全 文 ：　文章编号:1001 - 3717(2007)03 -0189 - 04
耐冬山茶叶结构与耐寒性关系研究
收稿日期:2006 - 05 - 20
基金项目:山东省农业良种工程重大课题项目(鲁科农字 [ 2002] 228号)
作者简介:王奎玲(1963 - ),女 ,山东莱阳人 ,博士 ,副教授 ,研究方向:园林植物种质资源创新利用。
王奎玲 1 ,黄　鑫 2 ,刘庆超 1 ,唐启和1 ,刘庆华1 ,孙玉林 1
(1. 青岛农业大学环境艺术学院 ,山东 青岛 266109;北京林业大学园林学院)
摘要:对 18个耐冬山茶品种的叶结构进行了比较解剖研究 ,测定了其半致死温度 , 探讨了叶片结构与耐寒性的关
系。结果表明:叶肉组织中栅栏组织所占的比例越大 , 栅栏组织与海绵组织的比值越大 , 品种耐寒性越强 , 反之亦
然。叶肉组织结构及其比例关系可作为不同品种抗寒性的形态结构指标。 耐冬山茶各品种的半致死温度介于 -
13. 1 ～ - 17. 6℃之间 。
关键词:耐冬山茶;叶结构;抗寒性
中图分类号:Q944. 56 文献标识码:A
Stud ies on the Relationsh ip Between Leaf Structure and Cold
Resistance ofCame llia japonica L. (Na iDong)
WANG Ku i-ling1 , HUANG X in2 , LIU Q ing-chao1 , TANG Q i-he1 , LIU Q ing-hua1 , SUN Yu-lin1
(1. College of Landscape A rch itectu re, QAU , Q ingdao 266109, C h ina;2. Co llege of Landscape A rch itectu re, Beijing Forestry Un iversity)
Abstract:The lea f comparative anatomy of 18 cultivars o fCamellia japonica L. (N aiDong)we re studied in th is
paper and the ir LT50 were alsomeasured. The rela tionship be tw een leaf structure and co ld resistance of theCamellia
japon ica L. (N aiDong)was discussed. It proved thatw ith the higher ra tio o f palisade tissue and the larger ratio o f
pa lisade tissue to spongy tissue in the leaf, the plantw ill have better cold resistance, and vice versa. The struc ture
ofmesophy ll tissue and its propo rtional re lation cou ld be used as themo rpha struc ture index o f d iffe rent cultivars’
co ld resistance. A ll the LT50 o f the cu ltivars listed in th is paperw ere betw een -13. 1 ～ - 17. 6℃.
Key words:Camellia japon ica L. (N aiDong);leaf structure;co ld resistance
　　耐冬山茶(Cam ellia japon ica L. )是我国山茶属
植物最北缘分布种 ,常绿 ,姿态优美 ,花色娇艳 ,群体
花期长达半年之久 ,是北方地区仅有的常绿冬季开
