淹水脅迫對(duì)絲瓜和苦瓜幼苗形態(tài)及不定根解剖結(jié)構(gòu)的影響.pdf

淹水脅迫對(duì)絲瓜和苦瓜幼苗形態(tài)及不定根 解剖結(jié)構(gòu)的影響 于 斌 1朱 進(jìn) 1*周國(guó)林 2彭玉全 1 （ 1 長(zhǎng)江大學(xué)園藝園林學(xué)院，湖北荊州434025； 2 武漢市農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)研究院蔬菜科學(xué)研究所，湖北武漢 430065） 摘 要：以荊州本地絲瓜和香帥5號(hào)為試材，研究淹水脅迫對(duì)絲瓜和苦瓜幼苗形態(tài)、不定根解剖結(jié)構(gòu)和屏障結(jié)構(gòu)的影響。結(jié) 果表明：絲瓜幼苗淹水脅迫12 d內(nèi)株高、葉片數(shù)及鮮質(zhì)量與對(duì)照差異不顯著，淹水脅迫16 d后才顯著低于對(duì)照，而苦瓜幼 苗淹水脅迫4 d后株高、葉片數(shù)及鮮質(zhì)量均顯著低于對(duì)照。絲瓜幼苗淹水脅迫8 d后淹水部位莖粗（子葉以下1 cm處）顯著 大于對(duì)照，但苦瓜幼苗與對(duì)照差異不顯著。淹水脅迫16 d后，絲瓜幼苗不定根內(nèi)有發(fā)達(dá)的通氣組織，而苦瓜沒(méi)有形成；淹 水后絲瓜幼苗不定根幼嫩部位（距根尖20 mm處）出現(xiàn)具明顯凱氏帶且栓質(zhì)化的內(nèi)皮層，而苦瓜幼苗不定根在距根尖40 mm 處才出現(xiàn)。說(shuō)明淹水后絲瓜幼苗不定根內(nèi)發(fā)達(dá)的通氣組織以及2040 mm處的屏障結(jié)構(gòu)是絲瓜比苦瓜耐淹水的主要原因。 關(guān)鍵詞：淹水脅迫；絲瓜；苦瓜；不定根；通氣組織；屏障結(jié)構(gòu) 2015a）等。除通氣組織外，不定根質(zhì)外體屏障結(jié)構(gòu) 也可以保護(hù)植物各種生理代謝過(guò)程在穩(wěn)定的環(huán)境中 進(jìn)行（吳小琴 等，2002；楊朝東 等，2013）。研究 表明，天胡荽（楊朝東 等，2015b） 、狗牙根和雙穗 雀稗（張霞 等，2013）的不定根均有具凱氏帶且栓 質(zhì)化的內(nèi)皮層、栓質(zhì)化的外皮層等。這些屏障結(jié)構(gòu) 能有效阻礙進(jìn)入中柱的氧氣、離子、水等回流到皮 層，有效阻礙通氣組織內(nèi)的氧氣向根外擴(kuò)散，為生 命活動(dòng)提供更多的氧氣和離子（吳小琴 等，2002； 楊朝東 等，2013） 。因此，通氣組織和屏障結(jié)構(gòu)是 耐淹水植物適應(yīng)淹水環(huán)境的兩個(gè)重要的原因。 絲瓜（ Luffa cylindrica Roem.） 和苦瓜 （ Momordica charantia L.）同屬葫蘆科（Cucurbitaceae），營(yíng)養(yǎng)豐 富、藥用價(jià)值高，隨著近年來(lái)人們保健意識(shí)的增 強(qiáng)，絲瓜和苦瓜的需求量逐年增多，因此栽培面積 逐漸增大（Leehuang et al.，1995；Grover & Yadav， 2004；Manikandaselvi et al.，2016），有關(guān)耐澇性的 研究也越來(lái)越受到重視。前人研究表明，絲瓜幼苗 經(jīng)過(guò)淹水脅迫后根系總表面積、總長(zhǎng)度等顯著提 高，且MDA含量差異不顯著，說(shuō)明絲瓜比較耐澇 （朱進(jìn)，2014）。