豌豆革质膜形成机理的研究与不同播种期对豌豆苗产量性状的影响

摘要

豌豆根据荚皮类型可分为硬荚豌豆和软荚豌豆,二者的区别在于荚皮中有无革质膜。本文以两种荚皮类型的豌豆LIB(硬荚)和MICUI(软荚)为材料,调查豌豆荚皮组织结构的细胞发育分化过程,并通过测定豆荚发育各时期荚皮中的纤维素、半纤维素、木质素的含量以及木质素合成相关酶:苯丙氨酸解氨酶、肉桂酸脱氢酶和过氧化物酶的活性来分析革质膜形成的机理。结果表明,豌豆硬、软荚发育形成的主要差异为内果皮细胞的变化,而革质膜在豆荚发育的早期既已形成。在硬荚豌豆中,花后10d紧邻内皮层细胞的3～4层细胞逐渐伸长,细胞壁加厚,形成栅栏状的结构,在花后13d时形成厚壁细胞排列紧密的厚壁组织,即坚实的革质膜。在此过程中,其荚皮的木质素含量一直维持较高水平,纤维素和半纤维素的含量显著增加。在软荚豌豆中,细胞壁没有明显加厚,细胞排列松散,未形成栅栏状结构,也未见革质膜结构的形成。同时其木质素的含量呈下降趋势,纤维素和半纤维素的含量虽有所增加,但相比于硬荚豌豆始终处于较低水平。对与木质素合成代谢紧密相关的酶进行活性测定发现,硬荚豌豆LIB荚皮中苯丙氨酸解氨酶(PAL)、肉桂酸脱氢酶(CAD)及过氧化物酶(PO)的活性均显著高于软荚豌豆MICUI。因此,可以推断在内果皮细胞发育分化形成的革质膜不仅是细胞的木质化,而且是由含有大量纤维素和半纤维素并高度木质化的厚壁细胞构成。叶用豌豆是指在用于生产和食用植株嫩梢的豌豆类型。一般采收豌豆嫩梢顶端,含有2～4片复叶,长约5～15cm,是深受人民喜爱的绿叶菜,在上海被称为“豌豆苗”。豌豆具有再生能力,在生产过程中可多次采收豌豆苗。豌豆苗的采收次数和产量不仅与品种再生能力有关,和播种方式与生长条件也有密切的关系。在本实验中采用同一叶用豌豆品种为材料,在2006年11月~2007年4月的不同播种期进行播种,比较分析各播种期之间采收次数和采收产量的差异。结果发现,不同播种期在采收次数和产量上差异极显著,而温度是影响豌豆苗生长的关键因素。在上海地区11月~12月播种的豌豆可采收豌豆苗4～5次,此时期播种的豌豆植株基茎粗壮,分枝数多,豌豆粒的产量也较高;1月份播种的豌豆生长缓慢,影响豌豆苗采收次数和产量;3月份后播种的豌豆,由于温度过高,植株出苗不久就开花,不能进行豌豆苗生产。因此,在上海地区露地条件下叶用豌豆最佳播种期应为11月~12月。

目录

摘要

ABSTRACT

1 前言

1.1 豌豆

1.1.1 豌豆的起源与分类

1.1.2 豌豆的生长习性

1.1.3 我国豌豆生产状况

1.1.4 我国豌豆育种状况

1.2 菜用豌豆的研究

1.2.1 品种类型

1.2.2 青豌豆

1.2.3 食荚豌豆

1.2.4 叶用豌豆

1.3 豌豆革质膜的研究

1.3.1 革质膜性状的遗传学研究

1.3.2 革质膜的生理学研究

1.4 纤维素、半纤维素、木质素与植物组织的形成

1.4.1 植物细胞壁

1.4.2 植物组织中的纤维素

1.4.3 植物组织中的半纤维素

1.4.4 植物组织中的木质素

1.5 本研究的目的和意义

1.5.1 豌豆革质膜性状的研究

1.5.2 不同播种期豌豆苗产量性状的研究

2 豌豆革质膜形成与增长机理的研究

2.1 材料和方法

2.1.1 植物材料

2.1.2 试剂与仪器

2.1.3 石蜡切片的制作

2.1.4 纤维素、半纤维素与木质素的测定

2.1.5 木质素合成相关酶活性的测定

2.2 结果与分析

2.2.1 豌豆荚发育过程中生长量的变化

2.2.2 革质膜形成过程的生物学观察

2.2.3 革质膜形成过程中纤维素、半纤维素及木质素含量的变化

2.2.4 木质素合成相关酶活性的变化

2.3 讨论

2.3.1 荚皮发育与革质膜的形成

2.3.2 纤维素、半纤维素与木质素与革质膜的形成

3 不同播种期对叶用豌豆产量性状的影响

3.1 材料和方法

3.1.1 材料

3.1.2 种植与采收

3.2 结果与分析

3.2.1 不同播种期的豌豆苗的采收次数和间隔日数的比较

3.2.2 不同播种期的豌豆苗产量比较

3.2.3 同一播种期豌豆在不同采收期的豌豆苗产量变化

3.2.4 不同播种期所收获的豌豆种子产量的比较

3.3 讨论

3.3.1 豌豆苗的采收次数与间隔日数

3.3.2 豌豆苗最佳播种期

3.3.3 问题与展望

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文与专利