花植物 ,具有丰富的遗传变异性 ,观赏价值极高 ,是
培育山茶抗寒新品种不可多得的优良种质资源 。
业已证明 ,植物抗寒性与叶片的解剖结构有密
切关系 [ 1 ～ 4] 。耐冬能耐受相当程度的低温 ,但尚未
见有关耐冬山茶叶结构与抗寒性关系的报道。研究
耐冬山茶的抗寒性及其叶组织结构与抗寒性的关
系 ,对于耐冬山茶抗寒性的早期鉴定 、品种资源的开
发和利用具有重要意义。
1　材料与方法
1. 1　材料
供试材料为耐冬山茶的 18个品种:绛雪 、俏
粉 、长柱耐冬 、深红皱瓣 、亮叶大红 、紫霞 、粉面桃
红 、碧海赤珠 、岛城春早 、赤盘金心 、傲雪 、卷瓣吐
蕊 、花团锦簇 、霜中含露 、暮春 、心叶浅红 、霜红 、
二乔 。南方品种:元宝 、金盘荔枝作为对照 。样品
分别采自青岛中山公园 、植物园及市政府前绿地等
环境条件相对一致的区域。
1. 2　方法
1. 2. 1　叶表皮观察
采用临时装片法进行。 2004年 7月 13日 ,每
品种取成熟叶片 3 ～ 5片 ,分别在中部近中脉处切取
样品 ,样品大小 (1cm ×1cm), FAA固定 。将材料置
于 5%NaOH溶液中煮沸 ,至叶片表皮脱落 ,用毛笔
将叶表皮上残存的叶肉细胞轻轻刷掉 ,然后将叶表
青岛农业大学学报(自然科学版)　24(3):189 ～ 192, 2007
Journa l of Qingdao Agricu ltural University (Natura l Science)
皮投入 70%的番红溶液中染色 ,透明指甲油封片
观察。
1. 2. 2　叶组织结构观察
2004年 11月 20日 ,取树干中部向阳面生长良
好的成熟叶片 , 沿叶片中脉附近取样 ,样品大小
0. 5cm ×0. 5cm , FAA固定 ,常规石蜡法制片 ,切片
厚度 8 ～ 10μm ,叔丁醇脱水 ,二甲苯透明 ,番红 -固
绿对染 ,中性树胶封片 。光学显微镜下观察。
1. 2. 3　半致死温度测定
2004年 11月 20日 ,在各个品种植株中部的向
阳面各取长 15 ～ 20cm、粗细均匀的当年生成熟枝条
40枝 ,每枝至少带 3 ～ 5片生长充实的功能叶 。
用自来水冲去叶片表面污物 ,再用去离子水冲
洗 3次 ,每个品种留出 5枝插于水中 ,置室温下作为
对照。剩余枝条用干净的湿纱布包裹 ,进行低温处
理 。超低温冰箱处理 , 温度设置为 0℃锻炼 12h ,
- 5℃、 - 10℃、 - 15℃、 - 20℃、 - 25℃、 - 30℃各
5h,降温速度为 2℃ /h。每个温度梯度处理完毕后 ,
各取出 5枝装入充满水蒸气的塑料袋中 ,置 0 ～ 4℃
冰箱中缓慢解冻 24 h,再于室温下恢复 12 h后 ,将
叶片用 1cm2打孔器切成圆片 ,混合取样 15片 ,分别
放入试管中 ,加去离子水 15m l,封口膜封口 ,真空浸
提 30m in,中间反复抽气 3 ～ 4次 ,室温浸提 1. 5 h ,
中间晃动数次 ,用电导仪测定电导率 (C1),然后将
试管于沸水浴中煮沸 20m in,冷却后测定总电导率
(C)。每个处理设 3次重复。最后用杨跃华法计算
出相对电导率[ 5] ,以 50%相对电导率确定半致死温
度 (LT50)。
2　结果与分析
2. 1耐冬山茶叶表皮与叶组织结构
耐冬山茶叶为典型的背腹型叶 。横切面观 ,叶
片由表皮 、叶肉和叶脉 3部分组成。叶片上下表皮
细胞多呈不规则形 ,表皮细胞紧密嵌合 ,细胞边缘深
波状 、波状 、浅波状或较为平滑 ,上表皮细胞较大 ,多
为长方形 ,有明显的角质层 ,且不同品种厚度不同;
下表皮上有腺体分布 ,腺体周围的细胞形状较规则 ,
2 ～ 3层同心环状排列在腺体周围 (图 1);气孔仅分
布于下表皮 ,气孔类型为无规则型 ,保卫细胞为半月
形 ,无副卫细胞 (图 2)。
图 1　耐冬山茶叶下表皮结构示腺体
图 2　耐冬山茶叶下表皮结构示气孔及保卫细胞
耐冬山茶叶肉组织发达 ,分化为栅栏组织和海
绵组织。栅栏组织由 2或 3层柱状细胞构成 ,含叶
