張俊環(huán)　張美玲　楊麗　姜鳳超　于文劍　王玉柱　孫浩元

摘? ? 要：【目的】探究杏不同品種間葉片解剖結(jié)構(gòu)特征的差異，并據(jù)此進行抗旱性指標的篩選和綜合評價，為杏抗旱性資源的高效篩選和利用提供方法。【方法】以10個抗旱性不同的杏品種（系）為材料，采用石蠟切片以及掃描電鏡技術(shù)觀察比較其葉片的解剖結(jié)構(gòu)，測定葉片厚度、上表皮細胞厚度、下表皮細胞厚度、柵欄組織厚度、海綿組織厚度、柵欄組織厚度/海綿組織厚度、葉片結(jié)構(gòu)緊密度和疏松度以及葉片下表皮氣孔密度共9項葉片結(jié)構(gòu)指標。運用主成分分析法和隸屬函數(shù)法綜合評價10個杏品種（系）的抗旱能力。【結(jié)果】葉片解剖結(jié)構(gòu)在品種間表現(xiàn)出不同程度的差異性，9個抗旱性指標在10個品種（系）間有較大差異，變異系數(shù)在10.73% ～ 34.58%，靈敏度較高。通過主成分分析選取柵欄組織厚度、葉片厚度、柵欄組織厚度/海綿組織厚度、葉片結(jié)構(gòu)緊密度和下表皮厚度這5個指標作為評價杏資源抗旱性的有效指標。對10個杏品種（系）的5項抗旱性特征指標的隸屬函數(shù)值累加并求均值，該值越大代表抗旱能力越強。10個杏品種（系）的抗旱能力排序為：青密沙＞G 4-25＞皮乃孜＞駱駝黃＞串枝紅＞G 4-43＞G 4-40＞G 4-26＞紅金榛＞大優(yōu)佳?！窘Y(jié)論】通過對葉片解剖結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的主成分分析和隸屬函數(shù)值計算，評價并篩選到抗旱性相對較強的杏品種有青密沙、皮乃孜、駱駝黃、串枝紅等，研究結(jié)果可為其他杏資源的抗旱性評價、篩選和科學利用提供參考。

關(guān)鍵詞：杏；葉片；顯微結(jié)構(gòu)；抗旱性

中圖分類號：S662.2 文獻標志碼：A 文章編號：1009-9980（2023）11-2381-10

Comprehensive evaluation of drought resistance of different apricot cultivars （lines） based on leaf microstructure

ZHANG Junhuan， ZHANG Meiling， YANG Li， JIANG Fengchao， YU Wenjian， WANG Yuzhu， SUN Haoyuan*

（Institute of Forestry and Pomology， Beijing Academy of Agriculture and Forestry Sciences/Apricot Engineering and Technology Research Center of National Forestry and Grassland Administration/Key Laboratory of Urban Agriculture （North China）， Ministry of Agriculture and Rural Affairs， Beijing 100093， China）

