-
松脂是由松属Pinus树种中分泌细胞分泌而成的一种主要由萜烯类化合物构成的无色透明状次生代谢产物, 储藏在松树针叶以及枝和茎的木质部与韧皮部的树脂道系统内[1-6]。松脂可分离出松节油和松香, 具有很高的经济价值和生态价值。松节油具有很强的同分异构能力, 是一种良好的溶剂, 广泛应用于油漆、冶金、纺织等工业领域, 此外可用于生产一些药物, 如驱蛔脑、冰片、樟脑等, 以及聚萜烯树脂等多种树脂。松香广泛用于印刷油墨、绝缘材料、造纸施胶、涂料、油漆、合成橡胶、肥皂、人造甘性油、软化剂和干燥剂等领域。如今, 人们还对松香进行了改性, 生产出聚合松香、歧化松香和氢化松香等一系列产品, 使松香的价值得到了进一步提高[7-8]。云南松Pinus yunnanensis是松属的一种常绿乔木, 以滇中高原为中心, 向四周分布, 整个分布区呈现不规则的多角形状, 其分布区面积占云南省森林面积的70%。成林主要分布在海拔1 000~3 200 m的地区, 是西南地区主要的采脂树种[9]。云南松单株之间泌脂量差异明显, 单株年产脂量最高可达11.00 kg, 而最低的甚至小于1.00 kg, 直接影响了人们对云南松采脂利用的经济效益。研究表明:高产脂马尾松Pinus massoniana针叶树脂道个数明显高于普通产脂量类型, 针叶树脂道数目与矫正产脂量、日产脂量和10 cm侧沟产脂量均存在显著相关。马尾松针叶树脂道个数越多, 其产脂力越高[10]。此外, 分泌细胞个数与思茅松Pinus kesiya var.langbianensis的产脂力有密切关系, 分泌细胞个数越多, 其产脂力越高[11]。关于云南松产脂量与针叶及树干解剖学之间关系的研究较少。鉴于此, 本研究以不同产脂量的云南松为对象, 研究云南松的解剖学特征及外界刺激对它产生的影响, 旨在为选育云南松高产脂优树和建立高产脂林定向培育技术体系提供依据。
HTML
-
从60株云南松年产脂量的直方分布图(图 1)可以看出:云南松最低年产脂量、最高年产脂量和平均年产脂量分别为0.80, 11.70和5.88 kg。经单样本K-S检验, 云南松年产脂量呈正态分布(5.88, 2.53), 年产脂量小于8.41 kg并且大于3.35 kg的概率为68.30%, 而年产脂小于2.35 kg或者大于8.41 kg的概率均为15.85%。以此来衡量高、低产脂量的标准, 即高产脂量云南松为年产脂量大于8.41 kg, 低产脂产脂量云南松为年产脂量小于3.35 kg。
-
相关分析(图 2)表明:云南松产脂量与针叶树脂道个数、分泌细胞个数达极显著正相关(P<0.01), 说明针叶树脂道个数和分泌细胞越多, 云南松产脂量越大。同时云南松产脂量与针叶树脂道面积没有相关关系(P>0.05)。
-
相关分析(图 3)表明:云南松产脂量与树干韧皮部树脂道个数、木质部树脂道个数和分泌细胞个数均达到了极显著正相关(P<0.01), 说明随着树干韧皮部树脂道个数、木质部树脂道个数和分泌细胞个数的增加, 云南松的产脂量也随之增加。云南松产脂量与树干韧皮部树脂道直径和木质树脂道面积没有相关关系(P>0.05)。
-
高产脂云南松针叶树脂道个数是低产脂云南松个数的3.9倍, 高产脂云南松针叶分泌细胞个数是低产脂云南松的5.4倍(表 1), 并且高、低产脂量云南松针叶树脂道个数和分泌细胞个数均差异极显著(P<0.01), 而高、低产脂量云南松针叶树脂道平均面积差异不显著(P>0.05)。说明高产脂云南松针叶树脂道个数和分泌细胞个数极显著高于低产脂云南松。
产脂类型 树脂道数/个 树脂道平均面积/μm2 分泌细胞数/个 高产月旨 9.75 ± 0.50 aA 83.54 ± 28.74 aA 78.75 ± 1.26 aA 低产脂 2.50 ± 0.58 bB 65.51 ± 18.29 aA 14.50 ± 3.51 bB 说明:数值为平均值±标准差,同一指标不同小写字母表示差异显著(P < 0.05),不同大写字母表示差异极显著(P < 0.01) Table 1. Anatomical characteristics of Pinus yunnanensis in leaves
-
高、低产脂量云南松韧皮部树脂道个数分别为100.63和56.25个, 木质部树脂道个数分别为88.13和13.13个, 分泌细胞个数为别为317.25和31.50个。高产脂云南松韧皮部树脂道个数、木质部树脂道个数和分泌细胞个数分别是低产脂云南松的1.8倍、6.7倍和10.1倍(表 2), 并且高、低产脂量云南松树干韧皮部树脂道个数、木质部树脂道个数和分泌细胞个数均差异显著(P<0.01), 而高、低产脂量云南松树干韧皮部树脂道直径和木质部树脂道面积差异不显著(P>0.05)。说明高产脂云南松树干韧皮部树脂道个数、木质部树脂道个数和分泌细胞个数极显著高于低产脂云南松。
产脂类型 韧皮部树脂道数/(个·cm-2) 韧皮部树脂道直径/mm 木质部树脂道数/(个·cm-2) 木质部树脂道面积/μm2/ 分泌细胞数/个 高产脂 100.63 ± 3.75 aA 1.91 ± 0.56 aA 88.13 ± 10.28 aA 140.66 ± 3.97 aA 317.25 ± 7.02 aA 低产脂 56.25 ± 6.29 bA 1.87 ± 0.47 aA 13.13 ± 2.39 bA 148.00 ± 8.30 aA 31.50 ± 5.75 bA 说明:数值为平均值±标准差,同一指标不同小写字母表示差异显著(P < 0.05),不同大写字母表示差异极显著(P < 0.01) Table 2. Anatomical characteristics of Pinus yunnanensis in branches
