孟泽，余佳，杨爱珍，师光禄，张铁强，王有年

（1北京农学院植物科学技术学院，北京102206；2北京农学院生物科学与工程学院，北京102206；3农业部都市农业（北方）重点开放实验室，北京102206）

不同品种枣内果皮发育过程中木质素沉积的观察比较

孟泽1，余佳1，杨爱珍2，师光禄2，张铁强3，王有年3

（1北京农学院植物科学技术学院，北京102206；2北京农学院生物科学与工程学院，北京102206；3农业部都市农业（北方）重点开放实验室，北京102206）

为了解木质素含量在不同品种不同时期的变化过程，以‘金丝小枣’和‘金丝无核小枣’为试验材料，利用Klason法测定枣果实内木质素含量和木质素的显色反应，研究枣果实内木质素沉积的动态变化。结果显示：枣果实中内果皮的木质素沉积过程是从基部开始，完成内果皮最内侧的木质化，再由内至外，逐渐完成；在花后15～25天期间，‘金丝小枣’与‘金丝无核小枣’果实内果皮木质素含量基本相同，从花后40天开始，‘金丝小枣’内木质素含量开始上升并超过‘金丝无核小枣’。‘金丝无核小枣’果实内木质素含量在全果实发育时期内变化总体趋势平缓，而在‘金丝小枣’内木质素含量的在15～75天期间变化增加明显，在75天后出现跳跃式增长现象，增加更为明显。试验选用的2个品种枣在内果皮木质化过程中存在着明显的差异，可以用来进行枣果实内果皮木质化的相关研究。

枣果实；内果皮；木质素沉积

0 引言

枣(Ziziphus jujuba Mill.)是起源于中国并被栽培过3000多年的鼠李科枣属果树，由于枣在发育过程中会有柱基分生组织和花盘分生组织参与到果实的发育过程中，这使枣果实的发育过程有别于其他的核果类果实，所以枣属于拟核果[1]。枣果实的果皮分为内、中、外3层，其中果核，即内果皮是由子房室内壁发育而来[2-3]。枣果实内果皮的发育与木质素的沉积有着极其密切的联系，枣果实内果皮的发育过程就是其木质素沉积的过程。枣果实中内果皮木质化程度高且不易去除，导致后期加工处理复杂。因此研究枣果实内果皮发育过程中木质素的沉积变化可以为枣果实内果皮木质化机理的阐明奠定理论基础，为提高果实品质及改良品种提供有价值的信息。

‘金丝小枣’是国内目前栽培最为广泛的优良枣树品种之一[4]，口感优良[5-7]，‘金丝无核小枣’是其在长期的栽培过程中产生的许多品种类型之一[8-12]。这2个品种间除果实核层硬化程度的差异外，其他植物学特征基本相同[13]。近年来对无核枣的研究相对较少，仅谭洪花[14]、彭建营[15]、韩斌[16]、贾彦丽[17]等对无核枣的分子标记及解剖学有过初步研究。笔者测定了‘金丝无核小枣’和‘金丝小枣’2个品种的生长曲线，并采用Klason法和间苯三酚染色法分别对2个枣品种不同发育时期的木质素含量及木质素沉积情况进行观察检测。

1 材料与方法

1.1 试验材料

材料均取自北京市丰台区中华名枣博览园，每个品种随机选取长势良好的枣树3棵，分别在盛花期后15、25、40、55、75、100天采集样品。采样完成后马上运回实验室测定生理指标，之后将每个品种所有同期果实放在一起，随机均分为5个重复，置于4℃冰箱中准备试验。

1.2 试验方法

1.2.1 生长曲线的测定用十分度游标卡尺测量各时期果实样品的横纵径，然后再用1/100的电子天平称量果实的湿重；将3个果实单独放入逐一编号的培养皿中，放入烘箱中烘干，每隔2 h将样品取出，逐一在1/100的电子天平上称量其质量，直至恒重。

1.2.2 木质素含量测定测定木质素含量所采用的Klason法是利用重量分析测定木质素含量的经典方法，其原理是用72%硫酸除去纤维素，难溶的木质素经过滤、洗涤、干燥称重、计算等步骤可得到其含量[18]。选取适量内果皮进行研磨，使其完全粉碎后称取1.0 g的内果皮置于试管中，加入70%的浓硫酸6 mL；在35℃的条件下恒温保存7 h后，使用100 mL双蒸水将其冲洗到三角瓶中并进行密封，然后在高压灭菌锅里进行灭菌，之后将灭菌好的溶液倒入到G4砂芯漏斗抽滤，再用热的双蒸水进行冲洗；将冲洗后的渣子置于烘箱中，60℃烘干至恒重，用式(1)计算木质素含量[19]。

