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《生态文明建设中的植物学:现在与未来——中国植物学会第十五届会员代表大会暨八十周年学术年会论文集——第3分会场:植物分子生物学与基因组学》2013年
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巴西橡胶树树皮单宁细胞结构和发育的研究

史敏晶  吴继林  郝秉中  谭海燕  田维敏  
【摘要】:植物单宁是一类广泛存在于植物体内的次生代谢产物,单宁的产生对植物所处的特殊的物理环境、化学环境和生物环境等各方面都有生态适应意义。单宁具有止血、抑制微生物、抗过敏、抗突变、抗癌、抗衰老等生理活性,在医药方面得到广泛的应用。除此之外,单宁还涉及到制革、纺织、矿业、食品、石油化工等许多部门,植物单宁的性质和应用引起了国内外广泛的关注。巴西橡胶树是一种产胶的热带经济林木,树皮组织含有大量的单宁。目前发现割胶以及乙烯利刺激对橡胶树树皮中单宁的分布以及含量存在影响,但相关报道主要停留在描述性层面。有关单宁细胞的超微结构以及其发育状况目前未见报道。随着人们对植物单宁功能认识的深入,作为富含植物单宁的橡胶树,对其单宁细胞展开系统深入的研究很有必要。以成龄树和萌条的树皮为材料,利用光学和电子显微镜技术,笔者对树皮中单宁细胞的形态结构、发育以及生产中常见的几种处理对单宁细胞形成的影响进行了研究。结果表明,除伴胞外,次生韧皮部中几乎所有的薄壁细胞都可以含有单宁物质,在乳管附近的薄壁细胞尤其容易积累单宁。石细胞和木栓层细胞中也有大量的单宁积累。电镜下单宁呈电子致密物质,很容易分辨。光镜观察石蜡切片,树皮组织中的单宁呈红褐色。成熟的单宁细胞不仅细胞质中含有电子致密的单宁,中央大液泡中通常被单宁充满。中央大液泡中积累的单宁呈现出不同的形态,主要可分为下述4种类型:絮状,不规则状,颗粒状,板块状。单宁首先积累在薄壁细胞的细胞质的小泡中,此时的细胞质中有正常的质体、线粒体、内质网等细胞器,细胞质在整个细胞中所占有的比例较高,中央大液泡还没有充满整个细胞。细胞质中含单宁的小泡可以进一步融合形成大的囊泡。单宁积累后逐渐向中央大液泡中转移,中央大液泡的体积进一步增大,细胞质被挤压到细胞的边缘。在成熟的单宁细胞中,中央大液泡被大量的单宁填充,几乎充满了整个细胞,被挤压到细胞边缘的细胞质中也分布有很多含单宁的小泡,整个电镜切片表现出"黑"和"厚"的特性。乙烯利处理、强割、急性死皮都能诱导单宁细胞的形成。幼嫩的萌条经机械伤害以及JA处理后24h就有大量的单宁物质积累。单宁细胞在橡胶树树皮中分布广泛,单宁的大量产生对植物本身具有保护作用,对单宁细胞结构发育的研究有利于我们阐明橡胶树抗病机理以及堵塞的相关理论,丰富单宁细胞的细胞学等基础理论知识,同时指出巴西橡胶树是获取天然单宁的良好来源。

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