17個(gè)品種芒果后熟過(guò)程中果皮解剖結(jié)構(gòu)比較分析

張娥珍　廖芬　陽(yáng)仁桂　何全光　黃梅華　辛明　黃振勇

摘 要 對(duì)17個(gè)品種的芒果果皮進(jìn)行細(xì)胞學(xué)比較研究，結(jié)果表明：不同品種不同成熟度芒果的果皮細(xì)胞結(jié)構(gòu)差異明顯，隨著成熟度增加，果皮中角質(zhì)層厚度變化不明顯，但細(xì)胞壁會(huì)變薄，內(nèi)溶物明顯減少；果皮中分布有大量的分泌腔和維管束，其數(shù)量因品種和成熟度而異；芒果果皮中均觀察到有淀粉粒的存在，在完全成熟時(shí)，大部分品種的淀粉粒會(huì)完全分解，少部分品種還有少量殘存。研究結(jié)果可為芒果貯藏保鮮、加工、品種選育提供理論參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞 芒果；果皮；解剖結(jié)構(gòu)；貯運(yùn)；后熟

中圖分類(lèi)號(hào) TS 255.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A

芒果（Mangifera indica L.）是一種深受大眾喜愛(ài)，營(yíng)養(yǎng)和商品價(jià)值高的熱帶水果[1-2]，世界上芒果栽培和產(chǎn)量最多的國(guó)家主要有10個(gè)，分別是印度India（37.9%）， 中國(guó)China（12.9%），泰國(guó)Thailand（6.3%）， 墨西哥Mexico（5.9%）， 印度尼西亞Indonesia（5.2%）， 巴基斯坦Pakistan（5.9%）， 巴西Brazil（3.5%）， 菲律賓Philippines（3.5%）， 尼日利亞Nigeria（2.6%）和埃及 Egypt（1.3%）[3]。影響芒果果實(shí)品質(zhì)的因素多種多樣，包括品種、栽培氣候和條件、保鮮處理技術(shù)、貯運(yùn)條件等[4]。

水果成熟是一系列復(fù)雜生理、生化反應(yīng)的結(jié)果，很多化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果會(huì)表現(xiàn)在果實(shí)細(xì)胞結(jié)構(gòu)的變化上[5]。果皮是果實(shí)最外一層保護(hù)組織，果皮在維持果實(shí)硬度、保持水分平衡、抵抗外界不良條件的侵害、保持果實(shí)外表美觀等方面有著重要作用，果皮形態(tài)結(jié)構(gòu)的變化會(huì)直接影響果實(shí)的外觀品質(zhì)和商品價(jià)值。解剖技術(shù)是一種可以清晰觀察到果實(shí)細(xì)胞結(jié)構(gòu)變化的非常有用的技術(shù)，Natale等[6]在番石榴研究上發(fā)現(xiàn)，鈣處理對(duì)維持細(xì)胞結(jié)構(gòu)有良好作用。魏欽平[7]對(duì)不同生態(tài)區(qū)蘋(píng)果的果皮解剖結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，氣候?qū)そY(jié)構(gòu)有明顯的影響，干燥地區(qū)蘋(píng)果角質(zhì)膜厚，機(jī)械組織發(fā)達(dá)，細(xì)胞壁厚且層數(shù)多，低緯度高海拔地區(qū)的蘋(píng)果角質(zhì)厚，細(xì)胞的側(cè)壁厚。陶世蓉[8]研究表明梨果實(shí)的貯藏品質(zhì)與表皮細(xì)胞角質(zhì)、表皮細(xì)胞的栓化以及石細(xì)胞有關(guān)。李宏建[9]研究表明蘋(píng)果果皮細(xì)胞層數(shù)及細(xì)胞的長(zhǎng)寬比與硬度呈負(fù)相關(guān)，角質(zhì)層厚度與失重率呈負(fù)相關(guān)。Agata Konarska[10]比較了兩個(gè)蘋(píng)果品種貯藏前后果皮結(jié)構(gòu)差異，貯藏前后角質(zhì)層、細(xì)胞壁、淀粉粒均有不同變化。芒果方面，Evangelista[11]研究使用鈣對(duì)芒果品種Tommy Atkin果皮細(xì)胞結(jié)構(gòu)的影響，發(fā)現(xiàn)鈣處理后果實(shí)中層細(xì)胞在貯運(yùn)過(guò)程沒(méi)有明顯的降解或破損。

