2843.低溫種質(zhì)綠豆及其葉片結(jié)構(gòu)特征的初步研究

1、低溫種質(zhì)綠豆及其葉片結(jié)構(gòu)特征的初步研究摘 要 通過對兩個綠豆品種安9204和保942-34冠層溫度的研究發(fā)現(xiàn)，在大氣，土壤，栽培措施完全一致的一個小尺度范圍內(nèi)，在開花結(jié)莢至成熟期間，保942-34的冠層溫度持續(xù)偏高，而安9204的冠層溫度相對較低，特別是在生育后期表現(xiàn)更為明顯。觀察這兩綠豆品種的葉片結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)，這兩品種葉片葉肉細胞形態(tài)存在明顯差異，與保942-34相比，安9204葉片柵欄組織和海綿組織細胞排列較規(guī)則和緊密，細胞間隙較少，葉片厚度、柵欄組織和海綿組織細胞厚度均較小；觀察生育后期安9204和保942-34葉片的結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)，安9204葉片結(jié)構(gòu)衰老緩慢，葉肉細胞中含有較多的葉綠體。關(guān)鍵詞：

2、低溫種質(zhì)；綠豆；葉片；冠層溫度；顯微結(jié)構(gòu)low temperature germplasm mungbean and its leaf structure sharacteristics abstact ： through the study on canopy temperature of two mungbean varieties an 9204 and bao 942-34 ,the results showed that, in the location characterized by completely identical climatic ,soil, and cultura

3、l conditions, during flowring and muturing period,bao 942-34 has a constant higher canopy temperature while an 9204, on the whole, has a lower canopy temperature,especially after growing the period performance is more obvious.the observation of the micro-struction of two mungbean varieties leaves, t

4、he results indicated,there are obviously difference between two mungbean varieties,and palisade tissue and sponge tissue cells arrange closely, and mesophyll cell space, and the thickness of leaf , palisade tissue and sponge tissue is small in an-9204 leaves.through the observation of the later grow

5、th periods,an-9204 leaf structure senile slowly as well as more chlorophyll are found in it.key word low temperature germplasm; mungbean; leaf; canopy temperature; microstrucure前言綠豆，又名植豆，文豆，英文名mung bean，是豆科菜豆族植物中的一個栽培種。在我國已有2000多年的栽培歷。綠豆屬短日照，喜溫植物，適應(yīng)性廣，抗逆性強，生育期短，播種適期長，且有固氮養(yǎng)地能力，是禾谷類作物、棉花和薯類作物間作套種的適宜作物

6、和良好前茬，在農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)調(diào)整和高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)高效農(nóng)業(yè)發(fā)展中具有不可替代的作用。綠豆營養(yǎng)豐富，且具有一定的保健功能，綠豆芽也具有豐富的營養(yǎng)，因而綠豆深受廣大消費者的喜愛，在改善人們膳食結(jié)構(gòu)，提高物質(zhì)生活水平方面起著重要的作用。不同綠豆品種間在產(chǎn)量、生育期長短和生理特性等方面存在著顯著的差異，但關(guān)于綠豆冠層溫度和葉片結(jié)構(gòu)的差異研究極少。本文的研究對綠豆品種的改良和選育具有重要意義。1 材料和方法1.1 實驗材料和試驗田設(shè)計實驗地設(shè)在西北農(nóng)林科技大學農(nóng)作實驗站。選取5個綠豆品種：保942-34，9239-8，9309-22，冀綠2號（對照）和安9204。2003年6月12日播種，每小區(qū)4行，行長5米，行

