張娥珍　廖芬　陽仁桂　何全光　黃梅華　辛明　黃振勇

摘 要 對17個品種的芒果果皮進行細胞學比較研究，結果表明：不同品種不同成熟度芒果的果皮細胞結構差異明顯，隨著成熟度增加，果皮中角質層厚度變化不明顯，但細胞壁會變薄，內溶物明顯減少；果皮中分布有大量的分泌腔和維管束，其數(shù)量因品種和成熟度而異；芒果果皮中均觀察到有淀粉粒的存在，在完全成熟時，大部分品種的淀粉粒會完全分解，少部分品種還有少量殘存。研究結果可為芒果貯藏保鮮、加工、品種選育提供理論參考價值。

關鍵詞 芒果；果皮；解剖結構；貯運；后熟

中圖分類號 TS 255.2 文獻標識碼 A

芒果（Mangifera indica L.）是一種深受大眾喜愛，營養(yǎng)和商品價值高的熱帶水果[1-2]，世界上芒果栽培和產量最多的國家主要有10個，分別是印度India（37.9%）， 中國China（12.9%），泰國Thailand（6.3%）， 墨西哥Mexico（5.9%）， 印度尼西亞Indonesia（5.2%）， 巴基斯坦Pakistan（5.9%）， 巴西Brazil（3.5%）， 菲律賓Philippines（3.5%）， 尼日利亞Nigeria（2.6%）和埃及 Egypt（1.3%）[3]。影響芒果果實品質的因素多種多樣，包括品種、栽培氣候和條件、保鮮處理技術、貯運條件等[4]。

水果成熟是一系列復雜生理、生化反應的結果，很多化學反應的結果會表現(xiàn)在果實細胞結構的變化上[5]。果皮是果實最外一層保護組織，果皮在維持果實硬度、保持水分平衡、抵抗外界不良條件的侵害、保持果實外表美觀等方面有著重要作用，果皮形態(tài)結構的變化會直接影響果實的外觀品質和商品價值。解剖技術是一種可以清晰觀察到果實細胞結構變化的非常有用的技術，Natale等[6]在番石榴研究上發(fā)現(xiàn)，鈣處理對維持細胞結構有良好作用。魏欽平[7]對不同生態(tài)區(qū)蘋果的果皮解剖結構進行研究發(fā)現(xiàn)，氣候對果皮結構有明顯的影響，干燥地區(qū)蘋果角質膜厚，機械組織發(fā)達，細胞壁厚且層數(shù)多，低緯度高海拔地區(qū)的蘋果角質厚，細胞的側壁厚。陶世蓉[8]研究表明梨果實的貯藏品質與表皮細胞角質、表皮細胞的栓化以及石細胞有關。李宏建[9]研究表明蘋果果皮細胞層數(shù)及細胞的長寬比與硬度呈負相關，角質層厚度與失重率呈負相關。Agata Konarska[10]比較了兩個蘋果品種貯藏前后果皮結構差異，貯藏前后角質層、細胞壁、淀粉粒均有不同變化。芒果方面，Evangelista[11]研究使用鈣對芒果品種Tommy Atkin果皮細胞結構的影響，發(fā)現(xiàn)鈣處理后果實中層細胞在貯運過程沒有明顯的降解或破損。

目前對不同品種的芒果果皮細胞結構比較研究報道的還較少，本研究的目的主要是通過對不同品種芒果果皮細胞結構進行比較分析，了解不同品種芒果果皮細胞結構差異以及隨著成熟度變化的規(guī)律，分析其可能與芒果貯運保鮮、加工技術的關系。研究結果可為芒果貯藏保鮮、加工以及品種選育提供理論參考價值。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 植物材料 17個品種芒果分別是：金煌芒、紅金龍、紅貴妃、紅象牙、新世紀、凱特芒、扁芒、紫花芒、桂熱120、桂熱10、桂熱82、桂香、桂七、杉林、玉文、美國紅芒和農院5號。來源于廣西和海南熱作所種質苗圃，采收期參照商品果成熟度采收，八成熟時采摘。

1.1.2 實驗試劑與儀器 主要實驗試劑：無水乙醇（分析純，天津市百納化工有限公司），乙酸（分析純，天津市百納化工有限公司），甲醛（分析醇，天津市百納化工有限公司），50 ℃～52 ℃，54 ℃～56 ℃，58 ℃～60 ℃切片石蠟（上海標本模型廠），TO生物制片透明劑（分析純，廣西岑溪松香廠），碘（分析純，上海展云化工有限公司），碘化鉀（分析純，上海展云化工有限公司），中性樹膠（上海標本模型廠）。

主要實驗儀器：烘箱（南京旭東干燥設備廠），Leica自動切片機切片（德國Leica RM2235）， 顯微鏡（日本Olympus BX53）。

1.2 實驗方法

1.2.1 芒果催熟 芒果果實3～6個左右，放置在紙箱中，溫度（25±1）℃、濕度60%下自然催熟，以剛采收時為未成熟，果皮70%～80%黃時為半熟，整個果實的果皮完全黃、果肉變軟時為完全成熟。

