大麥表皮蠟質(zhì)的組分及晶體結(jié)構(gòu)分析

王 聰，王嘉歡，汪 勇，王中華，權(quán) 力

(西北農(nóng)林科技大學(xué)農(nóng)學(xué)院，陜西楊凌 712100)

植物表皮蠟質(zhì)是附著在植物最外層的疏水性物質(zhì)，是植物防止非氣孔性水分散失，抵抗病蟲害入侵，防止昆蟲蠶食，抵抗紫外輻射和霜凍，以及維持植物表皮清潔與植物表面防水的一層保護(hù)膜，對(duì)植物的生長(zhǎng)發(fā)育及抗蟲、抗旱等具有重要作用[1-4]。植物表皮蠟質(zhì)主要由可溶于有機(jī)溶劑的超長(zhǎng)鏈脂肪族化合物及其衍生物組成[5]。不同物種的蠟質(zhì)組分及晶體結(jié)構(gòu)均有差異，同一物種不同器官的蠟質(zhì)組成及晶體結(jié)構(gòu)也不同，有些植物蠟質(zhì)的晶體結(jié)構(gòu)隨著植物的生長(zhǎng)發(fā)育而呈現(xiàn)多種形態(tài)[6]。前人研究發(fā)現(xiàn)，擬南芥、水稻、小麥等表皮蠟質(zhì)的組分為烷烴、醛、酮、酯、脂肪酸、初級(jí)脂肪醇、次級(jí)脂肪醇、萜類、酚類、固醇等物質(zhì)；蠟質(zhì)的晶體結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)片狀、管狀、波浪狀、線狀等多種形態(tài)，其中以片狀和管狀居多[7-9]。片狀蠟質(zhì)的主要組分是伯醇或三萜類化合物，管狀蠟質(zhì)的主要組分為β-二酮、仲醇和二醇等化合物[10]。在植物生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中，蠟質(zhì)的組分和晶體結(jié)構(gòu)與環(huán)境條件密切相關(guān)，晶體結(jié)構(gòu)會(huì)隨蠟質(zhì)組分的改變而改變[10]。

干旱影響大麥等作物的生理代謝、生長(zhǎng)發(fā)育、產(chǎn)量及品質(zhì)[11-15]，植株器官表皮蠟質(zhì)性狀與作物抗旱性密切相關(guān)。但是，有關(guān)大麥表皮蠟質(zhì)組分及晶體結(jié)構(gòu)的研究鮮有報(bào)道。本研究以大麥品種Morex為研究對(duì)象，采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(Gas Chromatography-Mass Spectrometry，GC-MS)和掃描電鏡對(duì)其不同時(shí)期不同器官表皮蠟質(zhì)組分及其含量、晶體結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè)與分析，以期了解大麥表皮蠟質(zhì)組成及其晶體形態(tài)隨生育進(jìn)程變化的特點(diǎn)，為大麥葉片、穗下莖及葉鞘表皮蠟質(zhì)的合成及大麥蠟質(zhì)合成相關(guān)基因的研究奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)計(jì)

供試材料為大麥Morex，由西北農(nóng)林科技大學(xué)小麥分子生物學(xué)與育種實(shí)驗(yàn)室提供。于2016年10月種植大麥于西北農(nóng)林科技大學(xué)北校區(qū)西區(qū)科研試驗(yàn)田，翌年分別選取葉片、孕穗期和揚(yáng)花期穗下莖及葉鞘進(jìn)行蠟質(zhì)浸提，并對(duì)其進(jìn)行氣相色譜分析和掃描電鏡分析。

