滕 堯，李安定，* ，郝自遠(yuǎn)，張洪亮，張麗敏，蔡國(guó)俊

(1．貴州科學(xué)院 貴州省山地資源研究所，貴州 貴陽(yáng)550001;2．南京林業(yè)大學(xué) 林學(xué)院，江蘇 南京210037;3．貴州科學(xué)院，貴州 貴陽(yáng)550001)

西番蓮(Passiflora caerulea L．)是原產(chǎn)于熱帶地區(qū)的草本或常綠攀緣木質(zhì)藤本多年生植物，屬被子植物門(mén)雙子葉植物綱西番蓮科(Passifloraceae)西番蓮屬(Passiflora L．)［1］。目前，用于食用或加工的西番蓮品種果實(shí)的果汁含量為30% ～40%，含130種以上的芳香物質(zhì)，故又名“百香果”。我國(guó)于1913年由菲律賓引進(jìn)種植西番蓮，主要引種到溫度較高的沿海地區(qū)［2］，主要栽培地區(qū)包括臺(tái)灣、海南、福建、廣東、廣西和云南。目前，各地種植的西番蓮品種主要是紫果西番蓮(Passiflora edulis Sims)和黃果西番蓮(Passiflora edulis var flovioarpa Degener)以及二者的雜交品種［3］，代表品種有臺(tái)農(nóng)1號(hào)、華陽(yáng)511、紫香1號(hào)等。

貴州省屬于喀斯特山地，石漠化問(wèn)題由來(lái)已久，而西番蓮常綠、攀緣藤本、生長(zhǎng)迅速且能產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益等特點(diǎn)，使其成為喀斯特地區(qū)石漠化防治的理想栽培作物［4］。貴州省年均氣溫16℃左右，除黔南州的少數(shù)地區(qū)外，其他地區(qū)冬季極端低溫都在0℃左右，甚至更低，并持續(xù)數(shù)周，這會(huì)導(dǎo)致西番蓮死亡［5］。近10年來(lái)，貴州科學(xué)院山地資源研究所喀斯特山地高效特色藤本植物研究團(tuán)隊(duì)，在喀斯特山地進(jìn)行了西番蓮引種試驗(yàn)及高效栽培研究，培育出了1個(gè)具有較強(qiáng)抗寒性的品種(平塘1號(hào))。另外，貴州不同氣候地點(diǎn)經(jīng)多年馴化選育出4個(gè)優(yōu)良基因型(黔鄉(xiāng)香1、2、3、4號(hào))，其果實(shí)外型大小、顏色和風(fēng)味及抗寒性與其他品種均存在一定差異。植物葉片對(duì)寒冷較為敏感，在低溫脅迫下其形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理生化適應(yīng)性調(diào)整較為活躍［6－8］。本文研究了平塘1號(hào)、黔鄉(xiāng)香4個(gè)基因型與紫香1號(hào)一年生扦插苗的生理結(jié)構(gòu)差異，以及2個(gè)品種葉片結(jié)構(gòu)在抗寒性上的差異，旨在為西番蓮抗寒新品種的選育及推廣應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于貴州省黔南州平塘縣克度鎮(zhèn)光明村(106°48'19″E，25°43'37″N)，海拔 853 m，年平均氣溫16.3℃，年降雨量1 400 mm左右。雨季為5—10月，占全年降雨量的80%。屬亞熱帶季風(fēng)氣候，土壤為山地黃壤。

1.2 材料

供試材料為平塘1號(hào)、黔鄉(xiāng)香1號(hào)、黔鄉(xiāng)香2號(hào)、黔鄉(xiāng)香3號(hào)、黔鄉(xiāng)香4號(hào)和紫香1號(hào)的一年生扦插苗標(biāo)準(zhǔn)株。常規(guī)解剖材料包括2級(jí)側(cè)根的根尖成熟區(qū)、莖上進(jìn)行花芽分化的2級(jí)側(cè)枝、2級(jí)側(cè)枝頂端當(dāng)年生葉片、正常開(kāi)放的成熟花朵、成熟的果實(shí)及其種子。低溫脅迫處理的解剖材料為溫室大棚中培育的長(zhǎng)勢(shì)正常、無(wú)病蟲(chóng)害的一年生平塘1號(hào)和紫香1號(hào)整株扦插苗。

