十二個油橄欖品種的葉片保水能力及解剖結構分析

摘 要 葉片是植物水分蒸騰的主要器官，其保水能力對植物耐旱性有重要影響，葉片的保水性與其解剖結構存在一定關系。以12個油橄欖（Olea europaea L.）品種為材料，分別對其葉片的含水量、失水速率、失水后復水的電導率及葉片的結構等進行分析。結果表明，不同品種葉片的含水量為（38.75±0.34）%～（57.75±0.53）%；阿爾波薩娜品種葉片的失水速率最小，科拉蒂葉片的失水速率最大；鄂植8號失水后復水葉片的相對電導率為（23.47±2.61）%，與新鮮葉片的相對電導率無顯著差異（p＞0.05），科拉蒂、萊星和豆果的相對電導率在處理前后的變化較大；葉片上葉面蠟質層厚度和上、下葉面蠟質層厚度之和與失水速率呈中度負相關。由此可見，阿爾波薩娜葉片的保水能力最強，但鄂植8號失水后細胞膜穩(wěn)定性最高，蠟質層厚度對葉片保水能力的影響較大。

關鍵詞 油橄欖；葉片；保水能力；耐旱性；相對電導率

中圖分類號：S565.7 文獻標志碼：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2024.07.012

油橄欖是世界范圍內種植的重要木本油料作物，起源于小亞細亞而盛產于西班牙、意大利等地中海沿岸國家[1]，較適宜夏季炎熱干燥的地中海氣候。引入我國后，主要種植于隴南、川西及云南等較干旱但又可灌溉的低山河谷地區(qū)[2]。但是干熱河谷地區(qū)灌溉便利的區(qū)域有限，為了壯大油橄欖產業(yè)規(guī)模，耐旱材料的選育是目前油橄欖育種的主要方向之一[3]。目前，國內外對油橄欖種質資源的抗旱性進行了一定程度的研究。Bianco和Scalisi的研究結果證實，窄葉型油橄欖品種的耐旱性更強[4]。Karimi等的研究結果顯示，Dezful、Amigdalolia和Conservolia的耐旱能力較強[5]。李勇杰等的報道顯示，7個油橄欖品種中柯基的抗旱性最強，豆果最弱[6]。蘭艷等對7個油橄欖品種的耐旱性進行一定程度的分析，結果顯示，科拉蒂葉片失水率最高（45.79%），而小蘋果葉片的失水率最低（25.52%），說明小蘋果葉片在干旱脅迫下較其他油橄欖品種具有更高的保水能力[7]。趙陽等對隴南主栽的6個品種幼苗的抗旱性進行了分析，結果顯示，萊星、鄂植8號的抗旱性相對較強，配多靈居中，皮削利和佛奧較差[8]。總體看來，目前油橄欖抗旱性評價主要存在以下不足：1）品種數量較少，不能達到資源調查的目的；2）機理研究較少，對這些種質資源的高效利用不利。

葉片是植物水分蒸騰的主要器官，其保水能力與植株的抗旱性直接相關[9]。葉片的保水能力與葉片結構密切相關[10]。油橄欖葉片較窄，質地較硬、較厚，表面有蠟質層[11-12]，這可能是較多油橄欖品種耐旱性較強的重要原因。截至目前，將油橄欖葉片解剖結構與抗旱性進行關聯分析的報道較少。賀娜等觀察了6個油橄欖品種的葉片解剖結構，依據柵海比等利用隸屬函數法對品種的抗旱性進行了評價，認為柯基的抗旱性最強，而軟阿斯的抗旱性最弱。但該研究沒有對葉片或植株進行失水處理，也沒有提及葉片蠟質層[13]。

本研究以12個油橄欖品種為主要材料，首先對其葉片的含水量和保水能力進行測定，并對經干燥一定時間后再復水葉片的電導率進行測定，繼而通過石蠟切片觀測葉片顯微結構，最后對葉片結構與其保水能力之間的關系進行了分析。本研究結果對油橄欖抗旱種質資源的篩選及其抗旱機理的研究提供了一定參考。

1 "材料與方法

1.1 "供試材料

參試的12個油橄欖品種為阿爾波薩納、豆果、鄂植8號、佛奧、金葉橄欖、科拉蒂、萊星、配多靈、皮削利、皮瓜爾、云苔和奇跡，均為5年生，扦插苗培育，引自甘肅隴南。取上述12個品種上年抽發(fā)的秋梢上健康完整的成熟葉片作為主要材料。

1.2 "試驗方法

1.2.1 "葉片含水量測定

輕輕擦洗去除供試葉片表面污垢，稱取新鮮葉片總質量（W），將葉片置于105 ℃的烘箱中殺青5 min，隨后將溫度調至70 ℃后烘至恒重（W1），計算葉片含水量：

葉片含水量=（W-W1） / W ×100%[14] "（1）

每個品種設置3個重復，每個重復3片葉片。以下相同。

1.2.2 "離體葉片失水速率測定

擦洗去除葉片表面污垢后，用石蠟封住葉柄橫斷面，稱取新鮮葉片質量（m），放置于恒溫（25 ℃）、恒濕（30%）的房間內，隨后每隔24 h稱取1次葉片質量（mt）。計算葉片失水率：