目前對(duì)不同品種的芒果果皮細(xì)胞結(jié)構(gòu)比較研究報(bào)道的還較少，本研究的目的主要是通過(guò)對(duì)不同品種芒果果皮細(xì)胞結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較分析，了解不同品種芒果果皮細(xì)胞結(jié)構(gòu)差異以及隨著成熟度變化的規(guī)律，分析其可能與芒果貯運(yùn)保鮮、加工技術(shù)的關(guān)系。研究結(jié)果可為芒果貯藏保鮮、加工以及品種選育提供理論參考價(jià)值。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 植物材料 17個(gè)品種芒果分別是：金煌芒、紅金龍、紅貴妃、紅象牙、新世紀(jì)、凱特芒、扁芒、紫花芒、桂熱120、桂熱10、桂熱82、桂香、桂七、杉林、玉文、美國(guó)紅芒和農(nóng)院5號(hào)。來(lái)源于廣西和海南熱作所種質(zhì)苗圃，采收期參照商品果成熟度采收，八成熟時(shí)采摘。

1.1.2 實(shí)驗(yàn)試劑與儀器 主要實(shí)驗(yàn)試劑：無(wú)水乙醇（分析純，天津市百納化工有限公司），乙酸（分析純，天津市百納化工有限公司），甲醛（分析醇，天津市百納化工有限公司），50 ℃～52 ℃，54 ℃～56 ℃，58 ℃～60 ℃切片石蠟（上海標(biāo)本模型廠），TO生物制片透明劑（分析純，廣西岑溪松香廠），碘（分析純，上海展云化工有限公司），碘化鉀（分析純，上海展云化工有限公司），中性樹(shù)膠（上海標(biāo)本模型廠）。

主要實(shí)驗(yàn)儀器：烘箱（南京旭東干燥設(shè)備廠），Leica自動(dòng)切片機(jī)切片（德國(guó)Leica RM2235）， 顯微鏡（日本Olympus BX53）。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 芒果催熟 芒果果實(shí)3～6個(gè)左右，放置在紙箱中，溫度（25±1）℃、濕度60%下自然催熟，以剛采收時(shí)為未成熟，果皮70%～80%黃時(shí)為半熟，整個(gè)果實(shí)的果皮完全黃、果肉變軟時(shí)為完全成熟。

1.2.2 芒果取樣 在芒果的3個(gè)成熟階段分別采樣，切取果實(shí)中部果皮材料，修成0.5 cm×0.5 cm×1.0 cm大小的方塊，經(jīng)FAA固定液（70%乙醇 ∶ 乙酸 ∶ 乙醛=90 ∶ 5 ∶ 5）固定，負(fù)壓處理20 min后固定48 h，用70%乙醇充分洗去FAA，樣品用75%乙醇保存在4 ℃冰箱中待進(jìn)一步觀察。

1.2.3 解剖觀察 材料參照李正理[12]常規(guī)石蠟方法制片，Leica自動(dòng)切片機(jī)切片，切片厚度10～12 μm，石蠟片以梯度濃度乙醇復(fù)水后碘-碘化鉀染淀粉，番紅-固綠對(duì)染，再經(jīng)梯度濃度乙醇脫水，TO透明劑透明，中性樹(shù)膠封片后，顯微鏡下觀察芒果表皮細(xì)胞結(jié)構(gòu)特征。

1.2.4 果皮厚度測(cè)量、分泌腔和維管束數(shù)量計(jì)算 果皮的厚度值由Leica顯微鏡測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)定（mm）。以5×物鏡視野下，計(jì)算每個(gè)視野范圍內(nèi)分泌腔和維管束的數(shù)量，每個(gè)品種每個(gè)成熟度共觀察統(tǒng)計(jì)30～40個(gè)視野，數(shù)量按個(gè)/cm2來(lái)表示。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

采用EXCEL2007和SPSS 19.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 芒果果皮細(xì)胞結(jié)構(gòu)基本特征描述

各品種芒果果皮細(xì)胞結(jié)構(gòu)基本特征詳見(jiàn)表1。芒果果皮厚度在1.5～5.0 mm左右，果皮較厚的品種有金煌芒、紅貴妃、紅金龍、紫花芒，果皮稍薄一些的品種有桂熱120、桂熱82、桂熱10、桂七、桂香和美國(guó)紅芒。

果皮主要由外表皮細(xì)胞層、中層果皮細(xì)胞層和靠近果肉薄壁細(xì)胞的內(nèi)層果皮細(xì)胞層組成（見(jiàn)圖版-1）。外表皮層由1～6層橢圓形或近圓形或扁平形的厚壁細(xì)胞組成，排列緊密，有些品種最外幾層表皮細(xì)胞壁厚，如新世紀(jì)、扁芒、玉文、桂香（見(jiàn)圖版-2～5）。最外一層表皮細(xì)胞或有栓化，有些品種最外一層表皮細(xì)胞完全栓化，如扁芒（見(jiàn)圖版-3）。隨著成熟度增加，有些品種栓化程度會(huì)加劇，如凱特芒（見(jiàn)圖版-6）。在最外一層表皮細(xì)胞外，均包被著一層厚厚的角質(zhì)層，角質(zhì)層厚度及平整度因品種而異，隨著成熟度增加，角質(zhì)層厚度無(wú)明顯變化。有些品種的角質(zhì)層特別厚，如紅金龍、新世紀(jì)、紅象牙、凱特芒、扁芒、桂香、桂七、玉文、美國(guó)紅芒，厚度與最外一層表皮細(xì)胞相當(dāng)（見(jiàn)圖版-2～10）。

