套袋對黃冠梨果實中多糖和脂類分布的影響

摘 要： 以黃冠梨為試材，研究套袋果實生長發育過程中多糖和脂類的分布及其與花斑病發生的關系。結果表明，黃冠梨果實多糖主要分布表皮細胞層、單寧細胞層以及石細胞中，果肉的薄壁細胞中分布較少。隨著果實生長發育，果實中多糖逐漸增多，花后70 d染色最深，隨后又逐漸減少。果實中脂類主要分布在角質層、單寧細胞層和薄壁細胞，并隨果實發育，角質層和單寧細胞層變薄，但染色程度變化不明顯，而果肉的薄壁細胞染色越來越淺。套白袋和套3層袋的果實中多糖和脂類分布和變化與未套袋果實一致，但較未套袋果實染色淺，且3層袋果實染色最淺。套白袋和套3層袋果實的花斑病發生率分別為5.5％和22.5％，均高于未套袋果實。研究結果說明，套袋影響了果實發育過程中多糖和脂類的積累，這些物質含量的減少與果實花斑病的發生有密切的關系。

關鍵詞： 黃冠梨； 套袋； 多糖； 脂類

中圖分類號：Ｓ６６1．2 文獻標識碼：Ａ 文章編號：１００９－９９８０?穴２０11?雪０6－959－０5

Effect of bagging on distribution of polysaccharide and lipid in Huangguan pear fruit

WANG Ying-tao1，2， LI Xiao2， LI Yong2， LI Liu-lin1， ZHANG Shao-ling1*

（1College of Horticulture， Nanjing Agricultural University， Nanjing，Jiangsu 210095 China； 2Institute of Fruit Tree Research， Hebei Academy of Agriculture and Forestry Sciences， Shijiazhuang，Hebei 050061 China）

Abstract: Distribution of polysaccharide and lipid in fruit bagged with white one-layer and three-layer bag was observed， and its relationship with browning spot of Huangguan pear was explored as well. The results showed that: polysaccharide in fruit mainly distributed in epidermal cells， tannin layer and stone cells， and showed a little in parenchyma cell wall. The staining of polysaccharide in fruit gradually increased with fruit development， showed the heaviest at 70 days after full bloom， and then decreased. Lipid in fruit mainly distributed in cuticle， tannin layer and parenchyma cells. The cuticle and tannin layer thickness gradually became thin， but no obvious change on the staining of lipid in cuticle and tannins layer was observed during fruit development. The staining of lipid in parenchyma cell became light. The distribution and change trend of polysaccharide and lipid in bagged fruit were essentially consistent with those in non-bagged fruit， but the staining of polysaccharide and lipid in bagged fruit was much lighter than that of non-bagged fruit， and the staining of polysaccharide in fruit bagged with three layer bag was much lighter than that in fruit bagged with white one-layer bag from 80 days after full bloom. The rate of browning spot of fruit bagged in white one-layer and three-layer bag were 5.5% and 22.5% respectively， more than that of non bagged fruit. The data suggested that fruit bagging affected accumulation of polysaccharide and lipid， and there was close relationship between the decrease of polysaccharide and lipid and occurrence of browning spot.

Key words： Huangguan pear； Bagging； Polysaccharide； Lipid

黃冠梨具有外觀美、抗性強、結果早及連年豐產等諸多優良特性，深受廣大生產者及消費者的歡迎。套袋栽培能顯著提高果實的外觀品質[1]，已成為我國當前安全優質梨生產的主要技術手段。資料表明梨果實中含多糖，其積累程度對果實品質具有重要的影響[2]。然而，果實套袋后，由于改變了果實所處的微環境，進而影響到果實生長發育過程中多糖和脂類的分布，同時還發現套袋梨的果面易出現不規則的花斑，嚴重者花斑連成一片，俗稱“雞爪病”，從而導致果實品質的下降[3-4]。前人對果實中多糖的研究主要集中在對果實中含量的分析[2]，很少從果實組織結構的角度入手，用染色的方法來直觀地體現果實中多糖和脂類的分布及變化規律，也未見這些物質分布與黃冠梨花斑病關系研究的報道。因此，我們通過制作果實石蠟切片，用PAS和蘇丹黑B 2種不同的染色劑分別對不同套袋條件下黃冠梨果實中的多糖和脂類進行染色，并以未套袋果實為對照，研究套袋對黃冠梨果實生長發育過程中多糖和脂類分布及其動態變化的影響，以期了解套袋梨果實中多糖和脂類的分布特點，闡明其與花斑病發生的關系，為調控套袋栽培黃冠梨品質提供理論依據。

