徐小晴，張藍(lán)尹

（1.貴州省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院股份有限公司，貴州 貴陽(yáng) 550003；2.貴陽(yáng)人文科技學(xué)院，貴州 貴陽(yáng) 550025）

0 引言

桃葉杜鵑（Rhododendron annae）是杜鵑花科（Ericaceae）杜鵑花屬（Rhododendron）常綠灌木，主要分布于貴州省和云南省海拔較高地區(qū)，是一種觀賞價(jià)值較高的晚花類杜鵑[1]。

杜鵑花類菌根（Ericoid mycorrhizal，簡(jiǎn)稱ERM），是指大多數(shù)杜鵑花科植物根系在自然生境中與土壤真菌形成的一種典型特征的內(nèi)生菌根共生體。有研究認(rèn)為干旱脅迫下葉片變小增厚、柵欄組織增加、葉肉組織結(jié)構(gòu)緊密度增加等變化[2]。也有研究發(fā)現(xiàn)湖南洞口赤皮青岡幼苗的葉片的柵海比經(jīng)干旱脅迫處理后的下降幅度較小[3]。C3 植物天山豬毛菜和C3-C4 中間型植物松葉豬毛菜，不同程度干旱脅迫下C4 植物木本豬毛菜葉片超微結(jié)構(gòu)受損程度最低[4]。本研究選擇從野生桃葉杜鵑根系中分離純化培養(yǎng)的TY29 和TY35 兩種優(yōu)良菌株，并進(jìn)行水分脅迫試驗(yàn)，研究不同程度水分脅迫下桃葉杜鵑幼苗葉片解剖結(jié)構(gòu)的變化，分析桃葉杜鵑幼苗抗旱性與接種ERM 菌株之間的關(guān)系，進(jìn)一步找出桃葉杜鵑的優(yōu)勢(shì)菌種，以期為桃葉杜鵑的引種栽培與應(yīng)用提供一定的理論支持。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試的2 個(gè)試驗(yàn)菌株為前期從野生桃葉杜鵑根系中分離所得，編號(hào)分別是TY29（AB158314：Trametes ochracea）和TY35（AB378554：Pochonia bulbill-osa）[5]，保存于4℃冰箱。

1.2 試驗(yàn)方法

水分脅迫30d 后，每處理隨機(jī)選取3 株生長(zhǎng)一致的幼苗（3 次重復(fù)），采用常規(guī)石蠟切片法對(duì)桃葉杜鵑菌根苗的葉片進(jìn)行解剖結(jié)構(gòu)的觀察，具體步驟參照金銀根《植物學(xué)實(shí)驗(yàn)與技術(shù)》[6]。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

選擇生長(zhǎng)一致的植株進(jìn)行脅迫處理，每個(gè)處理15盆，每盆1 株，各處理重復(fù)3 次。采用隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)，因素A 為植株接菌處理，設(shè)3 個(gè)處理，分別是：TY29、TY35 和對(duì)照CK；因素B 為植株干旱脅迫處理，設(shè)4 個(gè)脅迫梯度，分別為對(duì)照組、輕度干旱、中度干旱、重度干旱，水分含量依次控制在田間持水量的80%～90%、65%～75%、50%～60%、和35%～45%。每天下午時(shí)間通過稱重法將土壤相對(duì)含水量控制在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)。其他處理方式均一致，在傍晚時(shí)間將白天損失的水分補(bǔ)充足量。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Execl 2010 記錄數(shù)據(jù)及繪圖，使用SPSS 20.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，采用單因素方差分析和Duncan 多重比較法（0.05 和0.01 水平）進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 桃葉杜鵑幼苗葉片解剖結(jié)構(gòu)特征