中層果皮細(xì)胞為橢圓形或近圓形的厚壁細(xì)胞層組成，厚度在1.0～4.0 mm之間，分泌腔和維管束主要分布在這層細(xì)胞中。內(nèi)層果皮細(xì)胞是與果肉薄壁細(xì)胞相連的幾層細(xì)胞，該層細(xì)胞的細(xì)胞壁稍變薄，大小也比中層表皮細(xì)胞稍大，與果肉細(xì)胞層之間有明顯幾層排列稍整齊的細(xì)胞分隔，芒果果實(shí)在接近完全成熟時(shí)，內(nèi)層果皮細(xì)胞的細(xì)胞壁會(huì)降解變薄。隨著成熟度增加，各表皮層細(xì)胞壁會(huì)變薄，內(nèi)溶物減少，淀粉粒降解變少或完全消失，分泌腔和維管束數(shù)量也會(huì)發(fā)生變化（見(jiàn)圖版-11～12）。

17個(gè)品種的芒果果皮細(xì)胞中觀察到有淀粉粒分布，紅貴妃、桂熱120、桂熱82淀粉粒數(shù)量多（見(jiàn)圖版-14～16），杉林、玉文、扁芒和桂七數(shù)量少。在非?？拷砥さ牡胤骄烷_(kāi)始有淀粉粒分布的品種有新世紀(jì)、紫花芒和桂香，一般在表皮下6～7層就開(kāi)始有分布。隨著成熟度增加，淀粉很快水解消失，但也有一些品種到完全成熟時(shí)，果皮中還可觀察到少量的淀粉粒，如新世紀(jì)、紫花芒、桂熱120、桂熱10和桂熱82。不同品種果皮中淀粉粒大小也不相同，扁芒的淀粉顆粒特別小，而紫花芒、桂熱120和桂熱10淀粉顆粒較大，且大小較均一。

2.2 不同品種芒果果皮細(xì)胞層中分泌腔分布情況

芒果果皮中分布有大量的分泌腔，數(shù)量在192.33～1 112.23個(gè)/cm2之間。分泌腔的數(shù)量統(tǒng)計(jì)見(jiàn)圖1，不同品種不同成熟度的芒果果皮，分泌腔的數(shù)量有明顯差異（p<0.5）。未成熟時(shí)以金煌芒（932.33個(gè)/cm2）， 凱特芒（1 029.49個(gè)/cm2）和玉文（947.32個(gè)/cm2）3個(gè)品種最高，杉林最少（334.12個(gè)/cm2）。半熟時(shí)以玉文（920.27個(gè)/cm2）和扁芒（803.26個(gè)/cm2）較高，美國(guó)紅芒（229.35個(gè)/cm2）和紅象牙（259.79個(gè)/cm2）最少。完全成熟時(shí)以桂熱120（958.48個(gè)/cm2），桂熱10（1 112.23個(gè)/cm2）和桂熱82（1 026.23個(gè)/cm2）較高，美國(guó)紅芒最少（192.33個(gè)/cm2）。隨成熟度增加，分泌腔數(shù)量先減少，后增加，半成熟時(shí)數(shù)量最少。但扁芒和桂熱10則會(huì)隨成熟度而一直增加，增加幅度在26.58% 以上。大部分品種分泌腔數(shù)量完全成熟時(shí)均比未成熟時(shí)多，但金煌芒、紅貴妃、凱特芒和美國(guó)紅芒比未成熟時(shí)減少了30.33%以上。半成熟期分泌腔數(shù)量減少可能與細(xì)胞成熟時(shí)細(xì)胞解體有關(guān)，而完全成熟時(shí)，因細(xì)胞的不斷解體，果皮細(xì)胞層數(shù)變少，從而使單位面積分泌腔的數(shù)量又有所增加。