1.2 方 法

1.2.1 樣品制備

分別用鑷子隨機(jī)選取大麥種植日后100、130、160、190、210和240 d的頂部葉片作為供試樣品；在大麥孕穗期和揚(yáng)花期，隨機(jī)選取穗下莖和葉鞘作為供試樣品，每種樣品4個(gè)重復(fù)。用掃描儀分別對(duì)樣品進(jìn)行掃描，用Image J 軟件計(jì)算表面積，計(jì)算方法：在Image J軟件中打開(kāi)需要計(jì)算面積的葉片，在Set Scale菜單中設(shè)定已知距離，選定待測(cè)葉片后，待測(cè)葉面積被紅色自動(dòng)填充，在Analyze菜單欄中選擇Analyze Particles計(jì)算葉面積，若需計(jì)算總面積，可勾選Summarize，輸出結(jié)果可粘貼至Excel表中進(jìn)行處理。

1.2.2 蠟質(zhì)提取及GC-MS 樣品制備

室溫條件下，在通風(fēng)櫥內(nèi)將樣品浸沒(méi)在裝有30 mL 氯仿的50 mL 玻璃燒杯中，1 min 后取出(期間用鑷子輕翻葉片使其充分被氯仿浸沒(méi))，加入10 μL C24烷烴(1 mg·mL-1)作為內(nèi)標(biāo)，混勻。待氯仿部分揮發(fā)后，將剩余溶液過(guò)濾至15 mL 樣品瓶中，吸取3 mL 氯仿漂洗燒杯2次并全部過(guò)濾至樣品瓶中。待過(guò)濾液在通風(fēng)櫥揮發(fā)至1 mL 時(shí)，將其轉(zhuǎn)入GC 樣品瓶中，吸取1 mL 氯仿漂洗過(guò)濾液樣品瓶并全部轉(zhuǎn)入GC 樣品瓶。用氮?dú)鈱悠反蹈桑尤?0 μL 吡啶、30 μL雙(三甲基硅烷基)三氟乙酰胺[Bis(trimethylsilyl) trifluoroacetamid]，立即蓋好瓶蓋，70 ℃衍生反應(yīng)60 min，用氮?dú)夂銣卮蹈蓛x將反應(yīng)液吹至完全干燥后加入1 mL 氯仿回溶，供GC-MS分析。

1.2.3 蠟質(zhì)成分分析

采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(GC-MS-QP2010，日本島津)測(cè)定、分析蠟質(zhì)成分。

檢測(cè)條件：進(jìn)樣量1 μL，進(jìn)樣口溫度280 ℃，分流比2∶1，檢測(cè)器溫度320 ℃，掃描離子50～600 amu，載氣為氦氣(He2)。升溫程序：50 ℃ 保持2 min；以20 ℃·min-1升溫至240 ℃，保持2 min；以1.5 ℃·min-1升溫至320 ℃，保持15 min。

根據(jù)質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)蠟質(zhì)各組分進(jìn)行定性分析和鑒定。利用Lab Solution 軟件對(duì)各組分離子峰的面積進(jìn)行積分，參照C24內(nèi)標(biāo)定量分析蠟質(zhì)各組分化合物。

蠟質(zhì)絕對(duì)含量=各組分化合物離子峰面積/內(nèi)標(biāo)C24離子峰面積×內(nèi)標(biāo)C24體積/樣品體積

相對(duì)含量=絕對(duì)含量/總含量×100%

1.2.4 掃描電鏡觀察

選擇邊緣平整、形態(tài)良好的葉片、穗下莖和葉鞘用回形針固定在白紙上，放置于干燥箱中，待完全干燥后進(jìn)行掃描電鏡觀察并拍照。

掃描電鏡方法：將完全干燥的樣品取出，用小刀切取2.5 mm×2.5 mm 的正方形放在導(dǎo)電膠上，將導(dǎo)電膠粘貼在托盤上，抽真空后噴金鍍膜(Hitachi,E-1045)，在冷場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡(Hitachi,S-4800)中掃描觀察蠟質(zhì)晶體。

1.3 數(shù)據(jù)分析

用Excel 2010和DPS 7.05對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，使用Duncan新復(fù)極差法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 大麥表皮蠟質(zhì)組分各化合物的碳鏈分布

