摘要：玫瑰精油提取的常規(guī)方法鑒定玫瑰品種精油含量高低需要大量的玫瑰花，不適用于玫瑰新品種的初步篩選，因此高油玫瑰新品種選育相關(guān)技術(shù)研究與開(kāi)發(fā)對(duì)玫瑰資源選育及產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有關(guān)鍵作用?；诿倒寤ò瓯砥し置诩?xì)胞是玫瑰精油合成的主要場(chǎng)所，選取19個(gè)同一地區(qū)栽培的玫瑰品種，開(kāi)展玫瑰精油含量與表皮分泌細(xì)胞內(nèi)油面積的相關(guān)關(guān)系研究。通過(guò)透射電鏡觀察染色后瑰盛開(kāi)期時(shí)的花瓣上表皮分泌細(xì)胞可知，花瓣上表皮分泌細(xì)胞大多呈橢圓形，僅存的大液泡中有大量的嗜鋨油團(tuán)塊狀或條塊狀沿細(xì)胞壁分布。重瓣白玫瑰（R.rugosa cv. plena f.alba）等5個(gè)玫瑰品種的上表皮分泌細(xì)胞中存在較多的嗜鋨油，油面積較大（106.6～184.4 μm2）。西胡2號(hào)（R.rugosa Xihu Erhao）等7個(gè)品種的油面積處于中等水平（45.8～77.4 μm2）。漢莎玫瑰（R.rugosa Hansha）等7個(gè)品種的油面積較低（5.8～44.7 μm2），其中大馬士革玫瑰（R.damascena）和大馬士革白玫瑰（R.damascena f.alba）中存在較多的淀粉粒。通過(guò)水蒸汽蒸餾法提取獲得各玫瑰品種的精油，不同品種之間的出油量差異較大，其中出油量大于 0.3 μL/g 的包括平陰重瓣白玫瑰等4個(gè)品種。最后，對(duì)19個(gè)玫瑰品種花瓣上表皮分泌出油量和細(xì)胞內(nèi)油面積的相關(guān)性進(jìn)行分析表明，二者呈顯著正相關(guān)關(guān)系（Plt;0.05），擬合的線性模型為y=0.001 5x+0.020 0。各品種玫瑰精油均以醇類、烷烴類、酚類和酯類為主，但各類型相對(duì)含量與油面積大小不存在顯著相關(guān)關(guān)系。此研究能夠用于定量預(yù)測(cè)玫瑰新品種中的精油總量，可作為高油玫瑰新品種選育的細(xì)胞學(xué)方法。

關(guān)鍵詞：表皮分泌細(xì)胞；油面積；精油含量；相關(guān)性

中圖分類號(hào)：TQ645.1；O657.63；S685.120.1" 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1002-1302（2024）24-0148-07

收稿日期：2023-12-22

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金（編號(hào)：32272749）。

作者簡(jiǎn)介：徐 勇（1986—），男，河南信陽(yáng)人，博士，講師，主要從事觀賞植物種質(zhì)資源評(píng)價(jià)與應(yīng)用研究。E-mail：yongxu@yzu.edu.cn。

通信作者：馮立國(guó)，博士，教授，主要從事觀賞植物種質(zhì)資源與分子生物學(xué)研究。E-mail：lgfeng@yzu.edu.cn。

植物精油是一類存在于植物的葉、根、皮、花和果中的次級(jí)代謝產(chǎn)物，在植物界中分布廣泛，可隨水蒸氣蒸餾提取出來(lái)的、具有一定氣味的揮發(fā)性油狀液體^［1］。松柏科、樟科、蕓香科等植物中精油較為豐富。植物精油化學(xué)成分比較復(fù)雜，按化學(xué)結(jié)構(gòu)可分為脂肪族、芳香族和萜類三大類化合物以及它們的含氧衍生物如醇、醛、酮、酸、醚、酯、內(nèi)酯等。天然植物精油具有來(lái)源廣泛和毒性小的特點(diǎn)，是一類富有潛力的生物資源，在醫(yī)藥、保健品、植物病蟲害防治、日化生產(chǎn)、食品和環(huán)保等領(lǐng)域中具有廣泛的用途^［2-3］。