但苦瓜幼苗經(jīng)淹水脅迫后，株高、 葉片數(shù)顯著降低，MDA含量顯著升高，其耐淹水 于斌，男，碩士研究生，專業(yè)方向：蔬菜逆境生理與微觀結(jié)構(gòu)，E-mail： 1242626232qq.com *通訊作者（Corresponding author）：朱進(jìn)，男，博士，教授，專業(yè)方向： 設(shè)施蔬菜栽培與逆境生理研究，E-mail：278162100qq.com 收稿日期：2017-12-18；接受日期：2018-03-07 基金項(xiàng)目：國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目（2012BAD27B02） 近年來(lái)，我國(guó)強(qiáng)降雨次數(shù)增加，農(nóng)作物的洪 澇災(zāi)害面積不斷增大（楊衛(wèi)忠 等，2017） ，洪澇災(zāi) 害導(dǎo)致土壤處于缺氧狀態(tài)（Sairam et al.，2008）。 研究表明，缺氧會(huì)造成植物乙醇等有害物質(zhì)積累， 礦物質(zhì)吸收受到阻礙，代謝紊亂等（Geigenberger， 2003；Kaelke & Dawson，2003；Visser et al.， 2003），最終嚴(yán)重影響植物的生長(zhǎng)發(fā)育。不定根的形 成是植物適應(yīng)淹水環(huán)境的一個(gè)重要改變（Lin et al.， 2004） ，不定根內(nèi)發(fā)達(dá)的通氣組織是植物具有耐淹 水能力的重要指標(biāo)之一，通氣組織不僅為缺氧狀態(tài) 下的根呼吸提供輸送氧氣的通道，而且可以把植物 根系組織中積累的乙醇、二氧化碳、甲烷等揮發(fā) 性化合物從根部向上運(yùn)輸（Vartapetian & Jackson， 1997） 。如水芹不定根內(nèi)有發(fā)達(dá)的裂生型輪輻狀通 氣組織（張霞 等，2016） ；白茅不定根皮層細(xì)胞 溶解形成了發(fā)達(dá)的溶生型通氣組織（楊朝東 等， 37 新優(yōu)品種 栽培管理 本期視點(diǎn) 產(chǎn)業(yè)市場(chǎng) 病蟲防控 37 研究論文 中 國(guó) 蔬 菜 CHINA VEGETABLES 2018（4）：37 - 42 能力有限（朱進(jìn)和趙莉莉，2016） 。本試驗(yàn)在前人 研究的基礎(chǔ)上，采用組織化學(xué)染色技術(shù)，利用普通 光學(xué)顯微鏡及熒光顯微鏡技術(shù)對(duì)絲瓜和苦瓜不定根 的通氣組織和屏障結(jié)構(gòu)的特征進(jìn)行研究，旨在明確 絲瓜、苦瓜幼苗適應(yīng)和忍耐淹水環(huán)境的解剖結(jié)構(gòu)基 礎(chǔ)，為今后以絲瓜為砧木嫁接苦瓜提高苦瓜的耐淹 水能力提供理論依據(jù)。 1 材料與方法 1.1 試驗(yàn)材料 供試絲瓜品種為荊州本地絲瓜，苦瓜品種為香 帥5號(hào)，均由福州金盛新種子有限公司生產(chǎn)。 1.2 試驗(yàn)方法 試驗(yàn)于2016年4月在長(zhǎng)江大學(xué)玻璃溫室和園 藝植物生理實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，采用雙因素完全隨機(jī)設(shè) 計(jì)，因素一為絲瓜、苦瓜2種瓜類蔬菜，2個(gè)水平； 因素二為淹水和不淹水2個(gè)水平；共4個(gè)處理，每 處理50株幼苗，3次重復(fù)。 將絲瓜、苦瓜種子曬種，并用溫水浸種12 h， 置于3033 的恒溫箱中催芽，待種子發(fā)芽后進(jìn) 行穴盤育苗。選取大小均一的二葉一心幼苗移至直 徑為20 cm、高15 cm的培養(yǎng)盆中進(jìn)行容器育苗， 直至幼苗大部分長(zhǎng)至四葉一心時(shí)進(jìn)行淹水處理（水 面與子葉齊平）。在淹水0、4、8、12、16 d后，每 處理隨機(jī)取10株幼苗測(cè)定各項(xiàng)形態(tài)指標(biāo)，并取完 整不定根用75%酒精固定進(jìn)行切片試驗(yàn)。 1.3 項(xiàng)目測(cè)定 1.3.1 形態(tài)指標(biāo)的測(cè)定 采樣前，用卷尺測(cè)量植株 的株高，用游標(biāo)卡尺測(cè)量子葉以下1 cm處莖粗（淹 水部位）。采樣后，用電子天平測(cè)定植株鮮質(zhì)量。 