香料煙腺毛的形態發生和分泌活動研究

劉國順，周世民,2，高致明，時向東

（1.河南農業大學，國家煙草栽培生理生化研究基地，鄭州 450002；2.長沙市煙草專賣局，長沙 410007）

煙葉腺毛是煙葉表面具有分泌功能的毛狀體，其分泌物是煙葉重要的香氣和吃味前體物，對煙葉的香氣品質具有重要貢獻[1-2]。有關煙草腺毛的形態發生研究不多，陳淑珍等1993年以2個烤煙品種、1個香料煙品種為材料，利用石蠟切片法對腺毛的發育作了一些研究[3]，但在腺毛起源和分化方面研究還不夠深入。煙草腺毛的分泌活動已有國內外有關學者開展了研究[2-9]，但腺毛在葉片調制陳化過程中的分泌活動尚未有研究報道，針對香料煙長柄腺毛和短柄腺毛從葉片生長成熟直至調制陳化的分泌活動也尚未有系統研究報道。試驗對香料煙腺毛的形態發生和分泌活動進一步開展了相對系統的觀察研究，旨在豐富煙草腺毛研究素材，為優質香料煙的開發提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 腺毛的形態發生

2002年在新疆伊犁優質香料煙示范田分別取第3、7、11、15片葉產生時的莖尖各3個，取0.5、1、2 cm幼葉各3片，保存于FAA固定液中，在河南農業大學用石蠟切片法制片，Olympus顯微鏡觀察腺毛形態發生過程并拍照。

1.2 腺毛的分泌活動觀察

取香料煙未熟、欠熟、適熟、過熟葉以及適熟葉調制第2 d、4 d葉，撕取下表皮中部，制成水封片，在Olympus顯微鏡下觀察葉片生長成熟及調制過程中腺毛分泌狀況并拍照。同時，取欠熟、適熟、過熟葉，在冰塊上用刀片切取寬0.2 mm、長0.5 mm的小葉塊，用4%戊二醛固定24 h，1%鋨酸固定2 h，經脫水、置換、干燥、粘臺、噴金，PHILIPS SEM-505型掃描電鏡觀察腺毛形態及分泌狀況并拍照作為輔助研究材料。

取陳化中的干煙葉，剪取0.1 mm2，經粘臺、噴金，在PHILIPS SEM-505型掃描電鏡下觀察煙葉陳化過程中腺毛分泌狀況并拍照。

腺毛分泌和分泌物多少判定參照參考文獻[8]方法，以光學顯微鏡及掃描電鏡下腺頭細胞外可見膠狀物質相對多少為依據。

2 結 果

2.1 香料煙腺毛的形態發生

經觀察發現，腺毛原初細胞大部分發育成長柄腺毛，少部分發育成短柄腺毛。腺毛的形態發生因腺毛類型不同而明顯不同。

長柄腺毛產生較早，最早可在莖尖第1對葉原基高約100～200 μm時觀察到(圖版Ⅰ-1、2)。原表皮上腺毛原初細胞細胞核變大，細胞變長，細胞外切向壁向外突出，突出部分尖削，細胞核移到突出部位(圖版Ⅰ-3、4)，細胞下部迅速液泡化，接著這個細胞進行一次不均等的平周分裂，形成上下兩個子細胞(圖版Ⅰ-5)。下方的細胞較小，液泡化程度高，原生質稀薄，是基細胞；上方的細胞較大，原生質濃，液泡小，是柄和腺頭的原始細胞。上方的細胞在體積增大的同時，細胞核上移(圖版Ⅰ-6)，下方則明顯液泡化，接著再進行一次不等的平周分裂，形成上下兩個子細胞。下方的細胞較小，與基細胞相連，迅速液泡化形成第1個柄細胞，上方較大的細胞再重復上述過程，形成另外 2～4個柄細胞。柄形成后，最上方的細胞，成為分泌細胞的原始細胞，可不再分裂形成單細胞腺頭的長柄腺毛(圖版Ⅰ-7)，也可進行次數不等的平周分裂，形成由2～4個細胞組成的單列細胞腺頭(圖版Ⅰ-8、9)，單列細胞腺頭中部細胞也可進行垂周分裂，從而形成由更多細胞組成的雙列或單雙列細胞腺頭(圖版Ⅰ-10、11)。極個別長柄腺毛發育為長柄分枝腺毛(圖版Ⅰ-12)。