2.3 不同品種芒果果皮細(xì)胞層中維管束分布情況

不同品種不同成熟度的芒果果皮中維管束數(shù)量見(jiàn)圖2，維管束數(shù)量和大小也會(huì)因品種而異，數(shù)量一般在50.51～748.88個(gè)/cm2之間。未成熟時(shí)維管束多的品種有紅金龍（337.44個(gè)/cm2），凱特（748.88個(gè)/cm2）和桂香（365.21個(gè)/cm2），最少的是新世紀(jì)（50.51個(gè)/cm2）。半成熟時(shí)數(shù)量多的主要有新世紀(jì)（392.38個(gè)/cm2），紅貴妃（351.71個(gè)/cm2），扁芒（344.77個(gè)/cm2）和桂七（331.12個(gè)/cm2），最少的是金煌芒（88.90個(gè)/cm2）。完全成熟時(shí)數(shù)量多的有紅象牙（647.23個(gè)/cm2），桂香（486.75個(gè)/cm2），桂熱82（404.87個(gè)/cm2）和桂七（414.26個(gè)/cm2），最少的是美國(guó)紅芒（78.87個(gè)/cm2）和農(nóng)院5號(hào)（85.87個(gè)/cm2）。紅貴妃，新世紀(jì)，紫花芒，扁芒，桂七等幾個(gè)品種的維管束數(shù)量會(huì)隨著成熟度增加，增加幅度在35.64～676.7%，其他品種會(huì)相應(yīng)減少，減少幅度在8.78～73.22%之間。

3 討論

芒果果皮細(xì)胞結(jié)構(gòu)因品種和成熟度有較明顯的差異。在本研究中，17個(gè)品種的芒果果皮外均被有一層厚厚的角質(zhì)層，李宏建[9]、陶世蓉[8]的研究表明，角質(zhì)層厚有助于保持果實(shí)水分散失，減少水果在貯運(yùn)過(guò)程的失重率和失水率。角質(zhì)層還會(huì)延緩氣體交流，降低果實(shí)的呼吸，防止病害侵入，從而提高了水果的耐貯性，延長(zhǎng)果實(shí)貨架期。本研究中發(fā)現(xiàn)，紅金龍、新世紀(jì)、紅象牙、凱特芒、扁芒和桂七的角質(zhì)層特別厚，從解剖學(xué)角度來(lái)說(shuō)，這些品種的耐貯性會(huì)相對(duì)其他另6個(gè)品種更好。角質(zhì)層的平整度會(huì)影響果實(shí)外觀光澤度，魏欽平[7]和Agata Konarska[10]對(duì)蘋(píng)果表皮角質(zhì)層研究表明，角質(zhì)層平整的品種，外觀也比較光滑漂亮。在本研究中，杉林、玉文、美國(guó)紅芒的角質(zhì)層較平整，外觀比其他品種較為光亮。

大部分品種的芒果表皮細(xì)胞均觀察到不同程度的栓化，特別是扁芒。栓化可以提高細(xì)胞的機(jī)械強(qiáng)度，也提高了表皮細(xì)胞的抗病、抗蟲(chóng)性能。有些芒果品種外表皮細(xì)胞的細(xì)胞壁特別硬且結(jié)構(gòu)致密，可以提高果實(shí)的堅(jiān)硬度，抗機(jī)械擠壓能力強(qiáng)。在貯運(yùn)過(guò)程中可以減少堆疊造成的損傷。維管束是機(jī)械組織，有較強(qiáng)的抗壓性，數(shù)量多對(duì)提高果皮堅(jiān)硬度和抗壓能力非常有利。常金梅[13]的研究也表明，細(xì)胞結(jié)構(gòu)緊密、厚壁細(xì)胞層數(shù)多的芒果品種較抗病。

果皮中的分泌腔是分泌通道，數(shù)量太多，孔徑大，分泌乳汁多，在加工過(guò)程中會(huì)增加芒果去皮工序的操作難度，所以加工品種，最好選擇分泌腔數(shù)量少的品種，如美國(guó)紅芒，杉林，紅貴妃等。淀粉粒在所有品種的果皮中均有發(fā)現(xiàn)，淀粉粒被認(rèn)為是果皮中碳水化合物的一種暫時(shí)貯存形式，在完全成熟時(shí)淀粉基本上分降解轉(zhuǎn)化成其他物質(zhì)[14]。淀粉也被認(rèn)為與抗寒性相關(guān)，淀粉粒多的品種更耐低溫貯藏[15]。在本研究中，紅貴妃、紫花芒、新世紀(jì)、桂熱120、桂熱82淀粉粒特別多，從解剖學(xué)的角度來(lái)看，這些品種的耐寒性會(huì)更好一些。但觀察也發(fā)現(xiàn)有些品種如扁芒、杉林和語(yǔ)文淀粉特別少。

本研究主要從解剖學(xué)和細(xì)胞基礎(chǔ)的角度，分析了17個(gè)芒果品種在后熟過(guò)程的細(xì)胞變化，這些細(xì)胞結(jié)構(gòu)特征與芒果的品質(zhì)及貯藏特性之間的關(guān)聯(lián)性還需要繼續(xù)進(jìn)行進(jìn)行品質(zhì)分析和生理指標(biāo)的測(cè)定，這方面也是今后需要繼續(xù)深入研究的內(nèi)容，以期為芒果品種資源、貯藏保鮮、加工利用特性方面等研究提供更多的數(shù)據(jù)補(bǔ)充。

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