從桃葉杜鵑的葉片橫切面觀察可知（圖1a），桃葉杜鵑的葉片為葉肉組織分化明顯的異面葉，由上表皮、下表皮、柵欄組織、海綿組織等構(gòu)成。上、下表皮均由1層長(zhǎng)卵形或近圓形細(xì)胞組成，細(xì)胞排列緊密，上表皮細(xì)胞體積稍大于下表皮細(xì)胞；表皮細(xì)胞壁外未見角質(zhì)層結(jié)構(gòu)，但下表皮附有少量表皮毛，且分布有較多的氣孔，上表皮未見氣孔。上表皮以內(nèi)的柵欄組織由2～3 層長(zhǎng)圓柱形細(xì)胞構(gòu)成，長(zhǎng)軸垂直于表皮，細(xì)胞排列緊密如柵欄狀，細(xì)胞內(nèi)富含葉綠體。緊挨下表皮，細(xì)胞形狀不規(guī)則且排列疏松、細(xì)胞間隙較大的是海綿組織，含葉綠體較少。

圖1 桃葉杜鵑幼苗葉片解剖結(jié)構(gòu)

桃葉杜鵑葉脈含有厚角組織、薄壁細(xì)胞以及維管束，桃葉杜鵑葉中脈橫切結(jié)構(gòu)如圖1b 所示。薄壁組織包圍在維管束外形成維管束鞘，在橫切面上主脈中維管束呈腎形，由木質(zhì)部、韌皮部和束中形成層組成，根據(jù)維管束中木質(zhì)部與韌皮部的排列位置，其維管束為外韌維管束。

2.2 干旱脅迫下葉片解剖結(jié)構(gòu)變化

葉片作為對(duì)生境變化最為敏感的器官之一，其形態(tài)結(jié)構(gòu)會(huì)根據(jù)外界環(huán)境特征作出相應(yīng)調(diào)整[7-8]。干旱脅迫對(duì)桃葉杜鵑菌根苗葉片解剖結(jié)構(gòu)的影響如圖2 所示，從圖2 可見，CK 與接菌處理的TY29 和TY35 的葉解剖結(jié)構(gòu)相同，均由上、下表皮及海綿組織和柵欄組織構(gòu)成，接菌并未改變桃葉杜鵑幼苗葉片的基本解剖結(jié)構(gòu)，但對(duì)照苗與菌根苗對(duì)干旱脅迫的響應(yīng)卻各不相同。正常水分下，各處理葉表皮細(xì)胞充盈，葉肉結(jié)構(gòu)清晰，細(xì)胞間隙小，排列整齊、緊密（圖2，CK1、TY291、TY351）。輕度脅迫時(shí)，CK 的葉肉細(xì)胞略變形，葉細(xì)胞間空隙增大（圖2，CK2）。中度脅迫時(shí)，柵欄組織由原來的排列有序變得紊亂，海綿組織厚度也逐漸減小（圖2，CK3）。隨著脅迫加劇，CK 的表皮細(xì)胞破損嚴(yán)重，葉面卷曲凹陷，嚴(yán)重破壞了葉片結(jié)構(gòu)（圖2，CK4）；相較而言，菌根苗葉片受干旱脅迫的影響較小，輕度脅迫時(shí)柵欄組織細(xì)胞體積開始增大（圖2，TY292、TY352），細(xì)胞由排列緊密逐漸變得松散，后期葉肉細(xì)胞失水過多，葉厚度也有所下降，但在重度脅迫時(shí)仍能保持較完整的葉片結(jié)構(gòu)（圖2，TY294、TY354）。

圖2 干旱脅迫對(duì)桃葉杜鵑菌根苗葉片解剖結(jié)構(gòu)的影響

從具體的葉片結(jié)構(gòu)參數(shù)變化可以看出（表1），在任何一水分脅迫下，菌根苗的葉片厚度均高于對(duì)照苗，在正常水分下無顯著性差異，在輕度和中度脅迫下，TY35與CK 之間差異達(dá)顯著性水平（P<0.05），TY29 與CK 差異不顯著，但其葉片厚度仍高于CK，隨著干旱脅迫程度的加劇，各處理苗的葉片厚度均呈現(xiàn)出下降趨勢(shì)，正常水分時(shí)為最大值，葉片厚度大小依次為TY35>TY29>CK，在重度脅迫時(shí)達(dá)到最小值，TY35、TY29 與CK 分別較正常水分時(shí)下降了1.77%、4.38%和8.7%，CK 的降幅最大，菌根苗的降幅較小。