7、距50厘米，株距20厘米。前茬為空茬，隨機區(qū)組排列。1.2 取樣方法各品種在揚花結(jié)莢期開始取樣，分別取主莖上第5，6，7三片葉片，然后每間隔15天取一次樣，觀察各品種結(jié)構(gòu)的變化。1.3 冠層溫度的觀察方法自開花之日起，對綠豆群體冠層溫度按農(nóng)田小氣候觀測的原則，用對稱法進行觀測。觀測時間以晴天午后（13：0015：00h）為主。測量時，選擇群體生長均勻一致且具代表性的部位作為觀測點，并注意避開裸土影響，對每個品種進行往復觀測，所得6個值的平均值作為當日該品種的冠層溫度。1.4 石蠟切片的制作方法1.4.1 材料固定方法選取4個綠豆品種葉片，清洗干凈后，切取中脈附近1平方厘米葉片，浸入faa固定液

8、中。制片時，分別取出各樣品，切割成所需形狀。1.4.2 番紅整體染色：50%乙醇沖洗材料三次，然后浸入苯胺番紅染液中三天，待葉片顏色與染液顏色一致時為止。1.4.3 材料脫水用50%乙醇漂洗染液，各材料依次放入濃度升高的酒精里，70%，80%，95%，100%，100%脫水各一小時，使材料中的水完全脫干凈。在純酒精中時間不能過長，否則材料會變硬，影響切片。以后步驟在無水條件下操作。1.4.4 浸蠟為避免實驗材料收縮，可逐漸從純酒精到二甲苯，再到石蠟過渡，完成浸蠟過程。依次為：1/2二甲苯+1/2酒精放置一小時，兩次二甲苯中各放置一小時。倒掉2/3二甲苯，加2/3熔化石蠟后在36溫箱中過夜。第二

9、天，將溫箱溫度調(diào)到60，待石蠟完全融化后倒掉，換三次純石蠟，每次放置2-3小時。1.4.5 包埋疊好紙盒后，點燃酒精燈。將熔化的石蠟倒入紙盒，把鑷子在酒精燈上加熱后，沿紙盒邊移動，除去氣泡。用加熱后的鑷子將材料在石蠟中排列好，各材料保持一定距離。同時，在各蠟條上用紙條做好標記。將稍微冷卻凝固的蠟條移入冷水中，加速凝固。1.4.6 修蠟塊及切片切開蠟條，使每個小蠟塊中都有材料，修整小蠟塊為長方體，粘蠟塊，使平整面向外。調(diào)整切片機使厚度為8微米，切片機切片。選取較完整的幾片粘在涂有黏合劑和滴加了蒸餾水的載玻片上，用碳素墨水標記切片。40的烤片機上烤片后，放入36烘箱一個星期。1.4.7 脫蠟切片在

10、二甲苯中脫蠟2次，每次30分鐘，1/2二甲苯和1/2純酒精混合液中5分鐘，100%酒精、95%酒精中各5分鐘。1.4.8 固綠染色及透明固綠中染色1-2分鐘，95%酒精分色，100%酒精兩次脫水，各5分鐘，1/2二甲苯和1/2純酒精混合液中5分鐘，二甲苯兩次透明，每次30分鐘。1.4.9 封片用加拿大樹膠加少許二甲苯封片。2 結(jié)果與分析實驗觀察了5個綠豆品種：保942-34，9239-8，9309-22，冀綠2號（對照）和安9204的冠層溫度和顯微結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)保942-34和安9204溫度差異較明顯，結(jié)構(gòu)差異也較明顯，本文以保942-34和安9204為代表，闡明低溫種質(zhì)綠豆和高溫種質(zhì)綠豆冠層溫度

11、和顯微結(jié)構(gòu)的差異。2.1 綠豆的溫度分異現(xiàn)象現(xiàn)以2003年綠豆結(jié)莢至成熟期保942-34，安9204和對照品種冀綠2號的冠層溫度資料作圖，圖中橫軸代表日序，縱軸代表冠層溫度差，指高、低溫綠豆種質(zhì)與對照品種冀綠2號的溫度差異。從圖1可以看出，低溫種質(zhì)綠豆安9204的絕大部分溫度差點都距基準線（溫度差0.0）近或完全落在基準線以下，而高溫種質(zhì)保942-34的溫差點則全部落在基準線以上，界限十分明顯。并且越接近生育后期，高溫種質(zhì)保942-34和低溫種質(zhì)綠豆安9204冠層溫度差異越明顯。2.2低溫綠豆的葉片特性制作低溫種質(zhì)綠豆安9204和高溫種質(zhì)保942-34第5，6，7片葉的石蠟橫切片，測量葉片厚度

