论文部分内容阅读
植物角质层是覆盖于叶片、花和果实等器官及组织表面的一种薄的半透明脂质混合物,其主要功能是限制角质蒸腾失水;因此,角质层在植物抵御干旱胁迫中起着重要作用。研究茶树叶片角质层与角质蒸腾之间的关系,对于茶树育种、栽培和生产具有重要的指导意义。本研究以茶树叶片为材料,综合TEM(透射电子显微镜)、SEM(扫描电子显微镜)观察和GC-FID(气相色谱-氢火焰检测器)、GC-MS(气相色谱-质谱联用仪)等手段,初步探明茶树叶片角质蒸腾屏障的组成特征,并通过相关性分析找到了影响角质蒸腾屏障性能的关键蜡质因子。研究结果如下:1.建立了离体茶树叶片角质蒸腾测定方法。本方法可同时测定离体叶片近轴面和远轴面及角质层表层、内层蜡质的角质蒸腾速率。结果表明福云6号茶树叶片远轴面角质蒸腾速率约为近轴面的1.8倍。分析表明,近轴面角质层内层蜡质和远轴面表层蜡质是主要的角质蒸腾屏障。通过蜡质组分数据挖掘发现,近轴面内层蜡质中的一级醇、醛和烷烃的覆盖度显著高于远轴面内层蜡质;或许这些物质与角质蒸腾密切相关。2.通过对8个茶树种质的综合分析,发现远轴面角质蒸腾速率约为近轴面的1.8-3.3倍;测定结果表明远轴面内层蜡质角质蒸腾速率是4个角质蒸腾层次中最高的。可以得出结论,茶树叶片的远轴面,尤其是远轴面内层蜡质,是主要的角质失水层次。并且远轴面表层蜡质和近轴面内层蜡质是主要的角质蒸腾屏障。通过相关性分析,发现蜡质中超长链脂肪酸及其衍生物与角质蒸腾速率呈负相关;而在甾醇、三萜类等脂环族化合物中未发现相关性。因此,我们推测超长链脂肪酸及其衍生物是构成角质蒸腾屏障的主要物质。3.通过干旱胁迫实验,发现茶树不同角质层蜡质可进行不同的且可逆的蜡质修饰来调整叶片角质蒸腾以响应土壤水分状态的变化。蜡质分析显示,干旱胁迫后叶片远轴面内层蜡质覆盖度显著增加,尤其是一级醇和三萜类物质;这些物质的增加显著改善了远轴面内层蜡质的屏障性能。蜡质相关性分析结果也表明,在干旱胁迫下,蜡质中的超长链脂肪酸及其衍生物对角质蒸腾屏障性能的增强贡献较大;同时,也发现干旱胁迫可促进角质层蜡质中的脂环族化合物在内层蜡质中沉积,并且与角质蒸腾的变化有关。结合前面的实验结果,我们得出结论:在茶树正常生长条件下,超长链脂肪酸及其衍生物的确是构成角质蒸腾屏障的主要物质;但是,当遭遇干旱胁迫时,脂环族化合物可提高角质层的机械强度,维持角质蒸腾屏障的完整性和稳定性,并提高水分阻隔效率。