1.3 方法

解剖觀察采用石蠟切片法進(jìn)行制片，具體制片過(guò)程參照《植物顯微制片技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)》，在顯微鏡下觀察并拍照。

低溫脅迫處理選擇本地適生、抗寒性強(qiáng)的平塘1號(hào)和果實(shí)品質(zhì)好但抗寒能力較弱的紫香1號(hào)為材料。低溫脅迫溫度梯度設(shè)定參考試驗(yàn)地克度鎮(zhèn)歷年氣象統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，盡可能還原試驗(yàn)地的溫度、光照、濕度等氣候條件。試驗(yàn)地歷年觀測(cè)結(jié)果表明，紫香1號(hào)的極限耐寒溫度為4～8℃(個(gè)體存在差異)，長(zhǎng)期處于該溫度范圍內(nèi)亦會(huì)發(fā)生冷害。根據(jù)文獻(xiàn)［5］和［9］的結(jié)果，將本次研究的低溫脅迫梯度設(shè)置為5.0、2.5、0、－2.5℃，低溫脅迫時(shí)間設(shè)置6、12、15和24 h，并在前述溫度設(shè)置下進(jìn)行預(yù)處理。本研究中，紫香1號(hào)5.0℃處理24 h未出現(xiàn)明顯的冷害癥狀，2.5℃處理24 h后開(kāi)始出現(xiàn)輕微冷害影響;0℃處理時(shí)，其葉片在13～15 h開(kāi)始出現(xiàn)凍害;－2.5℃處理，其葉片在10～12 h出現(xiàn)明顯凍害。－2.5℃處理24 h后平塘1號(hào)未發(fā)現(xiàn)明顯凍害癥狀。因此，本研究將低溫脅迫處理時(shí)間設(shè)置為12 h。

按上述溫度梯度及時(shí)間處理完成后，在顯微鏡下觀察和拍照，測(cè)量并記錄葉片的各個(gè)結(jié)構(gòu)，所得數(shù)據(jù)為12個(gè)視野內(nèi)的平均值。所測(cè)葉片解剖結(jié)構(gòu)包括:葉片長(zhǎng)度、葉片寬度、葉片厚度、葉脈厚度、蠟質(zhì)層厚度、葉脈維管束寬度、葉脈維管束長(zhǎng)度、海綿組織和柵欄組織，共9項(xiàng)，并計(jì)算葉片組織結(jié)構(gòu)緊密度、葉片組織疏松度、葉脈突起度。

葉片組織結(jié)構(gòu)緊密度(cell tense ratio，CTR，%)=柵欄組織厚度/葉片厚度×100;

葉片組織疏松度(spongy ratio，SR，%)=海綿組織厚度/葉片厚度×100;

葉脈突起度(vein protuberantdegree，VPD，%)=葉脈厚度/葉片厚度×100。

云天化示范田與其它品牌對(duì)照田相比，示范田的肥料成本略高，但示范田的產(chǎn)量高于對(duì)照田，品質(zhì)更好收購(gòu)價(jià)高，示范田純收入要高于對(duì)照田，實(shí)現(xiàn)畝增效益912.4元。這表明，使用云天化系列化肥可以顯著提高該地區(qū)櫻桃種植戶(hù)的種植效益。

1.4 數(shù)據(jù)分析

使用Excel進(jìn)行原始數(shù)據(jù)的記錄及整理，圖片整合及分辨率調(diào)整使用Photoshop CC(14.0)完成，數(shù)據(jù)運(yùn)算分析使用SPSS 19.0。

