金边红苞凤梨（Ananas comosus var.bracteatus）叶片绿、白相间,果实红艳,作鲜切花保鲜时长可达一个月以上,是重要的新型观赏植物,叶片的金边嵌合性状是金边红苞凤梨重要的观赏性状。对嵌合叶片组织细胞学起源及其分化形成过程的组织细胞学研究,对于揭示叶片条纹嵌合方式的形成机理,理解嵌合体理论,提高嵌合体稳定性具有重要意义。本研究以金边红苞凤梨、金边红苞凤梨组织培养获得的全绿突变体和全白突变体为材料,通过石蜡切片、徒手切片和透射电镜观察等方法研究了金边红苞凤梨茎顶端分生组织的结构、叶片的起源和发育过程以及腋芽分化的过程,探讨了嵌合性状形成的组织细胞学过程;通过原位杂交分析了叶绿素的合成分布与叶片不同嵌合方式形成之间的关系。主要研究结果如下:1.以金边红苞凤梨组培获得的全绿无菌幼苗茎段及其移栽成活的3年生全绿植株茎段为外植体,通过组织培养诱导不定芽,研究全绿植株组织培养过程中叶色的稳定性。结果发现:由无菌幼苗茎段诱导的不定芽全绿苗占比最大,其次为全白苗,也会少量的嵌合植株,但嵌合植株叶片多数为不规则的绿白多条纹嵌合性状,极少为规则的金边结构,说明失去金边结构的全绿叶片中仍然含有少量的失绿白化突变的叶肉细胞,在其组培再生植株中因绿白细胞的不规则分布而呈现出相应的绿白条纹。以移栽的全绿植株茎段为外植体通过组培获得的幼苗中均为全绿苗,暂未见其叶色性状分化,同时优化了红苞凤梨离体培养繁殖体系,观察发现愈伤组织诱导率最高的培养基组合是MS+3 mg/L 6 BA+2 mg/L NAA,可达80%;愈伤组织增殖率的适宜培养基为MS+4 mg/L 6 BA+1 mg/L NAA,达到了24.1%;不定芽诱导的适宜培养基为MS+0.5 mg/L 6 BA+3.0 mg/L NAA,出芽率达到了69%。在高浓度NAA条件下会抑制出芽率,但NAA对不定芽生长有显著促进作用。2.通过对金边红苞凤梨茎顶端分生组织的显微观察发现,红苞凤梨茎顶端呈圆锥体形,最外围是分化中的叶原始体,生长点的分生细胞核大质浓,细胞排列紧密但不整齐,无明显的原套-原体结构。茎顶端生长点分生细胞通过持续的细胞分裂、分化,不断向外形成新的叶原始体,顶端生长点总是被分化中的叶原始体包被在茎尖内部。3.金边红苞凤梨的叶片分化过程与其它植物不同,茎顶端生长点通过细胞分裂向外产生新的细胞,这些未分化的细胞会包被整个顶端生长点,继而在茎尖外则最外层细胞和与生长点相邻的位置开始出现细胞分化,形成形状近方形、排列整齐的一层表皮细胞,并与生长点逐渐分离,最后形成叶片上表皮;与此同时在茎尖外侧也出现细胞分化,形成形状近方形、排列整齐的一层表皮细胞,最后发育为叶片下表皮。上下表皮形成后,幼叶逐渐展开形成叶片。红苞凤梨的腋芽起源于冠芽叶基部的茎段,靠近茎表皮的几层细胞形成侧分生组织,侧分生组织细胞分裂产生新细胞,形成细胞突起、细胞突起的两侧出现细胞分化,形成叶原基突起、叶原基发育成幼叶并分化形成新的叶原基。4.金边嵌合叶片幼叶时期整片叶没有绿色,随着叶片的发育从中片中央位置开始出现少量绿色组织,绿色组织逐步扩大,最后形成明显的金边嵌合结构,叶片发育成熟。叶片组织结构包括:鳞片、表皮毛、二层表皮细胞、叶肉组织、储水组织、维管束、纤维束及气腔。不同嵌合类型的红苞凤梨叶片结构无明显差异,叶片嵌合方式主要由绿色和无色透明叶肉细胞的分布排列方式决定。5.RNA原位杂交分析显示,在不同发育时期的金边嵌合叶片中部,叶片中央部分的Ab PORB基因表达逐渐增强,在叶片发育形成明显的金边嵌合性状时,中央绿色区域叶肉细胞的Ab PORB杂交信号最为强烈。而未分化出金边结构的幼叶时期,叶片边缘组织也具有Ab PORB杂交信号,而随着叶片的发育,杂交信号逐渐减弱,最后失去杂交信号,叶片边始终缘表现为白色。透射电镜观察发现:在成熟金边嵌合叶片绿区与白区叶肉细胞的叶绿体形态分别与全绿叶片、全白叶片相同;绿区细胞叶绿体结构完整,发育正常,而白区细胞的叶绿体呈解体状态,有大量嗜锇粒,说明白区细胞的前质体未能发育为完整成熟的叶绿体就已经衰老解体。