1.2.2 芒果取樣 在芒果的3個成熟階段分別采樣，切取果實中部果皮材料，修成0.5 cm×0.5 cm×1.0 cm大小的方塊，經(jīng)FAA固定液（70%乙醇 ∶ 乙酸 ∶ 乙醛=90 ∶ 5 ∶ 5）固定，負壓處理20 min后固定48 h，用70%乙醇充分洗去FAA，樣品用75%乙醇保存在4 ℃冰箱中待進一步觀察。

1.2.3 解剖觀察 材料參照李正理[12]常規(guī)石蠟方法制片，Leica自動切片機切片，切片厚度10～12 μm，石蠟片以梯度濃度乙醇復水后碘-碘化鉀染淀粉，番紅-固綠對染，再經(jīng)梯度濃度乙醇脫水，TO透明劑透明，中性樹膠封片后，顯微鏡下觀察芒果表皮細胞結構特征。

1.2.4 果皮厚度測量、分泌腔和維管束數(shù)量計算 果皮的厚度值由Leica顯微鏡測量系統(tǒng)進行測定（mm）。以5×物鏡視野下，計算每個視野范圍內分泌腔和維管束的數(shù)量，每個品種每個成熟度共觀察統(tǒng)計30～40個視野，數(shù)量按個/cm2來表示。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

采用EXCEL2007和SPSS 19.0軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。

2 結果與分析

2.1 芒果果皮細胞結構基本特征描述

各品種芒果果皮細胞結構基本特征詳見表1。芒果果皮厚度在1.5～5.0 mm左右，果皮較厚的品種有金煌芒、紅貴妃、紅金龍、紫花芒，果皮稍薄一些的品種有桂熱120、桂熱82、桂熱10、桂七、桂香和美國紅芒。

果皮主要由外表皮細胞層、中層果皮細胞層和靠近果肉薄壁細胞的內層果皮細胞層組成（見圖版-1）。外表皮層由1～6層橢圓形或近圓形或扁平形的厚壁細胞組成，排列緊密，有些品種最外幾層表皮細胞壁厚，如新世紀、扁芒、玉文、桂香（見圖版-2～5）。最外一層表皮細胞或有栓化，有些品種最外一層表皮細胞完全栓化，如扁芒（見圖版-3）。隨著成熟度增加，有些品種栓化程度會加劇，如凱特芒（見圖版-6）。在最外一層表皮細胞外，均包被著一層厚厚的角質層，角質層厚度及平整度因品種而異，隨著成熟度增加，角質層厚度無明顯變化。有些品種的角質層特別厚，如紅金龍、新世紀、紅象牙、凱特芒、扁芒、桂香、桂七、玉文、美國紅芒，厚度與最外一層表皮細胞相當（見圖版-2～10）。

中層果皮細胞為橢圓形或近圓形的厚壁細胞層組成，厚度在1.0～4.0 mm之間，分泌腔和維管束主要分布在這層細胞中。內層果皮細胞是與果肉薄壁細胞相連的幾層細胞，該層細胞的細胞壁稍變薄，大小也比中層表皮細胞稍大，與果肉細胞層之間有明顯幾層排列稍整齊的細胞分隔，芒果果實在接近完全成熟時，內層果皮細胞的細胞壁會降解變薄。隨著成熟度增加，各表皮層細胞壁會變薄，內溶物減少，淀粉粒降解變少或完全消失，分泌腔和維管束數(shù)量也會發(fā)生變化（見圖版-11～12）。

17個品種的芒果果皮細胞中觀察到有淀粉粒分布，紅貴妃、桂熱120、桂熱82淀粉粒數(shù)量多（見圖版-14～16），杉林、玉文、扁芒和桂七數(shù)量少。在非?？拷砥さ牡胤骄烷_始有淀粉粒分布的品種有新世紀、紫花芒和桂香，一般在表皮下6～7層就開始有分布。隨著成熟度增加，淀粉很快水解消失，但也有一些品種到完全成熟時，果皮中還可觀察到少量的淀粉粒，如新世紀、紫花芒、桂熱120、桂熱10和桂熱82。不同品種果皮中淀粉粒大小也不相同，扁芒的淀粉顆粒特別小，而紫花芒、桂熱120和桂熱10淀粉顆粒較大，且大小較均一。

