野生欧李(Cerasus humilis)果实俗称“钙果”，因其人体所需的活性钙(水溶性钙和磷酸钙)含量高而备受关注(曹琴等，1999；张美莉等，2007；马建军等，2007；刘会茹等，2011)。实生居群的野生欧李果实中矿质营养代谢存在遗传多样性，这与丰富的营养器官和生殖器官性状遗传变异类型等因素有关(王有信等，2005)，经系统聚类分析，实生野生欧李按果实和叶片大小划分为2种类型：小叶小果型和大叶大果型。2种类型果实在果实大小、干鲜物质量、含水百分率以及Ca，K等矿质营养元素含量方面存在明显差异(任艳军等，2012)。果实中矿质营养积累不仅表现为营养器官与生殖器官性状遗传变异类型的差异，同时在酶水平和超微形态结构上也表现一定的相关性(马建军等，2011；2012；任艳军等，2012)。因此，研究筛选欧李钙营养高效基因类型，为人类提供天然优质钙源，尤其是欧李果实钙素营养吸收机制具有重要意义。次生木质部导管的结构特征差异在影响矿物质运输和水分代谢等方面发挥重要作用(孙同兴等，1998)。本研究以小叶小果型和大叶大果型2种遗传类型欧李为试材，通过比较欧李果实发育期间根系和枝条次生木质部导管结构的特征差异以及果实中钙的含量变化，进一步了解影响不同类型欧李果实钙含量差异的相关因子，为揭示欧李果实“高钙”积累特性提供相关基础理论依据。

试验材料取自于河北科技师范学院园艺科技学院野生欧李资源圃内的实生群体。选择开花期和果实成熟期相近，而叶片和果实性状差异明显的小叶小果型(简称小果型，成熟单果质量均值2～3 g)和大叶大果型(简称大果型，成熟单果质量均值5 g以上)实生株(丛)各3株，于幼果期(花后15天)、硬核期(花后45天)、成熟期(花后90天)各采集果实30个，称其鲜果质量并计算单果平均质量。除花后15天无法分离果核外，其他各时期去除果核后称其果肉鲜质量，烘干后计算其果实含水百分率。烘干后的果实样品经研磨后分析测定果实中的钙含量。

同时于果实发育硬核期阶段(花后45～60天)，分别采集各类型欧李不同方位的根系根段和结果基生枝的枝条，枝条取自结果基生枝中上部，根段取自距根系根尖8～10 cm，直径大小均为0.5 cm左右，去除皮后，将木质部劈成细丝状，分别混合后作为小果型和大果型的根系和枝条样品观测材料。

将材料置于FAA固定液中于4 ℃冰箱中固定24 h，然后用离析液(李正理，1996)于室温下离析约60 h，离析完毕后去除离析液，水洗多次将酸完全冲洗掉，之后乙醇梯度脱水至100％。将样品滴于载玻片上，经干燥、喷金处理后，在KYKY-2800型扫描电子显微镜下观察、拍照，并利用扫描电镜软件测定导管的长度和直径，更换观测样品数次并随机测量每种材料的导管各100个，依据Tippo(1941)的描述方法，对导管结构进行描述和分类，然后进行统计分析。

果实中的Ca含量测定采用HNO₃-HClO₄(5:1)湿法消解法，利用Optima2100DV等离子体发射光谱仪分析测定。利用SPSS17.0数据统计分析软件对根系和枝条导管直径和长度进行差异显著性检验。

在小果型和大果型欧李根系和枝条的次生木质部导管离析材料中，均发现有多种类型的导管细胞(图 1，2)。从导管侧壁次生增厚和木质化的方式看，一类为孔纹导管，数量较多，呈对列(图 1C，E； 图 2F)或互列(图 1B，F，G，H； 图 2D，G，H，I，J)纹孔式。另一类为网纹导管(图 1J； 图 2F)，数量较少。

	图 1 欧李根系次生木质部导管结构类型 Fig. 1 Vessel elements of secondary xylem in root system of Cerasus humilis A-F为两端壁具尾，其中A，B为两端壁具长尾，C，D为一端壁具长尾另一端壁具短尾， E，F为两端壁具短尾； G，H为一端壁具尾一端壁无尾； I，J为两端壁无尾。 A-F vessel elements with two tails in both end walls, A，B two long tails, C，D one long tail and one short tail, E，F two short tails; G，H tail in one end wall; I,J without tails in both end walls. 下同。The same below.

