毛竹茎木质化过程的组织细胞学研究

应用光学显微镜和透射电子显微镜，并结合组织化学和细胞化学方法，研究了毛竹（Phyllostachys pubescens Mazel）茎各组织中细胞壁的木质化过程、木质素异质性、酚酸类成分的分布、木质素在细胞壁中的沉积方式以及过氧化物酶的组织、细胞化学定位等。 研究结果表明：毛竹茎的原生木质部导管在维管束发育早期就已木质化;后生木质部导管和纤维细胞在维管束分化完成后，自胞间层和细胞角隅处开始木质化;基本薄壁组织细胞木质化的发生较晚，通常在茎的节间完成伸长生长后才开始，但也有少数薄壁组织细胞始终保持非木质化的薄壁状态。根据可见光显微分光光度的分析结果，纤维细胞壁在木质化的早期，主要形成愈创木基木质素（guaiacyl lignin）, 随着木质化过程的发展，紫丁得基木质素（syringyl lignin）含量不断增加，最后成为纤维细胞壁木质素的主要组成成分。导管分子的木质素主要成分为愈创木基木质素，基本薄壁组织细胞壁为愈创木基与紫丁香基两种。 毛竹茎各组织在紫外光激发下自发荧光的荧光显微分光光度分析表明，氨水处理可以有效地识别阿魏酸的分布，如在竹笋各种幼嫩组织中均分布有阿魏酸;而用过氧化氢／冰醋酸混合液处理，则可以区分木素与结合于半纤维素中的阿魏酸和对－香豆酸，随着毛竹茎的生长和细胞壁木质化的增加，阿魏酸的含量下降。 通过对毛竹茎纤维细胞壁木质化过程中超微结构的观察表明，高尔基体、高尔基小泡、内质网、壁旁体细胞器在木质素前体的形成和运输等方面均起着重要作用，而周质微管在细胞壁木质化过程中的具体作用方式尚不明确。木质素在细胞壁中的沉积方式分别为：胞间层的木质素呈分散的颗粒状沉积方式，导管次生壁的木质素为片层状沉积方式，而在纤维细胞次生壁Sl层中，木质素为团块状的沉积方式。木质素沉积方式与纤维素微纤丝的排列有密切关系。 在毛竹茎各组织的细胞壁尚未木质化之前，过氧化物酶仅分布于细胞角隅处，随着细胞次生壁的增厚和木质化的增强，过氧化物酶可大量出现在次生壁中;在纤维细胞次生壁中，木质素含量较高的St各层，过氧化物酶活性也较强，而木质素含量较低的Sl各层，过氧化物酶活性则较弱。由此表明，过氧化物酶直接参与了细胞壁木质素的合成。另外，在茎的部分基本薄壁组织细胞和韧皮部等未木质化的细胞壁中，过氧化物酶也同样表现出较强的活性，这说明在茎的不同组织中分布的这种酶，可能是几种不同功能的同工酶形式。