1.2.3 木质素沉积染色观察使用间苯三酚-盐酸（1%的间苯三酚溶于95%的乙醇中）染色法检测枣果实木质素沉积动态[20]，间苯三酚与木质素的反应是具有特异性的，在酸性条件下，木质素中的肉桂醛基团能够与间苯三酚发生显色反应，生成的化合物呈粉红色[21-22]。分别对不同发育时期的果实样品进行横切和纵切，向切面滴加间苯三酚溶液至完全覆盖切面，静置3 min左右再滴加38%浓盐酸至完全覆盖切面，其中的木质素组织即刻呈现出粉红色，完全显色后，放置在体视显微镜下进行拍照记录[23]。

2 结果与分析

2.1 枣果实生长曲线

‘金丝无核小枣’果实纵径在花后15～40天期间增长速率较快，40～100天期间增长变缓；果实横径在果实发育全时期增长速率平稳；果实湿重在花后15～25天期间增长不明显，25～55天期间增长速率加快，55～100天增长速率再次加快；果实干重在花后15～25天增长平稳，增长速率基本与湿重保持一致，25～55天期间加快，但是略低于果实湿重增长速率，55～75天期间增长速率再次加快，仍低于湿重增长（图1）。‘金丝小枣’果实纵径在花后15～55天期间增长速率较快，55～100天期间增长变缓；果实横径在果实发育全时期增长速率平稳；果实湿重在花后15～25天期间增长不明显，25～75天期间增长速率加快，75～100天增长速率再次加快；果实干重在花后15～75天增长较为平稳，75～100天期间增长速率明显加快（见图1）。两者比较而言，发育过程生长趋势基本相同。

2.2 枣果实木质素含量的变化

在花后15～25天期间，‘金丝无核小枣’果实内木质素含量与‘金丝小枣’基本相同，从花后40天开始，‘金丝小枣’内木质素含量开始上升并超过‘金丝无核小枣’。‘金丝无核小枣’果实内木质素含量在全果实发育时期内变化总体趋势平缓，而在‘金丝小枣’内木质素含量的在15～75天期间增加明显，在75天后出现跳跃式增长现象，增加更为明显（图2）。

图1 ‘金丝无核小枣’和‘金丝小枣’生长曲线

图2 内木质素含量变化曲线

2.3 ‘金丝无核小枣’果实木质素沉积

花后不同时期‘金丝无核小枣’果实横纵切后结果见图3。从图3f右上角小图中观察到，花后15天时，果实靠近柱基分生组织部位的部分导管呈现红色。花后25天时，果实内果皮仍无明显颜色变化，变红部位主要集中在导管组织。图3h显示花后40天时，果实内果皮基部呈红色，尖部未被染色。花后55天，内果皮基本被染为红色，内果皮开始明显发生木质化沉积过程。花后75天时，内果皮完全木质化，肉眼可见内果皮变为黑色。

2.4 ‘金丝小枣’果实木质素沉积

图4a、b、f、g显示，在花后15～25天时，果实内导管组织含有一定木质素。花后40天时，内果皮种室开始变红，肉眼已可看到内果皮部分开始木质化。花后55天时，内果皮被染色部位明显扩大，颜色加深。花后75天时，内果皮完全被染色，染色程度和范围都有扩大。

3 结论

吴延军[23]对枣果实发育过程研究的结果显示，枣果实在发育中只有一次快速增长的过程，属于非呼吸跃变型果实，果实生长曲线呈单S型，与本研究观察结果一致。枣果实内果皮的木质化过程在‘金丝无核小枣’和‘金丝小枣’的果实发育过程中差异明显。图2显示，‘金丝无核小枣’的内果皮木质化过程一直比较平稳，而‘金丝小枣’的内果皮木质化则是有2次快速增长的阶段，在花后15～40天时增长速率较快；在第2次快速增长期时，木质素沉积的量更多。从2个品种的果实纵切染色图中可以看出，在花后15天开始，枣果实内的木质素都开始发生沉积，果实基部的导管最先开始木质化，花后15～25天，2个品种果实内果皮木质素沉积程度大致相同。花后40天的果实染色结果显示，‘金丝小枣’的木质化程度超过‘金丝无核小枣’，内果皮的表面已经全部发生了木质素的沉积，‘金丝无核小枣’则只是在内果皮的基部部分发生木质化。在花后55天时，‘金丝小枣’内果皮木质化厚度增加，其中内果皮内侧颜色深，木质化程度较高，外围颜色较浅，说明此时外围的木质化程度不高，而‘金丝无核小枣’此时内果皮周围都发生了木质素的沉积现象，但是木质化程度低。花后75天时，‘金丝小枣’果实内果皮全部显示为深色，木质素的沉积已相当明显，但是此时仍可用刀片割开，‘金丝无核小枣’果实内果皮则已基本完成木质素的沉积过程，内果皮未经染色已呈黑色，但是厚度极小。花后100天时，‘金丝小枣’内果皮已经无法用刀割开，故而没有进行染色试验。从横切染色结果则可以看出，‘金丝无核小枣’并不是完全无核，只是核层极薄，木质化程度也相对低于‘金丝小枣’。

