杧果叶片解剖结构与抗旱性评价

沈 伟，岑湘涛，牛俊乐，罗世洪

(百色学院农业与食品工程学院，广西百色，533000)

杧果MangiferaindicaL.是漆树科杧果属常绿大乔木，我国主要产于广西、云南、广东、福建、台湾[1]。广西百色市是全国规模最大的杧果生产基地[2-3]。百色市地处广西西部，是亚热带季风气候区[4]，受地形和降雨的影响，百色属于旱灾易发区，且干旱程度较严重[5]，对杧果生产影响较大[6]，所以，选择抗旱性强的优质杧果品种种植已成为保障农民丰收的前提。本试验采用石蜡切片的方法，对百色杧果主栽品种的叶片结构进行观测，研究不同品种叶片解剖结构与抗旱性的关系，旨在找出不同品种杧果的抗旱性强弱，为杧果高产化、优质化、规范化栽培管理提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

试验在广西百色市右江区澄碧湖杧果产业(核心)示范区的杧果品种展示园进行，台农1号、红贵妃、金煌杧、红象牙、桂七等5个品种供试，20～30年生，株行距5 m×4 m。

1.2 方法

1.2.1 叶片采集及处理 2018年7月8日9：00—11：00采样，天气晴朗，每品种各选取具有代表性的3株树，分别从树冠中部外围向阳面取大小相近的老熟叶片5片，分别做好标记后迅速保存于放有冰袋的泡沫盒中，带回实验室制成石蜡切片。

1.2.2 石蜡切片制作及观察 以叶片最宽处和主叶脉之间的交点为中心点，取长1 cm、宽0.7 cm的叶片为切片制作材料，FAA液固定后完成脱水、透明、包埋等制片过程，切片10 μm，番红—固绿双重染色，中性树胶封片，将封好的切片放入烘箱(40 ℃)中烘干[7]。将制作好的石蜡切片置于荧光倒置显微镜下观察并测量其主脉直径、叶片厚度、上表皮厚度、下表皮厚度、角质膜厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度、栅海比、叶肉组织紧密度和叶肉组织疏松度，所测数据均为15个视野下的平均值，用SPSS软件对数据进行显著性分析。栅海比(%)=栅栏组织厚度/海绵组织厚度×100，叶肉组织紧密度(%)=栅栏组织厚度/叶片厚度×100，叶肉组织疏松度(%)=海绵组织厚度/叶片厚度×100。

1.3 数据处理

运用SPSS软件对10项指标分别比较后，再使用隶属函数法进行综合评价，最终得出结论，若测定指标与抗旱性呈正相关，用公式Y(μ)=(Y-Ymin)/(Ymax-Ymin)计算其隶属函数值，式中Y为各指标测定值，Ymax和Ymin分别为某测定指标的最大值和最小值；若某测定指标与抗旱性呈负相关，则公式为Y(μ)=1-(Y-Ymin)/(Ymax-Ymin)；最后将各指标的隶属函数值用公式：平均值=∑Y(μ)/n进行累加取平均值，得到综合评定指数，其值越大表示抗旱性越强[8-11]。

2 结果与分析

2.1 叶片表皮结构特征与抗旱性

叶片表皮是植物叶片表面的一层特殊保护组织，由一层薄壁细胞紧密排列构成，细胞与细胞之间基本没有细胞间隙[12]。植物叶片的最外层是一层由类脂质物质构成的角质膜，角质膜是植物抵抗外界环境各种刺激首当其冲的一道屏障，它不同程度地分布覆盖在植物叶片表皮的细胞外壁上[13-15]。所以叶片的角质膜越厚，它的保护功能就越强，越能够最大限度地降低蒸腾作用对于植物体内水分的蒸发效果，从而增加其抗旱能力[16]。

由图1和表1可以看出，金煌杧叶片的角质膜厚度最厚，显著大于其他品种，约为3.89 μm；红贵妃次之，约为3.35 μm；红象牙叶片的角质膜厚度约为3.28 μm；桂七叶片的角质膜厚度约为3.08 μm；台农1号叶片的角质膜厚度最薄，约为2.78 μm，显著小于金煌杧、红象牙、红贵妃。

注：切片在荧光倒置显微镜40倍下成像。图1 桂七等5个杧果品种叶片横切角质膜厚度结构

表1 桂七等5个杧果品种叶片结构特征比较

植物表皮厚度越厚，植物的隔热、保水防损伤性能就越强，抗旱能力越强[17]。表1可以看出，金煌杧叶片的上表皮厚度最厚，约为27.12 μm，显著大于其他品种；红贵妃次之，约为24.20 μm。桂七的上表皮厚度约为23.48 μm，和红贵妃、台农1号、红象牙之间无显著性差异。台农1号叶片的上表皮厚度约为21.40 μm，红象牙约为21.00 μm，两者之间无显著性差异。金煌杧、红贵妃和桂七叶片的下表皮厚度分别为17.73、17.87和17.86 μm，三者之间差异不显著，但均显著高于其他2个品种。