1 材料和方法

1.1 材料

試驗材料取自河北省石家莊果樹所黃冠梨生產園，該園地處華北平原，屬于溫帶大陸性季風氣候，四季分明。全年平均氣溫在－0.5~14.2 ℃，年極端最高氣溫多出現在6、7月份。年無霜期120～240 d，年均降水量300～800 mm，主要集中在7、8月份。

盛花后選擇長勢一致的黃冠梨樹27株，花后10 d進行套袋，果實套袋設3個處理，分別為：（1）套3層袋——灰紙+黑紙+白綿紙紙袋，透光率為0；（2）套單層白色蠟紙袋（簡稱白袋），透光率近60%；（3）不套袋的裸果作為對照，果袋均為河北省深州富農果袋廠生產。每3株為一小區，3次重復，隨機區組排列。花后30 d定果后，選擇果臺枝長度相近、大小一致的向陽面樹冠的中部外圍短果枝上的果實進行套袋處理。從花后40 d開始取樣，每隔10 d取樣1次， 取至花后110 d，共取樣8次，每次每個處理取20個果實，帶回實驗室進行固定。

1.2 方法

隨機抽取每個處理的不同時期果實3個，在赤道線附近橫切，取果皮和果肉組織，切成1.0 cm×0.5 cm×0.5 cm大小，FAA固定，用70％乙醇保存。然后用常規石蠟切片法制片[5]，將固定后的材料經逐級酒精脫水，二甲苯透明，浸蠟，石蠟包埋，隨后進行切片，切片厚度為8～9 μm，采用PAS和蘇丹黑B染色方法[6-7]分別對多糖和脂類進行染色，最后用中性樹膠封片，做成永久切片。在OLYMPUS BX-50型顯微鏡下觀察果皮（包括角質層、表皮細胞、單寧細胞層），果肉（果肉薄壁細胞、石細胞、維管束、團維細胞及團間細胞）的染色程度，并進行顯微拍照。

果實發育不同時期每處理每小區隨機調查黃冠梨100個，觀察花斑病發生情況，統計發病率，發病率＝花斑病果實個數/調查果實個數。

2 結果與分析

2.1 黃冠梨果實中多糖的分布特征

2.1.1 未套袋果實中多糖的分布特征 黃冠梨果實中的多糖經PAS染色后，呈粉紅色，主要分布在表皮細胞層、單寧細胞層以及石細胞和石細胞團中，果肉的薄壁細胞中分布較少（圖版Ⅰ-1～6）。未套袋黃冠梨果實在整個發育過程中多糖的變化比較明顯，其變化趨勢是先增大后減少。花后40 d時，整個果實的染色較淺，僅有部分表皮細胞及單寧細胞呈淺紅色，且單寧細胞逐漸增多，而果肉中即薄壁細胞基本沒有被染色（圖版Ⅰ-1）。在果實不斷發育過程中，多糖物質逐漸增多，觀察到從花后40~60 d這種變化尤其明顯，表現為表皮細胞層、單寧細胞層染色均逐漸變深，特別發現果肉也大面積被染色，多為石細胞及石細胞團（圖版Ⅰ-2～3）。花后70 d達最高峰，果實切片染色最深，在花后 70 d以后果實中多糖積累逐漸降低直至果實采收，集中表現在表皮層、單寧細胞層和果肉石細胞中，染色逐漸變淺且單寧細胞逐漸減少（圖版Ⅰ-4～6）。果實成熟時，即花后110 d（圖版Ⅰ-6），僅部分表皮細胞和果肉細胞染色，且較淺，單寧細胞層基本消失。