绿体较多 ,排列整齐紧密;海绵组织中含叶绿体较
少 ,排列较为疏松(图 3、图 4)。叶肉中散布着许多
晶细胞 ,细胞中晶簇的形状为菊花型或不规则型 ,晶
细胞在栅栏组织和海绵组织中均有分布 ,其数量和
分布位置依不同品种而异(图 5)。
耐冬山茶叶脉发达 ,主脉中维管束排列为半圆
形(图 6)、肾形(图 7)或橘瓣形 (图 8)。木质部较
图 3　叶肉栅栏组织(2层)　　　　　图 4　叶肉栅栏组织(3层)　　　　　图 5　叶肉组织示晶细胞
190　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　青岛农业大学学报(自然科学版)　　　　　　　　　　　　　　　　24卷　
图 6　半圆形维管束 图 7　肾形维管束 图 8　橘瓣形维管束
发达 ,韧皮部外侧有发达的韧皮纤维 ,木质部和韧皮
部之间有形成层 。维管束与下表皮之间 ,依次是排
列紧密的薄壁细胞 、厚角细胞和厚壁细胞;维管束与
上表皮之间有多层厚角细胞 。侧脉和支脉结构
简单。
2. 2　耐冬山茶不同品种的抗寒性
植物在遭受冻害时 ,细胞原生质膜的结构受到
不同程度的破坏 ,膜的透性增加 ,细胞内部电解质外
渗 。因此 ,植物组织相对电解质外渗率 ,可大致反映
其受害的程度。
从附表可以看出 ,被测耐冬山茶各品种的半致
死温度介于 -13. 1 ～ - 17. 6℃之间 , 而对照的半致
附表　耐冬山茶叶解剖结构及半致死温度
品种名 叶厚(μm)
叶肉组织厚度(μm) 各部分比值
栅栏
组织
海绵
组织
栅栏
/叶厚
海绵
/叶厚
栅栏
/海绵
LT50
(℃)
绛雪　　 404. 94 120. 74 243. 98 0. 30 0. 60 0. 49 - 16. 7
俏粉　　 537. 29 186. 28 309. 77 0. 35 0. 58 0. 60 - 17. 6
长柱耐冬 495. 98 167. 28 286. 56 0. 34 0. 58 0. 58 - 17. 0
深红皱瓣 439. 62 141. 65 257. 16 0. 32 0. 58 0. 55 - 17. 2
亮叶大红 461. 04 139. 68 283. 42 0. 30 0. 61 0. 49 - 16. 4
紫霞　　 435. 03 149. 69 246. 01 0. 34 0. 57 0. 61 - 17. 4
粉面桃红 457. 22 158. 48 258. 26 0. 34 0. 56 0. 61 - 17. 2
碧海赤珠 435. 29 137. 83 253. 85 0. 32 0. 58 0. 54 - 17. 1
岛城春早 454. 80 146. 55 268. 06 0. 32 0. 59 0. 55 - 16. 8
赤盘金心 420. 24 134. 90 252. 07 0. 32 0. 60 0. 54 - 17. 1
傲雪　　 391. 17 125. 17 238. 61 0. 32 0. 61 0. 52 - 17. 3
卷瓣吐蕊 490. 98 160. 23 283. 65 0. 33 0. 58 0. 56 - 14. 5
花团锦簇 463. 59 139. 55 285. 03 0. 30 0. 61 0. 49 - 16. 2
霜中含露 475. 70 153. 44 280. 42 0. 32 0. 59 0. 55 - 16. 3
暮春　　 364. 91 105. 70 224. 47 0. 29 0. 62 0. 47 - 14. 2
心叶浅红 453. 14 115. 07 301. 03 0. 25 0. 66 0. 38 - 13. 1
霜红　　 545. 96 183. 15 315. 70 0. 33 0. 58 0. 58 - 17. 3
二乔　　 400. 84 119. 47 240. 88 0. 30 0. 62 0. 51 - 16. 3
