不同梨品种间石细胞性状差异研究开题报告

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

梨是蔷薇科（rosaceae）、桃亚科（amygdaloideae）、苹果族（meleae）、苹果亚族（malinae）、梨属（pyrus l.）的多年生木本植物，是世界上重要的落叶果树之一^[1]。梨可根据原产地区的不同，分为东方梨和西洋梨。前者包括中国、日本等东方国家主要栽培的梨种，如白梨、砂梨、新疆梨、秋水梨；后者主要是指栽培在欧洲的梨种。梨在我国有超过三千年的栽培历史，栽培面积和产量长期以来居世界首位。但是，我国梨果在世界市场上竞争力较弱，出口量和出口价格都远低于其他国家。究其原因，主要是由于我国梨品质较低。

梨果实品质受到多种因素影响，其中石细胞含量是影响梨果实品质的重要因素之一。石细胞是一种厚壁细胞, 具有增厚的次生细胞壁,由薄壁细胞在其初生壁上二次沉积木质素、纤维素等成分而形成的，十分坚硬，如同石头一样，故此得名 ^[2-3]。梨石细胞中的木质素组成与大部分双子叶植物相同，含有g-木质素与s-木质素，且前者含量较多^[4]。石细胞的含量和果实的硬度呈现正相关。石细胞的密度越低、数量越少，果实的口感越细腻^[5]。但也有研究发现有些品种的梨，尽管石细胞颗粒较小、含量相对较低，其果肉质地仍较为粗糙。而与之相反，也存在着一些石细胞直径较大且数量较多但果肉质地柔软的情况^[6]。目前，梨果质地的评价多使用曹玉芬et al.（2006）的标准，划分为极粗、粗、中、细、极细5个等级^[7]。顾模et al.（1989）认为如果果实簇状石细胞团的直径小于150 μm，则食用品质良好，食用时不会感到有石细胞；大多数梨果实的簇状石细胞团在150-200 μm之间，食用品质尚可，吃起来感觉略有沙粒，即常见的普通梨果实的口感；对于石细胞团直径大于300μm的品种，食用品质较差，肉质粗糙且难以下咽^[8]。陶世蓉和辛华（1992）认为决定梨果实口感的主要因素是石细胞团直径而非数量^[9]。吴少华和沈德绪（1985）则认为，不能仅凭一个指标确定梨果实的食用品质，而要结合石细胞数量和质量两项数据，由此他们得出果实的使用品质取决于直径较大的石细胞的数量，一般是大于500 μm的石细胞^[10]。梨果实的石细胞数量不但影响食用口感，还密切影响着果实的一些其他品质指标，如糖度、酸度、维生素c含量以及果汁含量等。陶世蓉（2000）发现果实石细胞团直径越大，则果肉中的糖分含量越低^[11]。而果实酸度越高，则石细胞含量也越高^[12]。但刘小阳et al.（2004）得出了相反的结果，梨果实石细胞含量与糖度、维生素c含量没有明显的相关性，且与果实酸度呈显著负相关，即果实酸度越高，则石细胞数量就越少，同时还认为果实中存在较多石细胞的部分，则果实的其他品质特性也同样较差^[13]。

目前针对梨果实石细胞的研究已有很多报道，在梨果实石细胞含量、对品质影响等方面已有很多研究成果，但对于一些栽培品种的石细胞形状差异数据还不完全，尚存在部分空白。

2. 研究的基本内容和问题

本课题将在已开展的石细胞研究基础上，对于不同系统梨栽培品种的石细胞数目，大小与密度这一研究相关进行空白的补充。本课题将在中国南京农业大学梨工程技术研究中心江浦试验基地内对不同品种的梨成熟期果实分别进行随机取样，使用冷冻处理法和盐酸处理法分离石细胞，测量石细胞相对重量；通过间苯三酚盐酸染色法对果实纵切面进行染色，观察石细胞分布特征；再用数码相机采集图片，输入计算机视觉软件-Pearprocess分析石细胞相关性状，包括石细胞数目，大小，面积和密度。本研究期望在揭示不同梨栽培品种的石细胞数目，大小，面积和密度差异，为筛选优良的品种和改善梨品种提供基础。

3. 研究的方法与方案

冷冻处理法

将成熟梨果肉切块1.0 cm³，在-16~-20℃冷冻24h，样品解冻后22000r/min匀浆3min。将匀浆转移至1000ml烧杯中。加水至800ml,用玻璃棒搅拌1min,静置3min,倾出上层悬浮液。如此反复漂洗,直至洗净(一般需漂洗3～4次)。收集最初几次漂洗倾出的悬浮液,漂洗。合并所得石细胞,用粗滤纸过滤。将石细胞铺开,连同滤纸置烘箱中60～65℃烘2h,取出,干燥器中冷却至室温。收集石细胞,称量,精确到1mg。

间苯三酚盐酸染色法

4. 研究创新点

利用一种新的表型工具-pearprocess分析石细胞性状，包括数目、大小、面积与密度，丰富了石细胞性状的统计数据，揭示了不同梨品种间石细胞性状差异。

评价不同梨品种的果肉质地，揭示石细胞数目、大小、面积与密度与果肉质地的相关性。

弥补目前只研究了石细胞相对重量，不同系统梨栽培品种的石细胞数目，大小与密度的研究还存在空白。

5. 研究计划与进展

本课题将在中国南京农业大学梨工程技术研究中心江浦试验基地内对不同品种的梨成熟期果实分别进行随机取样，使用冷冻处理法和盐酸处理法分离石细胞，测量石细胞相对重量；通过间苯三酚盐酸染色法对果实纵切面进行染色，观察石细胞分布特征；再用数码相机采集图片，输入计算机视觉软件-pearprocess分析石细胞相关性状，包括石细胞数目，大小，面积和密度。

本研究期望在揭示不同梨栽培品种的石细胞数目，大小，面积和密度差异，为筛选优良的品种和改善梨品种提供基础。