	图 2 欧李枝条次生木质部导管结构类型 Fig. 2 Vessel elements of secondary xylem in stem system of C.humilis

从尾的有无来看，有的两端具尾(图 1和图 2，A～F)，其中有两端具长尾(图 1和图 2，A，B)，一端具长尾另一端具短尾(图 1和图 2，C，D)，两端具短尾(图 1和图 2，E，F)； 有的一端具尾一端无尾(图 1和图 2，G，H)； 有的两端无尾(图 1和图 2，I，J)。2种类型材料中均以两端具尾比例最高，两端无尾比例最低，但所占比例存在差异。与大果型比较，小果型中两端具尾导管数量，根系和枝条分别少8.57%和22.58%，一端具尾导管数量基本持平，而两端无尾导管数量，根系和枝条分别多400%和142.86%，即小果型中两端具尾导管数量较少，两端无尾导管数量较多(表 1)。

表 1 导管的具尾情况 Tab.1 Tail of the vessel elements

表 1 导管的具尾情况 Tab.1 Tail of the vessel elements % 材料Material 类型Type 两端具尾Two tails in both end walls 一端具尾Tail in one end wall 两端无尾No tail 根系Root system 小果型Small fruit type 64 26 10 大果型Big fruit type 70 28 2 枝条Stem system 小果型Small fruit type 48 35 17 大果型Big fruit type 62 31 7

从穿孔板的式样看，在所有观察的2种类型材料中，导管均为单穿孔(图 1，图 2)，分别位于两端的端壁上。同时端壁斜度和角度有很大变化，从比较倾斜的端壁(图 1和图 2，A，B)经中间过渡类型(图 1E，G； 图 2C，J)到两端壁接近水平(图 1H，J； 图 2E，H)； 各类型材料中具有螺纹加厚现象(图 1A，D； 图 2A，B，C，E)。

图 3可知，根系导管中小果型导管直径主要分布在31～50 μm，均值大小为40.60 μm。大果型导管直径主要分布在21～40 μm，均值大小为28.20 μm；枝条导管中小果型导管直径主要分布在41～60 μm，均值大小为51.50 μm，大果型导管直径主要分布在21～40 μm，均值大小为33.50 μm，根系和枝条中小果型导管直径均明显大于大果型(P＜0.01)，可见小果型欧李导管具有宽导管特性。2种类型不同器官导管直径比较，枝条均大于根系(P＞0.05)。

	图 3 导管直径的分布 Fig. 3 The distribution frequency of vessel elements diameter in root system and stem system

图 4可知，根系导管中小果型导管长度主要分布在151～400 μm，均值大小为264.30 μm。大果型导管长度主要分布在151～300 μm，均值大小为223.30 μm； 枝条导管中小果型导管长度主要分布在201～300 μm，均值大小为252.50 μm。大果型导管长度主要分布在151～300 μm，均值大小为242.60 μm。根系和枝条中小果型导管长度均略大于大果型，但差异不明显。2种类型不同器官导管长度比较无明显差异。

	图 4 导管长度的分布 Fig. 4 The distribution frequency of vessel elements length in root system and stem system

由表 2可知，欧李果实发育历经幼果期、硬核期和成熟期3个阶段中，欧李果实钙含量呈先增加后降低变化趋势，而果实中含水率呈持续增加趋势； 与大果型欧李果实比较，各发育时期小果型果实中钙含量明显高于大果型(P＜0.01)，同时具有较高的含水率，进入硬核期和成熟期含水率显著高于大果型(P＜0.05或P＜0.01)。这表明小果型欧李果实发育具有较强的水分代谢能力和果实钙积累能力。

表 2 欧李果实发育期果实中钙含量^① Tab.2 The Ca content of C.humilis fruit in different fruit development stage

表 2 欧李果实发育期果实中钙含量① Tab.2 The Ca content of C.humilis fruit in different fruit development stage 指标Indices 幼果期Young stage 硬核期Hardening stage 成熟期Maturity stages 大果型Big fruit type 小果型Small fruit type 大果型Big fruit type 小果型Small fruit type 大果型Big fruit type 小果型Small fruit type 单果质量Solitary fruit mass/g 0.13±0.01Aa 0.09±0.01Aa 1.03±0.23Aa 0.81±0.06Aa 5.03±0.86Aa 2.64±0.39Bb 果肉鲜质量Flesh fresh mass/g 0.13±0.01 Aa 0.09±0.01 Aa 0.74±0.03 Aa 0.56±0.02 Aa 4.68±0.05 Aa 2.32±0.03 Bb 果肉干质量Flesh dry mass/g 0.03±0.00 Aa 0.02±0.00 Aa 0.12±0.01 Aa 0.07±0.01 Bb 0.55±0.02 Aa 0.14±0.01 Bb 含水率Water percentage(%) 76.92±0.56 Aa 77.78±0.89 Aa 83.78±0.43 Ab 87.50±0.72 Aa 88.25±0.65 Bb 93.97±0.49 Aa 钙含量Ca content/(mg·kg -1DW) 2 667.48±109.21Bb 3 959.38±129.57Aa 2 958.04±125.14Bb 5 285.54±305.46Aa 1 580.94±75.60Bb 4 304.55±218.27Aa ① 表中各时期不同类型果实比较，同行不同小写字母代表0.05水平差异显著，不同大写字母代表0.01水平差异极显著。 Different capital letters in the same row indicate significant difference (P＜0.01); Different small letters in the same row indicate significant difference (P＜0.05).