金盘荔枝 311. 61 70. 13 207. 82 0. 23 0. 67 0. 34 - 12. 2
元宝　　 390. 66 86. 64 266. 41 0. 22 0. 68 0. 33 - 12. 4
死温度最高 ,分别为 -12. 4℃和 -12. 2℃,抗寒
力最弱 , ‘俏粉 ’的半致死温度最低 ,可达 - 17. 6℃,
抗寒力最强。
2. 3　耐冬山茶叶结构与抗寒性关系
统计结果显示 ,叶结构与耐冬山茶品种的抗寒
性有密切关系。叶片栅栏组织厚 /海绵组织厚与抗
寒性 (半致死温度)的相关系数达到 R2 =- 0. 9209;
栅栏组织厚 /叶厚与抗寒性 (半致死温度 )的相关系
数达到 R2 =- 0. 9276;海绵组织厚 /叶厚与抗寒性
(半致死温度)的相关系数为 R2 =0. 9327。
由此可见 ,栅栏组织厚 /海绵组织厚的比值与半
致死温度成显著的负相关 ,即栅栏组织厚 /海绵组织
厚的比值越大 ,半致死温度越低 ,植物越抗寒;栅栏
组织厚 /叶厚的值与半致死温度成显著的负相关 ,即
栅栏组织在叶肉中所占比例越大 ,半致死温度越低 ,
植物越抗寒;而海绵组织厚 /叶厚与半致死温度成显
著正相关 ,即海绵组织在叶肉中所占比例越大 ,半致
死温度越高 ,植物越不抗寒。
3　讨　　论
植物形态结构与抗寒性关系研究在许多植物上
已有相关报道 [ 2 ～ 4] 。研究结果表明叶组织结构与其
抗寒性有显著的相关性 ,叶肉组织中栅栏组织所占
的比例越大 ,海绵组织所占的比例越小 ,栅栏组织与
海绵组织的比值越大 ,品种的抗寒性越强;相反 ,抗
寒性越弱;研究者均提出可用叶片的 CTR比值 ,即
(栅栏组织 +下层紧密组织) /叶厚的比值来鉴定植
物的抗寒性 。本研究结果基本与前人的结果相一
致 ,但对耐冬山茶而言 ,栅栏组织的层数并不是抗寒
性增强的主要因素 ,并非栅栏组织层数越多越抗寒 ,
其抗寒性主要与栅栏组织的紧密度有关 。如粉面桃
红 、长柱耐冬的栅栏组织均为 2层 ,但其抗寒性却较
强(半致死温度分别为 - 17. 2℃和 - 17. 0℃);元宝
(CK)的栅栏组织为 3层 ,但其抗寒性较弱 (半致死
191　3期　　　　　　　　　　　　　　王奎玲 , 等:耐冬山茶叶结构与耐寒性关系研究　　　　　　　　　　　　
温度为 -12. 4℃)。
一些研究认为低温会对植物叶片的超微结构产
生影响 ,耐冬山茶在低温下超微结构有何变化 ,尚需
进行进一步观察研究 。
低温下植物受到的伤害首先是膜系统的损坏 。
膜系统损坏表现在膜的半透性丧失 ,细胞内电解质
外渗。通过测定电解质的渗漏情况可以确定植物的
受害程度。电导率不受休眠等因素的影响 ,指标具
有客观性 ,许多研究者采用此法测定植物在低温下
的受害程度及植物的抗寒力 ,用叶片电导率作为抗
寒性早期鉴定的指标 [ 5 ～ 6] 。应当注意的是 ,电导法
反映的是细胞膜渗透性的程度 ,它所确定的 LT50是
渗透率达 50%时的温度 ,与植物真正的半致死温度
不尽相同 , (通常 LT50低于植物真正的半致死温
度 ),因此在实际应用中最好辅助生长恢复法等进
行比较和校正。
对耐冬山茶半致死温度的研究结果证明 ,半致
死温度(LT50)测定也可以作为耐冬山茶抗寒性鉴定
的重要指标。
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(上接 188页 )
声波破碎细胞 、缓冲液抽提 、热处理 、DEAE -纤维素
32柱层析等程序分离和纯化降解酶 ,测定其酶系及
酶学性质;另外 ,通过克隆降解酶的基因构建出降解
谱广 、降解能力强的工程菌 ,或将降解酶基因转入易
于繁殖的宿主中获得高表达 ,提高酶产率等等工作
都值得进一步探讨 。农药降解酶的不断深入研究 ,
使农药降解酶的产业化有很广阔的发展前景 ,也必
将为农药残留的生物修复提供强有力的支持。
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