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Effect of Preservatives on the Morphology and Anatomy of Carnation Cut Flowers

保鲜剂对香石竹切花形态结构的影响



全 文 :热带亚热带植物学报 2004,12(6):569—574
)oumd of Tropical and Subtropical Botany
保鲜剂对香石竹切花形态结构的影响
陈健辉,董玉萍
(广州大学生物与化学工程学院生物系,广东广州510405)
摘要:以对水质较为敏感的香石竹(Dianthus caryophylus L.)为材料,用糖、苯甲酸钠等配制保鲜剂,观察保鲜剂对香石
竹形态结构的影响和细胞内淀粉粒的变化。结果表明:用保鲜剂处理过的切花,花朵增大,花色鲜艳,茎、叶、花瓣、子房
壁、胚珠等组织细胞壁出现皱缩的时间延迟,细胞内含淀粉粒的时间也较长。苯甲酸钠的保鲜效果优于硝酸银。
关键词:香石竹;切花;保鲜剂;形态结构;淀粉粒
中图分类号:$681.509.3 文献标识码:A 文章编号 :1005—3395(2004)06—0569—06
Efect of Preservatives on the M orphology and Anatomy of
Carnation Cut Flowers
CHEN Jian.hui. DONG Yu-Ping
(Department ofBiology,School ofBiology &Chemistry Engineering,Guangzhou University,Guangzlaou 510405,China)
Abstract:Six formulations containing cane sugar,sodium benzoate,aluminium sulphate,paclobutrazol,8-hydroxy
quinoline,vitamin C,tartaric acid,potassium perm anganate,silver nitrate and aspirin,with diferent concentrations
and various combinations,were used as preservatives to observe the changes in morphology and in starch grains
in cells of cut flowers of carnation.After treatments with preservative,the flowers enlarged and bright-colored.
The contraction in cell walls of stems,leaves,petals,ovaries and ovules was delaye~Th e duration of starch grains in
cells Was prolonged.Preservative solution with sodium benzoate was better than that with silver nitrate.
Key words:Dianthus caryophyllus L.;Cut flowers;Preservative;Morphology;Starch grains
香石竹(Dianthus caryophylus L.)原产南欧,别
名康乃馨、麝香石竹,为石竹科(Caryophylaceae)石
竹属植物。多年生草本,丛生,茎直立;叶狭长披针
形,全缘,基部成短鞘围抱在节上,中脉显著;花单
生或 2-3朵簇生,花色多样,有黄、白、粉红、紫红
等;萼筒先端 5裂,花瓣 5;蒴果。香石竹对水质较为
敏感。近年来国内外对香石竹切花保鲜的研究报道
很 ,但关于保鲜剂与切花的形态结构和衰老关
系的研究尚未见报道。此外,目前切花保鲜剂中常
用的无机盐是银盐(硝酸银或硫代硫酸银),但银盐
容易造成环境污染[Sl。本研究旨在对香石竹瓶插保
鲜剂配方进行改进,摸索安全高效的保鲜配方,探
讨香石竹在保鲜过程中形态变化的规律,为寻找最
适的切花保鲜技术提供理论依据。
收稿日期:2003—10—10 接受日期:2004—07—05
1材料和方法
1.1材料
广州芳村栽培的黄花 品种,花枝长度为 40+
1 cm;花朵直径为 1.2+0.1 cm。研究时间为 2月到 3
月,实验时室内日平均气温为20+4~C。
1.2保鲜剂的制备
选用的试剂有:蔗糖、苯甲酸钠、硫酸铝、多效唑、
8-羟基喹啉、维生素 C、酒石酸、高锰酸钾、硝酸银、阿
司匹林等。用不同试剂、用量,配制保鲜液,插入花枝,
