孟 潔,楊靜慧,黃 妍,冀馨寧,王茂思,張般般
(天津農(nóng)學(xué)院 園藝園林學(xué)院,天津 300384)
藍(lán)莓果實(shí)含有大量的花青素、葉黃素、果膠和維生素C,具有延緩衰老、預(yù)防疾病和提高免疫力、記憶力的作用。長期食用藍(lán)莓可以減緩衰老[1],被國際糧農(nóng)組織列為人類五大健康食品之一[2]。藍(lán)莓最早種植于美國[3],如今已在各地區(qū)廣泛種植,天津市栽培面積約267 hm2。天津地區(qū)土壤偏堿,藍(lán)莓葉片黃化現(xiàn)象較重,影響藍(lán)莓植株生長和果實(shí)品質(zhì)。
一些生理性和病理性病害也會導(dǎo)致植株葉片黃化。如Mengel K等[4-6]研究發(fā)現(xiàn)土壤中的濃度過高會使葉片黃化;缺鐵也會出現(xiàn)葉片黃化。前人通過葉片解剖結(jié)構(gòu)分析比較了品種的抗性[7-9],黃化葉片的解剖結(jié)構(gòu)會發(fā)生變化。如張朝紅等[11-12]研究發(fā)現(xiàn),酥梨缺鐵黃化使葉片、葉肉、柵欄組織變薄,葉綠體數(shù)量變少。劉澤軍等[13]對庫爾勒香梨研究表明,葉片黃化使葉綠體變小變形。目前,對藍(lán)莓葉片黃化的原因與預(yù)防方法等的研究雖然有些報道,但對藍(lán)莓黃化葉片的解剖結(jié)構(gòu)的變化研究極少。因此,本文研究了產(chǎn)地藍(lán)莓葉片黃化后,藍(lán)莓葉片的解剖結(jié)構(gòu)變化。因此,本試驗(yàn)通過對3個藍(lán)莓品種的葉片厚度、角質(zhì)層厚度、柵欄組織厚度和葉綠素含量的研究,分析不同黃化等級對葉片結(jié)構(gòu)的影響,旨在為葉片黃化的矯治提供依據(jù)。
供試材料在天津市薊州區(qū)馬伸橋鎮(zhèn)藍(lán)莓生產(chǎn)基地選取,3個品種種植面積為667 m2,每個品種栽植50株。樣地土壤的pH值為6,含鹽量為0.12%。樣地的管理為常規(guī)管理,促成栽培。藍(lán)莓果實(shí)提早成熟到4月。以隨機(jī)取樣法確定樣株,每個品種選取5株,單株重復(fù)5次。
選取植株中部不同黃化等級的葉片,根據(jù)參考文獻(xiàn)[17]將葉片黃化分為3個等級(表1)。
表1 葉片黃化等級的劃分標(biāo)準(zhǔn)
參照葉片黃化等級劃分標(biāo)準(zhǔn),每一黃化等級下從樣株中選取10片成熟樣葉。試驗(yàn)于2018年1月12日進(jìn)行葉片采集。
用徒手切片法橫切葉片,并制成臨時裝片,每個葉片制一個樣片,在Leica DM2000顯微鏡下觀察,隨機(jī)觀察3個視野,測量厚度。用AutoCAD 2014軟件對葉片、角質(zhì)層、柵欄組織的厚度進(jìn)行測量分析。用醇浸提法和PerkinElmer Lambda 35紫外分光光度計(jì)測定葉綠素含量。用Excel和SPSS Statistics 17軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。
隸屬函數(shù)計(jì)算公式:
在本試驗(yàn)中,各黃化等級與葉片解剖結(jié)構(gòu)和葉綠素含量變化指標(biāo)呈正相關(guān),用A式計(jì)算。首先計(jì)算出每個藍(lán)莓品種在正常葉片與3級黃化葉片的差值,求出各個指標(biāo)的隸屬函數(shù)值,再算出每個品種的不同指標(biāo)隸屬函數(shù)值的平均值。
從圖1可以看出:3個藍(lán)莓品種正常葉片和1級黃化葉片的厚度差異顯著,其中奧尼爾葉片厚度極顯著高于藍(lán)豐和萊格西,其次是藍(lán)豐,萊格西最薄;2級黃化葉片中,奧尼爾和藍(lán)豐葉片厚度差異不顯著,但極顯著高于萊格西;3級黃化葉片中,最厚的為藍(lán)豐,極顯著高于萊格西和奧尼爾,奧尼爾葉片最薄。
圖1 同一黃化級別3個藍(lán)莓品種葉片厚度的比較
從圖2可以看出:3個藍(lán)莓品種葉片厚度隨葉片黃化等級增加表現(xiàn)為:奧尼爾葉片厚度下降速度較快,萊格西和藍(lán)豐變化不大。
圖2 3個藍(lán)莓品種葉片厚度的變化趨勢
