不同土壤含水量下沙棘叶片解剖结构研究.pdf

北方农业学报 2023袁51渊2冤院74-82JOURNAL OF NORTHERN AGRICULTURE崔晓晗，叶丽红，贾文龙，等.不同土壤含水量下沙棘叶片解剖结构研究 J.北方农业学报，2023，51（2）：74-愿圆.DOI：10.12190/j.issn.2096-1197.2023.02.09收稿日期：2023-02-06基金项目：“科技兴蒙”行动重点专项（KJXM-EEDS-2020008）；内蒙古自治区设施园艺工程技术研究中心能力建设项目（BR221030）作者简介：崔晓晗（1995），女，硕士研究生，研究方向为设施园艺。通信作者：宋阳（1982），男，副教授，博士，主要从事设施园艺的研究工作。不同土壤含水量下沙棘叶片解剖结构研究崔晓晗1，叶丽红1，2，贾文龙3，东保柱1，张敏4，宋阳1，2（1.内蒙古农业大学 园艺与植物保护学院，内蒙古 呼和浩特010010；2.内蒙古自治区设施园艺工程技术研究中心，内蒙古 呼和浩特010010；3.内蒙古淳点实业有限公司，内蒙古 鄂尔多斯017000；4.固阳县农村社会事业发展中心，内蒙古 固阳014200）摘要：【目的】研究不同土壤含水量下沙棘叶片解剖结构，为进一步深入研究沙棘抗旱耐涝机制提供依据。【方法】以一年生中国沙棘扦插苗为试验材料，设置干旱、水涝处理，以常规灌水为对照（CK），通过石蜡切片观察其幼叶及老叶解剖结构在不同土壤含水量下的变化情况。【结果】干旱条件下，沙棘幼叶的叶片、表皮及栅栏组织显著增厚（P0.05），上表皮及海绵组织显著增厚（P0.05），老叶显著增粗（P0.05）；与 CK 相比，幼叶及老叶均表现出栅栏组织变薄、海绵组织增厚、栅海比和 CTR 降低、SR 升高；幼叶主叶脉和木质部最大导管直径与 CK 相比无显著差异（P0.05）、维管束直径显著减小（P0.05），而老叶均显著增大（P0.05）。【结论】靠近顶端生长点的沙棘幼叶通过调节叶肉结构适应不同水分条件，靠近茎基部的老叶通过调节叶脉维管组织适应不同水分条件。关键词：土壤含水量；沙棘；叶片；解剖结构中图分类号：S793.6文献标识码：A文章编号：2096-1197渊2023冤园2原园园74原园9Study on seabuckthorn leaf anatomical structure under different soil moisture contentsCUI Xiaohan1袁YE Lihong1袁2袁JIA Wenlong3袁DONG Baozhu1袁ZHANG Min4袁SONG Yang1袁2渊1.College of Horticulture and Plant Protection袁Inner Mongolia Agricultural University袁Hohhot010010袁China曰2.Inner MongoliaEngineering Technology Research Center of Facility Horticulture袁Hohhot010010袁China曰3.Inner Mongolia Chundian Industrial LimitedCompany袁Ordos017000袁China曰4.Guyang Rural Social Enterprise Development Center袁Guyang014200袁China冤Abstract院揖Objective铱To study the anatomical leaf structure of seabuckthorn under different soil moisture contents and toprovide basis for further research on drought and waterlogging tolerance mechanism of seabuckthorn.揖Methods铱Drought andwaterlogging treatments were set up using one-year Chinese seabuckthorn cuttings as experimental materials袁withconventional irrigation as control 渊CK冤.Under different soil moisture contents袁the changes in the anatomical structure ofyoung and old leaves were observed through paraffin sectioning.揖Results铱Under drought conditions袁the leaf blade袁epidermisand palisade tissue of seabuckthorn young leaves significantly thickened 渊P0.05冤袁while the upperepidermis and spongy tissue significantly thickened渊P0.05冤袁while those of the old leaves significantly thickened渊P0.05冤.Incomparison to the CK袁both the young and old leaves had thinning palisade tissue袁thickening spongy tissue袁decreasedpalisade to spongy ratio and CTR袁and increased SR.There was no significant difference in the main vein and xylem maximalvessel diameter between young leaves and CK渊P0.05冤袁the vascular bundle diameter decreased significantly渊P0.05冤袁whileall of those in the old leaves increased significantly 渊P0.05冤.