观察保鲜效果。实验完成 l周后,重复一次实验。
1.3外部形态的观察
测量香石竹的花枝长度、花朵直径,花朵直径
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570 热 带亚 热 带 植物 学 报 第 12卷
取 4朵花的平均值,每朵花的直径,取该花直径的
最大值与最小值的平均值。
花枝顶端保留2片叶,插入装有 250 ml保鲜剂
或对照液(自来水)的三角锥瓶(soo m1)中,每瓶两
枝,并设一个重复。置于同一环境条件下,每天傍晚
记录花瓣开放和衰老状况,根据早上、傍晚的室内
温度计算当天的平均气温。每隔 3-5 d换一次瓶插
液(保鲜液或对照液)。当花瓣严重失水、萎蔫,边缘
呈黑色或褐色、失去观赏价值时,实验结束。
1.4组织切片的制作和观察
用保鲜效果最佳(花枝具有最长观赏时间)的配
方处理材料,以自来水为对照,进行瓶插实验。按材
料在各瓶插液处理下,观赏时间的长短,定出各 自
的观赏初期、中期、后期。在各时期,取中心花瓣、子
房壁、胚珠、成熟叶片和茎(具体取材时间见表 1),
分别用卡诺氏固定液(无水酒精 :冰醋酸 =3:1)固
定,常规石蜡切片法切片,切片厚度 8 la m,用高碘
酸 一席孚反应法 (PAS反应)染色,光学树胶封片,
Olympus显微镜下观察、摄影。
表 1 取材时间(d)
Table 1 Time(d)of sampling for section preparation after
treatment with preservatives
2结果和分析
2.1保鲜剂配方的筛选
根据所选用试剂的不同作用,设计了 6种保鲜
剂配方,切花经过各种保鲜剂处理后,它们的寿命
比较如下:
配方 1:含 0.03 g L 硝酸银、0.20 g L。8一羟基
喹啉、0.50 g L 酒石酸、35.00 g LI蔗糖等,平均瓶
插寿命为 14.1d。
配方 2:含 0.05 g L 硝酸银、0.20g L。8一羟基喹
啉 、0.60 g L 硫酸铝、0.50 g L 酒石酸、35.00 g L。
蔗糖等,平均瓶插寿命为 17.6 d。
配方 3:含 0I30 g L 苯甲酸钠、0.07 g L。多效
唑、l片维生素 C(0.12 g片 )、0.60 g L。硫酸铝 、
35.00 g L。蔗糖等,平均瓶插寿命为 14.7 d。
配方 4:含 0.50 g L。苯甲酸钠、0.07 g L。多效
唑、1片维生素 C(0.12 g片。)、0.60 g L 硫酸铝、
35.00 g L 蔗糖等,平均瓶插寿命为 18.6 d。
配方 5:含 0.30 gL 高锰酸钾、l片阿司匹林、
35.00 g L。蔗糖等,平均瓶插寿命为 12.8 d;但较易
产生霉菌。
配方 6:含 0.30 gL。高锰酸钾、1片阿司匹林、
0.60 g L 硫酸铝、35.00 g L。蔗糖等,平均瓶插寿命
为 13.6 d。
对照液:自来水,平均瓶插寿命为 l1.6 d;极易
产生霉菌。
以上结果表明,配方 4对香石竹的保鲜效果最
好。该配方较对照液的保鲜期长 7 d,比含 0.05 g L
硝酸银的配方2保鲜期长 1 d,且苯甲酸钠不会对环
境产生污染【8J。另外含高锰酸钾的配方 5和 6保鲜期
也较对照液的长 1-2 d,可以作为家庭简易配方使用。
2.2外部形态
对照液处理的材料,第 1、3、5、6天花朵的直径
分别为 1.20 cm、1.43 cm、1.94 cm、3.50 cm,第 7天
叶片开始变焦,第 8天花瓣鲜艳,但中央花瓣突出
不明显,花朵直径达到最大,为 6.55 cm,第 9天花
茎发软且花朵下垂,第 10-12天,外轮花瓣先枯萎、
后全花枯萎。
用保鲜剂处理的材料,第 1、3、5、6、7天花朵的
直 径 分 别 为 1.17 cm、1.40 cm、1.87 cm、3.87 cm、
6.73 cm,第 13天叶片开始变焦;第 15天花瓣鲜艳,中
央花瓣突出明显,并可见柱头及花药,整朵花较圆,花
朵直径达到最大,为 8.84 cm,第 l7天花茎发软且花
朵下垂,第 17—19天,外轮花瓣先枯萎,后全花枯萎。
可见,保鲜剂处理的材料花期长,花朵以一个
缓慢增加的过程达到其最大的直径,比对照材料推
迟 了 7 d,平均最大直径增加 了2.29 cm,中央花瓣
突出,形成半圆球状,更具观赏价值。
2.3 内部结构
黄花香石竹在显微镜下各主要器官的结构具
有下列特征:
茎:横切面结构由表皮、皮层和维管柱组成。表
皮细胞一层,为排列紧密的薄壁细胞;皮层较厚,在
皮层中部具有一环状的由 l一4层细胞组成的纤维
层,纤维层外具 9-16层薄壁细胞,纤维层内具 3-6
层薄壁细胞:维管柱由维管束、髓及不太明显的髓
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第 6期 陈健辉等:保鲜剂对香石竹切花形态结构的影响