Abstract： 【Objective】 The common apricot （Armeniaca. vulgaris L.） has 2000 cultivars or genotypes， but there have been few studies on drought resistance among various cultivars. There are also few reports about the evaluation of drought resistance based on leaf anatomical structure in apricot. This study aimed to establish an efficient method for drought-resistance evaluation of apricot plants and to screen out some apricot cultivars with high drought resistance. 【Methods】 10 apricot cultivars （accessions） with different drought-resistance were selected as materials. Paraffin sections and scanning electron microscopy were used to study the anatomical structures of leaves. Nine structural parameters were detected， which included leaf thickness （LT）， thickness of upper and lower epidermis （TUE， TLE）， thickness of palisade tissue （TP）， thickness of spongy tissue （TS）， ration of palisade and spongy （P/S）， tightness of leaf tissue structure （TLTS）， looseness of leaf tissue structure （LLTS）， and SD. Based on these data， principal component analysis and subordinate function method were used to analyze the drought resistance of 10 apricot cultivars （accessions）. 【Results】 There were great differences in leaf anatomical structure among different cultivars （lines）. The smallest value of LT was 111.1 μm， and the largest LT was 222.5 μm. The TP and TS varied from 16.0 μm to 63.6 μm and from 52.8 μm to 90.0 μm， respectively. The P/S value ranged from 0.30 to 0.81. The thickness of the upper epidermal cells was higher than that of the lower epidermal cells， and the variation ranges of these two indexes were 27.7-39.7 μm and 13.4-21.8 μm， respectively. TLTS and LLTS ranged from 14.4% to 31.3% and from 40.5% to 54.9%， respectively. Scanning electron microscopy （SEM） revealed that the stomata in apricot leaves were only distributed in the lower epidermis. Obvious difference of SD among 10 cultivars （accessions） was also observed. Luotuohuang had the highest stomata density （396 per μm2） and G 4-25 had the lowest （102 per μm2）， and the coefficient of variation among the 10 cultivars （lines） was 34.00%. Among the nine parameters， the coefficient of variation was in the order of TP＞SD＞P/S＞TLTS＞LT＞TS＞TLSR＞TUE. The TP showed the largest difference among cultivars， with a coefficient of variation of 34.58%， while the TUE and LLTS showed little difference， with a coefficient of variation of 10.73% and 11.71%， respectively. The coefficient of variation for these 9 parameters ranged from 10.73% to 34.58%， which indicates that the anatomical structure change of apricot leaves sensitively responds to environment conditions. These parameters could be used to evaluate the drought resistance of different cultivars of apricot. Principal component analysis method was used to screen the crucial indicators. According to the criterium of the factor characteristic value greater than 1 and the cumulative contribution rate greater than 80%， the first two principal components were extracted out. The contribution rates of the first and second principal components were 49.61% and 30.65%， respectively， and the cumulative contribution rates of the first two principal components reached 80.26%， which could well retain most information of the nine parameters. For the first two principal components， there were difference in the load values of each parameter. The greater the load value， the greater the contribution rate to the principal component， and the more effective for evaluating drought resistance. In the first principal component， the loading values of TP， LT， P/S and TLTS， which the photosynthetic capacity and drought resistance of plant leaves， were higher than 0.8. In the second principal component， the load value of TLE， which reflects the protective characteristics of plant leaves， was the largest. By principal component analysis， TP， LT， P/S， TLTS and TLE were selected as the typical parameters to evaluate drought resistance of apricot. There is no consistent correlation between the anatomical parameters of apricot leaves and drought resistance. In order to avoid the limitation of a single parameter， the membership function analysis method was used for comprehensive evaluation. According to the results of principal component analysis， five parameters （TP， LT， P/S， TLTS and TLE） were determined as the typical indexes to evaluate the drought resistance of apricot resources. The membership function method was further used to calculate these five characteristic parameters， and the membership function values of the five parameters related to drought resistance of the 10 apricot cultivars （accessions） were accumulated and the mean values were calculated. The higher the value， the stronger the drought resistance. The drought resistance among the 10 apricot cultivars （accessions） was in the order of Qingmisha＞G 4-25＞Pinaizi＞Luotuohuang＞Chuanzhihong＞G 4-43＞G 4-40＞G 4-26＞Hongjinzhen＞Dayoujia. 【Conclusion】 The drought resistance of 10 apricot cultivars （accessions） was comprehensively evaluated. Five parameters of anatomical structure were selected as the main indexes to evaluate the drought resistance of apricot， including leaf thickness （LT）， palisade tissue thickness （TP）， ration of palisade/spongy （P/S）， tightness of leaf tissue structure （TLTS）， and thickness of lower epidermis （TLE）. With the mean value of five typical index membership functions＞0.8 as the reference threshold， we found several cultivars （accessions） such as Qingmisha， G4-25， Pinaizi， Luotuohuang and Chuanzhihong had strong drought resistance. These results provide method for the evaluation of drought resistance and for screening and scientific utilization of apricot germplasm resources.