揖Conclusion铱 Seabuckthorn young leaves near the top growthpoint adapted to different water conditions by adjusting mesophyll structure袁while old leaves near the stem base adapted todifferent water conditions by adjusting leaf vein vascular tissue.Keywords院Soil moisture content曰Seabuckthorn曰Leaf blade曰Anatomical structure2 期75崔晓晗等：不同土壤含水量下沙棘叶片解剖结构研究厚度、主叶脉直径、维管束直径、木质部导管最大直径，并计算栅海比、叶片组织结构紧密度（CTR）、叶片组织结构疏松度（SR）8。各指标选 10 张切片测量，取平均值。栅海比=栅栏组织厚度/海绵组织厚度（1）CTR/%=（栅栏组织厚度/叶片厚度）伊100（2）SR/%=（海绵组织厚度/叶片厚度）伊100（3）1.4数据处理用 Excel 2007 软件整理数据，用 IBM SPSSStatistics 26.0 统计学软件进行统计分析。2结果与分析2.1不同土壤含水量下沙棘叶片及其表皮结构变化由图 1 可知，沙棘叶片由表皮、叶肉及叶脉构成，上、下表皮细胞均为单层，近似长方形排列于叶肉细胞外侧。上表皮具有角质，下表皮着生表皮毛。叶肉细胞分化为栅栏组织和海绵组织，栅栏组织位于近轴端，排列整齐紧密。海绵组织位于远轴端，排列松散不规则，其中具有空腔气室。叶脉中含有单一维管束，由木质部、韧皮部、厚角组织及薄壁组织构成。维管系统健壮发达；木质部导管位于上表皮一端，径向排列；韧皮部位于木质部外侧，靠近下表皮。干旱条件下的沙棘叶片表皮细胞排列较紧密，可减少叶片内部水分散失，而水涝条件下的表皮细胞排列略疏松。由图 2 可知，干旱条件下沙棘幼叶与老叶的叶片厚度、上表皮厚度及下表皮厚度与 CK 相比均显著（P0.05）增加。水涝条件下沙棘幼叶的叶片厚度显著（P0.05）小于 CK，上、下表皮厚度均显著（P0.05）大于 CK；老叶的上表皮厚度显著（P0.05）。CK 的老叶叶片厚度、上表皮厚度和下表皮厚度在 CK 下分别较幼叶增长 7.28%、56.10%、33.54%，在干旱条件下分别较幼叶增长 10.45%、33.66%、3.98%；在水涝条件下分别较幼叶增长33.65%、42.88%、3.92%。可见沙棘叶片及其表皮在干旱条件下均表现出增厚趋势，但其增长量小于CK，说明干旱使沙棘叶片及表皮细胞发育受到抑制。水涝条件下幼叶变薄，但表皮增厚，老叶仅上表皮增厚变化显著，叶片厚度增幅大于 CK，说明水涝在一定程度上促进沙棘叶片生长发育。在 3 种水分条件中，幼叶与老叶的叶片厚度、上表皮厚度及下表皮厚度均表现为干旱条件下最大。2.2不同土壤含水量下沙棘叶肉结构变化由图 3 可知，干旱条件下沙棘幼叶栅栏组织厚度、栅海比和 CTR 显著（P0.05）大于 CK，SR 显著（P0.05）；老叶海绵组织厚度和 SR 显著（P0.05）大于 CK，栅海比和 CTR 显著（P0.05）。水涝条件下沙棘幼叶与老叶的栅栏组织厚度、栅海比和 CTR 均显著（P0.05）小于 CK，海绵组织厚度和 SR 均显著（P0.05），老叶显著（P0.05）大于 CK。水涝条件下幼叶的维管束直径显著（P0.05）；老叶主叶脉直径、维管束直径和木质部最大导管直径均显著（P0.05）大于 CK。CK 的沙棘老叶主叶脉直径、维管束直径和木质部最大导管直径分别较幼叶增长 2.19%、-6.39%、3.81%，在干旱条件下分别较幼叶增长 35.51%、15.05%、38.76%，在水涝条件下分别较幼叶增长22.88%、42.52%、34.10%。可见干旱和水涝条件均使沙棘叶片的主叶脉及维管系统生长量较 CK 增加，且使老叶的主叶脉及维管系统显著增粗，但对幼叶无显著影响。这可能是由于幼叶距离茎基部较远，维管系统传输能力及效率较老叶弱，故对水分响应没有老叶敏感。76北 方 农 业 学 报51 卷A、D、G、J 为干旱处理；B、E、H、K 为对照；C、F、I、L 为水涝处理。A、B、C、G、H、I 为幼叶；D、E、F、J、K、L 为老叶。Uep-上表皮；pal栅栏组织；spo海绵组织；Lep下表皮；eph表皮毛；vas维管束；col厚角组织；xyl木质部；phl韧皮部；par薄壁组织。标尺为 50 滋m。A，D，G and J are drought treatments；B，E，H and K are controls；C，F，I and L are waterlogging treatments.A，B，C，G，H and I areyoung leaves；D，E，F，J，K and L are old leaves.UepUpper epidermis；palPalisade tissue；spoSpongy tissue；LepLowerepidermis；ephEpidermal hair；vasVascular bundle；colCollenchyma；xylXylem；phlPhloem；parParenchyma.Bar=50 滋m.图 1不同土壤含水量下沙棘幼叶及老叶的叶片结构Figure 1Leaf structure of seabuckthorn young