-
在云南松受到外界刺激8 d后, 机械损伤和茉莉酮酸甲酯处理的高、低产脂量云南松树干韧皮部树脂道、木质部树脂道个数和分泌细胞个数显著高于1.0 g·kg-1吐温20处理的高、低产脂量云南松(P<0.05), 而韧皮部树脂道直径和木质部树脂道面积, 3个处理之间差异不显著(P>0.05)(表 3)。处理35 d后, 机械损伤的高产脂云南松树干韧皮部树脂道个数、木质部树脂道个数和分泌细胞个数分别增加16.50个·cm-2, 7.23个·cm-2和5.04个, 低产脂云南松树干韧皮部树脂道个数、木质部树脂道个数和分泌细胞个数分别增加19.65个·cm-2, 8.60个·cm-2和5.51个。此外, 茉莉酮酸甲酯处理的高产脂云南松树干韧皮部树脂道个数、木质部树脂道个数和分泌细胞个数分别增加14.25个·cm-2, 6.10个·cm-2和2.8个, 低产脂云南松树干韧皮部树脂道个数、木质部树脂道个数和分泌细胞个数分别增加16.58个·cm-2, 7.03个·cm-2和3.09个。两者均显著高于1.0 g·kg-1吐温20处理的高、低产脂量云南松(P<0.05)。机械损伤和茉莉酮酸甲酯处理8 d后, 高、低产脂量云南松树干各指标均比后期变化大, 而1.0 g·kg-1吐温20处理的基本没变化。
取样次序 韧皮部树脂道数/(个·cm-2) 韧皮部树脂道直径/mm 木质部树脂道数/(个·cm-2) 木质部树脂道面积/μm2 分泌细胞数/个 高产脂 低产脂 高产脂 低产脂 高产脂 低产脂 高产脂 低产脂 高产脂 低产脂 1 P 100.63±3.75
A 110.88±1.88 a56.25±6.29
66.63±1.63 a1.91±0.56
2.15±0.18 a1.87±0.46
2.19±0.34 a88.13±10.28
92.98±5.90 a13.13±2.39
18.15±2.53 a140.66±3.97
l45.68±3.64 a148.00±8.30
l53.05±8.56 a317.25±7.02
320.26±2.65 a31.50±5.75
34.95±1.05 a2 B 109.05±1.08 a
C 100.65±2.88b
A 117.13±1.20 a68.35±2.08 a
56.20±4.95b
75.90±3.38 a2.09±0.21 a
1.92±0.52 a
2.26±0.24 a2.10±0.25 a
1.86±0.18b
2.32±0.23 a91.70±3.95 a
88.13±2.65b
95.35±5.30 a17.58±1.98 a
13.13±2.13b
21.73±1.00 a140.59±4.12 a
140.66±3.59 a
146.67±3.12 a148.04±7.98 a
148.00±9.12 a
146.67±3.12 a319.65±2.84 a
317.24±3.56b
322.29±4.56 a33.89±0.27 a
31.49±0.48b
37.01±1.25 a3 B 114.88±0.65 a
C 100.60±3.13 b72.83±2.45 a
56.23±5.33 b2.19±0.14 a
1..91±0.63 a2.25±0.19 a
1.87±0.42 a94.23±4.95 a
88.10±2.23 b20.15±0.63 a
13.13±4.13 b140.66±4.15 a
140.65±3.76 a148.02±7.69 a
148.03±8.17 a320.05±3.15 a
317.25±4.12 b34.59±0.95 a
31.50±2.01 b说明:数值为平均值±标准差,P表示未做任何处理,A,B和C分别表示机械损伤、茉莉酮酸甲酯处理和l.0g·kg-1吐温20处理。每次取样不同处理间字母不同表示差异显著(P < 0.05) Table 3. Anatomical characteristics of Pinus yunnanensis in branches between high and low oleoresin yield after the outside stimuli
-
主成分分析表明(表 4):5个主成分的提取量都达80%以上。第1个主成分的特征根为4.832, 累积贡献率达85%以上, 所以不需要增加主成分。根据特征根大于或者等于1的原则提取了1个主成分, 该成分包含针叶树脂道个数(x1), 针叶分泌细胞个数(x2), 韧皮部树脂道个数(x3), 木质部树脂道个数(x4)和树干分泌细胞个数(x5), 与云南松产脂量(y)的关系为:y=0.978x1+0.994x2+0.986x3+0.995x4+0.962x5, 其中木质部树脂道个数所占的载荷值最大为0.993, 因此木质部树脂道个数可作为选取高产脂云南松的重要指标。
成分 提取量 特征根 贡献率/G 累积贡献率/G 载荷 针叶树脂道个数 0.957 4.832 96.641 96.641 0.978 针叶分泌细胞个数 0.987 0.125 2.498 99.139 0.994 韧皮部树脂道个数 0.972 0.030 0.598 99.737 0.986 木质部树脂道个数 0.990 0.008 0.166 99.903 0.995 树干分泌细胞个数 0.926 0.097 0.097 100.000 0.962 Table 4. Principal component analysis