12、，柵欄組織和海綿組織厚度，測量結(jié)果如表1所示。表1 低溫種質(zhì)綠豆的葉片特性（m）葉位低溫種質(zhì)綠豆安9204高溫種質(zhì)綠豆保942-34葉片厚度柵欄組織厚度海綿組織厚度葉片厚度柵欄組織厚度海綿組織厚度第5葉2251124925611850第6葉2081024425511549第7葉2111114223911247從表1可以看出，隨著葉位的上升，葉片厚度、柵欄組織和海綿組織厚度有降低的趨勢；同時發(fā)現(xiàn)低溫種質(zhì)綠豆安9204第5，6，7葉葉片的厚度、柵欄組織厚度和海綿組織厚度均小于高溫種質(zhì)綠豆保942-34。2.3 低溫綠豆葉片的葉肉細胞特征低溫種質(zhì)綠豆安9204第5，6，7葉葉片的葉肉細胞排列緊密，細

13、胞間隙明顯較少，如圖1-1，2，3所示；而高溫種質(zhì)綠豆保942-34三葉位葉片的葉肉細胞較大，而且細胞間隙較多，葉肉細胞排列較松散。如圖1-4，5，6所示。 1. 低溫種質(zhì)綠豆安9204第5葉 2. 低溫種質(zhì)綠豆安9204第6葉 3. 低溫種質(zhì)綠豆安9204第7葉 4. 高溫種質(zhì)綠豆保942-34第5葉 5. 高溫種質(zhì)綠豆保942-34第6葉 6. 高溫種質(zhì)綠豆保942-34第7葉圖1 低溫綠豆葉片葉肉細胞形態(tài)2.4 低溫綠豆葉片結(jié)構(gòu)衰老過程的觀察觀察低溫和高溫綠豆結(jié)莢至成熟過程中第5，6，7葉片的結(jié)構(gòu)變化過程，可以發(fā)現(xiàn)低溫綠豆葉片結(jié)構(gòu)衰老緩慢。在接近收獲期低溫和高溫綠豆葉片結(jié)構(gòu)均表現(xiàn)出衰老特

14、征：葉綠體解體，數(shù)量減少，但低溫綠豆安9204葉片衰老較緩慢，葉肉細胞中含有數(shù)量較多的葉綠體，如圖2-1，2，而高溫種質(zhì)保942-34葉片中的葉綠體幾乎完全解體，如圖2-3，4所示。 1.低溫種質(zhì)綠豆安9204第6葉 2. 低溫種質(zhì)綠豆安9204第7葉 3.高溫種質(zhì)綠豆保942-34第6葉 4. 高溫種質(zhì)綠豆保942-34第7葉圖2 生育后期低溫和高溫綠豆葉片的結(jié)構(gòu)3 結(jié)論1. 在大氣，土壤，栽培措施完全一致的小尺度范圍內(nèi)，在開花結(jié)莢至成熟期間，不同基因型綠豆品種群體冠層溫度出現(xiàn)了分異現(xiàn)象，有的偏暖，有的偏冷，保942-34的冠層溫度始終位于基準線以上，溫度明顯偏高，而安9204則表現(xiàn)出了冷尾

