■ 戴榮國 王瑞生 姬聰慧 曹 蘭 羅文華 任 勤 程尚
(作者戴榮國、王瑞生、姬聰慧、曹蘭、羅文華、任勤、程尚單位為重慶市畜牧科學院)
錦橙(Cicrus sinensis Osb.)為蕓香科(Ru taceae)柑橘屬(Citrus)橙類,常綠灌木或小喬木,在年均溫16~2 l℃,≥l0℃ 的年積溫6000℃左右、1月均溫7~10℃、極端最低氣溫高于-4℃,年日照1300~1400小時、年降雨量1000毫米以上的地域內(nèi)均能栽培[1],是我國南方主要經(jīng)濟水果。但以年均氣溫在18℃以上的地區(qū)栽培,果實品質表現(xiàn)最優(yōu)。錦橙原產(chǎn)于重慶市江津區(qū),現(xiàn)遍及重慶及四川各柑橘產(chǎn)區(qū),全國各柑橘產(chǎn)區(qū)均有引種。前蘇聯(lián)、阿爾巴尼亞、美國等也先后引種栽培。目前主要分布于長江上游谷地帶[2]。同時,錦橙也是優(yōu)良的蜜源植物,能形成商品蜜,帶動當?shù)氐酿B(yǎng)蜂生產(chǎn),但是因為其花期短,前后約15~20天,且存在明顯的大小年差異,影響了蜂農(nóng)采集柑橘蜜的積極性,而錦橙蜜腺發(fā)育規(guī)律的相關研究鮮有報道。
因此,本研究對重慶市錦橙花期蜜腺發(fā)育規(guī)律的觀察,對我們更深刻了解柑橘泌蜜原理,把握和推廣柑橘適時蜜蜂授粉技術具有重要意義。
隨機在錦橙樹的樹冠中部邊沿選擇數(shù)支花序上采樣。當花序出現(xiàn)花蕾時分別采摘其花蕾早期、花蕾膨大期、花蕾露冠期、花蕾初放期、盛花期和花敗期6個時期具有細胞內(nèi)部結構變化代表性的花朵,采摘后立即在固定液中固定24小時(每次應固定10朵以上以便在切片時選取最好的一朵使用)后放入70%乙醇中于冰箱中保存并送西南大學生物技術學院進行組織切片。以上每個樣品切片厚度7~8μm(每個樣5~10片);鐵礬-蘇木精與PAS反應雙重染色觀察蜜腺的形態(tài)結構及其淀粉粒的分布,用奧林巴斯顯微鏡觀察并照相。
圖1 錦橙各花期蜜腺組織結構變化圖
圖1分別表示現(xiàn)蕾期,雌蕊原基頂部向上形成環(huán)狀突起(縱切面為兩個突起)。雌蕊原基基部外側的幾層細胞分裂,雄蕊原基基部也有少量細胞進行分裂,參與產(chǎn)生蜜腺原基?;ɡ倥虼笃诤同F(xiàn)蕊初期,蜜腺原基表皮細胞進行垂周分裂,并切向拉長,內(nèi)部細胞進行切向以及各向分裂,花盤蜜腺原基橫向擴展。初花期,花蜜腺已具雛形,盛花期,蜜腺細胞繼續(xù)分裂,產(chǎn)蜜組織液泡都有所增大,蜜腺的有些細胞仍在分裂。敗花期中,蜜腺細胞分裂逐漸停止,蜜腺體積接近最大,表皮細胞外切向壁角質化,角質層開始產(chǎn)生。
圖2 淀粉粒變化圖
圖2分別可見淀粉粒變化規(guī)律:現(xiàn)蕾期蜜腺細胞體積小,排列緊密,細胞質濃,液泡小,淀粉粒體積較小,經(jīng)過花蕾膨大期和現(xiàn)蕊初期,淀粉粒在此過程中急劇增大、增多,到初花期時增至最大最多。從盛花期期開始淀粉粒出現(xiàn)逐漸減少的趨勢,在敗花期時減至最少,此時蜜腺細胞液泡化程度高,出現(xiàn)中央大液泡,細胞排列疏松。
