套袋對紅將軍蘋果果皮結(jié)構(gòu)的影響

摘要：采用透射電鏡技術(shù)，研究了套袋和不套袋紅將軍蘋果果實(shí)果皮結(jié)構(gòu)的差異。結(jié)果表明，套袋果實(shí)果皮角質(zhì)膜變薄，光滑均勻度好，沒有明顯的“V”形凹陷，表皮細(xì)胞形狀近圓形；不套袋果角質(zhì)膜變厚，光滑均勻度差，有較深的“V”形凹陷，表皮細(xì)胞形狀不規(guī)則。另外，套袋后果實(shí)的表皮細(xì)胞壁變厚，改變了表皮細(xì)胞的排列方式，減少了表皮細(xì)胞層數(shù)，降低了機(jī)械組織的厚度及層數(shù)。套袋對紅將軍果皮結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了顯著的影響，果皮結(jié)構(gòu)的變化與貯藏性相關(guān)。

關(guān)鍵詞：紅將軍蘋果；套袋：果皮結(jié)構(gòu)

中圖分類號：S661.101

文獻(xiàn)標(biāo)識號：A

文章編號：1001-4942(2010)10-0058-04

紅將軍蘋果是早熟富士的濃紅型芽變，1995年山東省果樹研究所從日本引入。該品種果實(shí)色澤艷麗，果實(shí)高樁，成熟期比紅富士提前30天左右，在市場上具有較強(qiáng)的競爭力。蘋果生長期套袋改變了果實(shí)周圍的微域環(huán)境，形成了遮光、保濕、保溫的微環(huán)境。蘋果果皮受氣候因子的影響會在結(jié)構(gòu)上發(fā)生變化。本研究通過對套袋和不套袋紅將軍蘋果果實(shí)解剖結(jié)構(gòu)的觀察，了解套袋對果皮結(jié)構(gòu)的影響，為套袋蘋果的貯藏提供理論依據(jù)。

1、材料與方法

供試品種取自沂源縣魯村鎮(zhèn)果園。株行距3m×4m，15年生，管理水平較高。2008年5月25日在3棵樹上選大小、方向及著生部位等基本一致的果實(shí)套袋，每樹套30個果實(shí)，以不套袋為對照，單株小區(qū)，重復(fù)3次。8月23日摘袋，9月11日采收并運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室。

分別取套袋果和對照果10個，將果皮切成1mm²的小片，用2.5％戊二醛固定，磷酸緩沖液清洗，再用1％鋨酸固定，酒精脫水，環(huán)丙烷滲透，環(huán)氧樹脂包埋，超薄切片用醋酸雙氧鈾和醋酸鉛染色后，用JEM-100CXⅡ型透射電鏡觀察、照相。

2、結(jié)果與分析

2.1 果皮角質(zhì)膜厚度、表皮細(xì)胞壁厚度、細(xì)胞排列方式的變化

套袋和不套袋紅將軍蘋果果皮解剖結(jié)構(gòu)有明顯的差異。套袋果實(shí)蠟質(zhì)層沒有孔洞，不套袋果實(shí)蠟質(zhì)層有空洞。套袋果實(shí)角質(zhì)膜平均厚度13.95μm(圖版1)，不套袋果實(shí)角質(zhì)膜平均厚度18.87μm(圖版2)。不套袋的果皮角質(zhì)膜個別區(qū)域有較深的“V”形凹陷(圖版11)，直達(dá)表皮細(xì)胞下。其表皮細(xì)胞橢圓形，排列不緊密，個別地方有缺口。套袋果實(shí)的角質(zhì)膜較平滑，沒有明顯的凹陷(圖版12)。套袋果表皮細(xì)胞比不套袋果變大(圖版3、4)。套袋果表皮細(xì)胞大小比較均勻，排列比較緊密、規(guī)則，不套袋果實(shí)表皮細(xì)胞大小不均勻，排列疏松。

套袋使紅將軍蘋果果實(shí)表皮細(xì)胞的細(xì)胞壁變厚。套袋果實(shí)表皮細(xì)胞壁上壁平均厚度為1.49μm(圖版5)，不套袋果表皮細(xì)胞壁上壁平均厚度為0.885μm(圖版4)。套袋和對照果實(shí)表皮細(xì)胞側(cè)壁厚度也有差異，套袋果實(shí)果皮的表皮細(xì)胞側(cè)壁厚0.71txm(圖版5)，不套袋為0.27μm(圖版4)。