15、現(xiàn)象，溫度相對偏低。2. 高、低溫種質(zhì)綠豆的葉片衰老進程存在較大差異，安9204各葉位的葉片功能期均長于保942-34，葉片結(jié)構(gòu)衰老緩慢。3. 高、低溫種質(zhì)綠豆的葉肉組織細胞間存在明顯差異，安9204葉片柵欄組織和海綿組織細胞排列均較保942-34的規(guī)則和緊密，葉片厚度、柵欄組織和海綿組織厚度均明顯小于保942-34。4 討論綠豆是一種種植較為廣泛的食用豆類，因其豐富的營養(yǎng)價值和特有的保健功能而受到廣大消費者的青睞，在改善人民生活方面起了較大的作用。但是，雖然我國是綠豆生產(chǎn)和出口的大國，但綠豆的出口仍以原料出口為主，同時，在綠豆出口中還存在量增價減的情況，致使綠豆經(jīng)濟效益低下，嚴重挫傷了生產(chǎn)者

16、的積極性，制約了綠豆生產(chǎn)。所以，增加綠豆產(chǎn)量，提高綠豆品質(zhì)，加快研制綠豆深加工產(chǎn)品，增加綠豆附加值，依靠信息和科技，因地制宜的發(fā)展綠豆生產(chǎn)，立足國內(nèi)消費，著眼國際市場，進一步提高綠豆的經(jīng)濟效益將是綠豆健康發(fā)展的突破口。但是，由于對綠豆的基礎(chǔ)研究還比較薄弱，對于綠豆的認識還不夠深刻，當今大田生產(chǎn)的綠豆品種還沒有很好的將高產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)結(jié)合到一起，所以對綠豆的基礎(chǔ)性的研究，將有利于加深對綠豆性狀的了解和認識，對于高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)綠豆的選育具有重要的理論指導意義。本研究通過對綠豆冠層溫度及其結(jié)構(gòu)特性的研究表明，綠豆群體的冠層溫度能夠較好的表征其內(nèi)部的生理代謝狀況。結(jié)莢中、后期，冠層溫度低的綠豆品種的功能葉片衰老脫

17、落以及結(jié)構(gòu)衰老程度均比冠層溫度高的綠豆較為遲緩，這保證了光合作用的順利進行和籽粒庫的充實，為最終產(chǎn)量的提高奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。對于綠豆冠層溫度進行研究，快速而準確的判斷出綠豆的溫度型歸屬，對于推動低溫綠豆的選育和綠豆的冷性化栽培，對于綠豆產(chǎn)量的提高和籽粒品質(zhì)的改善都將有重要的價值。同時，通過冠層溫度對綠豆品種進行篩選是有前途的方法。冠層溫度的測定簡便易行，快速準確，不僅可以彌補人們僅憑感官進行選擇的不足，還可以節(jié)省大量的人力，物力，有利于加速品種的選擇和推廣。通過研究，初步判定自然界中存在不同的基因型綠豆群體冠層溫度分異現(xiàn)象，沒有發(fā)現(xiàn)冠層溫度始終偏低綠豆品種的原因，可能是所選材料數(shù)量較少，加之又都

18、是國家綠豆區(qū)試參試品種，品種之間的性狀差異較小。我國綠豆種質(zhì)資源非常豐富，性狀之間的差異也十分明顯，相信隨著觀測材料的增多，出現(xiàn)冷型綠豆的可能性很大。冠層溫度在綠豆的品種的推廣中是否具有應(yīng)用價值，最終還必須歸結(jié)到能否將高溫和高產(chǎn)，優(yōu)質(zhì)結(jié)合到一個品種中，使其既具有大容量的籽粒庫容，又有充足的光合產(chǎn)物供應(yīng)源，才能最終獲得高產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)。參考文獻1.蔡煥杰，康紹忠。用冠層溫度計算作物缺水指標的一種簡化模式。水利學報。1996，（5）：44-492.陳永安，高利平，張先煉等。綠豆主要數(shù)量性狀遺傳力的研究。河南農(nóng)業(yè)科學，1994，（2）：7-83.程須珍，王泮龍。綠豆優(yōu)異種質(zhì)資源研究初報j。作物品種資源。1

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