Fahn的中心演化理論認為,花蜜腺的位置存在著向心向頂方向的系統(tǒng)演化趨勢,即從花的外部到花的內(nèi)部,并上升到雌蕊的上部。本研究發(fā)現(xiàn)錦橙花在現(xiàn)蕾期,雌蕊原基頂部向上形成環(huán)狀突起(縱切面為兩個突起)。雌蕊原基基部外側的幾層細胞分裂,雄蕊原基基部也有少量細胞進行分裂,參與產(chǎn)生蜜腺原基。在花蕾膨大期和現(xiàn)蕊初期,蜜腺原基表皮細胞進行垂周分裂,并切向拉長,內(nèi)部細胞進行切向以及各向分裂,花盤蜜腺原基橫向擴展。在初花期,花蜜腺已具雛形,在盛花期,蜜腺細胞繼續(xù)分裂,產(chǎn)蜜組織液泡都有所增大,蜜腺的有些細胞仍在分裂。敗花期中,蜜腺細胞分裂逐漸停止,蜜腺體積接近最大,表皮細胞外切向壁角質化,角質層開始產(chǎn)生。錦橙花蜜腺細胞經(jīng)數(shù)次分裂,在花盤上表面形成蜜腺組織區(qū),這與Durkee提出的蜜腺是由居間組織活動所形成的觀點吻合。
按此理論,錦橙的蜜腺屬于一種從子房蜜腺向花柱蜜腺過渡的類型。從細胞結構變化規(guī)律分析,錦橙蜜腺具分泌表皮和產(chǎn)蜜組織之分,維管束特化程度較高,也說明錦橙花蜜腺泌蜜方式為滲透型。
Zimm erm ana把僅有一層表皮而沒有分化出特殊產(chǎn)蜜組織的蜜腺稱為非結構蜜腺,把既有分泌表皮又有產(chǎn)蜜組織的稱為結構蜜腺。因此,在結構上,錦橙蜜腺屬于結構蜜腺類型。
Purkee等根據(jù)成熟蜜腺產(chǎn)蜜組織中是否含有淀粉粒將蜜腺分為淀粉型和非淀粉型兩類。在錦橙花蜜腺產(chǎn)蜜組織中含有大量小顆粒的淀粉粒,PAS反應呈強陽性,因此,其花蜜腺應屬典型的淀粉型蜜腺。
在蜜腺發(fā)育過程中,淀粉粒的變化也呈現(xiàn)規(guī)律:在花蕾膨大初期,伴隨著子房壁維管束的分化,產(chǎn)蜜組織細胞中開始積累淀粉粒。在花蕾膨大末期達到高峰,盛花后期開始減少,至果實形成時則逐漸消失。大多數(shù)被子植物的子房中常有淀粉粒的貯存,為胚和果實發(fā)育提供物質和能量[3]。我們發(fā)現(xiàn)當錦橙花蜜腺從盛花期開始淀粉粒出現(xiàn)逐漸減少的趨勢,在敗花期時減至最少,此時蜜腺細胞液泡化程度高,出現(xiàn)中央大液泡,細胞排列疏松。這表明錦橙蜜腺中的淀粉粒并不是供給胚珠和果實的,而是供給蜜腺自身的需要。在分泌期間,淀粉量下降,說明淀粉是分泌的蜜汁的一部分來源,這與Rachm ilevitz的觀點也相吻合。因此,我們可以推測在泌蜜期間,產(chǎn)蜜組織的淀粉粒隨花蜜的泌出而消失時,產(chǎn)蜜組織中淀粉粒經(jīng)一系列復雜的生理生化變化,一部分以淀粉粒的形式儲存起來,二大部分被降解為可溶性葡萄糖、果糖和蔗糖,形成花蜜再經(jīng)共質體途徑運至分泌表皮,再有表皮細胞以滲透方式直接透過分泌表皮細胞直接滲出。
[1] 柯賢港.蜜粉源植物學[M].北京:中國農(nóng)業(yè)出版社.1995,36-42.90-92.203.
[2] 謝治鑷,何天富.錦橙的生態(tài)適應性及栽培[J].中國柑桔.1989,18(2):24-25.
[3] 劉文哲,張泓,胡正海.薺花蜜腺的發(fā)育解剖學研究[J].植物學報,1993,35(3):l95~200.