短柄腺毛最早也可在莖尖第 1對葉原基高約100～200 μm時觀察到(圖版Ⅰ-1、2)，此時數量較少，在葉長1 cm時可觀察到較多已形成和正在形成的短柄腺毛，總數少于長柄腺毛。原表皮上短柄腺毛原初細胞核變大，細胞變寬，體積變大，細胞外切向壁向外突出，呈扁平狀或鈍圓狀，細胞核上移(圖版Ⅰ-13、14)，下部迅速液泡化，然后進行第1次橫分裂(圖版Ⅰ-15)，下方的細胞液泡化程度高，原生質較稀薄，是基細胞；上方的細胞原生質濃，液泡小，是柄和腺頭的原始細胞。接著進行第2次不等的橫分裂(圖版Ⅰ-16)，下方的小細胞迅速液泡化，縱向伸長很少，形成單細胞的短柄，并向原表皮彎曲。上方較大的細胞繼續增大，原生質變濃，先進行一次橫分裂(圖版Ⅰ-17)，形成2個子細胞，接著這 2個子細胞再進行 2至 4次縱分裂(圖版Ⅰ-18、21、22)，形成由 8～16個細胞組成的腺頭(圖版Ⅰ-19、20)。短柄腺毛幾乎均向表皮彎曲成一定角度(圖版Ⅰ-23)。

觀察發現，腺毛原始細胞突起分裂時，細胞基本呈兩種形態，一種細胞窄長，外切向壁尖削(圖版Ⅰ-3、4)；另一種細胞短寬，外切向壁呈扁平狀(圖版Ⅰ-13、14)，這種現象說明，此時已開始細胞形態上的分化，前一種發育為長柄腺毛，后一種發育為短柄腺毛。

2.2 香料煙腺毛的分泌活動

以生長成熟過程中的鮮煙葉以及調制中的煙葉和陳化后的干煙葉為材料，在光學顯微鏡和掃描電鏡下

觀察葉片表面腺毛分泌狀況，發現腺毛分泌活動的一些規律。

注：1) 1-2示腺毛最早產生位置：1莖尖葉原基，2第二葉原基。2) 3-12表示長柄腺毛形態發生：3原初細胞突起；4細胞核上移，準備分裂；5第一次平周分裂，基細胞形成；6柄和腺頭原始細胞核上移，準備第二次平周分裂；7-12成型的具各種腺頭的長柄腺毛。3) 13-23示短柄腺毛形態發生：13原初細胞突起；14細胞核上移，準備分裂；15第一次橫分裂，基細胞形成；16第二次橫分裂，柄和腺頭原始細胞形成；17腺頭原始細胞第一次分裂；18-20腺頭細胞橫切；21-22腺頭細胞縱裂，短柄腺毛形成；23短柄腺毛頭向表皮彎曲。

2.2.1 長柄腺毛分泌活動的一般規律 長柄腺毛的分泌活動與葉片發育尤其是葉片的成熟密切相關。幼葉腺毛腺頭細胞外沒有分泌物，隨著葉片的生長，有少量的腺毛分泌物開始溢出腺頭細胞(圖版Ⅱ-1、2)，進入葉片的成熟期，分泌活動逐漸旺盛，欠熟葉大部分腺毛腺頭細胞外開始有少量分泌物(圖版Ⅱ-3、4、20、21)，葉片適熟時大部分腺毛腺頭細胞明顯分泌大量膠狀分泌物(圖版Ⅱ-5、6、23)，達到分泌高峰；葉片過熟時腺毛分泌物逐漸出現干縮(圖版Ⅱ-7、25)。調制初期(2～4 d)，腺毛分泌物進一步干縮并伴隨著腺毛柄的萎縮(圖版Ⅱ-8、9)。在煙葉陳化過程中，通過掃描電鏡可觀察到腺頭表面有大量干縮的分泌物(圖版Ⅱ-27)。