Key words： Apricot; Leaf; Anatomical structure; Drought resistance

收稿日期：2023-05-09 接受日期：2023-08-17

基金項目：北京市自然科學基金項目（6232011）；北京市農(nóng)林科學院科技創(chuàng)新能力建設(shè)專項（KJCX20230118）；北京市農(nóng)林科學院科研創(chuàng)新平臺建設(shè)項目（PT2023-9）

作者簡介：張俊環(huán)，女，副研究員，博士，主要從事杏資源評價、育種及栽培技術(shù)研究。Tel：18510158719，E-mail：zhang_junhuan@163.com

*通信作者Author for correspondence. Tel：13691419570，E-mail：sunhyhnus@126.com

隨著全球經(jīng)濟發(fā)展和氣候的不斷變化，水資源短缺現(xiàn)象日趨嚴重，干旱地區(qū)逐年擴大，干旱化程度逐漸加重，干旱給果樹生產(chǎn)帶來了較大挑戰(zhàn)，抗旱性研究已成為農(nóng)業(yè)研究領(lǐng)域重點關(guān)注的問題?？购敌允怯啥嗷蚩刂频臄?shù)量遺傳性狀，是在形態(tài)結(jié)構(gòu)、生理和生化等各方面綜合表現(xiàn)的遺傳特性。葉片作為植物進行光合作用和蒸騰作用的主要器官，對水分感知較為靈敏，干旱處理能夠使杏葉片下表皮的氣孔數(shù)量和密度增加，葉片的柵欄組織和海綿組織變得緊湊，葉片厚度減小[1]。研究表明，植物的抗旱性強弱與葉片結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，并把葉片厚度、中脈厚度、柵欄組織厚度、氣孔密度、葉片上下表皮厚度、海綿組織厚度、柵海比、柵欄組織結(jié)構(gòu)緊密度、海綿組織結(jié)構(gòu)疏松度等葉片解剖結(jié)構(gòu)特征參數(shù)作為植物抗旱性評價的重要指標。但是，不同植物種類用來進行抗旱性評價的有效葉片結(jié)構(gòu)特征參數(shù)不同。葉片厚度、上（下）角質(zhì)層厚度、柵欄組織厚度和葉片結(jié)構(gòu)緊密度可作為紫葉李、紫丁香、旱柳、木槿4種園林植物抗旱性綜合評價的主要指標[2]。葉片厚度、氣孔開度、柵海比是岑軟系列油茶抗旱性評價的主要葉片結(jié)構(gòu)特征參數(shù)[3]，王新語等[4]在繡球上的試驗數(shù)據(jù)證實，葉片整體厚度與不同品種抗旱性強弱密切相關(guān)，抗旱性強的植物一般都具有發(fā)達的柵欄組織。

不同植物種間、品種間的抗旱性通常都有較大的差異。對蘋果[5]、板栗[6]、薄殼山核桃[7]、葡萄砧木[8]、甘薯[9]等植物的抗旱性研究表明，不同品種間的抗旱性差異性較大。杏樹是較為抗旱、耐瘠薄、適應(yīng)性強的果樹種類，果實營養(yǎng)價值高，樹體生態(tài)涵養(yǎng)功能強。有研究表明，山杏、大扁杏（仁用杏）、普通杏等杏樹主栽種間的抗旱性有著顯著的差異[10-11]。作為栽培面積最大、包含品種最多的普通杏，各品種間的抗旱性研究鮮見報道，基于葉片解剖結(jié)構(gòu)對杏不同品種進行抗旱性分析的研究也未見相關(guān)文獻報道。因此，筆者選取干旱條件下葉片表現(xiàn)明顯不同的10個典型杏品種（系），對其葉片解剖結(jié)構(gòu)進行觀測分析，并通過隸屬函數(shù)法綜合評價其抗旱性，旨在提供一些關(guān)于杏抗旱栽培和抗旱育種方面的理論依據(jù)，為篩選抗旱性杏種質(zhì)資源提供技術(shù)參考。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