由GC-MS分析氣相色譜離子峰圖的分布情況可以得出，大麥不同組織表皮蠟質(zhì)各化合物得到了很好的分離，經(jīng)質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫(kù)檢索，各組織表皮蠟質(zhì)化合物種類共鑒別出20種，分別為烷烴、初級(jí)醇、脂肪醛、脂肪酸和二酮。其中，烷烴有5種，主要是奇數(shù)碳原子，碳鏈長(zhǎng)度為C25～C33烷烴；初級(jí)醇有5種，主要是偶數(shù)碳原子，碳鏈長(zhǎng)為C22～C30初級(jí)醇；醛有4種，主要是偶數(shù)碳原子，碳鏈長(zhǎng)為C24～C30；脂肪酸有4種，主要是偶數(shù)碳原子，碳鏈長(zhǎng)為C22～C28；二酮有2種，分別為碳鏈長(zhǎng)為C31的β-二酮和其衍生物羥基-β-二酮。

2.2 大麥不同時(shí)期葉片表皮的蠟質(zhì)組分及含量

對(duì)大麥葉片蠟質(zhì)組分進(jìn)行定量分析，結(jié)果(圖1)表明，大麥葉片表皮蠟質(zhì)化學(xué)組分有初級(jí)醇、烷烴、醛、二酮和脂肪酸。初級(jí)醇是大麥葉表蠟質(zhì)的主要成分，以C26醇的含量最高(圖2)。在葉片發(fā)育100～190 d期間，大麥葉片蠟質(zhì)總量持續(xù)穩(wěn)定增加，生長(zhǎng)至210 d，葉片蠟質(zhì)總量呈逐漸降低的趨勢(shì)，在240 d時(shí)趨于穩(wěn)定(圖1)。由此可見(jiàn)，大麥葉片蠟質(zhì)含量隨發(fā)育進(jìn)程推移呈先增加后降低趨勢(shì)。由表1可知，在大麥發(fā)育100～190 d時(shí)，葉片的表皮蠟質(zhì)組成主要是初級(jí)醇(78.25%～85.44%)，其次是烷烴(5.20%～7.48%)、醛(4.15%～6.03 %)、二酮(1.94%～7.88%)和脂肪酸(0.91%～0.97%)；210～240 d時(shí)，葉片蠟質(zhì)主要成分是初級(jí)醇(79.39%～80.12%)，其次是二酮(7.77%～9.38%)、烷烴(5.78%～6.66%)、醛(3.87%～4.19%)和脂肪酸(1.58%～1.27%)。由此可見(jiàn)，在大麥不同發(fā)育時(shí)期，葉片表皮各蠟質(zhì)組分之間存在差異。發(fā)育100～240 d期間，大麥葉片蠟質(zhì)組分中初級(jí)醇的含量先升高后降低。100 d時(shí)，由于大麥處于蠟質(zhì)發(fā)育初期階段，蠟質(zhì)各組分含量均較低。120 d 時(shí)，蠟質(zhì)組分中初級(jí)醇含量急劇增加，達(dá)到了12.35 μg·cm-2，且處于主導(dǎo)地位，烷烴、醛、脂肪酸和二酮有少量增加。在190 d時(shí)初級(jí)醇含量達(dá)到最大值(14.53 μg·cm-2)，烷烴、醛和脂肪酸的含量也達(dá)到頂峰。在發(fā)育后期(210～240 d)初級(jí)醇的含量持續(xù)降低并趨于穩(wěn)定，烷烴、醛和脂肪酸的含量也在逐漸減少。初級(jí)醇的絕對(duì)含量在100 d和190 d之間直續(xù)增加，但其相對(duì)含量卻在190 d時(shí)最低；210～240 d時(shí)，初級(jí)醇的絕對(duì)含量和相對(duì)含量均較100～160 d有所下降；而二酮的相對(duì)含量整體呈增加趨勢(shì)，在240 d時(shí)最大(9.38%)(圖1，表1)。