從圖3可以看出:3個品種的正常葉片和1級黃化葉片角質(zhì)層厚度差異顯著,奧尼爾極顯著高于藍(lán)豐和萊格西,其次是藍(lán)豐,萊格西最?。?級黃化葉片中,3種藍(lán)莓的角質(zhì)層厚度無顯著差異;3級黃化葉片中,萊格最高,顯著高于藍(lán)豐,與奧尼爾無顯著差異。
圖3 同一黃化級別3個藍(lán)莓品種角質(zhì)層厚度的比較
從圖4可以看出:3個藍(lán)莓品種葉片角質(zhì)層厚度隨葉片黃化程度的增加而變薄。從整個變化趨勢來看,奧尼爾下降速度較快,其次是藍(lán)豐,萊格西下降不明顯。
圖4 3個藍(lán)莓品種角質(zhì)層厚度的變化趨勢
從圖5可以看出:正常葉片下,奧尼爾葉片柵欄組織厚度極顯著高于藍(lán)豐和萊格西,藍(lán)豐與萊格西差異不顯著。1級黃化葉中,3個藍(lán)莓品種的葉片柵欄組織厚度差異極顯著。奧尼爾極顯著高于萊格西,萊格西極顯著高于藍(lán)豐。2級黃化葉片,奧尼爾下降最低,且顯著低于藍(lán)豐和萊格西。3級黃化葉片,奧尼爾仍最薄,顯著低于藍(lán)豐和萊格西。
圖5 同一黃化級別3個藍(lán)莓品種柵欄組織厚度的比較
從圖6可以看出:3個藍(lán)莓品種的葉片柵欄組織厚度隨葉片黃化等級的增加均變薄。從整個變化趨勢來看,奧尼爾下降最快,藍(lán)豐與萊格西區(qū)別不大,呈緩慢下降趨勢,3個品種的柵欄組織厚度均在2級黃化后趨于平緩。
圖6 3個藍(lán)莓品種柵欄組織厚度的變化趨勢
從圖7可以看出:3個品種的正常葉片葉綠素含量差異極顯著,奧尼爾極顯著高于藍(lán)豐和萊格西,藍(lán)豐極顯著高于萊格西。1級黃化葉片,藍(lán)豐葉綠素含量下降最低,3個藍(lán)莓品種存在極顯著差異。2級黃化葉片,3個藍(lán)莓品種的葉綠素含量差異極顯著。萊格西極顯著高于奧尼爾和藍(lán)豐,奧尼爾極顯著高于藍(lán)豐。3級黃化葉片,3個藍(lán)莓品種的葉綠素含量差異極顯著,奧尼爾下降最低。
圖7 同一黃化級別3個藍(lán)莓品種葉綠素含量的比較
從圖8可以看出:3個藍(lán)莓品種的葉綠素含量隨葉片黃化等級的增加逐漸降低。從整個變化趨勢來看,奧尼爾下降速度比較快,其次為藍(lán)豐,萊格西下降速度最慢。
圖8 3個藍(lán)莓品種葉綠素含量的變化趨勢
結(jié)合隸屬函數(shù)綜合分析,平均隸屬函數(shù)最高的是奧尼爾為1,其次是藍(lán)豐為0.395,萊格西的平均隸屬函數(shù)最小為0.015。因此,3個藍(lán)莓品種隨黃化等級的增加,奧尼爾的各項(xiàng)指標(biāo)下降最快,其次是藍(lán)豐,萊格西下降最慢。
表2 3種藍(lán)莓黃化葉片解剖結(jié)構(gòu)和葉綠素含量指標(biāo)隸屬函數(shù)分析
在葉片沒有黃化時,3個藍(lán)莓品種的葉片厚度、角質(zhì)層厚度、柵欄組織厚度均有差異,說明這3個品種植物細(xì)胞的保水性、抗旱性能力不同。葉片厚度可以反映品種的適應(yīng)性[18],葉片越厚則表示植物防止水分蒸發(fā)的能力越強(qiáng),也體現(xiàn)植物能防止烈日的灼傷[10]。角質(zhì)層越厚,防止強(qiáng)光照射和蒸騰作用越強(qiáng),抗逆性越強(qiáng)[19]。柵欄組織的薄厚,可以反映植物的保水性、適應(yīng)性的強(qiáng)弱。植物的柵欄組織越厚,光合速率越大,減少強(qiáng)光對葉片的傷害[20]。本研究結(jié)果顯示,正常葉片下,奧尼爾的葉片、角質(zhì)層、柵欄組織均為最厚,因此,奧尼爾具有較強(qiáng)的保水性、抗旱性、適應(yīng)性。
3個品種隨黃化等級的增加,葉片、角質(zhì)層、柵欄組織均變薄,而葉片到3級黃化后,品種之間各指標(biāo)差異變小。這可能是由于所有品種植物的葉片隨黃化程度的加重,其各個解剖結(jié)構(gòu)指標(biāo)降低到一定程度后,葉片都會發(fā)生壞死現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,3個藍(lán)莓品種在3級黃化時葉片解剖結(jié)構(gòu)指標(biāo)趨于相同,由此推測3個藍(lán)莓品種在黃化過程中葉片所能承受的最低值趨于相同。