試驗材料于2022年6月21日取自北京市農(nóng)林科學院林業(yè)果樹研究所杏資源圃，資源圃土壤含水量為15.5%，處于干旱狀態(tài)，杏樹的正常生長發(fā)育要求果園土壤含水量在18%～20%之間。用于試驗的各品種為田間葉片表現(xiàn)卷葉或平展狀況不同的兩種類型，包括4個普通杏品種駱駝黃、串枝紅、紅金榛和青密沙及紅金榛和青密沙雜交F1群體中的4個株系G 4-25、G 4-26、G 4-40、G 4-43，還有2個普通杏變種李光杏類型皮乃孜和大優(yōu)佳杏。串枝紅、紅金榛、G 4-26、G 4-43和大優(yōu)佳這5個品種的葉片表現(xiàn)為卷葉狀態(tài)，駱駝黃、青密沙、G 4-25、G 4-40和皮乃孜這5個品種的葉片為平展狀態(tài)。各品種的砧木均為山杏。選取向陽方向當年生新梢中部的成熟葉片，將葉片避開葉脈切成（2～3）mm ×（1～2）mm（長×寬）的組織塊，每個品種10個重復(fù)樣本，分別放入FAA固定液（用于制作石蠟切片）和2.5%的戊二醛電鏡固定液中進行抽氣，待樣品無氣泡產(chǎn)生、全部沉入底部后，常溫固定24 h以上，轉(zhuǎn)入4 ℃下保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2 葉片解剖結(jié)構(gòu)觀測

采用石蠟切片法對試驗樣本包埋處理。將葉片組織塊從固定液中取出，依次進行乙醇脫水→透明→浸蠟→包埋→切片處理，切片厚度為4 μm，然后65 ℃烤片1 h，最后番紅-固綠染色，樹脂膠封片。由Pannoramic MIDI切片掃描儀掃描拍照，Case Viewer切片掃描軟件進行觀察和測定葉片厚度（leaf thickness，LT）、上表皮厚度（thickness of upper epidermis，TUE）、下表皮厚度（thickness of lower epidermis，TLE）、柵欄組織厚度（thickness of palisade tissue，TP）與海綿組織厚度（thickness of spongy tissue，TS）等指標，并根據(jù)測量指標計算葉片組織結(jié)構(gòu)緊密度（tightness of leaf tissue structure，TLTS）、葉片組織結(jié)構(gòu)疏松度（looseness of leaf tissue structure，LLTS）和柵海比（P/S）。葉片組織結(jié)構(gòu)緊密度是柵欄組織厚度占葉片厚度的百分比，葉片組織結(jié)構(gòu)疏松度是海綿組織厚度占葉片厚度的百分比，柵海比是柵欄組織厚度與海綿組織厚度的比值。

1.3 葉片氣孔特征和密度觀測

采用掃描電鏡進行葉片表皮氣孔特征觀察。從固定液中取出葉片組織樣品，按70％乙醇→85%乙醇→95%乙醇→100%乙醇→100%乙醇→乙醇∶乙酸異戊酯（3∶1）→乙醇∶乙酸異戊酯（1∶1）→乙醇∶乙酸異戊酯（1∶3）→100％乙酸異戊酯的梯度進行脫水，每級15～30 min（溶劑含量大于材料20倍）。后將材料放入Quorum K850臨界點干燥儀中進行干燥，用導電膠粘在樣品臺上，使用HITACHI MC1000離子濺射儀進行噴金鍍膜。將鍍膜后的樣品置于HITACHI Regulus 8100掃描電鏡艙內(nèi)，進行觀察并拍照。每個品種的組織樣品觀察5～8片。

氣孔密度（stomatal density，SD）計算，在Adobe Photoshop CS6下，從照片上隨機選擇5個1 μm2的區(qū)域，人工計數(shù)每個區(qū)域的氣孔數(shù)，取其平均值，并計算其標準差。