葉片失水率=（m-mt）/葉片含水量×100%[15] （2）

1.2.3 "葉片電導率測定

新鮮葉片電導率測定。取新鮮油橄欖葉片，擦洗去除表面污垢，再用去離子水沖洗葉片兩次。用濾紙吸取多余水分，再用刀片切割葉片，取每份0.2 g，依次放在50 mL的離心管中。向離心管中加入20 mL去離子水，并讓材料完全浸泡在水中，室溫下浸泡過夜。24 h后用電導率儀測定電導率，用E1表示首次測定的電導率，然后將離心管放入水浴鍋中煮沸15 min，冷卻后用電導率儀測定電導率，用E2表示這次測定的電導率。用下列公式計算相對電導率：

相對電導率=E1/E2×100%[16] " " " " " " " "（3）

干燥-復水后葉片電導率測定：取干燥處理3 d后的葉片放入離心管中，并加入去離子水進行復水處理，復水過夜。24 h后用濾紙吸取葉片多余水分，再依據前述方法測定電導率。

1.2.4 "葉片解剖結構觀測

取新鮮葉片，將表面輕輕擦洗干凈，用FAA固定液進行固定，采用石蠟制片法[17]制取葉片橫截面切片，厚度8 μm，在顯微鏡下觀察和拍照，測量并記錄葉片的厚度、上葉面細胞厚度、下葉面細胞厚度、上表面蠟質層厚度、下表面蠟質層厚度、海綿組織厚度、柵欄組織厚度。每個品種取5片葉片。

1.2.5 "數據分析

用SPSS對數據進行差異性分析，并用Excel對數據進行相關性分析。

2 "結果與分析

2.1 "葉片的含水量

不同品種葉片的含水量在（38.75±0.34）%～（57.75±0.53）%，其中鄂植8號的含水量最高，金葉橄欖的含水量最低。鄂植8號的含水量極顯著（p＜0.01）高于其他品種，而金葉橄欖的含水量極顯著（p＜0.01）低于其他品種。其他品種的含水量差異較小，在（41.24±1.79）%（豆果）～（46.64±1.00）%（皮瓜爾）（見圖1）。

2.2 "離體葉片的失水速率

不同品種的葉片，處理第1天后的失水速率最高，第2天開始，失水速率逐漸減小。除少數品種如皮瓜爾外，大部分品種的失水速率曲線呈較為明顯的平行線變化（見圖2）。阿爾波薩娜的失水速率一直保持在較低水平，從第1天的（21.19±3.29）%升至第4天的（44.56±9.25）%；科拉蒂的失水速率最高，從第1天的（58.74±4.98）%升至第4天的（92.05±5.03）%。可見，阿爾波薩娜葉片的保水能力最強，而科拉蒂葉片的保水能力最差。

2.3 "失水-復水處理后葉片的電導率變化

不同品種新鮮葉片的相對電導率存在一定差異，其中鄂植8號最低，僅為（23.47±2.61）%；金葉橄欖最高，為（43.21±4.26）%。失水3 d再復水后，不同品種的相對電導率變化不同，鄂植8號僅為（21.07±7.23）%，與新鮮葉片無顯著差異；其余品種的電導率均有不同程度升高，變化較大的為科拉蒂[新鮮葉片的相對電導率為（32.39±2.34）%，處理后為（99.60±5.82）%]、萊星[新鮮葉片的相對電導率為（30.92±2.58）%，處理后為（96.94±6.74）%]和豆果[新鮮葉片的相對電導率為（24.07±4.91）%，處理后為（107.32±21.57）% ]，其余品種變化相對較小（見表1）。此外，同一品種不同鮮葉的相對電導率變化較小，變異系數≤20.40%（豆果）；而處理后大部分品種不同葉片的相對電導率變化較大，鄂植8號、佛奧、金葉橄欖、皮瓜爾、皮削利、云苔的變異系數均高于30.00%。

