冬困难，只能大棚种植等现象。

本文研究的意义在于通过对桑生理结构，激素对桑树的影响作用，桑种植技术的发展及现阶段桑的多种经济价值的开发等多方面研究及现状的分析，结合研究过程中发现的移栽到东北地区的红果桑树异常生理现象进行对比南桑北植后生理结构与防冻机制研究，以期开创桑树东北地区栽培技术体系的新思路。

1 实验材料与仪器

1.1 实验材料

移植桑带叶枝条、本地桑枝条、无水乙醇、二甲苯、FAA固定液、切片石蜡、蜂蜡、番红固绿染液、脱落酸。

1.2 实验仪器显微镜、刀片、载玻片、盖玻片、包埋盒、解剖针、石蜡切片机、漂烘烤片机、胶头滴管、量筒等。

2 实验方法与过程

本文实验通过用不同浓度脱落酸对移植桑枝条的分组用的对比实验，观察培养过程中叶片脱落情况以及叶片、叶痕处离层产生情况,同时对移植的大果桑树与本地桑树的叶片及生理结构进行对比,进而分析出南桑北植后的防冻机制及越冬管理技术。

2.1 移植桑枝条材料培养

根据实验需求采集移植桑枝条，将其平均分为四组，并将各组枝条末端切口处立即放入盛有清水的容器中，根据采集枝条长度选择直径为6cm高度为10cm的玻璃缸为容器进行培养。同时将枝条末端斜切，形成45°左右的切口，便于水分运输。将这四组材料分别进行不同浓度脱落酸处理，具体处理操作为：将四组材料分别定为清水对照组和脱落酸：水的比例为1:100、1:200、1:300 的实验组。按比例配制药液后将其喷在对应组别的叶子表面。每日重复此操作并替换容器内溶液。将每天脱落的叶柄固定并记录，待培养十五天后选取叶痕处或叶迹处枝条固定。

2.2 石蜡切片的制备

固定：将材料分组放入FAA固定液中固定。冲洗：将固定后的材料流水冲洗，冲洗后将材料切取合适大小。枝干取叶痕部位，叶柄取脱落部位。酒精梯度脱水：梯度依次为50%、70%、80%、90%、无水乙醇两次。透明：二甲苯与无水乙醇进行梯度透明。浸蜡：二甲苯混合配合蜡梯度浸蜡。包埋：将材料块放在包埋盒中编号，倒入配合蜡液，利用解剖针摆好材料位置，挑出气泡，等待蜡液自然冷却，将包埋好的蜡块按编号收集。切片：将蜡块固定在组织台上用石蜡切片机切成8μm 厚的蜡片，枝取横切面叶柄取纵切面。摊片：切出蜡带放在漂烘烤片机水槽里，将蜡片捞在打好蛋白甘油的载玻片上后进行烤片。脱蜡：将装片浸泡在装有二甲苯的染色缸中，将染色缸放在55℃的烘箱中20min。将材料按二甲苯、无水乙醇、95%酒精、85%酒精的顺序浸泡脱蜡，然后将装片平放滴加5min70%酒精。染色：染色方法为番红固绿染色。首先使用番红溶液集体染色，染色过程中保持装片湿润，番红溶液成功染色用清水冲洗装片上的染色剂后进行固绿染色，将玻片倾斜滴加固绿溶液后用50%乙醇滴在玻片上方冲掉染色剂，重复操作直至材料泛绿。脱水透明：材料上滴无水乙醇去除水分后滴加二甲苯进行透明。封片：透明后将中性树胶垂直滴到材料上，用干净的盖玻片封片等待干燥，干燥后观察。

2.3 数据记录与处理

实验过程中每天记录一次叶片和叶柄掉落情况直至培养结束，制成Excel表格进行数据分析。同时对各组材料制成的装片进行对比分析。

3 实验结果与分析

3.1 移植桑与本地桑比较

随机选取十月中旬移植桑与本地桑叶片各20 片，对叶片进行长度、宽度厚度以及表面积的数据收集、算出平均数制成表1便于分析。

表1 本地桑树与移植桑树对比情况

图1 移植桑与本地桑（右）叶片大小对比

图2 移植桑与本地桑（右）叶片整体形态对比

图3 本地桑叶片徒手切片镜下观察

图4 移植桑叶片徒手切片镜下观察

根据表1 分析得出移植桑叶片比本地桑叶片大且厚（图1-4），故具有更高的经济价值。十月中旬,东北地区秋季昼夜温差较大，东北本地原生植物开始落叶且本地桑树定芽腋芽均已停止生长形成鳞芽进入休眠（图5），而移植桑顶端芽点与去除顶端芽点的叶腋处芽点仍持续生长（图6），十月下旬仍属于抽条状态，顶端分生组织活跃，故造成降霜后的低温冻伤（图7-8），影响第二年的整体植株发育。且根据本地桑与移植桑的叶片横切对比分析得出两种叶片基本结构类似，均为上表皮厚下表皮薄，气孔大都分布在下表皮上；不同点：下表皮的气孔：移植桑下表皮气孔上方是海绵组织细胞结构，本地桑下表皮气孔的薄壁细胞下有气孔室；叶肉组织结构：本地桑叶片组织结构是栅栏组织一层，海绵组织多层，海绵组织结构比较疏松，细胞间隙大，栅栏组织的细胞也是较细长，排列紧密的；移植桑叶肉组织结构是1-2层栅栏组织细胞，细胞较粗，排列非常紧密，海绵组织近椭圆形或方形细胞排列也相对紧密细胞间隙较小；上下表皮结构：移植桑的上下表皮细胞没有明显的加厚，本地桑上表皮外切相面有一层连续的明显的角质层。

图5 本地桑叶片状态

图6 移植桑腋芽处新芽

图7 降霜后移植桑低温冻伤情况

3.2 移植桑培养过程叶片掉落情况

图8 移植桑冻伤叶

表2 移植桑培养过程叶片掉落情况

由于前期效果不明显，且枝条呈现不同程度失水萎蔫，怀疑浓度过低导致，故而提高浓度比例为1:10、1:20、1:50，提高比例后叶片脱落数量明显增加，根据表格分析浓度配比为1:10脱落效果为96%,1:20浓度叶片脱落效果为88%,1:50 浓度脱落效果65%略好于清水组61%，且同一时间段内1：10 浓度掉落速度最快，叶片掉落顺序为中下部至上端，1:10或1:20浓度配比效果均可以应用实际。

4 讨论与展望

本试验选用东北地区的移植红果桑树树枝、叶柄和本地桑树进行对比对照实验，以综合培养过程中叶片掉落数等指标，判断不同浓度脱落酸对移植桑的叶片脱落效果。在几个配比中，以脱落酸-清水为1：20的整体效果最优，可采用叶面喷施或滴流注射方法使用，既能解决移栽到东北地区的红果桑树不良生理现象，又能节省经济消耗达到预期的效果，但仍需要进一步的优化，并可以搭配其他激素共同使用。目前很多地区开始扩大种桑，大力发展桑树的其他用处，比如说用于饲料、用于食药、用于生态功能开发等等。而在北方种植桑树则需要更加注意桑树的种植特性以及病虫害防治，再就是在冬季要注意桑树的防冻，以免影响第二年桑树的正常生长。针对东北地区移植的红果桑树出现的生理异常可以为其喷洒脱落酸：清水为1：20的药液帮助移植桑新生叶片脱落，顺利过冬，也希望通过运用本实验结果可以开创桑树东北地区栽培技术体系的新思路。