1.4 抗旱性評價

利用主成分分析法和隸屬函數(shù)法對各品種（系）抗旱性進行評價，參考宋捷和田青[2]在園林植物上的研究方法，先計算每個品種所有單一指標的隸屬函數(shù)值，再計算不同品種所有指標的平均隸屬函數(shù)值，平均隸屬函數(shù)值的大小，分別代表抗旱性的強弱。與抗旱性呈正相關(guān)的指標的隸屬函數(shù)值用公式X=（X-Xmin）/（Xmax-Xmin）計算，與抗旱性呈負相關(guān)的指標的隸屬函數(shù)值用公式X= 1-（X-Xmin）/（Xmax-Xmin）計算，式中X表示某一品種（系）某一指標的測定值，Xmin表示10個品種（系）中某一指標的最小值，Xmax表示10個品種（系）中某一指標的最大值。

1.5 數(shù)據(jù)處理

利用Excel 2019和SPSS 20.0軟件對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計、處理和作圖，對不同品種（系）的杏葉片解剖結(jié)構(gòu)特征數(shù)據(jù)進行單因素方差分析和主成分分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同杏品種（系）的葉片解剖結(jié)構(gòu)變化

對10個杏品種（系）葉片橫切面結(jié)構(gòu)的比較分析表明，不同杏品種（系）葉肉組織解剖結(jié)構(gòu)組成是相似的，其橫切面結(jié)構(gòu)由上表皮、柵欄組織、海綿組織、下表皮以及維管束組織組成（圖1）。上、下表皮細胞均為一層，細胞較大；柵欄組織緊挨著上表皮，由1～2層長柱形細胞構(gòu)成，排列較為緊密；海綿組織位于柵欄組織與下表皮之間，細胞為短柱形，排列不規(guī)則且胞間隙較大；葉脈維管束由木質(zhì)部、韌皮部和形成層構(gòu)成，外部由薄壁細胞構(gòu)成的維管束鞘細胞包圍。

由圖1和表1可知，不同品種（系）的葉片厚度、上表皮厚度、下表皮厚度、柵欄組織厚度與海綿組織厚度、葉片組織結(jié)構(gòu)緊密度、葉片組織結(jié)構(gòu)疏松度和柵海比等結(jié)構(gòu)參數(shù)都存在較大差異。葉片厚度最小的是大優(yōu)佳杏，為111.1 μm，最大的是青密沙杏（222.5 μm）。柵欄組織和海綿組織的厚度變幅分別為16.0～63.6 μm、52.8～90.0 μm。柵海比變幅為0.30～0.81。上表皮細胞比對應(yīng)的下表皮細胞厚，兩類表皮細胞在品種間的變異幅度分別為27.7～39.7 μm、12.3～21.8 μm。葉片組織結(jié)構(gòu)緊密度和疏松度的變幅分別為14.4%～31.6%、37.4%～54.9%。這8個參數(shù)中，變異系數(shù)由大到小排序為TP＞P/S＞TLTS＞LT＞TS＞TLE＞LLTS＞TUE，柵欄組織厚度在品種間的差異最大，變異系數(shù)為34.58%，而上表皮細胞厚度和組織結(jié)構(gòu)疏松度差異較小，變異系數(shù)分別為10.73%和11.71%。由表1還可以看出，除了柵海比、組織結(jié)構(gòu)緊密度和疏松度，其余5個參數(shù)指標均是青密沙杏數(shù)值最大，而大優(yōu)佳杏的葉片各參數(shù)值都相對較小。與此相對應(yīng)的是，青密沙杏的葉片表現(xiàn)為平展狀態(tài)，大優(yōu)佳杏的葉片呈翻卷狀。

通過掃描電鏡觀察，杏葉片的氣孔只分布于下表皮，橢圓形或近圓形，氣孔器由2個腎形保衛(wèi)細胞構(gòu)成（圖2）。由表2可知，不同品種（系）的氣孔密度表現(xiàn)出較大差異。氣孔密度最大的是駱駝黃杏，為396個·μm-2，最小的是G 4-25，氣孔密度為102個·μm-2，前者是后者的3.88倍。氣孔密度在10個品種（系）間的變異系數(shù)較高，為34.00%。這10個品種的氣孔密度基本可以分為高、中、低3類，圖2顯示分屬于不同氣孔密度等級的3個代表品種的氣孔特征。大多為中等水平，氣孔密度為218～269個·μm-2，包括7個品種（系），高密度（396個·μm-2左右）的僅1個品種，低密度（102～135個·μm-2）的有2個品系。