射线组成,维管束的切向切面较宽,髓射线由 1-2
行薄壁细胞组成,髓部较宽(图版 I:1)。
叶:横切面结构为不太典型的异面叶。表皮细
胞一层,由薄壁细胞组成,上下表皮均具有气孔,在
下表皮的密度较大。维管束为半周韧维管束,各级
叶脉维管束外具薄壁细胞围成的鞘,一级脉在鞘细
胞内具有明显的韧皮纤维,并在维管束中具较弱的
形成层;近叶缘的 2-3对二级脉在鞘细胞内也具有
明显的韧皮纤维,在一、二级脉的附近较常见晶簇。
三级脉的维管束较密。叶肉细胞中栅栏薄壁组织具
3—4层细胞,细胞紧密排列,海绵薄壁组织胞间隙不
发达,在叶脉维管束间的薄壁细胞较大,明显区别
于栅栏薄壁组织和海绵薄壁组织(图版 I:2)。
花瓣:横切面结构可见,表皮细胞一层,由薄壁
细胞组成,排列紧密,较大;表皮以内的薄壁细胞同
形,细胞壁不规则,维管束为半周韧维管束、较疏(图
版 I:3)。
子房壁:横切面结构可见,子房下部壁的外表皮
细胞较大,细胞径向轴较宽,随着花朵的开放,该层
细胞逐渐增大;内表皮细胞形状、细胞壁的厚度均明
显不如外表皮细胞层,两层表皮细胞的厚度之和约
为子房壁厚度的 l/4一l/3,在生长后期超过 1/2。在两
表皮之间有 12-18层薄壁细胞,维管束为半周韧维
管束,较疏,维管束鞘不明显(图版 I:4)。子房中上部
壁的外表皮细胞的径向轴越向上越窄、近外表皮的
薄壁细胞逐渐增大,其它结构与下部壁的结构相同。
胚珠 :胚珠为倒生胚珠,未发现有可育的胚珠。
从胚珠的纵切面可见,在珠心组织、内珠被等组织
的细胞结合较紧密(图版 I:5)。
经过保鲜剂处理的黄花香石竹随时间的延长、
内部结构不断发生变化,与对照处理相比,发现存
在一定的差异(表 2)。
3讨论
3.1保鲜剂成分对香石竹外部形态的影响
无机盐或糖分对切花有一定的保鲜作用 ,能
对切花的衰老起到延缓的作用。本研究结果表明:
保鲜剂处理的材料较对照的观赏期长,花朵直径增
大,且增幅较缓,花朵开放完全,更具观赏价值。
瓶插过程中营养供给充足是延缓花卉衰老的
主要原因。糖对切花有多种效应,可以提供呼吸基
质 m,增加呼吸效率,保护线粒体结构,维持其功
能,并阻止蛋白质的分解,维持酰胺的合成I 。硫酸
铝可以抑制乙烯的产生,降低溶液的pH值,抑制微
生物的产生,促使材料的气孔关闭,降低蒸腾作用 q;
我们发现不含硫酸铝的保鲜剂容易产生霉菌,而有
硫酸铝的保鲜剂不出现这种现象。维生素 C片作为
还原剂,有抗氧化的作用 q;能保护细胞的不饱和脂
肪酸,使之不被氧化,能有效地抑制微生物的生长,
有利于花茎吸收水分。多效唑作为一种植物生长延
缓剂,具有延缓花卉伸长、控制株形、诱导开花、防
止脱落的作用,加入多效唑的配方,花朵达到最大
直径和花瓣枯萎的时间较对照液延迟 3—7 d。苯甲
酸钠是一种抗氧化剂和 自由基的清除剂咧,与硫酸铝
一 样能减少乙烯的产生。虽然银盐的使用使切花保
鲜技术有了很大的发展 ”,但银盐会对环境造成污
染,应尽可能少用。加入苯甲酸钠,既具有硝酸银的
作用,又避免了硝酸银被光氧化成沉淀物而堵塞花
表2保鲜剂、对照液处理的香石竹内部结构的比较
Table 2 Comparison ofanatomical changes between carnation cut flowe~treated with preservatives and the control
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572 热 带 亚热 带 植 物 学报 第 12卷
茎输导组织,还消除其毒性,在筛选实验中,含苯甲 【 】
酸钠的保鲜剂比含硝酸银的保鲜剂效果要好。
3.2保鲜剂对香石竹内部结构的影响
切花由于切断了花枝与母株之间的联系 ,叶
片、花瓣内部发生了一系列的生理生化变化。蛋白
质、核酸和磷酸等大分子物质逐渐降解,乙烯生成
迅速增加,且细胞内质膜流动性降低、透性增加,导
致细胞解体、花瓣衰老,糖分迅速消耗,引起细胞解
体【坷。保鲜剂处理的材料一般在中期、后期(瓶插的
第 l3一l5 d)仍可见细胞中含有淀粉粒,而对照液处
理的材料仅在前期(瓶插的第 3-4 d)可见细胞中含
有淀粉粒,此外保鲜剂处理的材料后期解体细胞的
数量比对照液的少,说明保鲜剂可使植物延迟衰老,
这是因为淀粉粒能为植物生长提供贮备能量旧。
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图版说明
E:表皮Epidermis;OE:外表皮Outer epidermis;IE:内表皮Inner
epidermis;CF:皮层纤维层Fibrous layer ofcortex;VB:维管束Vascu—
lar bundle;P:髓Pith;PT:栅栏薄壁组织Palisade parenchyma;ST:海