1.3.2 解剖結(jié)構(gòu)的觀察 切片制作使用徒手切片 法：在可調(diào)節(jié)放大倍數(shù)的解剖鏡下，用雙面刀片在 距根尖20、40、60 mm處分別切片。采用甲苯胺 藍(lán)（TBO）（胡露潔 等，2016）、蘇丹7B（Brundrett et al.，1991）及硫氫酸黃連素-苯胺蘭對(duì)染（Brundrett et al.，1988）3種染色方法處理切片。 通氣組織的觀察使用甲苯胺藍(lán)（TBO）染色 法：切片浸沒(méi)于0.05% TBO溶液中，染色23 min 后，用蒸餾水清洗，蓋上蓋玻片，在萊卡光學(xué)顯 微鏡（Leica DME）下觀察，用數(shù)碼相機(jī)（Nikon E5400，Japan）拍照記錄。 栓質(zhì)化的觀察使用蘇丹7B染色法：切片浸沒(méi) 于0.1%（ m/V）蘇丹7B溶液1 h或過(guò)夜。切片用 蒸餾水洗幾次，用吸水紙吸凈，滴加1滴蒸餾水， 蓋上蓋玻片，在萊卡光學(xué)顯微鏡下觀察，用數(shù)碼相 機(jī)拍照記錄。 凱氏帶的觀察使用硫氫酸黃連素-苯胺蘭對(duì)染 法：切片浸沒(méi)于0.1%（ m/V）硫氫酸黃連素溶液1 h后，用蒸餾水洗凈，滴加0.5%（ m/V）苯胺蘭溶 液0.5 h后，用蒸餾水洗凈，滴加1滴蒸餾水，蓋 上蓋玻片，在熒光顯微鏡（Olympus 71）藍(lán)色激 發(fā)光下觀察并拍照記錄。 1.4 數(shù)據(jù)及圖片處理 試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SAS 9.1軟件進(jìn)行分析；圖片采 用Photoshop 6.0軟件進(jìn)行處理。 2 結(jié)果與分析 2.1 淹水脅迫對(duì)絲瓜和苦瓜幼苗生長(zhǎng)指標(biāo)的影響 從表1可以看出，絲瓜幼苗淹水脅迫12 d內(nèi)， 株高、葉片數(shù)及鮮質(zhì)量與對(duì)照差異不顯著，淹水脅 迫16 d后上述指標(biāo)才顯著低于對(duì)照，其中株高下降 了30.89%，葉片數(shù)下降了19.23%，鮮質(zhì)量下降了 20.73%。而苦瓜幼苗淹水脅迫下株高、葉片數(shù)及鮮 質(zhì)量均顯著低于對(duì)照，淹水脅迫4、8、12、16 d后 株高分別比對(duì)照降低10.90%、30.94%、46.97%、 54.77%，葉片數(shù)分別降低13.95%、13.33%、 17.39%、43.02%，鮮質(zhì)量分別下降了19.47%、 47.66%、49.14%、71.95%。在同一時(shí)期，苦瓜幼苗 株高、葉片數(shù)及鮮質(zhì)量的下降率均高于絲瓜幼苗， 說(shuō)明淹水脅迫對(duì)苦瓜幼苗株高、葉片數(shù)及鮮質(zhì)量的 抑制程度明顯高于絲瓜。 淹水脅迫8、12、16 d后，絲瓜幼苗淹水 部位莖粗顯著高于對(duì)照，分別增長(zhǎng)了48.00%、 37.58%、54.88%，而淹水脅迫下苦瓜幼苗淹水部位 莖粗與對(duì)照差異不顯著。說(shuō)明淹水脅迫使絲瓜幼苗 淹水部位莖部變粗，但對(duì)苦瓜幼苗無(wú)明顯影響。 2.2 淹水脅迫對(duì)絲瓜和苦瓜幼苗不定根解剖結(jié)構(gòu) 及屏障結(jié)構(gòu)的影響 圖1為距根尖20 mm處（不定根幼嫩部位） 顯微結(jié)構(gòu)。淹水脅迫16 d后，絲瓜幼苗不定根皮 層細(xì)胞連接松散，存在大量裂生型氣腔，部分皮層 細(xì)胞拉伸變長(zhǎng)，產(chǎn)生大面積氣腔（圖1-A） ，但絲 38 新優(yōu)品種 栽培管理 本期視點(diǎn) 產(chǎn)業(yè)市場(chǎng) 病蟲防控 38 研究論文 中 國(guó) 蔬 菜 CHINA VEGETABLES 表1 淹水脅迫對(duì)絲瓜和苦瓜幼苗生長(zhǎng)指標(biāo)的影響 淹水天數(shù)/d 處理 株高/cm 葉片數(shù)/片 鮮質(zhì)量/g 莖粗/mm 0 