半薄定位觀察，套袋后果皮的表皮細(xì)胞層數(shù)減少，不套袋果的果皮表皮細(xì)胞層數(shù)為2層，在部分區(qū)域可以達(dá)到3層(圖版11)，套雙層紙袋的果皮表皮細(xì)胞只有1-2層(圖版12)。表皮細(xì)胞下為數(shù)層機(jī)械組織細(xì)胞，套袋和對照果實(shí)的果皮機(jī)械組織厚度、細(xì)胞層數(shù)、細(xì)胞大小和排列方式存在差異。不套袋果實(shí)的機(jī)械組織細(xì)胞層數(shù)為5層，套袋果實(shí)的機(jī)械組織細(xì)胞層數(shù)減少為3層(圖版11、12)。套袋后，果實(shí)的機(jī)械組織變薄，機(jī)械組織細(xì)胞層數(shù)減少。說明果實(shí)所處的微域環(huán)境對果皮機(jī)械組織發(fā)育水平有顯著的影響。

2.2 果皮表層細(xì)胞葉綠體、液泡的變化

不套袋紅將軍蘋果果皮表皮細(xì)胞的第2層細(xì)胞中觀察到葉綠體，葉綠體結(jié)構(gòu)完整，葉綠體的片層結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)，呈橢圓球狀，可觀察到淀粉粒，并有黑色嗜鋨顆粒存在，但無脂滴(圖版6、7)。套袋果實(shí)表皮細(xì)胞中沒有觀察到葉綠體。分析原因可能是，未套袋果一直生長在正常光照條件下，皮層細(xì)胞可進(jìn)行一定的光合作用，其葉綠體片層結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)，并有嗜鋨顆粒存在，脂滴則相對較少。

透射電鏡觀察結(jié)果表明，套袋果的表皮細(xì)胞個體較大，液泡也較大，占據(jù)了細(xì)胞80％以上的體積(圖版8)，但是對照液泡較小，占據(jù)細(xì)胞體積的1/2以下(圖版3、4)。套袋和對照果實(shí)表皮細(xì)胞質(zhì)體中均有豐富的脂滴(圖版3、4；圖版9、5)。脂滴通常作為細(xì)胞內(nèi)的脂類倉庫，豐富的油脂可能對于表皮細(xì)胞外角質(zhì)層和蠟質(zhì)層形成有積極意義。

套袋果和對照均觀察到表皮細(xì)胞的液泡染色加深，有絮狀凝結(jié)(圖版8)，有染色較深的物質(zhì)(圖版10)。前人研究表明，花青苷在細(xì)胞中合成后儲存在液泡內(nèi)，果表皮細(xì)胞液泡內(nèi)的絮狀凝結(jié)可能是花青苷大量積累所致。表皮細(xì)胞中液泡染色的顯著變化可能與花青苷合成并大量積累有關(guān)，此觀察結(jié)果與前人研究吻合。Lancaster等(1994)的研究表明，積累花青苷的細(xì)胞只有少數(shù)幾層，且這幾層細(xì)胞中仍有少量細(xì)胞為不含花青苷的白色細(xì)胞。我們在觀察中同樣發(fā)現(xiàn)少量表皮細(xì)胞的液泡染色很淺或不染色(圖版5)，與前人結(jié)果一致。

3、討論與結(jié)論

前人研究表明，果皮角質(zhì)膜的形成受多因素的綜合影響，除氣象因子外，果實(shí)的發(fā)育過程、發(fā)育時期穩(wěn)定的氣象條件、栽培措施、生物因子、局部小氣候等均影響果皮角質(zhì)膜從而影響果面的光潔度。蘋果生長期套袋形成了遮光、高溫、高濕的微環(huán)境，從而影響了果皮角質(zhì)膜的形成。套袋能明顯改善紅將軍蘋果果實(shí)的外觀性狀，果實(shí)光潔度提高。研究表明，蘋果果面光潔度與角質(zhì)膜外表的均勻一致性有密切關(guān)系，角質(zhì)膜厚度不是評價果實(shí)光潔度的標(biāo)準(zhǔn)，不是角質(zhì)膜越厚，表面越光滑，這與前人的研究結(jié)果一致。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)盡管不套袋果果皮角質(zhì)膜較厚，但外表分布不均勻，相應(yīng)地果面也較粗糙。套袋果實(shí)角質(zhì)膜較薄，但角質(zhì)膜外表分布均勻一致，果面光滑細(xì)嫩。而角質(zhì)膜外表的均勻一致性受表皮細(xì)胞大小、形狀、排列方式的影響。套袋果表皮細(xì)胞個體大小比較均勻，排列規(guī)則，表面光滑；不套袋果表皮細(xì)胞短且小，大小不均，排列不規(guī)則，表面凹凸，果面粗糙。