玫瑰（Rosa rugosa）是薔薇科薔薇屬多年生落葉灌木，原產(chǎn)我國(guó)、日本和俄羅斯遠(yuǎn)東地區(qū)，其栽培品種是重要的香料用經(jīng)濟(jì)植物^［4］。從玫瑰花中提取的精油是一種高檔的植物精油，其化學(xué)成分復(fù)雜，有300多種化合物，主要成分為萜類化合物，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)之和占玫瑰精油總質(zhì)量的50%～70％，主要包括香茅醇、香葉醇、橙花醇等及其乙酸酯類衍生物乙酸香茅酯和乙酸香葉酯等^［5-6］。玫瑰精油是名貴的天然香料，長(zhǎng)期以來(lái)是國(guó)際市場(chǎng)上流行的花香型香料之一，常作為制造高級(jí)化妝品、食品、醫(yī)藥品等的重要原料，市場(chǎng)需求量巨大^［7］。由于玫瑰精油價(jià)值高，但含量很低，一般提取率為0.03%左右，因此被稱為“液體黃金”。

國(guó)外種植的玫瑰主要用來(lái)生產(chǎn)精油，歐洲用來(lái)生產(chǎn)精油的主要品種是大馬士革玫瑰，其中保加利亞種植大馬士革玫瑰（R.damascena）的歷史久、規(guī)模大，而且生產(chǎn)的玫瑰精油質(zhì)量高，其被譽(yù)為玫瑰精油之都^［8］。大馬士革玫瑰是世界上最好的精油生產(chǎn)品種之一，其產(chǎn)的玫瑰精油香氣純甜，是世界上最受歡迎的香型^［9］。此外，千葉玫瑰（R.centifolia）和白玫瑰（R.alba）也是歐洲常用的品種。我國(guó)有約2 000多年的玫瑰種植歷史，目前在我國(guó)各地均有種植，以山東省、甘肅省、云南省等區(qū)域?yàn)橹?sup>［10^］。然而，我國(guó)對(duì)玫瑰種質(zhì)資源的收集及新品種選育方面的研究較少，玫瑰栽培品種數(shù)量極為有限，主要栽培品種有山東平陰的平陰玫瑰（R.rugosa cv. plena）、甘肅的苦水玫瑰（R.sertata×R.rugosa）^［10］。玫瑰精油的提取率除了受提取工藝影響較大外，主要與玫瑰品種花瓣中的精油含量直接相關(guān)。培育高油玫瑰新品種是科學(xué)研究和產(chǎn)業(yè)發(fā)展關(guān)注的重要問(wèn)題，目前已經(jīng)通過(guò)分子生物學(xué)手段探究了調(diào)控玫瑰中一些關(guān)鍵香氣成分的分子調(diào)控路徑及機(jī)制，為今后通過(guò)基因工程手段培育高油玫瑰新種質(zhì)提供有力的工具^［11-13］。

與此同時(shí)，新品種選育相關(guān)技術(shù)研究與開(kāi)發(fā)對(duì)玫瑰資源選育具有十分重要的意義。通常，使用一些方法將精油從花瓣中提取出來(lái)后，通過(guò)計(jì)算精油提取率來(lái)衡量玫瑰品種精油含量的高低。植物精油常見(jiàn)的提取方法包括水蒸氣蒸餾法、溶劑提取法、壓榨法和超聲波提取法等^［14］。不同植物適合的提取方法存在差異，需要根據(jù)植物的特性和提取目的選擇最合適的提取方法，玫瑰精油提取通常使用的是蒸餾法和超聲波提取法^［14］。然而，由于玫瑰的精油含量低，精油提取方法通常需要大量的玫瑰花，因此這些方法并不適用于玫瑰新品種含油量的鑒定。相關(guān)研究表明，玫瑰精油中主要成分萜類的合成途徑主要包括細(xì)胞質(zhì)中的甲羥戊酸（MVA）途徑和質(zhì)體中的甲基赤蘚醇-4-磷酸（MEP）途徑^［15］。精油的產(chǎn)生不僅僅是生物的合成和揮發(fā)過(guò)程，而且涉及細(xì)胞學(xué)中有組織的運(yùn)輸和排放過(guò)程。花朵作為玫瑰產(chǎn)生精油的器官，花瓣表皮分泌細(xì)胞（即花瓣表面第1層細(xì)胞）是玫瑰精油合成的主要場(chǎng)所，嗜鋨油滴及黑色油狀團(tuán)塊狀物主要聚集在質(zhì)體和細(xì)胞質(zhì)中^［16］。同時(shí)，花朵從花蕾期向盛開(kāi)期轉(zhuǎn)變的過(guò)程中，灰色油滴首先在質(zhì)體膜系統(tǒng)的加工下轉(zhuǎn)化為黑色嗜鋨油，在質(zhì)體外膜解體后進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，然后經(jīng)由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體囊泡的加工與轉(zhuǎn)運(yùn)，成為電子密度高的黑色嗜鋨油向中央大液泡中運(yùn)輸并在其中儲(chǔ)存，在半開(kāi)期和盛開(kāi)期含量最多，約占據(jù)整個(gè)大液泡的1/5^［16］。由此可見(jiàn)，精油可以通過(guò)染色得到觀察并且細(xì)胞內(nèi)的油面積也在盛開(kāi)期達(dá)到最大，與精油含量的變化趨勢(shì)一致，然而有關(guān)花瓣表皮分泌細(xì)胞內(nèi)油面積與精油含量的關(guān)系尚未見(jiàn)報(bào)道。