2 結(jié)果與分析

2.1 西番蓮不同器官解剖結(jié)構(gòu)

2.1.1 根

對(duì)西番蓮根的橫切、縱切片進(jìn)行觀察和對(duì)比，未發(fā)現(xiàn)某個(gè)品種或基因型的西番蓮根在某一個(gè)組織結(jié)構(gòu)上存在明顯的差異。從橫切圖(圖1)可以看出，西番蓮根的組織結(jié)構(gòu)包括次生韌皮部、形成層、次生木質(zhì)部和側(cè)根。次生木質(zhì)部占據(jù)根橫切面積的2/3左右，其內(nèi)具有各種直徑的導(dǎo)管，排列分布不規(guī)則;形成層介于次生木質(zhì)部和次生韌皮部之間，結(jié)構(gòu)明顯;次生韌皮部中篩管、伴胞和薄壁組織均較發(fā)達(dá)?？v切片(圖2)中也未發(fā)現(xiàn)明顯的組織結(jié)構(gòu)差異。

圖1 西番蓮根結(jié)構(gòu)解剖橫切圖Fig．1 Cross cutting anatomic structure pictures of Passiflora edulis roots

2.1.2 莖

在外觀形態(tài)上，不同品種和基因型西番蓮莖的主干上都有較明顯的節(jié)間，進(jìn)行花芽分化的分枝上則沒(méi)有節(jié)間。莖的解剖橫切圖(圖3)中未發(fā)現(xiàn)不同品種和基因型西番蓮有明顯的組織結(jié)構(gòu)差異，莖的形態(tài)結(jié)構(gòu)清晰，主要結(jié)構(gòu)包括表皮、皮層、維管束(初生韌皮部、束中形成層和初生木質(zhì)部)、髓射線(xiàn)和氣腔;表皮細(xì)胞呈磚形或圓形，沒(méi)有細(xì)胞間隙，排列緊密;皮層中細(xì)胞排列疏松，有間隙;維管束各層結(jié)構(gòu)明顯，細(xì)胞排列緊密，形狀不規(guī)則;維管束之間具有比較明顯的束間薄壁組織，即髓射線(xiàn);氣腔呈橢圓形，位于結(jié)構(gòu)中央，占整個(gè)莖橫截面積的1/2左右。莖的縱切圖(圖4)中也未發(fā)現(xiàn)明顯的組織結(jié)構(gòu)差異。

2．1.3 葉

圖2 西番蓮根結(jié)構(gòu)解剖縱切圖Fig．2 Rip cutting anatomic structure pictures of Passiflora edulis roots

圖3 西番蓮莖的結(jié)構(gòu)解剖橫切圖Fig．3 Cross cutting anatomic structure pictures of Passiflora edulis stems

圖4 西番蓮莖的結(jié)構(gòu)解剖縱切圖Fig．4 Rip cutting anatomic structure pictures of Passiflora edulis stems

圖5 西番蓮葉的主脈結(jié)構(gòu)解剖圖Fig．5 Anatomic structure of leaf veins of Passiflora edulis leaves