前人研究表明，果皮顏色是各種色素綜合作用的結(jié)果。套袋果葉綠素含量較低，去袋后花青苷含量迅速增加，二者綜合作用使得果皮外觀色澤十分鮮艷。本試驗(yàn)中套袋果實(shí)沒有觀察到葉綠體，而對照果實(shí)觀察到葉綠體，與前人研究一致，分析原因可能是對照果實(shí)處于正常的光照條件下，果皮細(xì)胞的葉綠體發(fā)育良好，其葉綠素含量明顯較高。

果皮是果實(shí)抵御外界不良環(huán)境的天然屏障，不僅與果實(shí)表面光潔度具有最直接的關(guān)系，與果實(shí)貯藏性密切相關(guān)。套袋影響了果皮的組織結(jié)構(gòu)，從而可能影響果實(shí)的耐貯性。前人研究認(rèn)為，果實(shí)套袋后，果實(shí)皮孔覆蓋值降低，角質(zhì)層分布均勻一致，質(zhì)地均勻無斷裂口，果實(shí)不易失水。筆者曾經(jīng)對套袋蘋果果實(shí)與不套袋果實(shí)的失重率進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)在不同貯藏溫度下套袋果實(shí)的失重率均低于不套袋果。果實(shí)的失重率主要受兩個因素的影響，一是果實(shí)蒸發(fā)失水，二是果實(shí)的呼吸消耗。不套袋果實(shí)的角質(zhì)層分布不均勻，果皮較粗糙，果點(diǎn)開放破裂，果銹較多因而水分容易散失，而套袋后皮孔覆蓋值降低，角質(zhì)層分布均勻一致水分不容易散失。

試驗(yàn)觀察發(fā)現(xiàn)，套袋紅將軍蘋果表皮細(xì)胞細(xì)胞壁變厚，差異明顯。分析其原因可能是，植物細(xì)胞壁是一種復(fù)雜的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，其成分包含纖維素、半纖維素、果膠和少量的結(jié)構(gòu)蛋白等。蘋果生長期套袋形成了高溫高濕的微環(huán)境，生育環(huán)境的改變導(dǎo)致果皮中纖維索酶、多聚半乳糖醛酸酶、多酚氧化酶和過氧化物酶等的活性改變，從而影響粗纖維、果膠等細(xì)胞壁構(gòu)成物質(zhì)的形成，這些變化又直接或間接地影響著果皮細(xì)胞壁形成。

綜上所述，套袋紅將軍果皮結(jié)構(gòu)發(fā)生了明顯變化，即果皮角質(zhì)膜變薄、角質(zhì)膜光滑均勻度好，但表皮細(xì)胞壁變厚，減少了表皮細(xì)胞層數(shù)，降低了機(jī)械組織的厚度。果皮結(jié)構(gòu)的變化，直接影響著果實(shí)的耐貯藏性，其影響程度有待進(jìn)一步研究。

參考文獻(xiàn)：

[1]王少敏，趙峰，曲健祿，等，套袋對嘎拉蘋果果實(shí)品質(zhì)形成及溫度的影響，山東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2005，6：33-34

[2]馬慧，套袋對嘎拉蘋果貯藏期生理生化的特性影響的研究[D]，西北農(nóng)林科技大學(xué)。2007

[3]魏欽平，葉寶興，張繼祥，等，不同生態(tài)區(qū)紅富士蘋果果皮解剖結(jié)構(gòu)的特征與差異[J]，果樹學(xué)報，2001，18(4)：243-245

[4]李秀菊，劉用生。束懷瑞，紅富士蘋果套袋果實(shí)色澤與激素含量變化[J]，園藝學(xué)報，1998，25(3)：209-213

[5]李秀菊，劉用生，束懷瑞，套袋對紅富士蘋果果皮細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)的影響[J]，園藝學(xué)報，2000，27(3)：202-204

[6]魏樹偉，套袋蘋果貯藏生理及香氣變化研究[D]，泰安：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)，2008

[7]趙慶新，袁生，植物細(xì)胞壁研究進(jìn)展[J]，生物學(xué)通報。2007，42(7)：8-9

[8]金強(qiáng)，范崇輝，韓明玉，等，套袋蘋果發(fā)育過程中果皮成分及相關(guān)酶活性研究[J]，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008，1：37-39