棗成熟期果皮解剖結構特性研究

劉 鑫，楊翠花，雍 鵬，楊延青

(1.山西省林業科學研究院，山西 太原 030012;2.中條山國有林管理局祁家河林場，山西 夏縣 044400)

棗樹是我國特有的經濟林栽培樹種之一，已有3 000年的栽培歷史，廣泛分布于中國干旱、半干旱地區。棗裂果是目前棗產業中最重要的問題之一，關于棗果實生長發育動態及其組織解剖結構的研究還很不完善，對于棗果實的組織解剖構造與裂果之間的關系也不很明確。因此，筆者通過對棗果皮解剖結構的觀察，以期進一步了解棗果皮的特點，探索果皮結構與裂果的關系，提高棗果實的產量和品質。

1 材料與方法

1.1 試驗材料及樣品采集

試驗地設在清徐縣徐溝鎮杜村山西省林業科學研究院棗樹研究基地，試材為生長發育良好、樹勢相對一致、無病蟲害的8年生壺瓶棗樹。于2012年8月28日至9月底，隨機選取生長方向、著生方位一致，2年生至3年生永久性二次枝的第3節到第4節棗股抽生的棗吊上發育正常的果實，每次每株隨機采5個果實。以3株為1小區，設3次重復，每隔1周采樣1次。

1.2 試驗方法

1.2.1 棗果皮組織解剖結構觀察

用雙面刀片將果實陽面果肩部位果皮垂直劃分成約1 mm×2 mm的小塊，放入FAA固定液中進行固定。制切片時將材料從FAA固定液中取出，依次進行脫水、透明、浸透、包埋、修蠟、融蠟、染色、封片等。將制作好的切片在OLYMPUS光學顯微鏡下觀測并拍照。

1.2.2 棗果皮結構掃描電鏡觀察

用雙面刀片將果實陽面果肩部位果皮垂直分劃成約1 mm×2 mm的小塊，立即放入2.5%戊二醛固定液中，固定24 h后，用磷酸緩沖液沖洗3次，經乙醇梯度脫水，CO2超臨界干燥，噴金，在KYKY-2800B掃描電鏡下觀察和拍照。

1.2.3 棗果皮細胞超微結構觀察

用雙面刀片將果實陽面果肩部位果皮垂直劃分成約1 mm×2 mm的小塊，浸泡于3%戊二醛磷酸緩沖液(pH 7.2)抽氣，然后靜置，室溫固定4 h.再轉入1%鋨酸緩沖液中固定，4℃保存。制片時，依次進行洗滌、脫水、置換、浸透、聚合。用LKB-8800型切片機切片，經醋酸雙氧鈾和檸檬酸鉛雙重染色后，用JEM-100S透射電鏡觀察和照相。

2 結果與分析

2.1 棗果皮細胞動態變化

通過壺瓶棗果皮的石蠟切片可以看出，壺瓶棗果皮由外到內依次為角質層細胞、表皮細胞及亞表皮細胞3部分。棗果皮細胞呈長矩形，排列緊密。角質層細胞和表皮細胞的大小比亞表皮細胞小，排列更為緊密，表皮細胞和亞表皮細胞不易區分。越靠近果肉細胞，果皮細胞越大。

壺瓶棗在不同時期果皮細胞的變化見表1.

表1 壺瓶棗在不同時期果皮細胞的變化

由表1可以看出，棗果實從白熟期到成熟期角質層細胞厚度在7.76 μm ～8.73 μm 之間，變化不大。表皮細胞層數在白熟期8月28日是5層～6層，到9月20日成熟期為3層～4層。表皮厚度白熟期為75.12 μm，成熟期下降到59.30 μm.在棗果實成熟過程中，棗果皮厚度呈下降趨勢。

壺瓶棗在不同時期果皮細胞的動態變化見圖1.

由圖1可以看出，在白熟期，棗果皮細胞分裂基本完成，細胞不再增大。棗果皮表皮細胞呈扁長形，排列整齊而緊密，且與亞表皮細胞緊密結合，大小均勻。表皮細胞為5層，層次清晰(圖1-a)。在白熟期到成熟期階段，表皮細胞排列混亂，難以分清層次，細胞由扁長形變為圓形、橢圓形等不規則形狀，角質層細胞和表皮厚度變薄，表皮細胞層數減少(圖1-b，圖1-c)。到棗果實成熟期，表皮細胞、表皮細胞厚度和層數、角質層細胞厚度都減到最小，細胞排列逐漸松散，細胞間隙增大，角質層細胞開始出現裂痕甚至脫落(圖1-d)。

圖1 棗果皮細胞動態變化

2.2 棗果皮掃描結果觀察

壺瓶棗果皮掃描結果見圖2.