本研究擬首先提取精油以獲得不同品種玫瑰精油的出油率，然后對(duì)不同品種玫瑰的上表皮分泌細(xì)胞進(jìn)行系統(tǒng)觀察和分析，探究玫瑰品種上表皮分泌細(xì)胞的特點(diǎn)，并計(jì)算花瓣上表皮分泌細(xì)胞中油面積的大小以及其與精油提取量的相關(guān)性，進(jìn)而建立一種高油玫瑰品種篩選的細(xì)胞學(xué)方法，為玫瑰高油新品種的篩選提供借鑒。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

本研究使用的玫瑰品種均種植于山東省平陰玫瑰研究所（以下簡(jiǎn)稱玫瑰所）玫瑰種質(zhì)資源圃（116.457 676 °E，36.288 978 °N），位于山東省濟(jì)南市平陰縣玫瑰鎮(zhèn)。該地區(qū)屬于暖溫帶半濕潤(rùn)區(qū)大陸性季風(fēng)氣候，四季分明，春季干燥多風(fēng)，年平均氣溫14.6 ℃；年均降水量641.7 mm，多集中于夏季；光照充足，年均日照時(shí)數(shù)2 241.0 h；地勢(shì)東南高西北低，東南部為丘陵，其中翠屏山最高，海拔229 m，西北部為黃河灘區(qū)；土壤主要為褐土類。本試驗(yàn)于2021年5—7月在玫瑰所取樣并開(kāi)展相關(guān)試驗(yàn)，試驗(yàn)共選用19個(gè)玫瑰品種（圖1）。觀察花瓣表皮分泌細(xì)胞的玫瑰花樣品的采摘時(shí)期為花朵露出亮黃色花蕊時(shí)的盛開(kāi)期，取樣時(shí)間為每天06：00前（日出前），每個(gè)品種采取6朵鮮花作為重復(fù)，并將采摘后的花瓣立刻放入多聚甲醛-戊二醛固定。用于提取精油的花朵采摘時(shí)期也和前面一致，每個(gè)品種至少采摘400 g。

1.2 水蒸氣蒸餾法提取玫瑰精油

本試驗(yàn)采用玫瑰產(chǎn)業(yè)中應(yīng)用最廣泛的一種精油提取工藝——水蒸氣蒸餾法提取玫瑰精油^［17］。將剛采摘的玫瑰鮮花取不少于400 g，加入放有去離子水的圓底燒瓶中，花液比為1 g ∶4 mL。然后，將燒瓶放置于電熱套上，再將蒸餾裝置連接燒瓶，在揮發(fā)油測(cè)定器中提前加入其2/3體積的水，以便于觀察精油。在花水混合物沸騰之前（約0.5 h）溫度設(shè)置為240 ℃，加熱至揮發(fā)油測(cè)定器的冷凝管有水滴滴下時(shí)，將溫度調(diào)為180 ℃，蒸餾過(guò)程持續(xù)2～3 h。蒸餾結(jié)束停止加熱后，待冷凝管處無(wú)水滴滴下，對(duì)最上層的黃色液體進(jìn)行萃取，然后在萃取液中加入少量無(wú)水Na2SO4 除去精油中含有的水分，-20 ℃密封保存。最后測(cè)定各玫瑰品種精油的體積。