2.2.2 長柄腺毛分泌活動的不同步性 觀察發現適熟葉上部分腺毛只有少量分泌(圖版Ⅱ-10)，在調制過程中才大量分泌(圖版Ⅱ-11)，同時，也有少數腺毛在調制4 d后仍然只有少量分泌甚至不分泌(圖版Ⅱ-12、13），出現這種現象可能是由于這些腺毛產生較晚，成熟和分泌較遲，也可能是這些腺毛自身不具備分泌功能。

2.2.3 短柄腺毛的分泌 通過觀察，在葉片生長成熟過程中基本看不到短柄腺毛腺頭細胞外有分泌物(圖版Ⅱ-14、15、16、17、22、24、26)，這與Meyberg研究一致(Meyberg研究報道長柄腺毛明顯分泌樹脂物，短柄腺毛表面沒有樹脂物[8])，同時，本項研究發現在調制陳化中的煙葉上仍然觀察不到短柄腺毛腺頭表面有分泌物(圖版Ⅱ-18、19、28)，說明短柄腺毛在煙葉成熟、調制、陳化過程中均不會在腺頭細胞外分泌分泌物。已有研究結果表明短柄腺毛腺頭細胞內有分泌物[7-8]，結合本項研究，說明短柄腺毛分泌活動可能僅限于腺頭細胞內。

3 討 論

3.1 香料煙腺毛的形態發生

研究發現，長柄腺毛和短柄腺毛最早均可在莖尖第1對葉原基高約100～200 μm時觀察到，短柄腺毛在葉長1 cm時可觀察到已有大量產生，此時長柄腺毛很少脫落。這一結果與陳淑珍研究結果有所差異，陳淑珍研究認為長柄腺毛一般在葉原基高約200 μm時發生，短柄腺毛的出現伴隨著長柄腺毛的萎縮現象[2]。我們認為研究結果的差異主要莖尖、葉片的選取有關，選取的莖尖發育程度越早，觀察到的腺毛產生時間可能越早，同時，腺毛的脫落一般與葉片成熟有關，短柄腺毛開始大量產生時葉片仍處于幼葉期，除機械損傷外，此時長柄腺毛一般不會脫落。

研究發現，腺毛原始細胞突起時有兩種細胞類型，已表現出發育為長柄腺毛或短柄腺毛的細胞形態上的差異，而陳淑珍 1993年研究認為原表皮的細胞突起沒有發育成長柄或短柄腺毛之別[3]，可能與選材制片有關，有待進一步研究論證。

3.2 香料煙腺毛的分泌活動

研究發現，香料煙長柄腺毛在葉片生長成熟過程中分泌活動的一般規律與高致明 1993年對香料煙腺毛的研究結果基本一致[5]，但與時向東1998年對烤煙腺毛的研究結果有不同之處，時向東研究認為烤煙在葉片進入工藝成熟時，長柄腺毛的腺頭部分與柄相連接的細胞開始萎縮，腺頭細胞內含物全部溢出于腺毛頂部[6]，這種狀況與香料煙過熟時腺毛的分泌狀況相似，可能是兩種類型煙草成熟采收標準不同所致。

研究發現，部分長柄腺毛分泌活動滯后，在葉片調制過程中才大量分泌，達到分泌高峰，因此，在香料煙調制過程中采取適宜措施促進這部分腺毛的繼續分泌對提高香料煙品質具有積極意義。

研究發現，長柄腺毛在葉片成熟和調制過程中可在腺頭細胞外分泌分泌物，而短柄腺毛則不能，由此推斷長柄腺毛通過在腺頭細胞外分泌分泌物對煙葉香氣品質產生積極作用，而短柄腺毛則不能通過這種方式對煙葉香氣品質產生積極作用，煙葉表面的油分主要與長柄腺毛的分泌有關而與短柄腺毛無關。短柄腺毛是否通過在腺頭細胞內的分泌活動對煙葉香氣品質產生積極作用有待進一步研究。

圖版Ⅱ 香料煙腺毛的分泌活動觀察(1-19為光學顯微鏡圖片，20-28為電子顯微鏡圖片。)Chart Ⅱ Secretion activity of glandular trichomes in oriental tobacco

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