圖1 大麥葉片蠟質(zhì)各組分和總蠟質(zhì)含量Fig.1 Absolute components and total wax content of barley leaf wax

大麥蠟質(zhì)中初級(jí)醇分別為C22醇、C24醇、C26醇、C28醇和C30醇的偶數(shù)碳鏈長(zhǎng)度。其中，C26醇是大麥葉片蠟質(zhì)初級(jí)醇的主要成分，在大麥發(fā)育的各個(gè)時(shí)期含量均最高，C24醇、C28醇和C22醇次之，C30醇最少。大麥生長(zhǎng)至190 d 時(shí)，各碳鏈長(zhǎng)度的初級(jí)醇含量均達(dá)到最高，以C26醇的含量最高。綜上所述，在此時(shí)期大麥葉片在進(jìn)行充分地蠟質(zhì)合成，初級(jí)醇的合成最活躍。210～240 d時(shí)，C26醇劇減，其他碳鏈長(zhǎng)度的初級(jí)醇也有明顯降低(圖2)。

表1 大麥葉片蠟質(zhì)各組分的相對(duì)含量Table 1 Relative contents of wax components of barley leaves %

圖2 大麥葉片蠟質(zhì)不同碳鏈長(zhǎng)度初級(jí)醇含量Fig.2 Content of different carbon chains of primary alcohols in barley leaf wax

2.3 大麥孕穗期及揚(yáng)花期穗下莖和葉鞘的蠟質(zhì)組分及含量

對(duì)大麥孕穗期和揚(yáng)花期穗下莖和葉鞘蠟質(zhì)進(jìn)行分析，結(jié)果表明，穗下莖和葉鞘表皮蠟質(zhì)主要成分均由烷烴、初級(jí)醇、醛、脂肪酸和二酮組成，以二酮含量高，初級(jí)醇次之，烷烴、醛和脂肪酸含量較少。大麥從孕穗期到揚(yáng)花期，穗下莖和葉鞘蠟質(zhì)總量及各組分含量均呈現(xiàn)增加的趨勢(shì)(圖3)。不同器官在不同時(shí)期蠟質(zhì)各組分的含量不同，葉鞘蠟質(zhì)總量均比穗下莖高。穗下莖中，二酮含量最高(73.84%～75.47%)，初級(jí)醇(7.97%～15.08%)、烷烴(8.25%～12.39%)和醛(1.65%～2.35%)次之，脂肪酸(0.87%～1.43%)最少；在葉鞘中，同樣是二酮含量最高(69.82%～86.85%)，初級(jí)醇(7.13%～16.35%)、烷烴(3.87%～7.96%)和醛(1.28%～3.79%)次之，脂肪酸(1.01%～2.07%)最少(表2)。在大麥揚(yáng)花期，穗下莖和葉鞘蠟質(zhì)各組分含量均達(dá)到最高，以二酮含量最高，分別達(dá)到了5.43 μg·cm-2和17.20 μg·cm-2(圖2)。

