全 文 ：园 艺 学 报 2001, 28 ( 2) : 153~ 155
Acta Horticulturae Sinica
收稿日期: 2000- 04- 04; 修回日期: 2000- 06- 05
基金项目: 北京市自然科学基金资助项目 (6962004)
丙基双氢茉莉酸酯对海棠幼苗根尖超微结构的影响
马焕普 刘志民
(北京农学院园艺系, 北京 102206)
摘 要: 以生长至 5~ 6片叶的海棠根尖为材料, 用透射电子显微镜研究丙基双氢茉莉酸
酯 ( PDJ) 处理后细胞超微结构的变化。结果显示, PDJ 处理后根尖表皮细胞的液泡增大, 细
胞体积也增大 , 细胞膜的亮带消失, 电子密度增大, 细胞膜相对透性增加; 第二层细胞的核
大, 液泡小且数目多, 分布在整个细胞中, 细胞质浓, 线粒体多; 细胞壁上出现特化结构;
根尖内部细胞结构变化不明显。讨论了上述变化对增强植物细胞的保水性、耐旱性的影响。
关键词: 海棠; 丙基双氢茉莉酸酯 ( PDJ) ; 超微结构
中图分类号: S 661. 4 文献标识码: A 文章编号: 0513353X ( 2001) 02015303
1 目的、材料与方法
丙基双氢茉莉酸酯 ( Propyl dihydrojasmonate, PDJ) 是人工合成的 JA ( Jasmonic acid) 的
衍生物。据报道1 , PDJ可增加海棠活跃根的吸收面积, 提高根系活力; 促进内源 ABA
的合成; 轻微干旱时可提高植物的耐旱力, 并提高根系对土壤水分的利用率。JA由叶片
产生, 运输到根系起作用2 , 所以 JA对植物根系的作用值得重视。本研究通过探索 JA对
根尖超微结构的影响, 寻求 JA类物质提高植物耐旱力的依据。
海棠 (Malus micromalus Makino) 苗长到 5~ 6片叶时, 用 PDJ 50 mg/ L 溶液喷布, 72 h
后取根尖。不处理的根尖作对照。
电镜样品制备: 取约 5 mm长的根尖, 用 pH 7. 2的磷酸缓冲液配制成的 2. 5%的戊二
醛溶液和 1%锇酸双固定, 丙酮系列脱水, 环氧树脂 812包埋, 用 LKD5型超薄切片机切
片, 醋酸双氧铀和柠檬酸铅双染色, 于 100CX型透射电镜下观察照相。
细胞膜透性测定: 去掉根尖先端 2 mm, 切片 (厚度1 mm) , 5个根尖的切片为一个处
理, 重复 3次, 放入 50 mL 烧杯中, 加 25 mL超纯水, 每隔 10 min 测 1次溶液的电导率。
以切片离子外渗引起的溶液电导率表示细胞膜的相对透性。测量温度为 20. 5 ! 。
2 结果与讨论
2. 1 表皮细胞超微结构的变化
经PDJ处理后, 海棠根尖表皮细胞的液泡增大, 几乎充满了整个细胞, 细胞体积也增
大, 质膜作齿状与壁结合; 未处理的表皮细胞呈不规则状, 有残存的细胞质, 没有明显的
液泡结构 (图版, 1、2)。这说明 PDJ处理使根尖细胞渗透压和膨压增大, 增加了对水分
的吸收。
2. 2 第二层细胞超微结构的变化
经PDJ处理后, 第二层细胞的细胞核大, 液泡小而数目多, 分布在整个细胞中, 细胞
质物质丰富, 线粒体多; 而对照则表现细胞核小, 液泡大, 细胞质物质少 (图版, 3、4)。
这说明经 PDJ处理后皮内的细胞具有较强的持水性, 从而增强了细胞耐干旱胁迫的能力。
2. 3 根尖细胞膜透性的变化
电导率测试结果表明, 用 PDJ处理的海棠根尖细胞膜的透性有所增加。电子显微镜观
察看出, 用 PDJ处理的根尖细胞膜的电子密度明显比对照致密 (图版, 5、6) , 细胞膜呈
一条黑线紧贴在细胞壁上, 与壁作齿状结合, 没有象对照那样的膜和壁之间的亮带。这说
明: ( 1) 经 PDJ处理后增加了膜与壁结合的稳定性, 从而增强了细胞对不良环境的抵抗能
力3 ; ( 2) PDJ促进了脂的代谢, 使细胞膜的构成发生了改变, 脂类部分减少, 使膜的透
性增加。这种变化不仅有利于水分进入细胞, 而且同时也增加了细胞内物质的外渗, 内外
物质的交换可能会增强细胞对根际环境变化的适应性。
2. 4 细胞壁超微结构的变化
用PDJ处理后的细胞壁有两点明显变化。一是部分细胞壁上出现类似纹孔的结构, 表
皮细胞上比第二层细胞多, 第三层细胞没有发现这种变化; 二是细胞壁间层变得狭窄 (图
版, 7、8) , 细胞壁变薄, 这些变化加强了质外体运输途径, 使水分直接通过毗邻的细胞
进行传输, 从而提高水分的利用率。
参考文献:
1 刘志民, 马焕普, 陈华君, 等. PDJ对苹果属植物光合作用、内源 ABA 含量影响初探. 园艺学报, 1999, 26 ( 2) :
87~ 90
2 马焕普, 刘志民. JA、ABA 在海棠幼苗和枝条中的传输分布及与水分的关系. 植物生理学报, 1998, 24 ( 3) : 253
~ 258
3 谷瑞升, 蒋湘宁, 郭仲琛. 胡杨细胞和组织结构与其耐盐性关系的研究. 植物学报, 1999, 41 ( 6) : 576~ 579
Effect of Propyl Dihydrojasmonate on the Ultrastructure of Root Tip of Midget
Crabapple Seedling
Ma Huanpu and Liu Zhimin
( Department of Horticulture , Beijing Agricultural College, Beijing 102206)
Abstract: The ultrastructural changes of root tip cell in midget crabapple seedling have been studied with electron
microscopic method. The results showed that vacuole of treated cell with PDJ ( Propyl dihydrojasmonate) was larger than
that of control, membrane bright band disappeared, electron density and permeate of plasmalemma increased after PDJ
treatment in epidermic cell. Bigger nuclecus, smaller and more vacuoles, more chondriosome were appeared in second
layer cells compared with control. Specialized structure was seen on the cell wall in both first and second layer cells of
root tip. It approved that the changes above were beneficial to draught tolerance and water utilizition for plant.
Key words: Propyl dihydrojasmonate ( PDJ) ; M idget crabapple; Ultrastructure
154 园 艺 学 报 28卷
图版说明 PM质膜; V液泡; IC胞间层; Ns细胞核; CH 线粒体; SS细胞壁的特化结构。1, 2. 对照和 PDJ 处理
的表皮细胞; 3, 4. 对照和 PDJ处理的第二层细胞; 5, 6. 对照和PDJ 处理的细胞膜; 7, 8. PDJ 处理的表皮细胞
壁和第二层细胞壁
Explanation of Plates PM plasmalemma; V vacuole; IC intercellular layer; Ns nucleus; CH chondriosome; SS Specialized
structure of cell wall. 1 and 2: Control and PDJ treatment epiderm cell ; 3 and 4: Control and PDJ tretment second layer cell; 5
and 6 Control and PDJ tretment cell membrane; 7 and 8: Epiderm cell wall and second layer cell wall of PDJ treatment
1552 期 马焕普等: 丙基双氢茉莉酸酯对海棠幼苗根尖超微结构的影响