表1 干旱脅迫下桃葉杜鵑幼苗葉片解剖結(jié)構(gòu)參數(shù)（平均值±標(biāo)準(zhǔn)差）

除葉片厚度外，衡量植物抗旱性能的指標(biāo)還有柵欄組織和海綿組織厚度。一般抗旱性較強(qiáng)的植物，其柵欄組織也較發(fā)達(dá)，可有效提高植物對(duì)光能的利用率。由表1 可見，各處理苗的柵欄組織厚度具有差異性，且在任一水分脅迫下，菌根苗的柵欄組織厚度均高于對(duì)照苗，在中度和重度脅迫時(shí)差異達(dá)顯著性水平（P<0.05），柵欄組織大小排序分別為Y35>TY29>CK。海綿組織厚度則與柵欄組織相反，對(duì)照的海綿組織均稍大于菌根苗，在重度脅迫下各處理苗的海綿組織厚度差異不顯著。隨著脅迫加劇，各處理苗的柵欄組織厚度呈現(xiàn)出不斷上升的趨勢(shì)，海綿組織則隨著脅迫加劇而不斷下降，在重度脅迫時(shí)各處理苗的柵欄組織厚度達(dá)到最大值，海綿組織達(dá)到最小值。海綿組織比值、柵欄組織的變化規(guī)律與柵欄組織厚度的變化規(guī)律呈現(xiàn)一致性，即隨著脅迫加劇而不斷升高，重度脅迫時(shí)，對(duì)比正常水分時(shí)的柵海比，TY35、TY29 和CK 分別提高了52.1%、41.5%和42.1%。說明隨著干旱脅迫的不斷增強(qiáng)，植物葉片的柵欄組織和海綿組織在干旱條件下，結(jié)構(gòu)發(fā)生了一定變化，來適應(yīng)水分虧缺的環(huán)境條件，其中TY35 菌株變化最為明顯。

3 結(jié)論與討論

結(jié)構(gòu)是功能的基礎(chǔ)[9]，葉片是植株進(jìn)行光合作用和蒸騰作用的主要器官，葉的形態(tài)和構(gòu)造能較好地反映其對(duì)環(huán)境的適應(yīng)[10]。本研究結(jié)果顯示，桃葉杜鵑菌根苗的葉片厚度、上、下表皮細(xì)胞厚度均高于對(duì)照苗，在重度脅迫下各處理苗葉片厚度差異達(dá)顯著性水平（P<0.05）。隨著脅迫加劇，各處理苗的葉片厚度均呈現(xiàn)出下降的趨勢(shì)，但菌根苗葉片厚度的降幅均小于對(duì)照苗。桃葉杜鵑菌根苗具有更加耐旱的形態(tài)解剖結(jié)構(gòu)特征，隨著干旱脅迫的不斷增強(qiáng)，植物葉片的柵欄組織和海綿組織在干旱條件下，結(jié)構(gòu)發(fā)生了一定變化，來適應(yīng)水分虧缺的環(huán)境條件，其中TY35 菌株變化最為明顯。

接種ERM 菌株提高了桃葉杜鵑幼苗的葉片厚度與柵欄組織厚度，與CK 差異顯著（P<0.05）。在脅迫過程中發(fā)生適應(yīng)性結(jié)構(gòu)改變的能力也更強(qiáng)，能夠減緩干旱脅迫對(duì)幼苗各組織結(jié)構(gòu)的損傷，維持植物各項(xiàng)功能的進(jìn)行，使植物具有更多抵制逆境的物質(zhì)和能量基礎(chǔ)。