不同品種玫瑰精油出油率計(jì)算公式：出油量＝V/M。

式中：V表示玫瑰精油體積數(shù)，μL；M表示鮮花重量，g。

1.3 花瓣包埋

選擇盛花期花朵，選取由外向內(nèi)的第3輪花瓣，從花瓣中部切片，切成長(zhǎng)×寬=1 mm×1 mm的組織小塊，立即放入盛有4%多聚甲醛溶液（0.1 mol/L，pH值為7.2 PBS配制）的小離心管中，抽真空直至樣品下沉，置于室溫下1 h，吸去多聚甲醛固定液，加入2.5%的戊二醛固定液（0.1 mol/L，pH值為7.2 PBS配制），置于室溫下2 h，棄戊二醛固定液，用0.1 mol/L PBS清洗3～4次，每次停留15～20 min，棄0.1 mol/L PBS，加入1%鋨酸（0.2 mol/L，pH值為7.2 PBS配制）后固定3～4 h，棄鋨酸固定液，使用 0.1 mol/L PBS清洗3～4次，每次停留15～20 min，吸去緩沖液，系列乙醇逐級(jí)脫水；100%丙酮和樹脂過(guò)渡，Spurr樹脂浸透、包埋、聚合^［18］。

1.4 花瓣上表皮分泌細(xì)胞的定位

將前期制得的花瓣包埋塊用超薄切片機(jī)切成厚度為1" m的半薄切片，將載玻片放置于多功能熱臺(tái)上并滴上蒸餾水，再將切片放置于載玻片上，并待切片水分蒸發(fā)消失后使用甲苯胺藍(lán)染色，通過(guò)電鏡觀察并找到上表皮分泌細(xì)胞后去掉其他組織部分。將已經(jīng)染色定位好的玫瑰花瓣的包埋塊用超薄切片機(jī)切成厚度為50 nm的超薄切片，然后再用醋酸雙氧鈾、硝酸鉛雙重染色后用透射電鏡觀察并拍照^［18］。最后，使用CAD軟件將花瓣上表皮分泌細(xì)胞內(nèi)的油面積進(jìn)行勾選和計(jì)算。

1.5 玫瑰精油香氣成分的測(cè)定

首先，使用微量注射器吸取2 μL玫瑰精油溶解到498 μL正己烷中，添加過(guò)量無(wú)水硫酸鈉（約0.7 g）除去水分，取50 μL混合50 μL 0.006 25%3-壬酮內(nèi)標(biāo)液加入進(jìn)樣瓶，通過(guò)trace ISQ氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀器進(jìn)行自動(dòng)進(jìn)樣，參照實(shí)驗(yàn)室前期的方法^［11］進(jìn)行香氣成分的測(cè)定，使用色譜柱型號(hào)為（ECONO-CAP，EC-1000，Alltech Corporation，Lexington，KY，USA），氦流速為1.00 mL/min，程序如下： 50 ℃ 1 min（初始溫度），然后以10 ℃/min的速度增加到140 ℃，持續(xù)5 min，最后以4 ℃/min的速度增加到210 ℃，持續(xù)15 min。然后以100 ∶1的分離比和240 ℃的進(jìn)樣溫度注入1 mL樣品。質(zhì)譜電離溫度為200 ℃，自動(dòng)掃描50～550 amu，電子能是70 eV?；贜IST17 MS數(shù)據(jù)庫(kù)的定性分析和基于內(nèi)標(biāo)歸一化峰面積的定量分析。再利用Xcalibur軟件在NIST 17 MS數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行定性分析和基于內(nèi)標(biāo)歸一化峰面積的定量分析。每個(gè)樣品進(jìn)行3次測(cè)定。

各成分的絕對(duì)含量＝［各組分的峰面積/內(nèi)標(biāo)的峰面積×內(nèi)標(biāo)濃度×4 mL］/樣品量（g），ng/g；

各成分的相對(duì)含量=樣品中某一組分的絕對(duì)含量／樣品中所有組分的絕對(duì)含量之和×100%。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同玫瑰品種花瓣上表皮分泌細(xì)胞形態(tài)觀察