比較各蠟質(zhì)組分的鏈長(zhǎng)分布(圖4)發(fā)現(xiàn)，穗下莖中，不同碳鏈長(zhǎng)度的烷烴以C31烷烴為主，其次是C29、C27和C25烷烴，C33烷烴最少，且在揚(yáng)花期的含量均略高于孕穗期；初級(jí)醇主要由C22、C24、C26、C28和C30醇構(gòu)成，其中，C30醇的含量最高，C26醇、C28醇和C24醇次之，C22醇最少，且在揚(yáng)花期含量均明顯增加；醛以碳鏈長(zhǎng)度為C24醛為主，其次是C30醛和C26醛，C28醛最少，且在孕穗期和揚(yáng)花期間無(wú)明顯差異；脂肪酸主要由C22、C24、C26和C28酸構(gòu)成，在孕穗期，C28酸占主導(dǎo)地位，在揚(yáng)花期，C26酸占主導(dǎo)地位，C22和C24酸的含量在兩個(gè)時(shí)期差異不明顯。在葉鞘中，烷烴中C29烷烴含量最高，其次是C31、C27和C25烷烴，C33烷烴最少，且其在揚(yáng)花期含量均較高，以C29烷烴的含量變化最明顯。初級(jí)醇各碳鏈長(zhǎng)度醇含量依次為C30、C26、C28、C24和C22，且在揚(yáng)花期的含量均較高，其中C30初級(jí)醇含量增加最明顯。不同碳鏈長(zhǎng)度的醛以C30醛為主，其次是C24和C28醛，C26醛相對(duì)較少，且在揚(yáng)花期的含量均明顯較高，其中C30醛的含量增加最明顯。不同鏈長(zhǎng)的脂肪酸中，C28脂肪酸的含量最高，其次是C24和C22脂肪酸，C26脂肪酸最少，且在揚(yáng)花期的含量均明顯較高，以C22脂肪酸增幅最大。結(jié)果表明，孕穗期和揚(yáng)花期大麥各器官表皮中的不同鏈長(zhǎng)的蠟質(zhì)組分含量存在差異，且各組分在揚(yáng)花期的含量均較高。

圖3 大麥孕穗期和揚(yáng)花期不同器官中蠟質(zhì)各組分含量Fig.3 Absolute contents of wax components in different organs of barley at booting stage and flowering stage表2 大麥孕穗期和揚(yáng)花期不同器官表面蠟質(zhì)各組分的相對(duì)含量Table 2 Relative contents of wax components in different organs of barley at booting stage and flowering stage %

圖4 大麥孕穗期和揚(yáng)花期不同器官表面蠟質(zhì)各組分不同碳鏈長(zhǎng)度蠟質(zhì)含量Fig.4 Absolute contents of wax in different organs of different carbon chains in barley at booting stage and flowering stage

由表3可知，不同時(shí)期大麥穗下莖和葉鞘表皮蠟質(zhì)組分二酮差異程度不同。大麥孕穗期和揚(yáng)花期，葉鞘中β-二酮的含量、羥基-β-二酮的含量及其總含量均高于穗下莖，經(jīng)觀察，大麥揚(yáng)花期葉鞘的白霜狀物質(zhì)較孕穗期更明顯。穗下莖和葉鞘中β-二酮的含量均顯著高于羥基-β-二酮(P<0.05)。孕穗期，葉鞘中β-二酮、羥基-β-二酮及總二酮的含量顯著低于揚(yáng)花期，與穗下莖中的含量差異均不顯著。

2.4 大麥不同時(shí)期葉片表皮蠟質(zhì)晶體結(jié)構(gòu)的變化

大麥葉片表皮蠟質(zhì)晶體的掃描電鏡結(jié)果(圖5)顯示，大麥發(fā)育不同時(shí)期葉片上下表面的蠟質(zhì)晶體均呈現(xiàn)片狀結(jié)構(gòu)，且不均勻覆蓋在整個(gè)葉片表面上。不同發(fā)育時(shí)期表皮蠟質(zhì)片狀晶體的密度存在明顯差異。在發(fā)育100 d時(shí)，片狀晶體分布較稀疏，且葉片上表面片狀晶體的分布較下表面更密集(圖5A、B)。隨著大麥的生長(zhǎng)發(fā)育，片狀晶體的分布越來(lái)越致密，160 d(圖5E、F)和190 d(圖5G、H) 晶體分布最致密，與大麥葉片蠟質(zhì)總量變化一致，210 d 片狀晶體相對(duì)較稀疏(圖5I、J)，240 d 時(shí)蠟質(zhì)晶體致密程度基本保持不變(圖5K、L)。結(jié)合初級(jí)醇在各時(shí)期的含量變化推測(cè)，初級(jí)醇的生成可能是導(dǎo)致大麥葉片蠟質(zhì)晶體呈現(xiàn)片狀的原因之一。

表3 大麥孕穗期和揚(yáng)花期不同器官表皮蠟質(zhì)二酮的絕對(duì)含量Table 3 Absolute contents of diketones in different organs in barley at flowering stage and mature stage μg·cm-2

同列數(shù)據(jù)后不同字母表示差異在0.05水平顯著。

Different letters following the values in same column indicate significant difference at 0.05 levels.