絲瓜淹水 11.74±1.06 b 2.6±0.5 b 4.149±0.216 b 3.654±0.303 a 絲瓜對(duì)照 12.80±1.15 b 2.6±0.5 b 4.110±0.157 b 3.576±0.429 a 苦瓜淹水 19.02±1.94 a 5.8±0.5 a 4.448±0.254 a 3.698±0.168 a 苦瓜對(duì)照 18.96±1.41 a 5.8±0.5 a 4.459±0.093 a 3.908±0.398 a 4 絲瓜淹水 18.44±1.01 c 4.0±0.0 c 5.627±0.317 c 4.004±0.173 a 絲瓜對(duì)照 20.86±1.10 c 4.0±0.0 c 5.621±0.169 c 3.560±0.218 a 苦瓜淹水 26.80±2.58 b 7.4±0.9 b 6.372±0.541 b 3.892±0.108 a 苦瓜對(duì)照 30.08±2.27 a 8.6±0.9 a 7.913±0.386 a 3.922±0.365 a 8 絲瓜淹水 26.12±2.56 c 5.0±0.7 c 7.125±0.690 b 5.710±0.455 a 絲瓜對(duì)照 22.90±2.93 c 5.0±0.0 c 7.192±0.535 b 3.858±0.368 b 苦瓜淹水 37.28±2.63 b 7.8±0.4 b 8.178±0.334 b 3.922±0.342 b 苦瓜對(duì)照 53.98±7.49 a 9.0±0.0 a 15.624±1.640 a 3.770±0.198 b 12 絲瓜淹水 33.74±3.33 b 6.0±0.0 c 19.551±1.009 b 5.924±0.354 a 絲瓜對(duì)照 35.02±3.14 b 6.4±0.5 c 20.124±1.141 b 4.306±0.464 b 苦瓜淹水 32.88±2.92 b 7.6±0.5 b 11.712±0.722 c 3.930±0.272 b 苦瓜對(duì)照 62.00±6.55 a 9.2±0.8 a 23.027±1.030 a 4.128±0.453 b 16 絲瓜淹水 60.46±6.07 c 8.4±0.5 c 24.954±1.461 c 6.920±0.429 a 絲瓜對(duì)照 87.48±6.06 b 10.4±0.5 b 31.478±2.690 b 4.468±0.403 b 苦瓜淹水 51.14±5.31 d 9.8±0.8 b 16.331±1.077 d 4.234±0.404 b 苦瓜對(duì)照 113.06±8.46 a 17.2±1.6 a 58.228±2.480 a 4.498±0.405 b 注：表中同列數(shù)據(jù)后不同小寫字母表示相同指標(biāo)處理間差異顯著（P0.05）。 甲苯胺藍(lán)染色 硫氫酸黃連素- 苯胺蘭對(duì)染 蘇丹7B染色 圖1 絲瓜與苦瓜幼苗距根尖20 mm處不定根顯微結(jié)構(gòu) （標(biāo)尺= 50 m） AC為淹水脅迫下絲瓜幼苗不定根橫截面；DF為不淹水絲 瓜（CK）幼苗不定根橫截面；GI為淹水苦瓜幼苗不定根橫截面； JL為不淹水苦瓜（CK）幼苗不定根橫截面。ep，表皮；co，皮層； ae，通氣組織；pc，通道細(xì)胞；px，初生木質(zhì)部；彩色圖版見中 國(guó)蔬菜網(wǎng)站：www.cnveg.org；下圖同。 瓜對(duì)照皮層細(xì)胞未出現(xiàn)拉伸變長(zhǎng)現(xiàn)象（圖1-D） ； 苦瓜幼苗淹水脅迫16 d與對(duì)照不定根皮層細(xì)胞連 接均緊實(shí)，僅有少量細(xì)胞間隙存在（圖1-G、J） 。 與對(duì)照相比，淹水絲瓜幼苗不定根內(nèi)皮層出現(xiàn)凱氏 帶（圖1-B）且栓質(zhì)化（圖1-C） ，而絲瓜對(duì)照內(nèi) 皮層不具凱氏帶（圖1-E），也未栓質(zhì)化（圖1-F）。 