2.2 基于葉片解剖結(jié)構(gòu)的主成分分析

以上研究結(jié)果表明，10個杏品種（系）在LT、TP、TS、P/S、TUE、TLE、TLTS、LLTS 和SD這9個指標上均有較大的差異，其變異系數(shù)為10.73%～34.58%，表明植物葉片的解剖結(jié)構(gòu)均具有較高的靈敏度，可用來評價杏不同品種（系）的抗旱性。但有時運用過多密切相關(guān)的指標進行評價不僅不利于揭示類型特征，還可能產(chǎn)生認識上的偏差，因此，筆者在本研究中進一步運用主成分分析法對9項指標進行篩選，根據(jù)因子特征值大于1和累計貢獻率≥ 80%的原則抽取主成分，再根據(jù)每個指標的載荷量、貢獻率及變異系數(shù)篩選出具有代表性的指標。由表3可見，第1主成分和第2主成分的貢獻率分別為49.61%和30.65%，前2個主成分的累積貢獻率達到80.26%，能較好地保留9個指標的大部分信息，因此提取前2個主成分。

由表4和圖3可以看出，各指標在2個主成分的荷載值差異較大，荷載值越大表明其對主成分的貢獻率越大，越能作為評價抗旱性的重要依據(jù)。第1主成分中，柵欄組織厚度（TP）、葉片厚度（LT）、柵海比（P/S）和組織結(jié)構(gòu)緊密度（TLTS）的荷載值較大，均高于0.8，這些指標反映了植物葉片的光合能力和抗旱能力；第2主成分中葉片下表皮厚度（TLE）的荷載值較大，反映了植物葉片的保護性能特征。通過主成分分析，選取TP、LT、P/S、TLTS和TLE這5個指標作為評價杏抗旱性的典型指標。

2.3 基于葉片結(jié)構(gòu)對不同杏品種（系）抗旱性的綜合評價

杏樹葉片各解剖結(jié)構(gòu)參數(shù)與抗旱性之間并沒有絕對一致的相關(guān)性，采用單一指標不能客觀、全面地反映植物的抗旱能力，因此需要采用多個指標進行綜合評價。為了防止單一指標的局限性，利用隸屬函數(shù)法進行綜合評價。根據(jù)主成分分析結(jié)果，確定TP、LT、P/S、TLTS和TLE這5個指標作為評價杏抗旱性的典型指標，進一步采用隸屬函數(shù)法對這5個特征參數(shù)進行計算，對10個杏品種（系）的5項抗旱性指標的隸屬函數(shù)值累加并求均值，綜合評價杏資源的抗旱能力，結(jié)果見表5。比較不同杏品種的抗旱性隸屬函數(shù)均值，該值越大代表抗旱能力越強。由表5可知，10個杏品種（系）的抗旱能力強弱依次為青密沙＞G 4-25＞皮乃孜＞駱駝黃＞串枝紅＞G 4-43＞G 4-40＞G 4-26＞紅金榛＞大優(yōu)佳。葉片表現(xiàn)為平展狀態(tài)的品種一般抗旱能力較強，除了G 4-40外，其余4個葉片平展的品種的抗旱能力排在前4位，卷葉品種的抗旱能力相對較弱。

3 討 論

3.1 植物的抗旱能力與葉片的組織結(jié)構(gòu)特征密切相關(guān)

已有研究表明，植物的抗旱能力與其葉片的組織結(jié)構(gòu)特征密切相關(guān)，尤其是葉片的厚度、柵欄組織厚度、氣孔特征等對其抗旱性影響較為顯著[5， 12-13]。