由此可見，鄂植8號經干燥處理后細胞受損較小，復水后內含物外泄較少；而科拉蒂、萊星和豆果經干燥后細胞的受損程度較大，復水后內含物外泄較多。

2.4 "葉片解剖結構與葉片含水量和保水能力的相關性

不同品種葉片均存在上表皮、下表皮、柵欄組織和海綿組織，其中上、下表皮均由一層細胞組成，柵欄組織、海綿組織均由多層細胞組成，部分品種的上葉面或下葉面沒有蠟質層。供試的不同品種不同組織的厚度存在較大差異（見表2）。蠟質層的差異較為明顯，阿爾波薩娜的下葉面蠟質層厚度為（10.87±2.58）μm，上葉面的蠟質層厚度為（10.56±4.01）μm；雖然皮削利和云苔的下葉面蠟質層較阿爾波薩娜厚[厚度分別為（11.05±1.79）μm和（13.07±2.62）μm]，但兩個品種部分葉片的上葉面沒有蠟質層；豆果、佛奧、金葉橄欖和奇跡的上葉面蠟質層厚度分別為（14.06±3.32）μm、（11.06±4.79）μm、（13.06±3.29）μm和（11.15±2.36）μm，均較阿爾波薩娜厚，但這幾個品種下葉面的蠟質層厚度均較阿爾波薩娜薄；科拉蒂葉片下葉面的蠟質層厚度僅（6.89±1.27）μm，為所有品種最低。此外，科拉蒂、萊星、配多靈和皮瓜爾的部分葉片的上葉面也沒有蠟質層。

上葉面蠟質層與含水量呈弱負相關（-0.21），下葉面蠟質層厚度與含水量不相關（相關系數0.043）；上葉面厚度與含水量呈弱正相關（相關系數0.24），下葉面厚度與含水量呈弱負相關（相關系數-0.22）；柵欄組織與含水量呈中度負相關（相關系數-0.58）；海綿組織厚度與含水量呈弱正相關（相關系數0.13）。

6個上葉面沒有蠟質層的品種（科拉蒂、萊星、配多靈、皮瓜爾、皮削利和云苔）的葉片在干燥條件下的失水速率均較高。相關性分析表明，上葉面蠟質層厚度、上葉面蠟質層和下葉面蠟質層厚度之和與干燥不同天數葉片失水率的相關系數的絕對值較大，均超過0.5，為中度負相關。其余組織的厚度與不同天數葉片失水率的相關系數的絕對值均小于0.4，為弱相關；其中上葉面細胞厚度和柵海比相關系數的絕對值均小于0.1（見圖3）。可見，蠟質層厚度尤其是上葉面和下葉面蠟質層厚度之和對葉片保水能力的影響最大。

3 "討論

3.1 "葉片含水量

以往的研究表明，鄂植8號的耐旱性較強[8]，而科拉蒂的耐旱性較弱[7]。綜合本研究的結果顯示，鄂植8號雖然失水速率不是最低，但是在干燥處理3 d并復水后，葉片的電導率與新鮮葉片并無顯著差異，這可能與鄂植8號鮮葉中較高的水分含量及其對水分虧缺的耐受能力有較強的關系；而科拉蒂不僅失水速率最大，且其葉片經干旱3 d處理復水后的電導率最高。萊星葉片的失水速率也較大，且其葉片經干旱3 d處理復水后的電導率也較高（96.94±6.74）%，但有報道顯示，萊星的抗旱性較強[8]，可能萊星在干旱條件下對水分的輸送能力較強。

3.2 "葉片解剖結構與保水能力

水分是植物生長所必需的，缺水條件下，植物的眾多生命活動無法正常完成。葉片是植物水分蒸騰的主要器官，干旱脅迫條件下，植株最早出現的可觀測的表型就是葉片萎蔫、卷曲。實際觀測中也常通過葉片的萎蔫、卷曲程度對干旱脅迫嚴重程度進行判定[18-19]。因此，葉片的保水性對植株耐旱能力有較大的影響，葉片的保水能力越強，其對外的蒸騰作用較小，更有可能為植株保留更多水分。較多報道運用抗旱隸屬函數研究了植物葉片解剖結構與耐旱性的關系，其中被認為對耐旱性影響較大的是柵海比和葉片蠟質層[20]。但是在本研究中發(fā)現，柵海比與葉片失水速率間的相關系數非常低，而蠟質層厚度尤其是上葉面蠟質層厚度與葉片失水速率呈中度負相關，相關系數的絕對值為所有組織厚度中最高。生活在干旱地區(qū)的植物多有較厚的蠟質層[21]，蠟質層可有效應對水分擴散[22]，油橄欖也較適應干旱環(huán)境，所以蠟質層在油橄欖抗旱中的作用不可忽視。不同植物的抗旱隸屬函數可能不同，應用其他植物的抗旱隸屬函數對另一植物進行分析的方法并不合適。但是，為了對油橄欖的抗旱性進行系統(tǒng)評價，構建較為簡易的方法是較為合理的。

3.3 " 葉片保水性與耐旱能力

葉片保水性強并不意味著葉片及植物的耐旱能力強。雖然阿爾波薩娜葉片的保水能力較強，但是其復水后的電導率較高，可見阿爾波薩娜雖然保水能力強，但對水分虧缺的敏感度較強。對水分虧缺較敏感，可能導致葉片較早啟動旱害反應，誘導葉片脫落，以保護植株整體免受較大傷害。此外，植株的整體抗性與植株根系結構、樹體的結構等也有較大關系[23-25]。葉片的保水能力只能是植物抗旱性的一方面，后續(xù)應從分子生物學等角度對油橄欖的抗旱性進行綜合評價。

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（責任編輯：易 "婧）