A和B:葉片上下表面(100 d)；C和D:葉片上下表面(130 d)；E和F:葉片上下表面(160 d)；G和H:葉片上下表面(190 d)；I和J:葉片上下表面(210 d)；K和L:葉片上下表面(240 d)。

A and B:Adaxial and abaxial surface of leaf(100 d); C and D:Adaxial and abaxial surface of leaf(130 d); E and F:Adaxial and abaxial surface of leaf(160 d); G and H:Adaxial and abaxial surface of leaf(190 d); I and J:Adaxial and abaxial surface of leaf(210 d); K and L:Adaxial and abaxial surface of leaf(240 d).

圖5大麥葉片表皮晶體的掃描電鏡觀察

Fig.5Cuticularwaxcrystalsontheleafsurfaceofbarley

2.5 大麥穗下莖和葉鞘表皮蠟質(zhì)晶體結(jié)構(gòu)

如圖6顯示，大麥穗下莖和葉鞘的蠟質(zhì)晶體均呈棒狀結(jié)構(gòu)。與孕穗期比較，揚(yáng)花期穗下莖和葉鞘表皮蠟質(zhì)晶體分布均更致密，其中，葉鞘表皮蠟質(zhì)晶體變化較為明顯，且孕穗期和揚(yáng)花期葉鞘表皮蠟質(zhì)晶體較穗下莖更為致密。

3 討 論

本研究從大麥葉片、穗下莖和葉鞘表皮蠟質(zhì)共鑒定出20種蠟質(zhì)化合物，分別為烷烴、初級(jí)醇、醛、脂肪酸和二酮，其含量存在明顯差異，這與對(duì)擬南芥表皮蠟質(zhì)組成的研究結(jié)果一致[7]。研究發(fā)現(xiàn)，擬南芥表皮蠟質(zhì)的合成通路主要為合成初級(jí)醇的酰基還原途徑與合成醛、烷烴、酮的脫羰途徑兩種[16]。依據(jù)大麥葉片蠟質(zhì)組分推測(cè)，大麥葉片表皮蠟質(zhì)的合成途徑與擬南芥相似，但供試材料的穗下莖和葉鞘主要合成二酮，與擬南芥不同，這與羅文巧等[9]研究結(jié)果一致，推測(cè)大麥表皮蠟質(zhì)的合成基因可能與擬南芥存在差異。

A:孕穗期穗下莖；B:揚(yáng)花期穗下莖；C:孕穗期葉鞘；D:揚(yáng)花期葉鞘。

A:Peduncle at booting stage; B:Peduncle at flowering stage; C:Leaf sheath at booting stage; D:Leaf sheath at flowering stage.

圖6大麥孕穗期和揚(yáng)花期不同器官表皮蠟質(zhì)晶體的掃描電鏡觀察

Fig.6Cuticularwaxcrystalsonthesurfaceindifferentorgansofbarleyatfloweringstageandmaturestage