2.1.2 套3層袋果實中多糖的分布特征 通過觀察套3層袋梨果實組織切片的染色情況（圖版Ⅰ-7～12），發現梨果實中多糖的變化趨勢與未套袋果實基本一致。花后40 d時，果實的角質層較厚且被染為紫紅色，單寧細胞層染色較深，靠近單寧層的石細胞及使細胞團較多且被染為紫紅色，而果肉中的薄壁細胞染色很淺（圖版Ⅰ-7）。從花后50~70 d梨果實組織切片的染色部位與花后40 d的基本相同，不同的是角質層逐漸變薄，單寧層的細胞排列逐漸變整齊，果實染色有逐漸加深趨勢（圖版Ⅰ-7～9）。花后70 d達到染色最深（圖版Ⅰ-9），從花后70 d以后，組織切片染色逐漸變淺，角質層逐漸變薄，到采收前基本消失。單寧細胞層也逐漸變薄且染色變淺，靠近單寧層的石細胞及石細胞團也逐漸變少、染色變淺（圖版Ⅰ-10～12）。到花后110 d時，僅表皮細胞和石細胞或石細胞團染色，單寧層基本消失，但此時期果實的染色要比同時期未套袋的果實染色淺（圖版Ⅰ-7，12）。

2.1.3 套白袋果實中多糖的分布特征 套白袋和未套袋果實中染色情況變化一致，不同的是在黃冠梨果實整個發育過程中，套白袋的果實染色要比同時期未套袋的淺一些。從花后80 d開始，套白袋的果實角質層的染色較套3層袋的深，其他部位的染色與套3層袋的差異不明顯（圖版Ⅰ-13～18）。

2.2 黃冠梨果實中脂類的分布特征

2.2.1 未套袋果實中脂類的分布特征 觀察發現，脂類物質主要分布在角質層、單寧細胞層和薄壁細胞（圖版Ⅱ-1～6）。花后40 d，整個果實的染色較深，果皮的角質層較厚且被染為灰色，表皮層也被染為灰色，單寧細胞層染色較深，被染為黑色；花后60~110 d，染色發生變化，其中角質層和單寧細胞層越來越薄，但染色程度變化不明顯，而果肉的薄壁細胞染色越來越淺，到花后110 d時，薄壁細胞的染色基本消失（圖版Ⅱ-2～6）。

2.2.2 套3層袋果實中脂類的分布特征 從圖版Ⅱ-7～12中觀察發現，套3層袋果實內脂類物質變化趨勢與未套袋的果實較為一致，花后50~60 d，角質層要比未套袋果實的薄，也被染為灰色。單寧細胞層數較同時期未套袋的果實，多但染色程度一致，果肉薄壁細胞染色深（圖版Ⅱ-8）；花后60 d以后，套3層袋果實脂類物質的變化規律與未套袋果實一致，角質層處的染色層變薄，單寧細胞層的層數變少，薄壁細胞染色變淺（圖版Ⅱ-9～12），且比未套袋果實脂類物質的染色明顯淺，尤其在花后110 d，套3層袋的果實染色更淺。

2.2.3 套白袋果實中脂類的分布特征 由圖版Ⅱ-13～18觀察出，套白袋果實中脂類的變化與未套袋果實稍有差異。在花后40 d時，果實的角質層、單寧層和薄壁細胞層的染色并不是很深，而是到了花后50~60 d，果實的染色加深，尤其是單寧細胞層。花后70 d以后果實染色開始逐漸變淺。到花后110 d時，果實的染色較同時期未套袋果實要淺。

2.3 套袋對黃冠梨果實花斑病發生率的影響

由表1看出，果實發病與果實套袋存在著密切的關系，在果實采收即花后110 d時，套3層袋的果實發病最為嚴重，發病率為22.5%；其次為套白袋果實，其發病率為5.5%；未套袋果實發病最輕，其發病率為1.5%。

進一步分析發現，在果實發育過程中，花斑出現在果實的發育后期，果實發育初期，各處理的果實均沒有花斑，出現最早的是套白袋和3層袋果實，均在花后80 d發現花斑，比未套袋果實提前了20 d左右，且套3層袋果實花斑發生率最高。相比之下，未套袋果實花斑病發生較晚，且發生率較低。