圖2 棗果皮掃描結果

由圖2-a可以看出，有一層蠟質層覆蓋在棗果皮細胞的表面，果皮表面分布著氣孔，氣孔的著生點向內凹陷。不同時期的蠟質層有不同程度的裂縫。由圖2-b可以看出，在成熟初期，果皮表面蠟質層分布均勻一致，較為光滑平整，龜狀紋不明顯，果面有微裂縫。由圖2-c，圖2-d，圖2-e可以看出，白熟期到成熟期過程中，果皮表面蠟質層破裂程度不斷增大，裂縫數量及裂縫寬度也在不斷增加。

2.3 棗果皮細胞的超微觀察

壺瓶棗果皮的超微觀察見圖3.

圖3 棗果皮細胞的超微觀察

由圖3可以看出，壺瓶棗在白熟期，果皮細胞結構基本完整，細胞內液泡占據整個細胞的絕大部分體積，液泡周圍包含有各種細胞器和大量豐富的細胞質及其內含物。細胞質及其內含物緊貼細胞壁呈稠密狀態，細胞壁結構仍然緊密，相鄰細胞細胞壁呈明—暗—明(初生壁—胞間層—初生壁)的胞間層分區結構，胞間層為一薄的高電子密度的暗層，胞間連絲明顯(圖3-a)。

白熟期到成熟期，果皮細胞內大部分細胞器不明顯甚至消失，液泡體積增大，內含物開始減少甚至降解，細胞內出現黑色顆粒，細胞開始空腔化，細胞壁出現木質化，但細胞壁結構仍然完整(圖3-b，圖3-c)。在成熟期，果皮細胞內含物完全降解，出現大量絲狀物質，細胞木栓化和空泡化現象嚴重。細胞壁中膠層降解，出現胞間隙，細胞壁胞間層電子密度明顯降低，但細胞壁仍然保留(圖3-d)。

3 結論與討論

1)通過對壺瓶棗果皮細胞結構的觀察，可以看出，棗果皮細胞依次分為角質層細胞、表皮細胞和亞表皮細胞。果皮細胞呈扁長形，越靠近果肉的果皮細胞體積越大。這一點與他人相關研究中的結論相同。

在白熟期，棗果實的形狀大小已發育完成，細胞不再分裂、增大。從白熟期到成熟期，果皮細胞的體積變小，細胞層數減少，果皮變薄，細胞排列也變得疏松。棗果皮細胞構成棗果實的外圍，是棗果實抵御外界環境侵害的屏障。表皮細胞層數和表皮細胞體積大小直接決定了果皮的厚度。棗在白熟期到成熟期過程中，一旦遇雨，極容易發生裂果，這可能與棗果皮在成熟期變薄有一定的關系。

2)筆者通過對棗果實表面掃描電鏡觀察發現，棗果皮表面有一層蠟質層，蠟質層上分布有網狀的裂縫。隨著果實的不斷成熟，裂縫的數量、寬度和深度不斷增大。棗果實裸露于自然條件下，所處的自然環境的變化導致蠟質層發生龜裂，不同時期蠟質層的龜裂程度均未達到角質層。蠟質層的龜裂程度是否和裂果有關，有待進一步研究。

3)通過對壺瓶棗果皮細胞的超微結構觀察發現，在白熟期，果皮細胞排列緊密，細胞壁較薄，可見細胞內的細胞器，細胞之間胞間連絲較發達，胞間層和細胞壁不能區分開來。在成熟期，果皮細胞木質化現象嚴重，細胞壁明顯加厚，果皮細胞彈性、伸縮性減小，胞間層分離，細胞之間存在著大量的空隙，且細胞空泡化嚴重，空腔急劇增大，可能是果實在成熟期容易發生裂果的原因之一。

[1]于繼洲，馬麗萍，張秀梅，等.棗樹裂果機理研究[J］.山西農業科學，2002，30(1):76-79.

[2]辛艷偉，集 賢，劉 和.裂果性不同的棗品種果皮及果肉發育特點觀察研究[J］.中國農學通報，2006(11):253-257.

[3]石志平，王文生.鮮棗裂果及其與解剖相關性研究[J］.華北農學報，2003，18(2):92-94.

[4]彭宜本，張大鵬.發育過程中蘋果果皮和果肉細胞的超微結構[J］.植物學報，2000，42(8):794-802.

[5]Zhu Z，Zhang Z Q，Qin G Z，et al.Effects of brassinosteroids on postharvest disease and senescence of jujube fruit in storage[J］.Postharvest Biology and Technology，2010，56:50-55.