植物抗旱性與葉片的厚度密切相關(guān)。較厚的葉片、表皮細胞和柵欄組織可以貯藏更多的水分，從而提高葉片的儲水性能，增強耐旱能力[12-13]。丁祥等[8]研究指出，不同品種葡萄砧木的葉片厚度有所不同，抗旱性較強的砧木葉片厚度較大，能夠抵抗較嚴重的干旱脅迫。干旱也增加了甘蔗葉片的厚度[14]。本文研究結(jié)果表明，青密沙、G 4-25杏的葉片厚度較大，分別為222.5 μm和197.9 μm，綜合評價結(jié)果顯示二者的抗旱能力分別排在第1和第2位；而大優(yōu)佳杏的葉片厚度最小，僅為111.1 μm，評價結(jié)果顯示其抗旱能力排在最后的第10位。與此相反，也有研究指出長期干旱減小了番茄幼苗葉片的厚度[15]，番茄幼苗在長期干旱條件下，降低了葉片的氣孔導度，減小葉脈寬度和導水性，同時氣孔開度減小、葉肉厚度減小。主成分分析表明，葉片的導水率、氣孔開度、分支小葉脈密度、葉片厚度與葉肉厚度和葉綠體占比呈正相關(guān)，而與柵海比呈負相關(guān)。Khan等[16]通過轉(zhuǎn)錄組和葉片解剖結(jié)構(gòu)分析的結(jié)果表明，煙草在長期干旱脅迫下，葉片厚度會隨著干旱脅迫時間長短發(fā)生波動性改變，主要是由于葉片的柵欄組織和海綿組織厚度及其膨脹率發(fā)生了變化，干旱處理18 d時，通過誘導與細胞壁重塑（纖維素、擴張蛋白、木葡聚糖）和細胞擴增（生長素響應(yīng)因子和水通道蛋白）相關(guān)基因的差異表達，引起淀粉和蔗糖的代謝、甘油脂類代謝和蛋白質(zhì)加工能力的增強，最終引起葉片厚度的增加。可見，葉片厚度的變化可能與植物種類、干旱程度和干旱脅迫時間長短等因素有一定的相關(guān)性。

柵欄組織內(nèi)存在大量的葉綠體供植株進行光合作用，葉片柵欄組織越發(fā)達，光合能力越強，光合產(chǎn)物的增加能使葉片的水分調(diào)節(jié)能力增強，植物的抗旱性就越強[17]。抗旱能力強的品種一般表現(xiàn)為柵欄組織較厚，而氣孔密度的變化因物種而異。葉片柵欄組織中存在大量的葉綠體，有利于植物的光合作用，耐旱的蘋果品種，維管束細胞數(shù)目減少、下表皮細胞間隙減小、氣孔數(shù)減少，柵欄組織和海綿組織厚度增加[7]。在文冠果上的研究表明，隨著干旱脅迫程度的加劇，氣孔變得小而多[18]。Xso-miR5149通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄因子XsGTL1的表達，調(diào)控葉片的組織結(jié)構(gòu)和氣孔密度的變化，增強文冠果的水分利用效率，提高耐旱性[19]。Zhu等[20]在油菜上的研究表明，相對不耐旱類型T88，耐旱品系P287的柵欄組織較厚，氣孔密度大，在干旱條件下氣孔關(guān)閉率高，干旱脅迫解除后葉片的各種生理機能恢復(fù)較快。筆者研究的10個杏品種（系）中，青密沙杏的柵欄組織和海綿組織的厚度都最大，綜合評價結(jié)果也是抗旱能力相應(yīng)最強，但是氣孔密度與抗旱性沒有顯著的相關(guān)性。杏氣孔特征的相關(guān)性結(jié)果與解斌等[21]在梨砧木上的研究結(jié)果相一致。氣孔密度的變化與抗旱性的關(guān)系在蘋果、梨砧木、杏和油菜等不同植物種類中的研究結(jié)果各不相同，可能是不同物種通過氣孔調(diào)節(jié)抗旱性的機制不同，有待于進一步研究。