苦瓜幼苗淹水16 d后，不定根內(nèi)皮層未出現(xiàn)凱氏 帶（圖1-H），也未栓質(zhì)化（圖1-I），與對(duì)照相同（圖 1-K，L）。 圖2為苦瓜幼苗距根尖40 mm處不定根顯微 結(jié)構(gòu)。淹水苦瓜幼苗皮層與距根尖20 mm處無(wú)明顯 變化（圖2-A），與對(duì)照相同（圖2-D）。與20 mm 處相比，淹水苦瓜不定根內(nèi)皮層具微弱凱氏帶（圖 2-B） ，且輕微栓質(zhì)化（圖2-C） ；而對(duì)照內(nèi)皮層不 具凱氏帶（圖2-E） ，也未栓質(zhì)化（圖2-F） 。說(shuō)明 淹水苦瓜幼苗不定根在距根尖40 mm處才出現(xiàn)類似 絲瓜幼苗距根尖20 mm處的內(nèi)外側(cè)屏障結(jié)構(gòu)。 圖3為距根尖60 mm處（不定根成熟部位） 顯微結(jié)構(gòu)，與對(duì)照相比，淹水絲瓜幼苗不定根表皮 出現(xiàn)多處裂口，外皮層34層細(xì)胞全部向外拉伸 39 新優(yōu)品種 栽培管理 本期視點(diǎn) 產(chǎn)業(yè)市場(chǎng) 病蟲防控 39 研究論文 中 國(guó) 蔬 菜 CHINA VEGETABLES 變長(zhǎng)形成發(fā)達(dá)的通氣組織（圖3-A） ，但對(duì)照未出 現(xiàn)皮層細(xì)胞拉伸變長(zhǎng)現(xiàn)象（圖3-D） ；淹水苦瓜幼 苗不定根仍未出現(xiàn)發(fā)達(dá)的通氣組織（圖3-G） ，與 對(duì)照相同（圖3-J）。與對(duì)照相比，淹水絲瓜與苦瓜 幼苗不定根內(nèi)皮層均具明顯凱氏帶（圖3-B，H） 且栓質(zhì)化（圖3-C，I），而對(duì)照僅具微弱凱氏帶（圖 3-E，K）且輕微栓質(zhì)化（圖3-F，L）。說(shuō)明淹水脅 迫下絲瓜與苦瓜幼苗不定根成熟部位內(nèi)側(cè)屏障結(jié)構(gòu) 均為內(nèi)皮層具凱氏帶且栓質(zhì)化；區(qū)別在于絲瓜不定 根成熟部位皮層有發(fā)達(dá)的通氣組織，但苦瓜沒(méi)有。 3 結(jié)論與討論 3.1 淹水脅迫對(duì)絲瓜與苦瓜幼苗形態(tài)的影響 許多植物淹水后生長(zhǎng)受到抑制，耐淹水植物受 到的生長(zhǎng)抑制較小或不明顯（Thomas et al.，2005； Ahsan et al.，2007；Linet al.，2013；Yin & Komatsu， 2015）。本試驗(yàn)中，絲瓜幼苗淹水脅迫12 d內(nèi)株高、 葉片數(shù)及鮮質(zhì)量與對(duì)照差異不顯著，淹水脅迫16 d 才顯著低于對(duì)照，但苦瓜幼苗淹水脅迫4 d后株高、 葉片數(shù)及鮮質(zhì)量均顯著低于對(duì)照，且隨淹水時(shí)間的 延長(zhǎng)抑制程度逐漸加重，這與前人的研究結(jié)果一致 （朱進(jìn)，2014；朱進(jìn)和趙莉莉，2016），說(shuō)明絲瓜比 苦瓜耐淹，淹水后絲瓜形成的不定根比苦瓜粗而密 集。絲瓜幼苗淹水脅迫8 d后莖粗顯著高于對(duì)照， 但苦瓜幼苗莖粗則與對(duì)照無(wú)顯著性差異，可能是由 于絲瓜幼苗淹水后莖部形成通氣組織所致。 3.2 淹水脅迫對(duì)絲瓜與苦瓜幼苗不定根解剖結(jié)構(gòu) 的影響 不定根形成發(fā)達(dá)的通氣組織是耐淹植物適應(yīng) 淹水環(huán)境的重要原因之一（Vartapetian & Jackson， 1997；潘瀾 等，2011）。據(jù)報(bào)道，絲瓜幼苗淹水后 不定根皮層細(xì)胞拉伸變長(zhǎng)，產(chǎn)生發(fā)達(dá)的通氣組織 （Shimamura et al.，2007），本試驗(yàn)中，淹水后絲瓜 不定根中既出現(xiàn)裂生性氣腔，又出現(xiàn)皮層細(xì)胞拉伸 變長(zhǎng)產(chǎn)生的氣腔，并從根尖到基部方向細(xì)胞拉伸 程度越來(lái)越大，且由此產(chǎn)生的氣腔逐漸占主導(dǎo)地 位。