【目的】通过探究花叶矢竹体细胞无性系变异株系茎秆形态、解剖结构及细胞壁组分等特征的动态变化,揭示花叶矢竹茎秆倒伏的生理机制。【方法】以发生体细胞无性系变异的花叶矢竹矮化倒伏突变体(dwarf and lodging mutant,DWF)为研究对象...
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【目的】通过探究花叶矢竹体细胞无性系变异株系茎秆形态、解剖结构及细胞壁组分等特征的动态变化,揭示花叶矢竹茎秆倒伏的生理机制。【方法】以发生体细胞无性系变异的花叶矢竹矮化倒伏突变体(dwarf and lodging mutant,DWF)为研究对象,以正常组织培养的花叶矢竹(WT)为对照,同时移栽90、180、270、和360天后,分别调查其新生竹秆的表型、横切面解剖结构、细胞壁组分含量的变化。【结果】DWF在不同移栽时期中茎秆形态、解剖结构、细胞壁组分含量与WT差异显著。1)相较于WT,DWF茎秆在4个移栽时期中均发生不同程度的倒伏,移栽90天时茎秆与地面夹角为35.27°,茎秆倒伏程度最大,移栽360天时茎秆与地面夹角为73.13°,茎秆倒伏程度最小。2)DWF茎秆直径、茎秆高度、基部节间长度极显著低于WT,移栽360天时差异最大;DWF生长缓慢,移栽270~360天时,DWF新生茎秆高度增幅仅为WT的21.41%,新生茎秆直径增幅只有WT的17.49%。3)DWF大小维管束数量及面积均极显著低于WT,移栽360天时DWF大维管束数量及面积分别比WT低65.71%及55.35%,小维管束数量及面积分别比WT低75.44%及55.51%,WT新生茎秆大小维管束数量及面积快速增长时,DWF增幅缓慢;DWF厚壁组织厚度变薄,在4个时期中与WT均存在极显著差异,分别比WT低50.21%、55.77%、54.59%、45.41%;DWF髓腔发育缓慢,移栽270天与360天时出现髓腔,髓腔直径极显著低于WT。4)随着移栽时间的延长,DWF新生茎秆的木质素、纤维素含量增加,但极显著低于WT,且半纤维素含量无显著差异,节间木质素及纤维素沉积程度也低于WT。5)DWF茎秆倒伏程度与其茎秆直径存在显著负相关关系,与大小维管束数量及面积、厚壁组织厚度、木质素及纤维素含量存在极显著负相关关系。【结论】相较于花叶矢竹WT,DWF在发育过程中,茎秆高度增长滞缓和呈现矮化,茎秆强度弱和发生倒伏。DWF茎秆直径小、大小维管束的数量少和面积小、厚壁组织厚度低,是其发生倒伏的一个重要原因;DWF细胞壁的木质素及纤维素含量低,造成其茎秆强度弱,是其发生倒伏的另一原因。
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