通過(guò)透射電鏡觀察獲得19種玫瑰花瓣中上表皮分泌細(xì)胞橫切圖（圖2）。觀察發(fā)現(xiàn)，這些品種的上表皮分泌細(xì)胞形狀大體相同，大多呈近圓形、橢圓形或倒三角形，僅極少數(shù)玫瑰品種的上表皮分泌細(xì)胞形態(tài)奇特。在盛花期，上表皮分泌細(xì)胞內(nèi)主要被擴(kuò)展向邊緣擠壓的大液泡占據(jù)，液泡中有大量的嗜鋨油，大部分嗜鋨油團(tuán)塊狀分布于液泡邊緣（如香水玫瑰、平陰重瓣白玫瑰、苦水玫瑰等），部分沿液泡邊緣貼于細(xì)胞壁條塊狀分布（西胡2號(hào)、大果玫瑰、漢莎玫瑰等）。豐花玫瑰、香水玫瑰、平陰重瓣白玫瑰、雜交單瓣紅玫瑰、平陰重瓣紅玫瑰這5個(gè)玫瑰品種的花瓣上表皮分泌細(xì)胞中都存在較多的嗜鋨油，亮葉玫瑰、苦水玫瑰等6個(gè)玫瑰品種的花瓣上表皮分泌細(xì)胞中嗜鋨油量少于豐花玫瑰等品種，漢莎玫瑰、荼薇玫瑰等7個(gè)品種中則存在少量嗜鋨油，而大馬士革玫瑰分泌細(xì)胞內(nèi)嗜鋨油極少。此外，紫枝玫瑰中存在少量淀粉粒，而大馬士革玫瑰和大馬士革白玫瑰中存在較多的淀粉粒。所有品種的細(xì)胞內(nèi)膜邊緣分布有已被酶解的細(xì)胞器和其他分泌物質(zhì)，被中央大液泡擠壓到細(xì)胞壁內(nèi)側(cè)，而且部分品種的細(xì)胞壁向外凸起呈乳突狀，細(xì)胞壁外層積累有灰色物質(zhì)，這可能是由于分泌細(xì)胞內(nèi)的揮發(fā)性油分泌出進(jìn)入細(xì)胞壁后所導(dǎo)致，如西胡2號(hào)、荼薇玫瑰等。

2.2 不同品種玫瑰花瓣上表皮分泌細(xì)胞精油面積大小

19種玫瑰的細(xì)胞內(nèi)油面積（S）大小及分類如表1所示。細(xì)胞內(nèi)油面積較高（大于100 μm2）的有豐花玫瑰、香水玫瑰、平陰重瓣白玫瑰、雜交單瓣紅玫瑰、平陰重瓣紅玫瑰5個(gè)品種，油面積為106.6～184.4 μm2。含有中等油面積（45 μm2＜S≤100 μm2）的玫瑰品種有西胡1號(hào)、西胡2號(hào)、西胡3號(hào)等7個(gè)品種，油面積分別為45.8～77.4 μm2。漢莎玫瑰和荼薇玫瑰等7個(gè)品種細(xì)胞內(nèi)油面積較低，為5.8～44.7 μm2。

2.3 不同玫瑰品種出油量與花瓣上表皮分泌細(xì)胞精油面積的關(guān)系

使用水蒸汽蒸餾法提取獲得19個(gè)玫瑰品種的精油，并對(duì)精油出油量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)（圖3）。研究發(fā)現(xiàn)，玫瑰品種出油量的變異系數(shù)為58.36%，表明這些品種之間的出油量有較大差異。其中，出油量大于0.3 μL/g的有4個(gè)品種，即豐花玫瑰、香水玫瑰、平陰重瓣白玫瑰、平陰重瓣紅玫瑰。出油量介于 0.2～0.3 μL/g之間的有6個(gè)品種，即雜交單瓣紅玫瑰、亮葉玫瑰、西胡1號(hào)、西胡2號(hào)、西胡3號(hào)、大馬士革玫瑰。出油量介于0.1～ 0.2 μL/g之間的有6個(gè)品種，即保加利亞白玫瑰、苦水玫瑰、平陰11號(hào)、大果玫瑰、大紅紫枝玫瑰、大馬士革白玫瑰。出油量小于0.1 μL/g的有3個(gè)品種，分別為漢莎玫瑰、荼薇玫瑰、紫枝玫瑰。結(jié)果表明，不同品種之間的出油量差異較大，平陰重瓣白玫瑰的出油量最高（0.416 μL/g），約是出油量最低的漢莎玫瑰（0.035 μL/g）的12倍。本研究中絕大部分玫瑰品種的出油量與細(xì)胞內(nèi)油面積大小的對(duì)應(yīng)關(guān)系較為一致。

最后，對(duì)19個(gè)玫瑰品種花瓣上表皮分泌細(xì)胞內(nèi)油面積和出油量進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果（圖4）表明，玫瑰出油量與分泌細(xì)胞內(nèi)的油面積呈顯著正相關(guān)關(guān)系（r2=0.55），線性擬合的方程為y=0.001 5x+0.020 0。因此，只需基于花瓣上表皮分泌細(xì)胞內(nèi)油面積，就能夠使用該模型定量預(yù)測(cè)玫瑰新品種中的精油含量。