這些氣腔形成絲瓜幼苗根系有氧呼吸的重要結(jié) 構(gòu)，既可以運(yùn)輸氧氣，滿足絲瓜幼苗根系生理活動(dòng) 對(duì)氧氣的需求，還可以把根系組織中積累的乙醇、 二氧化碳、甲烷等揮發(fā)性化合物從根部向上運(yùn)輸 （Vartapetian & Jackson，1997）。本試驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)， 絲瓜幼苗不定根漂浮于水面，且表皮有大量裂口， 這些裂口形成通氣組織與外界空氣進(jìn)行氣體交換的 快捷通道，進(jìn)一步方便了絲瓜幼苗根系的氧氣獲取 及有害氣體的排放。而苦瓜幼苗不定根最終未能形 成發(fā)達(dá)的通氣組織，不具備較強(qiáng)的氧氣獲取及有害 氣體釋放能力，因此絲瓜幼苗不定根內(nèi)發(fā)達(dá)的通氣 組織是絲瓜幼苗比苦瓜幼苗耐淹的主要原因之一。 3.3 淹水脅迫對(duì)絲瓜與苦瓜幼苗不定根屏障結(jié)構(gòu) 的影響 除通氣組織外，不定根質(zhì)外體屏障結(jié)構(gòu)也具有 甲苯胺藍(lán)染色 硫氫酸黃連素- 苯胺蘭對(duì)染 蘇丹7B染色 圖3 絲瓜與苦瓜幼苗距根尖60 mm處不定根顯微結(jié)構(gòu) （標(biāo)尺= 50 m） AC為淹水絲瓜幼苗不定根橫截面；DF為不淹水絲瓜（CK） 幼苗不定根橫截面；GI為淹水苦瓜幼苗不定根橫截面；JL為 不淹水苦瓜（CK）幼苗不定根橫截面。 甲苯胺藍(lán)染色 硫氫酸黃連素- 苯胺蘭對(duì)染 蘇丹7B染色 圖2 苦瓜幼苗距根尖40 mm處不定根顯微結(jié)構(gòu) （標(biāo)尺= 50 m） AC為淹水苦瓜幼苗不定根橫截面；DF為不淹水苦瓜（CK） 幼苗不定根橫截面。 40 新優(yōu)品種 栽培管理 本期視點(diǎn) 產(chǎn)業(yè)市場(chǎng) 病蟲防控 40 研究論文 中 國(guó) 蔬 菜 CHINA VEGETABLES 保護(hù)植物生理功能的作用，保證植物內(nèi)部各種生理 代謝過(guò)程在穩(wěn)定的環(huán)境中進(jìn)行（Armstrong et al.， 2000； Soukup et al.，2007）。本試驗(yàn)中：與對(duì)照相比， 淹水后絲瓜與苦瓜幼苗不定根內(nèi)的屏障結(jié)構(gòu)均提前 出現(xiàn)。這些屏障結(jié)構(gòu)能有效阻礙進(jìn)入中柱的氧氣、 離子、水等回流到皮層，為生命活動(dòng)提供更多的氧 氣和離子（吳小琴 等，2002；楊朝東 等，2013） 。 不同之處在于，絲瓜不定根在距根尖20 mm處就出 現(xiàn)了具有明顯凱氏帶和栓質(zhì)化的內(nèi)皮層，而苦瓜在 距根尖40 mm處才出現(xiàn)具有微弱凱氏帶和栓質(zhì)化 的內(nèi)皮層。絲瓜幼苗不定根在距根尖2040 mm處 擁有明顯的內(nèi)側(cè)屏障結(jié)構(gòu)，可以保證絲瓜不定根幼 嫩部位（距根尖2040 mm處）中柱內(nèi)的氧氣、離 子等不擴(kuò)散出去，而苦瓜不定根同部位不具備此結(jié) 構(gòu)。說(shuō)明絲瓜不定根距根尖2040 mm處的內(nèi)側(cè)屏 障結(jié)構(gòu)是絲瓜比苦瓜耐淹的主要原因之一。 3.4 小結(jié) 淹水脅迫下絲瓜與苦瓜幼苗的株高、葉片數(shù)、 鮮質(zhì)量等形態(tài)指標(biāo)說(shuō)明了絲瓜幼苗比苦瓜幼苗耐淹 水的能力強(qiáng)。絲瓜幼苗不定根內(nèi)發(fā)達(dá)的通氣組織與 距根尖2040 mm處屏障結(jié)構(gòu)是絲瓜比苦瓜耐淹的 兩個(gè)主要原因。 參考文獻(xiàn) 胡露潔，楊朝東，袁龍義，劉志雄，鄧楚洪，譚文勝，張霞.2016. 茶樹品種利川紅不定根的解剖和屏障結(jié)構(gòu)時(shí)空發(fā)育特征研 究.湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，55（14）：3662-3665. 潘瀾，薛曄，薛立.2011.植物淹水脅迫形態(tài)學(xué)研究進(jìn)展.中國(guó)農(nóng) 學(xué)通報(bào)，27（7）：11-15. 吳小琴，朱錦懋，王欽麗，胡玉熹，林金星.2002.植物凱氏帶的 研究進(jìn)展.植物學(xué)報(bào)，19（3）：302-309. 楊朝東，張霞，劉國(guó)鋒，張俊衛(wèi)，包滿珠，周志翔.2013.植物根 中質(zhì)外體屏障結(jié)構(gòu)和生理功能研究進(jìn)展.植物研究，33（1） ： 114-119. 楊朝東，李守峰，鄧仕明，姚蘭，袁龍義，張霞.2015a.白茅解 剖結(jié)構(gòu)和屏障結(jié)構(gòu)特征研究.草業(yè)學(xué)報(bào)，24（3） ：213-218. 楊朝東，李守峰，姚蘭，艾訓(xùn)儒，蔡小東，張霞.2015b.天胡荽 的解剖和屏障結(jié)構(gòu)特征研究.草業(yè)學(xué)報(bào)，24（7） ：139-145. 楊衛(wèi)忠，張葆蔚，符日明.2017.2016年洪澇災(zāi)情綜述.中國(guó)防 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Effect of Waterlogging Stress on Morphology and Adventitious Roots Anatomical Structure in Luffa and Balsam Pear Seedlings YU Bin 1 ，ZHU Jin 1* ，ZHOU Guo-lin 2 ，PENG Yu-quan 1 （ 1 College of Horticulture and Gardening，Yangtze University，Jingzhou 434025，Hubei，China； 2 Vegetable Institute， Wuhan Academy of Agricultural Science & Technology，Wuhan 430065，Hubei，China） Abstract：Taking Jingzhoubendisigua and Xiangshuai No.5 as experimental material，this paper studied the effect of waterlogging stress on the morphology of luffa and balsam pear seedlings，adventitious root anatomical structure and barrier structure. The results showed that the plant height，number of leaves and fresh weight of luffa seedling were not significantly different with that of the contrast under waterlogging stress for 12 days. Only after 16 days，those figures were remarkably lower than that of the contrast. But the plant height，number of leaves and fresh weight of balsam pear seedling were significantly lower than that of the contrast under waterlogging stress for 4 days. The diameter of flooding stem（cotyledons below 1 cm）of luffa seedlings was significantly thicker than that of the