试验结果说明，在枣果实的整个发育过程中，木质素的沉积是一个缓慢的过程。从外观上看，枣果实内的木质素沉积最先发生于导管组织，之后才会发生在内果皮上，由于包裹导管的韧皮部没有木质素的沉积，不会发生木质化过程，故而不影响导管的运输作用；枣果实的内果皮的木质化是从基部开始（图3h），完成内果皮最内侧的木质化，再由内至外，逐渐完成木质素的沉积过程。

图3 ‘金丝无核小枣’内果皮木质素沉积动态

4 讨论

笔者选取了‘金丝无核小枣’和‘金丝小枣’2个品种对枣果实内果皮发育过程中发生的木质素沉积进行研究，前人尚未曾报道过。本次研究认为，‘金丝无核小枣’与‘金丝小枣’在内果皮发育过程中木质素沉积差异明显，‘金丝小枣’木质素沉积过程明显高于‘金丝无核小枣’。本研究只是对枣果实在发育过程中的木质素沉积变化做了初步研究，要想深入了解发育过程中木质素沉积的规律以及导致木质素沉积差异机理，从分子水平研究其生长、发育和木质素合成显得尤为重要。本试验设定的样品采集时间范围存在一定的局限性，采样密度为2～4周，而对在此期间枣果实的木质素沉积的变化情况，也需要做进一步的试验分析。

在枣果实中，内果皮起着保护种子等关键作用，其木质素的沉积是一个重要的生理过程[24-25]。但是内果皮的木质化，严重影响着枣果实的可食行和后期加工过程，制约着国内枣产业的发展。试验结果证明，枣果实内果皮木质素沉积过程分为2个阶段，第1阶段（花后15～40天）木质素沉积程度在2个品种内基本相同，第2阶段（花后40～100天）时，‘金丝小枣’木质素沉积程度明显高于‘金丝无核小枣’，并且这一阶段的木质素沉积量占整个果实内果皮木质化的大部分，在这个时期适当控制内果皮木质素沉积的碳素来源有可能成为培育无核枣新品种的新途径。另外，试验选用的2个品种在内果皮木质化过程中存在着明显的差异，但具体导致这种差异的原因仍需进一步研究。

图4 ‘金丝小枣’内果皮木质素沉积动态

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The Lignin Deposition Process in Fruit Endocarp of Different Jujube Cultivars

Meng Ze1,Yu Jia1,Yang Aizhen2,Shi Guanglu2，Zhang Tieqiang3,Wang Younian3

(1College of Plant Science and Technology,Beijing University of Agriculture,Beijing 102206,China;2College of Biological Science and Engineering,Beijing University of Agriculture,Beijing 102206,China;3Key Laboratory of Urban Agriculture(North)Ministry of Agriculture,Beijing 102206,China)

To understand the change of lignin content and endocarp lignin deposition process in different periods of different cultivars,‘Jinsixiaozao’and‘Jinsiwuhexiaozao’were used as the test materials,the lignin content in jujube fruit was measured by the Klason method and the distribution of lignin was observed by color reaction between the phloroglucinol and lignin for the purpose of researching the dynamic changes of lignin deposition in jujube fruit.The results showed that:in jujube fruit the endocarp lignin deposition process was from the base,after the lignification of medial peel was completed,the lignification was achieved from the inside to the outside until gradually accomplished;during 15-25 days after flowering,the lignin content in‘Jinsixiaozao’and‘Jinsiwuhexiaozao’fruit was basically the same,and starting from the 40 days after flowering,the lignin content in‘Jinsixiaozao’fruit began to rise and exceeded the lignin content in‘Jinsiwuhexiaozao’fruit;the change of the lignin content in‘Jinsiwuhexiaozao’fruit was smooth within all fruit development period,and that in‘Jinsixiaozao’fruit increased obviously during 15-75 days,after 75 days the lignin content showed a leap in growth and increased more significantly.There are significant differences in the process of lignification between the two cultivars of jujube in the experiment,so they can be used forrelated research on jujube fruit endocarp lignification.

Jujube Fruit;Endocarp;Lignin Deposition

S665.1

A论文编号：cjas15070017

北京市2015人才培养质量提高经费（科研）-团队支持计划“植物源农药”(KCT2014001)；北京市2014人才培养质量提高经费（科研）-团队支持计划“植物源农药”(KCT2015007)。

孟泽，男，1989年出生，山西人，硕士研究生，研究方向：果品优质生态安全。通信地址：102206北京市昌平区回龙观镇北农路7号北京农学院，E-mail：mzwawr@163.com。

师光禄，男，1958年出生，山西人，教授，博士，研究方向：果品优质生态安全。通信地址：102206北京市昌平区回龙观镇北农路7号北京农学院，Tel：010-80799116，E-mail：glshi@126.com。

2015-07-29，

2015-08-30。