果实中的钙包括水溶性钙组分(易溶于水的钙盐和游离Ca²⁺)、果胶酸钙、碳酸钙、磷酸钙、草酸钙和硅酸钙等，它们在果实中的含量与分布因品种、同一品种不同部位而异，并随果实发育的时期不同而不断变化。梨(Pyrus spp.)水溶性钙含量在果实膨大期前含量较低，进入膨大期后迅速升高，采收前有所下降(刘剑锋等，2003)。苹果(Malus pumila)幼果期主要以活性钙(水溶性钙和果胶酸钙)为主，膨大期则以非活性钙为主(边少敏等，2001)。Wilkinson(1968)观察到苹果果实钙积累分2个阶段：阶段Ⅰ主要为细胞分裂期，此期时间短，果实中钙含量迅速增加；阶段Ⅱ为细胞膨大期，此期钙素吸收速度较慢。Quinlan(1969)发现果实在生长最初6周内可积累全钙的90%。苹果果实缺钙的主要原因：一方面，植物体内钙主要依赖于蒸腾作用在木质部导管中运输，几乎不能通过韧皮部运输，果实膨大过程中蒸腾作用较弱，导管或叶片中的钙难以向果实转移，由于钙的分配与蒸腾作用关系密切，叶片与果实可竞争蒸腾水分，从而抑制钙向果实的分配(Bangerth，1979)；另一方面是果梗草酸钙的形成，苹果果梗中含较多草酸，草酸与钙形成草酸钙沉淀阻止钙进入果实，这种沉淀在早期(花后6周)较少，不影响钙的输入，随着果实的膨大，草酸钙晶体渐增并填塞维管组织，阻碍后期钙的输入(边少敏等，2001)。与易造成缺钙的苹果果实不同，欧李果实钙累积主要发生在幼果细胞分裂期和果实细胞膨大期2个阶段，细胞分裂期以果胶钙形态积累为主，而细胞膨大期以水溶钙形态积累为主，其中果肉中水溶钙和果胶钙组分占钙累积总量的69.87％(马建军等，2007)，水溶性钙和果胶钙形态的含量变化是影响果实中钙吸收和积累的重要因子(马建军等，2008)，水溶性钙形态组分对野生欧李果实中钙吸收积累贡献最大(马建军等，2007)。由此可见，果树树体供钙能力大小不仅与激素调控、遗传控制、蒸腾作用、钙素调控、砧穗组合等因素有关(Diamond et al.，1998)；树体中水分的吸收和运输在影响钙离子吸收和运输方面也同样发挥着重要的生理作用，这可能是造成与苹果果实钙吸收积累差异的原因之一。

树体钙运输主要是通过体内液体流沿木质部导管来完成，其运输水平与钙梯度、钙的运输形态，蒸腾拉力等因素有关(白昌华，1989)。欧李树体中钙离子由根系吸收后，主要以水溶性钙形态通过木质部液流被运输到地上各组织器官，并以不同形态钙形式积累、储存与分配(马建军等，2008； 2011)。而导管是维管植物木质部的主要组成成分，其主要功能是输导水分和矿质元素。其中导管的直径大小在影响水分输导效率方面最为重要(孙同兴等，1998)。由于矿物质的运输主要是以水为载体，通过蒸腾作用产生的拉力，经过木质部导管输导系统转移到地上部的各个组织器官中(Kramer et al.，1979)，可见，水分疏导效率的高低直接影响矿物质的运输和积累。而木质部中影响水分输导效率的因子很多，其中以导管的直径最为重要，宽直径导管更利于水分输导效率的提高(孙同兴等，1998)； 本研究结果发现，小果型欧李导管直径明显宽于大果型，是否意味着小果型欧李导管输水效率强于大果型，这可能是导致小果型欧李钙含量高的原因之一。已有的研究结果发现，欧李果实中含水率与叶片气孔长度(R=0.452^*)、气孔宽度(R=0.559^**)和气孔大小(R=0.533^*)均呈显著或极显著的正相关关系(任艳军等，2012)，同时欧李果实钙含量与果实含水率(R=0.391^**)呈极显著正相关关系(任艳军等，2012)。基于上述，小果型欧李所具有的较宽导管和蒸腾器官结构特征，可能是造成小果型欧李果实中Ca元素含量高的重要原因，其有关影响机制正在进一步深入研究之中。