不同品種和基因型西番蓮的葉片外觀形態(tài)結(jié)構(gòu)基本一致，僅大小不同。在葉主脈的解剖結(jié)構(gòu)切片圖中，可觀察到葉片由3部分組成:葉脈、表皮和葉肉。葉脈包括維管束、薄壁組織和厚角組織，維管束木質(zhì)部導(dǎo)管發(fā)達(dá)。葉主脈解剖結(jié)果(圖5)顯示，與紫香1號(hào)相比，平塘1號(hào)和黔鄉(xiāng)香4個(gè)基因型木質(zhì)部導(dǎo)管在結(jié)構(gòu)上有明顯的區(qū)別，它們的上表皮厚角組織下方均有一簇較小的木質(zhì)部，在小木質(zhì)部下方有一簇較大的木質(zhì)部。平塘1號(hào)和黔鄉(xiāng)香4個(gè)基因型的大木質(zhì)部導(dǎo)管呈整齊排列的束狀，向下以輻射狀展開(kāi)，紫香1號(hào)的大木質(zhì)部導(dǎo)管呈聚合式的不規(guī)則團(tuán)狀圍繞在小木質(zhì)部周?chē)?。表皮由一層扁平狀?xì)胞組成，排列緊密，無(wú)胞間隙，上表皮細(xì)胞外切向壁覆有較厚的蠟質(zhì)層，下表皮有氣孔。葉肉包括位于上、下表皮之間的柵欄組織和海綿組織，靠近葉片上表皮細(xì)胞處為柵欄組織，細(xì)胞長(zhǎng)柱形，排列較緊密，其長(zhǎng)軸垂直于上表皮，成柵欄狀，細(xì)胞內(nèi)清晰可見(jiàn)葉綠體;柵欄組織下方為海綿組織，細(xì)胞形狀不規(guī)則，排列較疏松，有發(fā)達(dá)的胞間隙，細(xì)胞內(nèi)有較多葉綠體(圖6)。

2個(gè)品種和黔鄉(xiāng)香4個(gè)基因型西番蓮花的外觀形態(tài)僅在花柱的紫色斑點(diǎn)上存在差別。紫香1號(hào)花柱的紫色斑點(diǎn)數(shù)量較多且分布密集，花柱大部分被紫色斑點(diǎn)覆蓋;黔鄉(xiāng)香4個(gè)基因型和平塘1號(hào)的花柱上的紫色斑點(diǎn)數(shù)量較少，零星分布于柱頭附近。西番蓮花包含花絲、雌蕊和雄蕊，未發(fā)現(xiàn)不同品種或基因型西番蓮花在組織結(jié)構(gòu)上有明顯的差異，為展示方便，拍照時(shí)選取整體和不同局部特征結(jié)構(gòu)進(jìn)行拍照(圖7)?；ńz呈圓形、長(zhǎng)橢圓形，以游離狀分布于雌雄蕊周?chē)?雄蕊的花絲短于雌蕊的花柱，花藥的花粉囊呈圓形，其中含有許多花粉母細(xì)胞;雌蕊由外向內(nèi)依次可觀察到子房壁、胎座、胚珠和子房室，胚珠為不規(guī)則橢圓形，包含珠柄、珠被、胚囊和珠心。

圖6 西番蓮葉肉結(jié)構(gòu)解剖圖Fig．6 Anatomic structure of mesophyll of Passiflora edulis leaves

2.1.5 果實(shí)

圖7 西番蓮花的結(jié)構(gòu)解剖圖Fig．7 Anatomic structure pictures of Passiflora edulis flowers

圖8 西番蓮果實(shí)的結(jié)構(gòu)解剖圖Fig．8 Anatomic structure pictures of Passiflora edulis fruits

不同品種和基因型西番蓮果實(shí)在形狀、大小、果皮顏色、果皮表面斑點(diǎn)、海綿層厚度、胎座顏色、果汁成色及風(fēng)味上均有較明顯的差異，但果實(shí)的形態(tài)解剖結(jié)構(gòu)未發(fā)現(xiàn)明顯差異(圖8)。果實(shí)的解剖結(jié)構(gòu)包括果皮、海綿層、胎座、內(nèi)果皮和種子。最外層為表皮細(xì)胞，表皮細(xì)胞下有一層排列緊密的石細(xì)胞，石細(xì)胞內(nèi)為基本組織，基本組織的外層是海綿層。不同品種和基因型西番蓮的海綿層均為白色，但海綿層的厚度不同。海綿層上有許多連接種子的脊，即胎座，平塘1號(hào)和黔鄉(xiāng)香4個(gè)基因型的胎座呈粉紅色，紫香1號(hào)的胎座呈白色。胎座連接著內(nèi)果皮，內(nèi)果皮內(nèi)部包裹著種子，成熟果實(shí)的內(nèi)果皮中有大量果汁，即西番蓮的主要食用部分。

