甘薯膨大及其机理的研究

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1、甘薯膨大机理的研究甘薯块根形成与膨人过程的组织结构和细胞分化规律是甘薯栽培和育种的基础理论之一。在这方面国外早有报道，我国李曙轩于1956年对甘薯块根的发育形态曾作过研究⑶⑷；郑尧于1958年对前人在甘暮块根形成机构的理论方面研究做了较系统的总结和探讨⑸；日木国分祯二（1973、1976）对甘薯块根的淀粉积累机能与其输导组织和贮藏组织之间的关系做了研究，提出了低、屮、高和特高淀粉含量的薯块构造模式（7）⑻。近年來北京农业大学陆漱韵等对甘暮块根形成的形态学及高淀粉育种早期鉴定进行了研究，提出高淀粉育种早期鉴定吋期和指标⑹。把甘薯形态

2、学与育种、栽培实践结合起来，对生产和理论都是很有价值的。一、甘薯的生物学特性甘薯块根是由不定根形成的，所以每株可形成多个块根，这个特点有利于其提高产量。甘薯不定根幼根有块根、细根纤维根、梗根三种不同形态，它们在幼根阶段没冇太大的形态差别。但在生长过程屮，由于根原基形成早晚及环境条件的差异，幼根形成后便向这三个方向发展。薯苗栽插后一天，不定根根原基发育出根冠，突破茎节表皮长出，形成得早的根原基多发冇成粗根，形成得晚的根原基多发育成细根。粗根原生木质部较多,有利于形成层的形成与活动，因而有利于发育成块根。再者，粗根导管多，也有利于水分

3、和养分的输送。而细根则反Z。另外，幼根向何方发育，也与环境条件冇关。在适宜条件下幼根可逐渐膨大为块根;细根在适宜条件下也可转化为块根。若块根在膨大过程屮遇到不良条件,则根内组织会发生变化，不能继续膨大而变为梗根。一般认为梗根徒耗养料，生产上无应用价值。二、甘薯块根的初生结构及形成…块根个数？（不定根的哪些活动与结薯个数有关？）王心钗等于1985年对卄薯块根淀粉含量高低4种不同类型35个品种根的初生结构进行了比较研究。采用剪蔓打插的方式（7月），分别在栽植5天、10天后，取甘薯健壮根的根毛区上部最粗处1厘米左右1段，用FAA固定石蜡

4、切片,厚度15微米，番红~固绿染色。对各类型冇代表性的品种进行重复观察。计算根横切而面积、小柱而积、皮层而积、皮层细胞层数等形态学参数。观察结果表明：1栽植5天后，所有品种均由基节处生长出5〜7条不定根（即基根），长度为10〜20厘米，横切而检查，初生结构已形成。廿薯不定根的初生结构属典型双子叶植物根的初生结构：即由表皮层、皮层和中柱三部分组成，中央有发达的薄壁细胞髓部。表皮层与根毛：表皮层由一层排列紧密的小型薄壁细胞组成，部分表皮细胞外壁突起形成氏短不一的根毛。皮层:表下由排列疏松的8一12层薄壁细胞组成，皮层区宽（厚度）为21

5、0〜405微米。内皮层的细胞较小，排列成整齐的环状，紧贴中柱鞘细胞，冇的品种在英横壁和径向壁上可见到己有凯氏带（点）的产生。中柱：屮柱最外一层细胞较小，排列紧密，即中柱鞘细胞。屮柱内原生韧皮部与原生木质部呈束状相间排列。不同品种间的原生木质部的束数冇明显的差异。个别少的只有3束，多的则可达8束至9束，大多数品种为5〜6束。同一品种不同株间或同株不同根间存在着1・3束的差异。每个原生木质部束由3〜6个导管组成。构成原生木质部的导管大小不一，靠外缘与中柱鞘相接的导管较小；而成熟分化早，随着向中心延伸而逐渐增大故呈长三角形。各导管间重叠

6、排列，无细胞间隙和薄壁细胞。原生韧皮部束排列呈放射状，靠屮柱外缘与屮柱鞘相接。韧皮部由筛管、伴胞和小型的薄壁细胞组成。原牛木质部与原牛韧皮部之间充满薄壁细胞，中央有明显的髓部，髓的中心部分细胞大，而周缘部分的细胞则较小。从侧根的起源与分化的情况来看，廿薯不定根的侧根发生较早，杆插5天后,在初牛结构分化成熟过程中，己较普遍地观察到侧根原基的发牛，且有规律性，都是由对着原生木质部尖端的屮柱鞘薄壁细胞产生的。先是平周分裂，接着向其他方向分裂，形成了一小群分生组织细胞，即侧根原墓。侧根原基生长分化速度快，很快穿破皮层、表皮，向垂直方向伸氏

7、到母根外面。在未穿出母根之前，在母根的横切面上止是其纵切面，根据其细胞的形态结构可明显地分出：根冠、顶端分生组织和初生分生组织三部分。在侧根原基生长分化过程屮，英韧皮部分子和木质部分子随之分化，并与母根中相当的分子相连接，即侧根原基近轴端细胞先分化成维管分子（可以清晰分出螺纹导管、环纹导管）。栽植10天后，初生结构进一步分化成熟，开始进入次生生长。根明显增粗,中柱增粗的速度大于皮层。皮层细胞增大，而层数不再增加。皮层中间数层细胞与初生韧皮部（难以区分原生韧皮部与后生韧皮部）相对应的位置上细胞溶解，产生溶腔。这样有儿个初生韧皮部束就

8、有儿个溶腔（图版④），随着根的增粗，溶腔逐渐扩大。原生木质部导管壁继续加厚，木化程度随Z增强。中柱的屮央分化出一至数个大型的中央后生木质部导管，有的还夹有厚壁细胞与原生木质部导管连接形成实心的中央柱，使初生木质部呈星芒状，为外始式。也有屮央细胞不分