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高生长是竹类植物生长发育的关键过程,与生物量密切相关。在快速高生长过程中,竹秆以节间为单位进行快速伸长。厚壁毛竹(Phyllostachys edulis‘Pachyloen’)是毛竹(Phyllostachys edulis)众多变异类型中一个兼具优良用材和笋用价值的品种,其竹秆壁特厚、笋味好、抗性强、遗传性状稳定。本文应用显微技术结合细胞化学定位、酶联免疫方法分别对快速高生长期竹秆不同伸长阶段进行分析来研究高生长过程中节间伸长的细胞学机制。主要结果如下:根据竹秆的解剖结构特征,节间的伸长发育过程可分为分生细胞期、伸长初期、快速伸长期、成熟期四个阶段。分生细胞期,细胞处于分生状态,细胞核大居中,细胞质浓,细胞器丰富,细胞分裂旺盛。伸长初期,节间上部的细胞开始伸长,细胞核位于中央,节间细胞仍进行旺盛的细胞分裂,此时节间伸长主要是由于细胞数量的增加引起的。快速伸长期,节间中、上部大部分细胞明显伸长且细胞壁初生增厚,基部细胞伸长不显著,但其细胞核已开始边缘化分布,此时节间伸长主要是由于节间细胞伸长引起的。成熟期,节间细胞已完成伸长生长,细胞次生壁加厚明显。节部在节间伸长过程中起重要的物质横向运输作用,为节间的伸长生长提供物质和能量。节间伸长主要是由细胞数目的增加和细胞伸长共同引起的,在伸长初期主要由节间细胞数量的增加引起的,而在快速神长期,主要由于细胞的伸长所引起的。细胞化学研究表明:在节间伸长过程中,节间中上部基本组织细胞液泡内Ca2+分布较多,快速伸长阶段细胞质Ca2+分布增加,并向质膜边缘和细胞壁转移;节间基部长细胞液泡内Ca2+含量随着节间伸长而减少,节间伸长完成,在细胞内降解物和淀粉粒周围有Ca2+分布,同节间上部细胞内Ca2+变化有所不同。细胞的伸长与细胞壁伸展有密切关系,Ca2+的分布变化起重要的信号传导作用。在节间的伸长过程中,节间基本组织细胞质膜上始终有ATP酶活性物质沉积,快速伸长阶段ATP酶在节间基本组织细胞的线粒体外膜、运输小泡膜、质膜上均有较强活性。ATP酶参与了新细胞壁物质的分泌与共质体运输,促进细胞的伸长生长。节部韧皮结细胞始终保持较旺盛的生理状态,Ca2+主要分布在液泡内,ATP酶始终在质膜、核膜、胞间连丝、运输小泡膜上分布,且节隔缺失节部较正常节韧皮结数量有所增加,细胞内ATP酶活性也更强,更加证明了节间伸长过程中,节部韧皮结细胞与物质的横向运输有关。植物内源激素分析显示,分生细胞期赤霉素(GA)和玉米素核苷(ZR)含量最高,随着节间进入伸长阶段,GA和ZR含量呈下降趋势;生长素(IAA)和油菜素内酯(BR)含量在伸长初期和快速伸长期含量较高;脱落酸(ABA)含量在整个节间伸长阶段无显著变化。ZR含量随着节间的伸长而逐渐降低,其含量变化与细胞分裂有关;在快速伸长阶段,节间中上部IAA含量较高、GA含量较低,IAA含量变化与细胞伸长有关,而GA含量在分生细胞期最高,与细胞分裂有密切关系;伸长初期节间中上部BR含量较高,节间基部BR含量随着节间伸长而逐渐升高,表明BR与细胞的伸长生长有关。节部IAA和BR含量变化显著,说明竹秆节部对于节间伸长生长具有重要的作用。通过以上四个方面的研究,得出以下结论:厚壁毛竹竹秆节间基部细胞并不具有典型的居间分生组织细胞特点。快速高生长过程中,节间伸长主要是由细胞数目的增加和细胞伸长共同引起的,在伸长初期主要由节间细胞数量的增加引起的,而在快速神长期,主要由于细胞的伸长所引起的。节部在节间伸长过程中起重要的物质横向交流运输作用。