2.1.6 種子

不同品種和基因型西番蓮的種子在成熟時(shí)均為闊卵形、黑色，種子大小和千粒重也基本一致。根據(jù)植物種子的結(jié)構(gòu)特征，完整的種子結(jié)構(gòu)應(yīng)包括胚(胚根、胚芽、胚軸及子葉)、胚乳和種皮3部分，雙子葉植物種子的胚乳在種子休眠前基本完全被胚胎吸收［10］。由于樣本采集時(shí)間為11月，受低溫影響果實(shí)并未完全發(fā)育成熟，導(dǎo)致未成熟的種子在制片過(guò)程中達(dá)不到理想效果。在可進(jìn)行解剖觀察的西番蓮種子(圖9-Q1)中可看到，種子處于生長(zhǎng)發(fā)育階段，可觀察到種皮經(jīng)染色后呈波浪形包裹在外圍，種皮內(nèi)有大量胚乳，子葉處于生長(zhǎng)發(fā)育階段，還未形成明顯的雙子葉形態(tài)，胚芽還未成形，胚軸和胚根已具有一定形態(tài)，但均未發(fā)育成熟(圖9)。

2.2 低溫脅迫下西番蓮葉片的解剖結(jié)構(gòu)特征及其與抗寒性的關(guān)系

2.2.1 葉片的解剖結(jié)構(gòu)特征

圖9 平塘1號(hào)及黔鄉(xiāng)香1號(hào)西番蓮種子的結(jié)構(gòu)解剖圖Fig．9 Anatomic structure pictures of Ping Tang 1 and Qian Xiang Xiang 1 seeds

植物生理結(jié)構(gòu)上起主要抗寒作用的器官是葉片［8，11－12］。在平塘 1 號(hào)和紫香 1 號(hào)的葉主脈解剖結(jié)構(gòu)中發(fā)現(xiàn)，隨著溫度的不斷降低，木質(zhì)部維管束的形態(tài)并未發(fā)生明顯的適應(yīng)性改變。二者的柵欄組織在不同低溫下均呈排列有序的狀態(tài)，但在排列致密程度上平塘1號(hào)大于紫香1號(hào)，在溫度下降時(shí)這一特點(diǎn)更加明顯，平塘1號(hào)的柵欄組織明顯長(zhǎng)于紫香1號(hào)(圖10)。二者的海綿組織均呈疏松和零散分布，隨著脅迫溫度的不斷降低，它們的海綿組織細(xì)胞逐漸變得致密，厚度也不斷增加。溫度在0℃及以下時(shí)，海綿組織和柵欄組織的結(jié)構(gòu)分界不清晰。

2.2.2 葉片結(jié)構(gòu)與抗寒性的關(guān)系

如表1所示，5.0℃處理12 h，2個(gè)品種的一年生扦插苗葉片組織結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出了不同的適應(yīng)性變化，二者在葉片長(zhǎng)度、寬度及厚度上均表現(xiàn)出了顯著差異。受葉片大小的影響，平塘1號(hào)的葉脈維管束長(zhǎng)度極顯著小于紫香1號(hào)，寬度顯著小于紫香1號(hào)。二者蠟質(zhì)層厚度、葉脈厚度和柵欄組織差異不顯著，海綿組織、組織結(jié)構(gòu)緊密度、疏松度和葉脈突起度差異均顯著。平塘1號(hào)葉片較小而葉脈更厚的結(jié)構(gòu)特征，可能是其在面對(duì)低溫度脅迫時(shí)組織結(jié)構(gòu)發(fā)生適應(yīng)性調(diào)整的前提條件。