2.2 不同品種芒果果皮細胞層中分泌腔分布情況

芒果果皮中分布有大量的分泌腔，數(shù)量在192.33～1 112.23個/cm2之間。分泌腔的數(shù)量統(tǒng)計見圖1，不同品種不同成熟度的芒果果皮，分泌腔的數(shù)量有明顯差異（p<0.5）。未成熟時以金煌芒（932.33個/cm2）， 凱特芒（1 029.49個/cm2）和玉文（947.32個/cm2）3個品種最高，杉林最少（334.12個/cm2）。半熟時以玉文（920.27個/cm2）和扁芒（803.26個/cm2）較高，美國紅芒（229.35個/cm2）和紅象牙（259.79個/cm2）最少。完全成熟時以桂熱120（958.48個/cm2），桂熱10（1 112.23個/cm2）和桂熱82（1 026.23個/cm2）較高，美國紅芒最少（192.33個/cm2）。隨成熟度增加，分泌腔數(shù)量先減少，后增加，半成熟時數(shù)量最少。但扁芒和桂熱10則會隨成熟度而一直增加，增加幅度在26.58% 以上。大部分品種分泌腔數(shù)量完全成熟時均比未成熟時多，但金煌芒、紅貴妃、凱特芒和美國紅芒比未成熟時減少了30.33%以上。半成熟期分泌腔數(shù)量減少可能與細胞成熟時細胞解體有關，而完全成熟時，因細胞的不斷解體，果皮細胞層數(shù)變少，從而使單位面積分泌腔的數(shù)量又有所增加。

2.3 不同品種芒果果皮細胞層中維管束分布情況

不同品種不同成熟度的芒果果皮中維管束數(shù)量見圖2，維管束數(shù)量和大小也會因品種而異，數(shù)量一般在50.51～748.88個/cm2之間。未成熟時維管束多的品種有紅金龍（337.44個/cm2），凱特（748.88個/cm2）和桂香（365.21個/cm2），最少的是新世紀（50.51個/cm2）。半成熟時數(shù)量多的主要有新世紀（392.38個/cm2），紅貴妃（351.71個/cm2），扁芒（344.77個/cm2）和桂七（331.12個/cm2），最少的是金煌芒（88.90個/cm2）。完全成熟時數(shù)量多的有紅象牙（647.23個/cm2），桂香（486.75個/cm2），桂熱82（404.87個/cm2）和桂七（414.26個/cm2），最少的是美國紅芒（78.87個/cm2）和農院5號（85.87個/cm2）。紅貴妃，新世紀，紫花芒，扁芒，桂七等幾個品種的維管束數(shù)量會隨著成熟度增加，增加幅度在35.64～676.7%，其他品種會相應減少，減少幅度在8.78～73.22%之間。

3 討論

芒果果皮細胞結構因品種和成熟度有較明顯的差異。在本研究中，17個品種的芒果果皮外均被有一層厚厚的角質層，李宏建[9]、陶世蓉[8]的研究表明，角質層厚有助于保持果實水分散失，減少水果在貯運過程的失重率和失水率。角質層還會延緩氣體交流，降低果實的呼吸，防止病害侵入，從而提高了水果的耐貯性，延長果實貨架期。本研究中發(fā)現(xiàn)，紅金龍、新世紀、紅象牙、凱特芒、扁芒和桂七的角質層特別厚，從解剖學角度來說，這些品種的耐貯性會相對其他另6個品種更好。角質層的平整度會影響果實外觀光澤度，魏欽平[7]和Agata Konarska[10]對蘋果表皮角質層研究表明，角質層平整的品種，外觀也比較光滑漂亮。在本研究中，杉林、玉文、美國紅芒的角質層較平整，外觀比其他品種較為光亮。

大部分品種的芒果表皮細胞均觀察到不同程度的栓化，特別是扁芒。栓化可以提高細胞的機械強度，也提高了表皮細胞的抗病、抗蟲性能。有些芒果品種外表皮細胞的細胞壁特別硬且結構致密，可以提高果實的堅硬度，抗機械擠壓能力強。在貯運過程中可以減少堆疊造成的損傷。維管束是機械組織，有較強的抗壓性，數(shù)量多對提高果皮堅硬度和抗壓能力非常有利。常金梅[13]的研究也表明，細胞結構緊密、厚壁細胞層數(shù)多的芒果品種較抗病。

果皮中的分泌腔是分泌通道，數(shù)量太多，孔徑大，分泌乳汁多，在加工過程中會增加芒果去皮工序的操作難度，所以加工品種，最好選擇分泌腔數(shù)量少的品種，如美國紅芒，杉林，紅貴妃等。淀粉粒在所有品種的果皮中均有發(fā)現(xiàn)，淀粉粒被認為是果皮中碳水化合物的一種暫時貯存形式，在完全成熟時淀粉基本上分降解轉化成其他物質[14]。淀粉也被認為與抗寒性相關，淀粉粒多的品種更耐低溫貯藏[15]。在本研究中，紅貴妃、紫花芒、新世紀、桂熱120、桂熱82淀粉粒特別多，從解剖學的角度來看，這些品種的耐寒性會更好一些。但觀察也發(fā)現(xiàn)有些品種如扁芒、杉林和語文淀粉特別少。

本研究主要從解剖學和細胞基礎的角度，分析了17個芒果品種在后熟過程的細胞變化，這些細胞結構特征與芒果的品質及貯藏特性之間的關聯(lián)性還需要繼續(xù)進行進行品質分析和生理指標的測定，這方面也是今后需要繼續(xù)深入研究的內容，以期為芒果品種資源、貯藏保鮮、加工利用特性方面等研究提供更多的數(shù)據(jù)補充。

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