绵薄壁组织Spongy parenchyma;PF:韧皮纤维Phloem fiber;SG:淀
粉粒 Starch grains;CH:叶绿体 Chloroplast;DC:破裂细胞 Disintegra-"
tion cells.
图版 I
1.茎的横切面:x105 2.过中脉的叶的横切面;x140 3.花瓣的横切
面:x200 4.子房下部壁的横切面:xl70 5.胚珠的纵切面;x200
图版 Ⅱ
1.保鲜剂处理后期,茎的横切面结构;x65 2.对照液处理后期,茎的
横切面结构;“f”示破裂细胞;x70 3.保鲜剂处理中期,叶的横切
面;xll0 4.对照液处理中期,叶的横切面;x120 5.保鲜剂处理中期,
花瓣的横切面;“f”示淀粉粒;x220 6.对照液处理中期,花瓣的横
切面 “f”示破裂细胞:x220 7.保鲜剂处理后期,子房基部壁的横
切面;“f”示淀粉粒;xll0 8.对照液处理中期,子房基部壁的横切
面;x120 9.保鲜剂处理后期,胚珠的纵切面;“f”示珠心组织细胞
的淀粉粒;×l1O 1O.对照液处理中期,胚珠的纵切面.x120
Explanation ofplates
PlateI
1.Transverse section ofstem;x105 2.Transverse section ofleafwith
midrib;x 140 3.Transverse section of petal;x200 4.Tran sverse sec.
tion of ovary wall on base part in;x 170 5.Longitudinal section of
ovule;x200
PlateⅡ
1.Transverse section of stem in late davs after treatment wim
preservatives; x65 2.Transverse section of stem in late days without
perservatives(contro1),showing disintegration ceils(arrow);x70 3.
Transverse section of leaf in middle days after treamaent with
preservatives;xl 10 4.Transverse section ofleafin middle days without
perservatives(contro1);~120 5.Transverse section of petal in middle
days after treatnaent with preservatives,showing starch grains(arrow);
x220 6.Transverse section of petal in middle da ys without perserva.
fives(contro1),showing disintegration cells(arrow).x220 7.Transverse
section of ovary wall on base part in late days after treamaent with
preservatives;showing starch grains(arrow);x ll0 8.Transverse
section of ovary wall on base part in middle days without perservatives
(contro1);x 120 9.Longitudinal section of ovule in late days after
treamaent with preservatives,showing starch grains(arrow)in the cels
of nucellus tissue;x ll0 10.Longitudinal section of ovu le in middle
days withoutperservatives(contro1).x120
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第6期 际健衅等:侏鲜利对香 J竹切他J{=;忐结构的影响
陈健辉等: 版 i CHEN jlan—hu1 ct al Plate
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574 热 带 热 芈 怕 物 学 报 第 l2卷
阵健辉等: 版 【l CHEN Jian_】1 et a】:Plate II
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