2.2 叶片叶肉特征与抗旱性

杧果的叶肉组织分化成两部分，上部正面为较紧密的栅栏组织，下部背面为较疏松的海绵组织。由表2和图1可以看出，5个杧果品种栅栏组织厚度范围在58.33～92.20 μm之间，其中红贵妃的最厚，为92.20 μm；金煌杧次之，为84.76 μm，与红贵妃无显著性差异，但与其他品种差异显著；最薄的为台农1号，为58.33 μm，与桂七(63.31 μm)、红象牙(60.39 μm)无显著性差异。海绵组织厚度范围在132.05～180.74 μm之间，红贵妃最厚，为180.74 μm，与桂七(166.70 μm)、台农1号(171.25 μm)无显著性差异；红象牙最薄，为132.05 μm，与其他品种差异显著。

植物叶片中表示栅栏组织发育程度的一个重要指标是栅海比，其值越大，说明栅栏组织越发达[18]，叶片的组织结构就更紧密，保水抗旱能力更强[19-20]。5个杧果品种中，金煌杧栅海比最高，约为52.27%，红贵妃次之，约为51.01%，两者无显著性差异，与其余3个品种差异显著，台农1号栅海比最小，为34.22%，与桂七(38.28%)无显著性差异。

叶肉组织紧密度和叶肉组织疏松度分别是栅栏组织厚度和海绵组织厚度与叶片厚度的比值，耐旱性植物叶肉组织紧密度一般较高，叶肉组织疏松度较低[21]。从表1可以看出，5个杧果品种叶片厚度范围在227.60～315.90 μm之间，其中最厚的是红贵妃，为315.90 μm，金煌杧次之，为295.39 μm，两者无显著性差异，红贵妃与其他品种差异显著；红象牙最薄，为227.60 μm，与其他品种差异显著。5个杧果品种叶肉组织紧密度以红贵妃最大，约为29.30%，其次是金煌杧，约为28.67%，两者之间无显著性差异；红象牙叶肉组织紧密度次于金煌杧，约为26.47%，与金煌杧无显著性差异。桂七和台农1号叶片的叶肉组织紧密度较小，分别为23.26%和22.31%，两者之间差异不显著。5个杧果品种叶肉组织疏松度以台农1号最大，显著高于其他品种，约为65.69%；其次是桂七，约为61.05%，与红象牙(58.06%)、红贵妃(57.66%)无显著差异；最小的为金煌杧，约为55.36%。

2.3 叶脉特征与抗旱性

主脉直径越厚，植物维管束越发达，相应的输水保水能力就越强，抗旱性也越强[17]。从表1可以看出，5个杧果品种主脉直径以金煌杧最大，约为1 681.83 μm；其次是红贵妃，约为1 601.80 μm，两者差异不显著；桂七与红贵妃相近，为1 519.06 μm；台农1号主脉直径最小，为1 426.36 μm，与红象牙(1 454.92 μm)差异不显著。

2.4 叶片结构指标的隶属函数分析

目前分析作物综合抗旱性大多用的是隶属函数法[21-22]。在测定的10个指标中主脉直径、叶片厚度、上表皮厚度、下表皮厚度、角质膜厚度、栅栏组织厚度、栅海比、叶肉组织紧密度这8个指标与品种的抗旱性呈正相关，海绵组织厚度及叶肉组织疏松度这2个指标与品种抗旱性呈负相关。综合分析，由表2可知，5个品种的抗旱性从强到弱依次为金煌杧>红贵妃>红象牙>桂七>台农1号。

表2 桂七等5个杧果品种叶片结构指标的隶属函数分析

3 结论与讨论

叶片是植物进行光合作用和蒸腾作用的主要场所，也是植物对干旱等环境变化最敏感的器官[23]，研究叶片解剖结构来评价植物抗逆性是一种相对简单又适用的方法[24]。李鸿雁等[23]以6种豆科牧草的成熟叶片为材料，测定叶片厚度等叶片解剖结构参数后统计分析其抗旱性强弱，结论与供试牧草在自然界中的生长表现相符合。邱彦芬等[25]对橡胶树无性系叶片解剖结构及耐旱性研究的结果也与田间试验结果一致。这都验证了研究叶片解剖结构来评价植物抗逆性的可行性。

本研究选取主脉直径、叶片厚度、上表皮厚度、下表皮厚度、角质膜厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度、栅海比、叶肉组织紧密度和叶肉组织疏松度等指标，通过隶属函数法对这10个指标数据进行综合分析，评价百色地区主要种植的5个杧果品种抗旱性，得出其抗旱性由强到弱依次为金煌杧>红贵妃>红象牙>桂七>台农1号。结果与谭德锦等和许鹏等[26-27]的研究相一致，他们在引种试验中发现金煌杧具有较强的抗逆性，且比台农1号抗逆性强。但董龙等[28]采用自然干旱的方式对比分析叶片相对含水量等生理生化指标，发现广西区主栽4个杧果品种的抗旱性从强到弱依次为金煌杧>台农1号>贵妃杧>四季蜜杧，与本试验结果不一致，可能由于杧果抗旱性涉及诸多结构及生理生化变化，单从叶片解剖结构或少数生理指标评价其抗旱性过于片面，对不同品种杧果抗旱性分析需综合多项指标，并结合田间试验进行评价。