20个油橄榄品种间叶片特性分析
作者: 杜晋城 李欣欣 王泽亮 叶敏 王丽华
摘要 [目的]比较研究四川盆地20个主栽油橄榄(Olea europaea L.)品种在相同生长环境下光照利用率强弱的关系,筛选盆地丘陵区现有资源中对光照利用率较强的品种。[方法]以四川盆地20个主栽油橄榄为研究对象,对其叶片外形指标、光合色素和叶片细胞结构等特性进行分析比较。[结果]相同生境下科拉蒂(Coratina)叶面积最大,阿布桑娜(Arbosana)叶面积最小。阿布桑娜(Arbosana)、尼2(Nikitskii Ⅱ)、小苹果(Manzanilla)、皮瓜尔(Picual)、尼1(Nikitskii Ⅰ)、中山24(Zhongshan 24)和配多灵(Pendolino)叶片表皮细胞较薄,其中皮瓜尔(Picual)叶片表皮细胞最薄,阿布桑娜(Arbosana)次之。叶片栅栏组织和海绵组织厚度共0.077~0.129和0.161~0.179 nm,叶片细胞结构紧密度最高的品种是科拉蒂(Coratina),为0.502,鄂植(Ezhi 8)次之,为0.489,最低的是皮瓜尔(Picual),为0.352。叶片叶绿素a含量在0.85~1.50 mg/g,叶绿素b含量在0.41~0.97 mg/g,叶片类胡萝卜素含量在0.22~0.50 mg/g,20个品种中科拉蒂(Coratina)叶片光合色素含量最高,皮瓜尔(Picual)最低。叶片净光合速率(Pn)最高的品种为科拉蒂(Coratina),达到9.91 μmol/(m2·s),其次是鄂植(Ezhi 8),达到9.51 μmol/(m2·s),最低的品种是阿布桑娜(Ezhi 8),为2.99 μmol/(m2·s)。[结论]该研究结果一方面表明植物不同器官在形态发生方面对光的敏感性不同,另一方面也表明植物具有主动适应其生长环境光照条件的能力,其中科拉蒂(Coratina)、克罗莱卡(Koroneiki)、鄂植(Ezhi 8)、莱星(Leccino)、城固(Chenggu)、阿斯(Ascolana Tenera )和佛奥(Frantoio)适生性较强,而软阿斯(Ascolana Tenera)、小苹果(Manzanilla)、中山24(Zhongshan 24)、皮瓜尔(Picual)和阿布桑娜(Arbosana)的适生性较弱。
关键词 油橄榄;光合特性;光照利用率;叶片特性
中图分类号 S 565.7 文献标识码 A
文章编号 0517-6611(2024)24-0094-04
doi:10.3969/j.issn.0517-6611.2024.24.022
开放科学(资源服务)标识码(OSID):
Analysis of Leaf Characteristics Between 20 Olea europaea L.Varieties
DU Jin-cheng,LI Xin-xin,WANG Ze-liang et al
(Sichuan Academy of Forestry Science,Chengdu,Sichuan 610081)
Abstract [Objective]The relationship between the light utilization rate of 20 main
Olea europaea L.cultivars in the Sichuan Basin under the same habitat was comparatively studied,and the varieties with strong light utilization rate in the existing resources in the hilly area of the basin were screened.[Method]Taking 20 main cultivated Olea europaea L. in Sichuan Basin as the research objects,the characteristics of leaf shape,photosynthetic pigment and leaf cell structure were analyzed and compared.[Result]The results showed that Coratina had the largest leaf area and Arbosana had the smallest leaf area.Arbosana,Nikitskii II,Manzanilla,Picual,Nikitskii I,Zhongshan 24 and Pendolino have thinner leaf epidermal cells,with Picual being the thinnest,followed by Arbosana.The thickness of leaf fence tissue and sponge tissue ranged from 0.077 to 0.129 and 0.161 to 0.179 nm,and the highest cell structure compactness was Coratina,with 0.502,followed by Ezhi 8 with 0.489,and the lowest cell arrangement was Picual,with 0.352.The chlorophyll a content of leaves was 0.85-1.50 mg/g,the chlorophyll b content was 0.41-0.97 mg/g,the carotenoid content of leaves was 0.22-0.50 mg/g,and the photosynthetic pigment content of Coratina was the highest among the 20 cultivars,and the lowest content of picual.The cultivars with the highest net photosynthetic rate (Pn) were Coratina,with 9.91 μmol/(m2·s),followed by Ezhi 8,with 9.51 umol/(m2·s),and the lowest variety was Ezhi 8,with 2.99 umol/(m2·s).[Conclusion]On the one hand,the results show that different plant organs have different sensitivity to light in morphogenesis.On the other hand,it also indicates that plants have the ability to actively adapt to the light conditions of their growing environment.Among them,Coratina,Koroneiki,Ezhi 8,Leccino,Chenggu,Ascolana Tenera and Frantoio are more adaptable,while Ascolana Tenera,Manzanilla,Zhongshan 24,Picual and Arbosana are less adaptable.