2.4 不同玫瑰品種精油組成成分及其與花瓣上表皮分泌細(xì)胞精油面積的關(guān)系

根據(jù)測(cè)定的各玫瑰品種精油成分及含量，將各組分劃分為8種類型并計(jì)算相應(yīng)的相對(duì)含量。結(jié)果（表2）表明，不同玫瑰品種間的香氣類型存在明顯差異。玫瑰精油中以醇類、烷烴類、酚類和酯類為主，4種占所有成分的80%以上。其中，醇類物質(zhì)占

總成分的31.4%～65.1%，平均值高達(dá)51.65%；烷烴類物質(zhì)占總成分的8.8%～41.1%，平均為19.44%；酚類物質(zhì)占總成分的0～18.3%，平均為9.82%；酯類物質(zhì)占總成分的5.4%～14.5%，平均為9.28%。烯烴類、酮類和醛類的平均占比分別為1.34%、2.93%、2.91%。僅2個(gè)品種含有酸類物質(zhì)，且占比僅為1.2%和0.4%。就各個(gè)品種而言，除了醇類，烷烴類物質(zhì)占比較高（≥25%）的品種有平陰重瓣白玫瑰、平陰11號(hào)、西胡2號(hào)、大果玫瑰、大馬士革白玫瑰；酚類物質(zhì)占比較高（≥14%）的品種有西胡2號(hào)、大果玫瑰、紫枝玫瑰；酯類物質(zhì)占比較高（≥12%）的品種有西胡2號(hào)、西胡3號(hào)；酮類物質(zhì)占比較高（≥7%）的品種有香水玫瑰、大紅紫枝玫瑰；醛類物質(zhì)占比較高（≥6%）的品種有漢莎玫瑰、荼薇玫瑰。此外，通過(guò)玫瑰各類型組分相對(duì)含量與油面積大小的相關(guān)性分析可知，二者之間不存在顯著相關(guān)關(guān)系。

3 討論與結(jié)論

本研究觀察到的花瓣上表皮分泌細(xì)胞中大部分細(xì)胞器已被酶解，整個(gè)細(xì)胞內(nèi)幾乎僅存在大液泡，有利于精油的儲(chǔ)存與運(yùn)輸。大部分嗜鋨油沿液泡邊緣貼于細(xì)胞壁線性分布，這樣可能更有利于精油從細(xì)胞壁釋放。細(xì)胞器的酶解使細(xì)胞缺乏存活及代謝活動(dòng)必須的物質(zhì)和能量，這可能是玫瑰花盛開(kāi)后很快凋謝的原因之一。

本研究發(fā)現(xiàn)，19個(gè)玫瑰品種的出油量介于0.035～0.416 μL/g之間，差異較大，由于鮮花采摘時(shí)間、精油提取方式和種植條件均一致，所以玫瑰品種的不同是造成這種差異的主要原因。大部分玫瑰品種的上表皮分泌細(xì)胞中精油的存在形式主要為嗜鋨油，其作為合成精油的前體物質(zhì)或聚集體，與精油的生物合成和儲(chǔ)存直接相關(guān)^［19］。盛開(kāi)期玫瑰上表皮分泌細(xì)胞內(nèi)精油含量最大，主要儲(chǔ)存在液泡中，而且嗜鋨油滴之間通過(guò)吸附聚集在一起形成團(tuán)塊狀或者條塊狀，因此方便細(xì)胞內(nèi)油面積的統(tǒng)計(jì)，減少統(tǒng)計(jì)誤差。本研究通過(guò)19個(gè)玫瑰品種的觀察和統(tǒng)計(jì)，證明了油面積的大小與出油量存在顯著正相關(guān)關(guān)系，因此，可以使用花瓣上表皮分泌細(xì)胞切片電鏡觀察的方式進(jìn)行玫瑰含油量的衡量，并且可以使用擬合的模型預(yù)測(cè)精油的含量。