contrast after under waterlogging stress for 8 days. While，there was no significant differences between balsam pear seedlings and the contrast. After under waterlogging stress for 16 days，there were well developed aerenchyma in adventitious roots of luffa seedlings，but balsam pear seedlings had not formed aerenchyma yet. After flooding，the endodermis（at 20 mm）of luffa seedlings adventitious roots appeared inner barrier structure， while that of balsam pear seedlings appeared higher at 40 mm. This indicated that the main reason for luffa seedlings more tolerant to waterlogging than balsam pear seedlings was the developed aerenchyma and the inner barrier structure at 20-40 mm in adventitious roots of luffa seedlings. Key words：Waterlogging stress；Luffa；Balsam pear；Adventitious root；Aerenchyma；Barrier structure 合肥工業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院劉永勝教授課題組，與美國(guó)愛(ài)達(dá)荷大學(xué)等單位合作，首次對(duì)番茄SINA（seven in absentia）蛋白家族在植物抗病與發(fā)育中的調(diào)控功能進(jìn)行了深入研究，并發(fā)現(xiàn)番茄SINA蛋白家族基因在其抗病及發(fā)育過(guò)程中 發(fā)揮著重要調(diào)控作用。研究成果日前在線發(fā)表在國(guó)際著名學(xué)術(shù)期刊植物·細(xì)胞與環(huán)境上。 具有RING結(jié)構(gòu)域的SINA蛋白廣泛存在于動(dòng)植物體內(nèi)?？蒲腥藛T研究發(fā)現(xiàn)，番茄中SINA蛋白家族中的6個(gè)成員 SINA1/2/3/4/5/6均參與抗病及發(fā)育調(diào)控。體外泛素化分析結(jié)果表明，番茄SINA家族中6個(gè)基因的編碼產(chǎn)物均具有泛素連接 酶活性，并具有同源、異源二聚化作用。這種泛素化連接酶活性使SINA蛋白可以通過(guò)降解相應(yīng)靶標(biāo)蛋白，調(diào)控靶標(biāo)蛋白的 豐度，對(duì)番茄的生命活動(dòng)進(jìn)行調(diào)控。當(dāng)植物受到病原菌侵害時(shí)，會(huì)誘發(fā)超敏反應(yīng)導(dǎo)致感染部位細(xì)胞死亡，抑制病原菌的進(jìn)一 步擴(kuò)散。番茄SINA1/2/3/5/6對(duì)這種超敏反應(yīng)具有負(fù)調(diào)控作用抑制細(xì)胞死亡，而其家族成員SINA4則具有誘導(dǎo)超敏反應(yīng)的正 調(diào)控作用促進(jìn)細(xì)胞死亡。 （科技日?qǐng)?bào)） · 信息 · SINA 蛋白掌控番茄“生老病死” 42 新優(yōu)品種 栽培管理 本期視點(diǎn) 產(chǎn)業(yè)市場(chǎng) 病蟲防控 42 研究論文 中 國(guó) 蔬 菜 CHINA VEGETABLES