Key words Olea europaea L.;Photosynthetic properties;Light utilization;Blade characteristics
油橄榄(Olea europaea L.)属木樨科常绿小乔木,是世界上著名的高产优质木本油料经济树种,素有“植物油皇后”的美誉[1],具有很高的经济、营养和保健价值[2]。四川省作为我国油橄榄重要栽培地区,引种栽培油橄榄已有50余年的历史,占全国总株数的50%,产量居全国前列[3-4]。根据油橄榄喜光等生长特性,四川凉山州被列为一级适生区,盆地丘陵区和秦巴山区因光照强度和光照时间低于凉山州被划分为次适生区[5],四川油橄榄大多栽培于山地、丘陵和河谷等地区,因此,在盆中丘陵区现有油橄榄资源中筛选出对光照利用率强的品种至关重要。叶片是植物营养器官中对环境变化最为敏感的器官之一,其形态结构特征和生理特性被认为能体现环境因子对其的影响或植物对环境的适应[6-7]。有研究表明,当环境光照较弱时,植物通过增大叶片面积和厚度等,可以帮助它们获得更多的水分和阳光,利于光合作用以及养分的获得[7-10]。在弱光环境下叶绿素及其比例也会发生改变,会相应地增加叶内的叶绿素含量,使得植物能更有效地捕获光[11-12]。因此,笔者通过对四川盆中丘陵区现有20个主栽油橄榄品种叶片形态结构特征和生理特性等方面进行比较分析,综合评价20个主栽油橄榄品种对光能的利用率和弱光适生力,旨在筛选出对光能的利用率高和弱光适生力较强的品种,为四川盆地丘陵区的油橄榄在栽培品种选择上提供参考。
1 材料与方法
1.1 研究区概况
研究区位于四川省广元市青川县,该县地处四川盆地北部边缘,属亚热带温润季风气候,年平均气温13.7 ℃。气候特征为春迟、夏短、秋凉、冬长,立体气候明显。>10 ℃积温5 028 ℃,>19 ℃ 积温4 247 ℃,气温从东至西逐渐降低。日照时数1 292 h,日照率30%,年总辐射380.08 kJ/cm2。年降水量1 021.7 mm,80%年份的降水量在900 mm左右,南多北少。年无霜期243 d,空气湿度69%~85%,多年平均水面蒸发量727.9 mm ,陆面蒸发量546.1 mm。气候水文等自然条件较好,适宜于亚热带植物生长发育,但间有旱、涝、雹、风等自然灾害出现。
1.2 试验材料
试验选择
长势基本一致、无病虫害、管理水平相当的20个4年生油橄榄苗为试验材料,品种分别为克罗莱卡(Koroneiki)、鄂植(Ezhi 8)、莱星(Leccino)、科拉蒂(Coratina)、城固(Chenggu)、佛奥(Frantoio)、配多灵(Pendolino)、皮削利(Picholine)、阿斯(Ascolana Tenera )、切姆拉尔(Chemlal)、阿贝基娜(Arbequina)、华欧9号(Huaou 9)、云台(Yuntai)、尼1(Nikitskii Ⅰ)、中山24(Zhongshan 24)、软阿斯(Ascolana Tenera)、尼2(Nikitskii Ⅱ)、小苹果(Manzanilla)、阿布桑娜(Arbosana)、皮瓜尔(Picual)。
1.3 试验方法
于2022年3月选择同一批栽培、生长健壮、大小相同及无病虫害的20个品种的4年生油橄榄苗,共计200株,每个品种选择不同方位的10株树体。于晴朗的早晨在试验树东、南、西、北4个方向选取枝部中上部,无病害的不同枝条上完全展开的第5~6片叶片。用游标卡尺测量叶长、叶宽和叶厚。光合指标测定:在天气晴朗的8:30—9:00,采用美国 Li-COR 公司生产的 Li-6400便携式光合系统测定各品种各项光合生理指标。每个品种测试5个样叶,每个样叶记录数据3~5次。测定指标包括净光合速率(Pn )、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci )等[13]。采用丙酮-乙醇混合(1∶1)浸提法[14]测定光合色素含量(叶绿素a含量、叶绿素b含量)。采用徒手切片法和石蜡切片法制片[15],光学显微镜下拍照并测定叶片总厚度、上表皮厚度、下表皮厚度、海绵组织厚度、栅栏组织厚度等指标。
1.4 数据分析
每处理使用3次采样的平均数据作一个重复用于数据分析,数据采用Excel 2008处理,数据采用SPSS 20.0进行方差分析(Duncan新复极差法进行多重比较)。
2 结果与分析
2.1 叶片外形指标比较
从图1可以看出,相同生态环境下,20个油橄榄品种间叶宽、叶长及百叶重有显著差异(P<0.05),表明各品种油橄榄适生力有差别。不同油橄榄品种间叶宽、叶长较优的为科拉蒂、鄂植、莱星、克罗莱卡,这些品种油橄榄百叶重也较高,表明这些品种光合作用较好,叶片内含物质较多,其次是阿斯、佛奥、切姆拉尔、阿贝基娜、华欧9号、云台和配多灵等。而各品种的叶片厚度表现与叶宽、叶长表现相反,叶片厚度并未达到显著差异(P>0.05),科拉蒂、鄂植、莱星、克罗莱卡等油橄榄叶片厚度明显小于小苹果、中山24、皮瓜尔、阿布桑娜。从叶片外形指标综合来看,小苹果、中山24、皮瓜尔、阿布桑娜的叶片相对窄、短且厚实,百叶重也相对较轻。