不同時(shí)期大麥葉片表皮蠟質(zhì)成分存在很大的差異，大麥從三葉期(100 d)到揚(yáng)花期(190 d)蠟質(zhì)含量逐漸增加，隨后逐漸降低并趨于穩(wěn)定。穗下莖和葉鞘中蠟質(zhì)總量變化趨勢(shì)同葉片，推測(cè)在大麥的揚(yáng)花期(190 d)之前，大麥表皮處于蠟質(zhì)合成和發(fā)育階段，蠟質(zhì)合成活躍，各組織蠟質(zhì)含量逐步增加。進(jìn)入成熟期(210～240 d)后，蠟質(zhì)合成減弱，蠟質(zhì)發(fā)育基本完成，因此蠟質(zhì)含量也降低。汪 勇等[17]研究發(fā)現(xiàn)，在小麥葉片發(fā)育早期(100 d)，初級(jí)醇的含量最高，隨后逐漸降低。而本研究發(fā)現(xiàn)，在大麥葉片發(fā)育早期(100 d)，初級(jí)醇的含量極低，隨后呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢(shì)，并在190 d達(dá)到最高。推測(cè)可能是因?yàn)槠贩N不同所致。分析不同碳鏈長(zhǎng)度的蠟質(zhì)組分，發(fā)現(xiàn)大麥葉片表皮蠟質(zhì)成分主要是C22～C30偶數(shù)碳鏈長(zhǎng)度的初級(jí)醇，以C26醇含量最高，其次是烷烴和醛，分別以C25～C33奇數(shù)碳鏈和C24～C30偶數(shù)碳鏈為主，二酮和脂肪酸的含量相對(duì)較少，其中脂肪酸的碳鏈長(zhǎng)度以C22～C28偶數(shù)碳鏈為主。大麥葉片表皮蠟質(zhì)組成中，C26初級(jí)醇的含量最高，且葉片上下表皮蠟質(zhì)晶體均呈現(xiàn)密集的片狀結(jié)構(gòu)，推測(cè)初級(jí)醇可能是使表皮蠟質(zhì)呈現(xiàn)片狀晶體結(jié)構(gòu)的主要原因，這與張蕓蕓等[18]發(fā)現(xiàn)小麥葉片下表皮蠟質(zhì)晶體結(jié)構(gòu)為柱狀的研究結(jié)果不同，可能由于大麥表皮蠟質(zhì)組成與小麥存在差異。

大麥不同器官的表皮蠟質(zhì)成分也存在很大的差異。孕穗期和揚(yáng)花期穗下莖和葉鞘的蠟質(zhì)主要成分為二酮，且蠟質(zhì)晶體呈現(xiàn)棒狀形態(tài)，這與擬南芥莖稈的片狀晶體不同，與長(zhǎng)角果莖稈的晶體形態(tài)一致[19]。Barthlott等[20]研究證明，棒狀晶體的形成主要是因?yàn)橄炠|(zhì)中的二酮成分比較高。本研究發(fā)現(xiàn)，葉鞘和穗下莖表皮二酮的含量顯著高于其他蠟質(zhì)組分，且蠟質(zhì)晶體呈棒狀形態(tài)，可初步認(rèn)為大麥中蠟質(zhì)晶體呈現(xiàn)棒狀形態(tài)與二酮有關(guān)。Zhang等[21]研究發(fā)現(xiàn)，二酮的含量是影響白霜狀表型差異的主要原因之一。本研究中，揚(yáng)花期大麥葉鞘和穗下莖表面的有明顯白霜狀蠟質(zhì)，推測(cè)大麥葉鞘和穗下莖表面的白霜狀與高含量二酮有關(guān)。植物表皮蠟質(zhì)的合成及晶體形態(tài)與環(huán)境脅迫直接相關(guān)，干旱條件下植物為防止水分散失，表皮蠟質(zhì)的含量普遍增多，且蠟質(zhì)晶體密布植物表皮。一般認(rèn)為蠟質(zhì)含量越高，植物的抗旱性越強(qiáng)，抗病蟲害能力越好[22]。本研究中，大麥不同器官的表皮有著豐富的蠟質(zhì)，這些蠟質(zhì)成分對(duì)于大麥對(duì)抗干旱等逆境有著重要的作用。本研究首次對(duì)大麥葉片蠟質(zhì)的發(fā)育進(jìn)行了研究，分析了大麥不同組織的蠟質(zhì)成分變化，對(duì)今后進(jìn)一步研究大麥蠟質(zhì)組分的合成機(jī)理奠定了基礎(chǔ)。

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