3.2 抗旱性評價指標的選擇

不同物種選用的抗旱性評價指標有所不同，但葉片厚度、柵欄組織厚度、下表皮厚度是評價植物抗旱性通常選用的參數(shù)。宋捷和田青[2]通過主成分分析，從10個葉片解剖結(jié)構(gòu)參數(shù)中選取柵欄組織厚度、葉片厚度、葉片結(jié)構(gòu)緊密度、上（下）角質(zhì)層厚度等5個參數(shù)作為評價4種園林植物抗旱性的指標。郭燕等[22]經(jīng)主成分分析從18項指標中篩選出6項典型抗旱指標，即葉片厚度、柵欄組織厚度、單位面積氣孔總周長、葉柄長、上表皮細胞厚度和葉脈間距作為評價板栗品種的抗旱性指標。丁祥等[8]通過對不同葡萄砧木品種葉片解剖結(jié)構(gòu)的觀察和分析，選出評價新疆葡萄砧木葉片抗旱性的6個指標，分別為葉片厚度、柵欄組織厚度、角質(zhì)層厚度、海綿組織厚度、下表皮厚度、上表皮厚度。馬勝等[23]運用隸屬函數(shù)法對葉片厚度、柵欄組織厚度、海綿組織厚度、柵海比、柵欄組織結(jié)構(gòu)緊密度、海綿組織結(jié)構(gòu)疏松度、中脈厚度、氣孔寬度和氣孔密度等抗旱相關(guān)的葉片解剖結(jié)構(gòu)特征參數(shù)的隸屬函數(shù)值進行累加求平均值，綜合評價了馬鈴薯品種的抗旱能力。筆者通過對杏葉片解剖結(jié)構(gòu)和氣孔密度的觀察、計算、方差分析、主成分分析等，選取柵欄組織厚度、葉片厚度、柵海比、葉片結(jié)構(gòu)緊密度以及葉片下表皮厚度這5個指標作為評價杏抗旱性的典型指標。王乃江和趙忠[11]通過對大扁杏、梅杏和山杏4年生幼樹的光合作用和抗旱性指標進行比較研究表明，山杏因葉片中的葉綠素、脯氨酸和可溶性糖含量較高而具有較強的抗旱性。劉君娣等[24]對3個杏品種葉片主要抗旱生理指標進行比較研究，結(jié)果表明凱特杏因具有高光效低蒸騰的光合特性，耐旱保水能力最強。筆者在本研究中通過分析確定的評價杏品種抗旱性的葉片結(jié)構(gòu)特征指標均與葉片光合作用、抗旱調(diào)節(jié)物質(zhì)合成密切相關(guān)。進一步通過對這5個葉片結(jié)構(gòu)特征值進行隸屬函數(shù)均值的計算，判定10個杏品種（系）的抗旱能力強弱依次為：青密沙＞G 4-25＞皮乃孜＞駱駝黃＞串枝紅＞G 4-43＞G 4-40＞G 4-26＞紅金榛＞大優(yōu)佳。這一結(jié)果與其在果園干旱條件下葉片的平展與葉片外緣向上卷曲程度的直觀特征基本一致，一方面說明了評價結(jié)果的準確性，另一方面可實現(xiàn)簡單、快速地通過觀察葉片特征進行杏品種資源的抗旱性差異的初步評價和篩選。要客觀準確評價某個杏品種（系）的抗旱性，最好在參照本研究結(jié)果的前提下，再結(jié)合與抗旱相關(guān)的生理生化等指標測定綜合考慮，以取得更加精準的結(jié)果。

4 結(jié) 論

筆者在本研究中通過對10個杏品種（系）的抗旱性進行綜合評價，從中篩選出葉片厚度、柵欄組織厚度、柵海比、葉片結(jié)構(gòu)緊密度、下表皮厚度等5個指標作為評價杏抗旱能力的主要指標。綜合來看，以葉片5個典型指標隸屬函數(shù)均值＞0.6作為參考閾值，青密沙、G 4-25、皮乃孜、駱駝黃和串枝紅杏等幾個品種（系）的抗旱能力較強。

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