2．5℃處理12 h后，平塘1號(hào)和紫香1號(hào)的葉片長(zhǎng)度、寬度及厚度，以及葉脈厚度和維管束長(zhǎng)度均呈現(xiàn)顯著性差異，蠟質(zhì)層厚度差異不顯著。與5.0℃處理相比，2.5℃處理下2個(gè)品種海綿組織的厚度均有一定程度的增加，增加后二者差異不顯著。平塘1號(hào)在2.5℃脅迫下適應(yīng)性更強(qiáng)，其通過(guò)調(diào)整柵欄組織的長(zhǎng)度來(lái)提高組織結(jié)構(gòu)緊密度，以達(dá)到更好的抗寒效果。平塘1號(hào)經(jīng)馴化后，為了抵抗寒冷而擁有更厚的葉脈，這也使得二者在2.5℃下組織結(jié)構(gòu)緊密度和葉脈突起度呈現(xiàn)極顯著差異。

圖10 西番蓮葉片在不同低溫脅迫下的葉脈及葉肉解剖結(jié)構(gòu)圖Fig．10 Anatomical structure of Passiflora edulis leaf vein and mesophyll under different low temperature

表1 5.0、2.5、0和－2.5℃處理12 h后2個(gè)品種西番蓮葉肉組織的結(jié)構(gòu)比較Table 1 Comparison of the mesophyllous structure of 2 Passiflora edulis varieties at 5.0，2.5，0 and －2.5℃ after 12 h treatment

0℃處理12 h后，2個(gè)品種葉片長(zhǎng)度、寬度及厚度，以及葉脈厚度依舊呈現(xiàn)顯著性差異，維管束長(zhǎng)度和蠟質(zhì)層厚度差異不顯著，但維管束寬度卻呈現(xiàn)出了極顯著差異。平塘1號(hào)海綿組織厚度極顯著小于紫香1號(hào)，但柵欄組織長(zhǎng)度極顯著大于紫香1號(hào)，說(shuō)明抗寒品種對(duì)柵欄組織結(jié)構(gòu)的適應(yīng)性調(diào)整是抗寒的關(guān)鍵。平塘1號(hào)的葉片厚度顯著小于紫香1號(hào)，所以其組織結(jié)構(gòu)疏松度反而較大，但這并不是決定平塘1號(hào)抗寒性的主要因素。推測(cè)由葉脈厚度和柵欄組織長(zhǎng)度差異導(dǎo)致的組織緊密度和葉脈突起度差異，是在形態(tài)結(jié)構(gòu)上決定品種抗寒性大小的關(guān)鍵因素。

－2.5℃處理12 h后，2個(gè)品種的葉片長(zhǎng)度和寬度差異不顯著，推測(cè)是因?yàn)椋?.5℃已經(jīng)達(dá)到了紫香1號(hào)的半致死溫度［5］，經(jīng)過(guò)12 h處理，紫香1號(hào)的葉片已經(jīng)產(chǎn)生一定程度的萎蔫現(xiàn)象，葉片變色并產(chǎn)生褶皺和卷曲，這也間接導(dǎo)致了葉脈厚度、蠟質(zhì)層厚度、維管束長(zhǎng)度及寬度發(fā)生不同程度變化。與平塘1號(hào)進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)時(shí)，除葉片厚度外，上述指標(biāo)與5.0、2.5、0℃處理的差異較大，而平塘1號(hào)的葉片外觀并未發(fā)生改變，組織結(jié)構(gòu)測(cè)量數(shù)據(jù)亦顯示平塘1號(hào)未受凍害，依然能通過(guò)調(diào)整自身組織結(jié)構(gòu)來(lái)適應(yīng)寒冷，證明紫香1號(hào)的半致死溫度對(duì)平塘1號(hào)未造成實(shí)質(zhì)性損害，平塘1號(hào)的抗寒能力大于紫香1號(hào)。