本研究結(jié)果表明，玫瑰表皮分泌細(xì)胞的油面積與精油含量呈顯著正相關(guān)關(guān)系，但是依然存在部分品種兩者之間不符合擬合的線性模型。研究表明，部分嗜鋨油經(jīng)過(guò)小囊泡的轉(zhuǎn)運(yùn)，以胞吐的方式通過(guò)細(xì)胞質(zhì)膜，一部分嗜鋨油滴直接穿過(guò)斷裂的細(xì)胞質(zhì)膜，轉(zhuǎn)化為體積更小的顆粒穿過(guò)細(xì)胞壁纖維層，最后沉積在細(xì)胞壁外^［16］，因此部分品種的一部分精油可能已經(jīng)穿越細(xì)胞壁后從細(xì)胞間隙散發(fā)^［20］。上述現(xiàn)象可能導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)油面積偏小，但是提取獲得的精油量可能依然較高，如亮葉玫瑰。與之相反，玫瑰花瓣除了合成精油還會(huì)合成多酚類、類黃酮等物質(zhì)，也可能會(huì)存在于分泌細(xì)胞中，因此測(cè)算的細(xì)胞內(nèi)油面積大小相對(duì)于精油含量而言偏高^［21］，如荼薇玫瑰和漢莎玫瑰。此外，雖然有些品種的油面積相對(duì)較低，但是出油量較高，這可能是由于細(xì)胞質(zhì)內(nèi)含有較多的淀粉顆粒，淀粉提供了合成精油的前體物質(zhì)并在合成過(guò)程中提供碳源和能量，并且可以通過(guò)質(zhì)體轉(zhuǎn)化成精油成分^{［16，22-23］}，如大馬士革玫瑰和大馬士革白玫瑰。

本研究對(duì)玫瑰花瓣上表皮細(xì)胞內(nèi)油面積與精油成分的相關(guān)性進(jìn)行了分析，研究發(fā)現(xiàn)，只有花瓣的上表皮細(xì)胞表面呈覆蓋有表皮紋的錐形乳頭狀凸起上面會(huì)分泌精油，表明上表皮細(xì)胞的分泌較為活躍，是精油分泌和儲(chǔ)存的主要場(chǎng)所^{［21，24］}。然而下表皮細(xì)胞內(nèi)壁平坦，覆蓋有條紋角質(zhì)層，沒(méi)有向外凸出，但玫瑰花瓣的下表皮細(xì)胞也會(huì)合成部分萜烯類精油成分^［23］?；诿倒迳舷卤砥ぜ?xì)胞的結(jié)構(gòu)和分泌芳香物質(zhì)方面存在差異，后期有必要進(jìn)一步研究不同玫瑰品種下表皮細(xì)胞的細(xì)胞學(xué)特征對(duì)精油含量的影響，以期更全面地使用細(xì)胞觀察方法衡量玫瑰精油的含量。

本研究通過(guò)開(kāi)展19個(gè)玫瑰品種上表皮分泌細(xì)胞形態(tài)特征的觀察，以及油面積大小的測(cè)定和精油的提取，并分析油面積與精油含量的相關(guān)關(guān)系。結(jié)果表明，玫瑰花瓣表皮分泌細(xì)胞形態(tài)各異，大多呈橢圓形，僅存的大液泡中有大量的團(tuán)塊狀或條塊狀嗜鋨油沿細(xì)胞壁分布。5個(gè)玫瑰品種的上表皮分泌細(xì)胞中存在較多的嗜鋨油，油面積較大。油面積中等和較低的均有7個(gè)品種，部分品種油面積小但存在較多的淀粉粒。不同玫瑰品種的精油出油量存在差異，大部分玫瑰品種的出油量與花瓣上表皮分泌細(xì)胞內(nèi)油面積呈顯著正相關(guān)關(guān)系，擬合的線性模型為y=0.001 5x+0.020 0，可用于定量預(yù)測(cè)玫瑰新品種中的精油總含量，但是精油各類型成分的含量與油面積大小不存在顯著相關(guān)關(guān)系。

參考文獻(xiàn)：

［1］Pal P K. Evaluation，genetic diversity，recent development of distillation method，challenges and opportunities of Rosa damascena：a review［J］. Journal of Essential Oil Bearing Plants，2013，16（1）：1-10.

［2］王廣要，周 虎，曾曉峰. 植物精油應(yīng)用研究進(jìn)展［J］. 食品科技，2006，31（5）：11-14.

［3］王巨媛，翟 勝. 植物精油應(yīng)用進(jìn)展及開(kāi)發(fā)前景展望［J］. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，38（4）：1-3.