3 討 論

套袋可顯著提高果實的外觀品質，但降低了果實中可溶性糖含量[8-11]，從而會影響果實的內在品質。從梨果實橫切面上看，最外層是表皮層，包括角質膜、果點和表皮細胞，向內是亞表皮層，包括木栓細胞層和栓內層，表皮層和亞表皮層組成了果實的果皮部分。亞表皮層內是果肉薄壁細胞部分，其間分布有石細胞團等異型細胞。希夫試劑（PAS）能較好與多糖起顯色反應，從淡紅色至深紅色或紫紅色，現已廣泛應用于纖維素、半纖維素、果膠以及淀粉等多糖的組織化學定位[12-14]。本試驗采用希夫試劑對多糖進行染色發現，未套袋果實中的多糖主要存在表皮細胞、單寧細胞層和石細胞中，在果肉細胞表面也有均勻分布，但其細胞內只在局部有少量分布，也就是多糖類物質多分布在梨果實的果皮部分。從花后40 d開始，表皮細胞細胞壁及其間隙染色逐漸加深。說明隨著幼果發育，構成幼果細胞壁的纖維素和半纖維素以及填充于中層和細胞壁中的果膠逐漸增加，表皮細胞的保護作用在增強。隨著果實膨大和成熟，表皮層的染色又逐漸變淺，可能是由于正如楊桃、楊梅果實成熟時果膠甲脂酶、多聚半乳糖醛酸酶等活性上升[15-16]，導致果膠等多糖逐漸水解的結果。果膠在維持細胞壁結構方面有重要的作用[17]，果膠大量降解，直接影響了表皮細胞結構的穩定性，從而容易受外界環境的影響而發生不良癥狀。套3層袋和白袋沒有改變果實中多糖分布的部位，果實發育過程中染色變化規律也與裸果無明顯差異，但染色明顯比裸果淺，尤其是套3層袋果實花后80 d后表皮細胞和果肉細胞細胞壁染色更淺。說明套袋影響了細胞壁中多糖的合成，在果實膨大和成熟過程中細胞壁中多糖大量解體，導致了細胞壁的結構不如裸果穩定，這也可能是套袋果實硬度下降的原因。套3層袋黃冠梨果實在花后80 d開始出現褐色斑點，這可能與果實表皮細胞的細胞壁多糖類物質少、結構較差，對不良外界環境的抵御能力差有關。

前人研究表明，在果實生長發育過程中脂類物質是逐漸減少的，且套袋引起果實中脂類物質下降[18-21]。本實驗從果實切片染色觀察發現，套袋果與對照果脂類物質的分布特征較為一致，主要分布在果實的角質層，以及單寧層細胞和果肉薄壁細胞表面，隨著果實的生長發育，都是呈現由多到少遞減的趨勢。套袋果脂類在整個發育過程中的角質層染色均較裸果淺，分布不均勻，尤其從花后70 d開始，脂類分布要更少于同時期的未套袋果實。角質層主要是由角質和蠟兩類化合物組成，一般是長碳鏈的烴、酸、醛、醇或脂類化合物[17]。在黃冠梨果實發育過程中，角質層逐漸變薄，導致果實中的脂類物質變少。在葉的生長過程中，日溫增加使得單位葉面積上角質層中脂類等物質減少[17]。套3層袋果實脂類物質減少，可能由于套袋果實的果袋內溫度較高，有時比自然溫度高10 ℃[14]，果實呼吸代謝較不套袋的旺盛，對果實內脂類物質的合成和消耗造成了影響，導致了脂類物質的積累減少。

本實驗中，黃冠梨果實中套3層袋果實花斑病的發病率發生較為嚴重，未套袋果實很少發病，這與以前的研究結果基本一致[22]。這可能是由于套袋果實中的多糖和脂類減少而導致果皮對劇烈環境變化的適應性降低，與黃冠梨果實表面花斑的發生有密切的關系。（本文圖版見插1~2）

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