綜上，西番蓮葉片的抗寒性主要取決于葉片長(zhǎng)度、葉片寬度、葉片厚度、葉脈厚度與柵欄組織長(zhǎng)度，海綿組織厚度對(duì)抗寒性也有一定影響，蠟質(zhì)層厚度對(duì)西番蓮的抗寒性幾乎沒(méi)有影響。維管束的長(zhǎng)度與寬度在不同低溫脅迫處理時(shí)未表現(xiàn)出一定的規(guī)律性，所以，西番蓮不同品種維管束結(jié)構(gòu)差異對(duì)抗寒性是否有影響還需做進(jìn)一步研究。

3 討論

3.1 葉片解剖結(jié)構(gòu)特征與其抗寒性的關(guān)系

抗寒性是植物對(duì)寒冷凍害長(zhǎng)期適應(yīng)的一種遺傳特性，抗寒性主要取決于植物自身的形態(tài)結(jié)構(gòu)特征變化和植物內(nèi)部的生理生化變化，也取決于植物所處的外界環(huán)境條件。植物的葉片是最先感受寒冷且對(duì)寒冷特別敏感的器官［8，11－12］。研究認(rèn)為，植物的抗寒性與葉片長(zhǎng)短及厚度呈顯著性負(fù)相關(guān)，即葉片長(zhǎng)寬越大、葉片越厚的品種，其抗寒能力越弱，反之則強(qiáng);與組織結(jié)構(gòu)緊密度和葉脈突起度呈顯著性正相關(guān)，即組織結(jié)構(gòu)緊密度和葉脈突起度越大的品種，其抗寒性也越好［13］。受到低溫脅迫時(shí)，植物組織會(huì)調(diào)整自身的形態(tài)結(jié)構(gòu)以適應(yīng)低溫帶來(lái)的影響。如本研究中平塘1號(hào)的柵欄組織平均長(zhǎng)度及平均葉脈厚度隨著溫度的降低逐漸增大，以提高組織結(jié)構(gòu)緊密度和葉脈突起度，從而提高抗寒性;而紫香1號(hào)的組織適應(yīng)調(diào)整不如平塘1號(hào)明顯，所以其抗寒性相對(duì)較弱，但這并不能在本質(zhì)上決定該品種的抗寒能力，還需參考其低溫脅迫下的生理生化指標(biāo)變化、田間種植情況等［12－14］。不同溫度處理后，平塘1號(hào)的葉片長(zhǎng)寬更小、葉片厚度更薄，外在形態(tài)上符合抗寒條件的特征，其葉脈厚度更厚、柵欄組織長(zhǎng)度更長(zhǎng)，表現(xiàn)出了更好的組織結(jié)構(gòu)緊密度和葉脈突起度，也滿(mǎn)足抗寒性的結(jié)構(gòu)特征。葉脈維管束形態(tài)、長(zhǎng)度與寬度的差異可能會(huì)導(dǎo)致植物在水分及養(yǎng)料供應(yīng)上存在區(qū)別［15－16］，這可能是兩個(gè)品種在抗寒性上存在差別的原因之一。但也有研究表明，葉片的葉脈維管束面積比率對(duì)植株的抗寒性基本沒(méi)有影響［7］，所以對(duì)不同品種或基因型的西番蓮而言，葉脈維管束形態(tài)和大小的差異是否會(huì)對(duì)植株的抗寒性產(chǎn)生影響有待進(jìn)一步研究。二者的組織結(jié)構(gòu)疏松度雖然有顯著性差異，但并不是影響品種間抗寒性差異的主要因素，其原因是平塘1號(hào)的海綿組織厚度和葉片厚度均小于紫香1號(hào)，比例換算時(shí)平塘1號(hào)的組織結(jié)構(gòu)疏松度反而大于紫香1號(hào)，但就植株的葉片而言，更大更厚的葉片表示其葉肉細(xì)胞就有更大的表面積進(jìn)行光合作用，這很可能是紫香1號(hào)在產(chǎn)量和果實(shí)品質(zhì)上均優(yōu)于平塘1號(hào)的主要原因。