［4］Venkatesha K T，Gupta A，Rai A N，et al. Recent developments，challenges，and opportunities in genetic improvement of essential oil-bearing rose （Rosa damascena）：a review［J］. Industrial Crops and Products，2022，184：114984.

［5］應(yīng)麗亞. 玫瑰精油化學(xué)成分及其功能性研究［D］. 杭州：浙江大學(xué)，2012.

［6］馮立國(guó)，生利霞，趙蘭勇，等. 玫瑰花發(fā)育過(guò)程中芳香成分及含量的變化［J］. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008，41（12）：4341-4351.

［7］Rusanov K，Kovacheva N，Rusanova M，et al. Traditional Rosa damascena flower harvesting practices evaluated through GC/MS metabolite profiling of flower volatiles［J］. Food Chemistry，2011，129（4）：1851-1859.

［8］Kovacheva N，Rusanov K，Atanassov I. Industrial cultivation of oil bearing rose and rose oil production in Bulgaria during 21ST Century，directions and challenges［J］. Biotechnology amp; Biotechnological Equipment，2010，24（2）：1793-1798.

［9］王偉玲，王曉玲. 不同產(chǎn)地大馬士革玫瑰花精油化學(xué)成分的研究［J］. 中國(guó)測(cè)試，2019，45（3）：59-64.

［10］侯秋梅，周洪英. 玫瑰種質(zhì)資源及雜交育種研究現(xiàn)狀［J］. 貴州農(nóng)業(yè)科學(xué)，2022，50（1）： 14-22.

［11］Feng L G，Chen C，Li T L，et al. Flowery odor formation revealed by differential expression of monoterpene biosynthetic genes and monoterpene accumulation in rose （Rosa rugosa Thunb.）［J］. Plant Physiology and Biochemistry，2014，75：80-88.

［12］Magnard J L，Roccia A，Caissard J C，et al. Biosynthesis of monoterpene scent compounds in roses［J］. Science，2015，349（6243）：81-83.

［13］Bergman M E，Bhardwaj M，Phillips M A. Cytosolic geraniol and citronellol biosynthesis require a Nudix hydrolase in rose-scented geranium （Pelargonium graveolens）［J］. The Plant Journal，2021，107（2）：493-510.

［14］張 瑞，唐四葉. 玫瑰精油的提取方法及研究現(xiàn)狀［J］. 輕工科技，2020，36（10）： 30-31，45.

［15］Nagegowda D A. Plant volatile terpenoid metabolism：biosynthetic genes，transcriptional regulation and subcellular compartmentation［J］. FEBS Letters，2010，584（14）：2965-2973.

［16］Wei T T，Zhu M，Zhou J X，et al. Cytological evidence for the pathway of synthesis，accumulation，and secretion of rose essential oil［J］. Journal of Essential Oil Bearing Plants，2019，22（2）：301-310.

［17］張媛媛. 水蒸氣蒸餾提取玫瑰精油的工藝研究［J］. 吉林農(nóng)業(yè)，2016（20）：119.

［18］House A，Balkwill K. FIB-SEM：an additional technique for investigating internal structure of pollen walls［J］. Microscopy and Microanalysis，2013，19（6）：1535-1541.

［19］Suire C，Bouvier F，Backhaus R A，et al. Cellular localization of isoprenoid biosynthetic enzymes in Marchantia polymorpha.uncovering a new role of oil bodies［J］. Plant Physiology，2000，124（3）：971-978.

［20］Han Y J，Wang H Y，Wang X D，et al. Mechanism of floral scent production in Osmanthus fragrans and the production and regulation of its key floral constituents，β-ionone and linalool［J］. Horticulture Research，2019，6：106.

［21］Sulborska A，Weryszko-Chmielewska E，Chwil M. Micromorphology of Rosa rugosa Thunb. petal epidermis secreting fragrant substances［J］. Acta Agrobotanica，2012，65（4）：21-28.

［22］Sood S，Vyas D，Nagar P K. Physiological and biochemical studies during flower development in two rose species［J］. Scientia Horticulturae，2006，108（4）：390-396.

［23］Bergougnoux V，Caissard J C，Jullien F，et al. Both the adaxial and abaxial epidermal layers of the rose petal emit volatile scent compounds［J］. Planta，2007，226（4）：853-866.

［24］Sulborska A，Weryszko-Chmielewska E. Characteristics of the secretory structures in the flowers of Rosa rugosa Thunb.［J］. Acta Agrobotanica，2014，67（4）：13-24.