3.2 西番蓮抗寒性的綜合指標(biāo)

抗寒性是從植物的形態(tài)結(jié)構(gòu)、水分生理生態(tài)特征及生理生化反應(yīng)到組織細(xì)胞、光合器官乃至原生質(zhì)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的綜合反映［13］。植物的抗寒性是由不同層面的綜合因素影響決定的，不能簡(jiǎn)單地從一個(gè)或幾個(gè)指標(biāo)來(lái)反映其抗寒性。許多研究已證明［7，17－18］，多個(gè)指標(biāo)的綜合評(píng)價(jià)運(yùn)用，才能較客觀地反映植物的抗寒能力強(qiáng)弱。本研究中2個(gè)不同品種西番蓮在低溫脅迫下的葉片形態(tài)結(jié)構(gòu)說(shuō)明，葉片在低溫環(huán)境下組織結(jié)構(gòu)上的適應(yīng)性調(diào)整是該品種抗寒能力的主要反映指標(biāo)之一，也能在一定程度上代表西番蓮抗寒能力的強(qiáng)弱。但不能因此就對(duì)不同品種西番蓮的抗寒能力強(qiáng)弱下定論，因?yàn)榭购缘膹?qiáng)弱與許多因素有關(guān)，如植物生理生化的應(yīng)激變化、植物根系是否發(fā)達(dá)以及田間病蟲(chóng)害等。本研究只對(duì)西番蓮葉片形態(tài)結(jié)構(gòu)與其抗寒性的關(guān)系進(jìn)行了分析，如果要對(duì)西番蓮的抗寒性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，需對(duì)其在低溫脅迫下的生理生化特征變化、抗寒基因的表達(dá)等影響因素開(kāi)展進(jìn)一步研究。

4 結(jié)論

在外形上，平塘1號(hào)、4個(gè)黔鄉(xiāng)香系列優(yōu)良基因型與紫香1號(hào)在各自的果實(shí)形態(tài)與風(fēng)味口感上存在差異，雌蕊柱頭上的紫色斑點(diǎn)數(shù)量與密度也存在差異;在形態(tài)學(xué)解剖結(jié)構(gòu)上，平塘1號(hào)、黔鄉(xiāng)香4個(gè)基因型與紫香1號(hào)的葉片木質(zhì)部導(dǎo)管有明顯差異，其他組織結(jié)構(gòu)在本次制片觀察中未發(fā)現(xiàn)明顯差異。

葉片的大小、厚度及柵/海比是影響西番蓮植株抗寒性的主要形態(tài)結(jié)構(gòu)指標(biāo)，葉片較小、較薄的品種，其抗寒性較強(qiáng)，反之則較弱;植物的抗寒性與葉片細(xì)胞的結(jié)構(gòu)緊密度和葉脈突起度呈正相關(guān)，柵欄組織所占比例越大、葉脈厚度越厚，葉片的組織結(jié)構(gòu)緊密度及葉脈突起度就越大，品種的抗寒性越強(qiáng)，反之則弱。低溫脅迫下平塘1號(hào)和紫香1號(hào)的轉(zhuǎn)錄組測(cè)序結(jié)果表明，多個(gè)關(guān)鍵抗寒基因在平塘1號(hào)中的表達(dá)水平均高于紫香1號(hào)，這表明平塘1號(hào)的耐寒能力可能高于紫香1號(hào)［19］。綜合本次試驗(yàn)結(jié)果、田間觀測(cè)結(jié)果及之前的研究結(jié)果來(lái)看［5，9，19］，2 個(gè)品種及黔鄉(xiāng)香 4 個(gè)優(yōu)良基因型的西番蓮抗寒性強(qiáng)弱應(yīng)為:平塘1號(hào)＞黔鄉(xiāng)香系列＞紫香1號(hào)。